Page 28 - 6412

26
Практичне заняття №5

Динамічна модель кривошипно-шатунного механізму

Теоретичні відомості

Розглядаючи питання динаміки КШМ двигуна внутрішнього згоряння,
виділяють три групи деталей, що здійснюють зворотньо-поступовий, обертаючий і
складний рух (наприклад, шатун). З метою спрощення динамічних розрахунків
звичайно замінюють рух реальних мас рухом двох або більше умовних
(приведених) мас. Звичайно використовуються двомасові еквівалентні схеми, що
складаються з маси т приведеної до вісі шатунної шийки колінчастого валу.
j
Вважають, що маса деталей поршневої групи зосереджена на вісі поршньового
пальця. Частину маси шатуна m приводять до поршньового пальця, іншу частину
шп
т до вісі шатунної шийки колінчастого валу.
шк
У сучасних швидкохідних ДВЗ особливо актуальним стає динамічний розрахунок
КШМ, оскільки деталі в них переміщаються зі значними швидкостями і
прискореннями. У карбюраторних ДВЗ легкових автомобілів, наприклад, прискорення
поршня досягає 2200 м/сек, а величина середньої швидкості поршня 16 м/сек.
Тому для надійного розрахунку швидкохідного двигуна визначення усіх сил,
діючих в нім, є вкрай необхідним.
Основні сили, діючі в карбюраторних і дизельних двигунах, наступні: сили тиску
газів, сили інерції, сили тертя і сили опіру. При розрахунку КШМ сили тертя
ураховуються при розрахунку  .
мех
1. Сили тиску газів в циліндрі двигуна залежно від ходу поршня визначаються
по індикаторній діаграмі, побудованій за даними теплового розрахунку. Сила тиску
газів на поршень діє по осі циліндра :

Р  р  р  F ,
г с о n
де p – тиск газів в циліндрі який визначено для відповідного положення поршня
c
по індикаторній діаграмі;
p – тиск в картері двигуна, p  1 , 0 МПа;
o o
2
F – площа поршня,м .
n
2. Сила інерції поступальних мас визначається за формулою
2
P  m  R    cos   cos 2  , (5.1)

j j
l
   , 0 25  , 0 31.
R
Ці сили діють по вісі циліндра і як і сили тиску газів вважаються позитивними,
якщо спрямовані до вісі колінчастого валу, і негативними якщо спрямовані від
коленвала.
3. Сила інерції обертових мас
2
K  m  R   . (5.2)
p
Сила прикладена в центрі шатунової шийки, постійна за величиною і
спрямована до радіусу кривошипа.