Курсовая работа: Четырехтактный дизель для грузового автомобиля
3. Расчет кинематики двигателя
3.1 Выбор l и длины LШ шатуна
Величина отношения радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно была принята (по прототипу ЯМЗ-236) в тепловом расчете l = 0,264. При этих условиях
LШ = R/l = 60/0,264 = 227 мм.
3.2 Перемещение поршня
Расчет производится аналитически через каждые 30° угла поворота коленчатого вала.
Угловая скорость вращения коленчатого вала
w = p*n/30 = 3,14*2200/30 = 230,266 рад/с.
3.3 Скорость поршня
w*R/М = 230.266*0,06/0.4=34.54 мм
w*Rl/ (М*2) =230.266*0.06*0.264/ (0.4*2) =4.66мм
3.4 Ускорение поршня
w2R/М=230.2662*0.06/100=31.81мм
w2Rl/М=230.2662*0.06*0.264/100=8.589мм
j м = w2R (1+l) =230.2662*0.06 (1+0.264) =4040.31 м/с2
j = - w2R (1+1/8l) =2331.55 м/с2.
Расчетные данные сведены в таблицу.
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,264 | 4011,936 |
| 10 | 0,019172534 | 0,115035 | 0 | 3,019369 | 1,232887 | 3913,182 |
| 20 | 0,075748446 | 0,454491 | 3,019369 | 5,89078 | 1,141928 | 3624,481 |
| 30 | 0,166974596 | 1,001848 | 5,89078 | 8,477552 | 0,998025 | 3167,733 |
| 40 | 0,288494777 | 1,730969 | 8,477552 | 10,66439 | 0,811888 | 2576,931 |
| 50 | 0,43467317 | 2,608039 | 10,66439 | 12,36534 | 0,596944 | 1894,702 |
| 60 | 0,599 | 3,594 | 12,36534 | 13,5287 | 0,368 | 1168,032 |
| 70 | 0,77453879 | 4,647233 | 13,5287 | 14,13866 | 0,139784 | 443,6757 |
| 80 | 0,954371535 | 5,726229 | 14,13866 | 14,21337 | -0,07443 | -236,243 |
| 90 | 1,132 | 6,792 | 14,21337 | 13,8 | -0,264 | -837,936 |
| 100 | 1,301667891 | 7,810007 | 13,8 | 12,96732 | -0,42173 | -1338,56 |
| 110 | 1,458579077 | 8,751474 | 12,96732 | 11,79686 | -0,54426 | -1727,47 |
| 120 | 1,599 | 9,594 | 11,79686 | 10,3736 | -0,632 | -2005,97 |
| 130 | 1,720248389 | 10,32149 | 10,3736 | 8,777488 | -0,68863 | -2185,71 |
| 140 | 1,820583663 | 10,9235 | 8,777488 | 7,076543 | -0,7202 | -2285,92 |
| 150 | 1,899025404 | 11,39415 | 7,076543 | 5,322448 | -0,73403 | -2329,8 |
| 160 | 1,955133688 | 11,7308 | 5,322448 | 3,548976 | -0,73746 | -2340,69 |
| 170 | 1,98878804 | 11,93273 | 3,548976 | 1,773321 | -0,73673 | -2338,38 |
| 180 | 2 | 12 | 1,773321 | 1,24E-15 | -0,736 | -2336,06 |
| 190 | 1,98878804 | 11,93273 | 1,24E-15 | -1,77332 | -0,73673 | -2338,38 |
| 200 | 1,955133688 | 11,7308 | -1,77332 | -3,54898 | -0,73746 | -2340,69 |
| 210 | 1,899025404 | 11,39415 | -3,54898 | -5,32245 | -0,73403 | -2329,8 |
| 220 | 1,820583663 | 10,9235 | -5,32245 | -7,07654 | -0,7202 | -2285,92 |
| 230 | 1,720248389 | 10,32149 | -7,07654 | -8,77749 | -0,68863 | -2185,71 |
| 240 | 1,599 | 9,594 | -8,77749 | -10,3736 | -0,632 | -2005,97 |
| 250 | 1,458579077 | 8,751474 | -10,3736 | -11,7969 | -0,54426 | -1727,47 |
| 260 | 1,301667891 | 7,810007 | -11,7969 | -12,9673 | -0,42173 | -1338,56 |
| 270 | 1,132 | 6,792 | -12,9673 | -13,8 | -0,264 | -837,936 |
| 280 | 0,954371535 | 5,726229 | -13,8 | -14,2134 | -0,07443 | -236,243 |
| 290 | 0,77453879 | 4,647233 | -14,2134 | -14,1387 | 0,139784 | 443,6757 |
| 300 | 0,599 | 3,594 | -14,1387 | -13,5287 | 0,368 | 1168,032 |
| 310 | 0,43467317 | 2,608039 | -13,5287 | -12,3653 | 0,596944 | 1894,702 |
| 320 | 0,288494777 | 1,730969 | -12,3653 | -10,6644 | 0,811888 | 2576,931 |
| 330 | 0,166974596 | 1,001848 | -10,6644 | -8,47755 | 0,998025 | 3167,733 |
| 340 | 0,075748446 | 0,454491 | -8,47755 | -5,89078 | 1,141928 | 3624,481 |
| 350 | 0,019172534 | 0,115035 | -5,89078 | -3,01937 | 1,232887 | 3913,182 |
| 360 | 0 | 0 | 0 | -4,3E-15 | 1,264 | 4011,936 |
Диаграмма перемещения поршня.
Диаграмма скорости поршня.
Диаграмма ускорения поршня.
4. Динамический расчет
4.1 Исходные данные
Все данные приняты из предыдущих расчетов, а так же согласно прототипу двигателя [2].
конструктивная
масса поршневой группы 
конструктивная
масса шатуна 
конструктивная
масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов 
4.2 Расчет усилий в кривошипно-шатунном механизме
4.2.1 Силы давления газов
Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа по методу Брикса
Поправка Брикса
где Мs - масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.
Масштаб развернутой диаграммы
Давлений и удельных сил Мр=0,05МПа; полных сил Мр= Мр∙Fn=0,05∙13,9=0,695Н в мм, угла поворота кривошипа Мφ=3˚ в мм, или
в мм.
где ОВ - длина развернутой индикаторной диаграммы, мм.
По развернутой диаграмме через каждые 30˚ угла поворота кривошипа определяем значения ΔРГ и заносим в таблицу 6.
4.2.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
Масса поршневой группы
;
Масса шатуна
;
Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов
;
Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца
;
Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа
;
Массы, совершающие возвратно-поступательное движение
Массы, совершающие вращательное движение
4.2.3 Удельные и полные силы инерции
Удельная сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс
Центробежная сила инерции вращающихся масс
Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна
Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа
4.2.4 Удельные суммарные силы
Удельная сила, сосредоточенная на оси поршневого пальца
Удельная нормальная сила
Значение tgβ определяем по таблице [1. табл.8.2.] для λ=0,264.
Удельная сила, действующая вдоль шатуна
