Menu

Кинематика и динамика кривошипно — шатунного механизма

Кинематические исследования и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма необходимы для выяснения сил, действующих на детали и элементы деталей двигателя, основные параметры которых можно определить расчетом.

[image]

Рис. 1. Центральный и дезаксиальный

кривошипно-шатунные механизмы

 

Детальные исследования кинематики и динамики кривошипно-шатунного механизма двигателя из-за переменного режима работы двигателя очень сложны. При определении нагрузок на детали двигателя пользуются упрощенными формулами, полученными для условия равномерного вращения кривошипа, которые дают при расчете достаточную точность и существенно облегчают расчет.

Принципиальные схемы кривошипно-шатунного механизма двигателей автотракторного типа показаны: на .рис. 1, а — центральный кривошипно-шатунный механизм, у которого ось цилиндра пересекает ось кривошипа, и на рис. 1, б — дезаксиальный, у которого ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала. Ось 3 цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину, а. Такое смещение одной из осей относительно другой позволяет, несколько изменить давление поршня на стенку цилиндрами уменьшить скорость поршня у в. м. т. (верхней мертвой точки), что благоприятно сказывается на процессе сгорания п уменьшает, шум при переносе нагрузки от одной стенки цилиндра на другую при изменении направления движения поршня

На схемах приняты следующие обозначения: [image] — угол поворота кривошипа, отсчитываемый от в. м.т. в направлении вращения кривошипа (коленчатого вала); S = 2R — ход поршня; R — радиус кривошипа; L — длина шатуна; [image] — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. У современных автомобильных двигателей [image], у тракторных двигателей [image]; [image]— угловая скорость вращения кривошипа; а — смещение оси цилиндра от оси коленчатого вала; [image] — угол отклонения шатуна от оси цилиндра; для современных автотракторных двигателей [image]

У современных двигателей относительное смещение осей принимают [image]. При таком смещении рассчитывают двигатель с дезаксиальным механизмом так же, как и с центральным кривошипным механизмом.

В кинематических расчетах определяют -перемещение, скорость и ускорение поршня.

Перемещение поршня вычисляют по одной из приведенных формул:

[image]; (1)

[image] (2)

Величины в квадратных и фигурных скобках для различных значений [image] и [image] см. в приложениях.

Перемещение поршня S представляет собой сумму двух S1 и S2 гармонических составляющих: [image] ; [image].

Кривая, описывающая перемещение поршня в зависимости от изменения [image], представляет собой сумму п+1. гармонических составляющих. Эти составляющие выше второй оказывают очень малое влияние на значение S, поэтому в расчетах ими пренебрегают, ограничиваясь только S = S1 + S2.

Производная по времени выражения S представляет собой скорость перемещения поршня

[image], (3)

здесь [image]v и [image] — соответственно первая и вторая гармонические составляющие.

Вторая гармоническая составляющая, учитывающая конечную длину шатуна, приводит к смещению [image] к в. м. т., т. е. [image]

Одним из, параметров, характеризующих конструкцию двигателя, является средняя скорость поршня (м/с)

[image],

где п — частота вращения коленчатого вала в минуту.

Средняя скорость движения поршня у современных автотракторных двигателе колеблется в пределах [image] м/с. Большие значения относятся к двигателям легковых автомобилей, меньшие — к тракторным.

Так как износ поршневой группы приблизительно пропорционален средней скорости поршня, то для увеличения долговечности двигатели стремятся делать с. меньшей средней скоростью поршня.

Для автотракторных, двигателей: [image];[image] при [image] при [image]

при [image]

Производная скорости поршня по времени — ускорение поршня

[image], (4).

здесь [image] и [image] — соответственно первая, и вторая гармонические составляющие.

Характер изменения:[image] — для двигателей автотракторного типа показан на графиках (рис. 2).

Шатун кривошипно-шатунного механизма совершает сложное возвратно-поступательное движение и колебательное относительно оси цилиндра, шатун качается подвешенным на поршневом пальце*.

Угловое перемещение шатуна.

[image] (5)

Максимальные отклонения шатуна от оси цилиндра будут при [image]

[image]

Угловая скорость вращения шатуна вокруг пальца

[image] (6)

Максимальная угловая скорость шатуна

[image].

Угловое ускорение шатуна

[image] (7)

Максимальное угловое ускорение шатуна

[image]



Рис. 2. Графики

[image]

[image] 

 

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2747 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5572 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2762 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Искажения снимков.

Изображение местности на снимке имеет искажения, основные из которых обусловлены непостоянством высоты фотографирования, рельефом местности, наклоном снимка, кривизной земной поверхности. Изменение высоты фотографирования вызывает изменение масштаба аэроснимков (см. (12.1)). в) б) а)   Рис. 12.3...

13-08-2010 Просмотров:9717 Инженерная геодезия. Часть 2.

Ремонт металлических и железобетонных пе…

Металлические балки усиливают постановкой накладок на болтах или приваркой их к балкам перекрытия, наращиванием балок сверху, установкой дополнительных балок, прикрепляемых к основным балкам, сваркой или болтами, или постановкой шпренгельных тяжей...

15-07-2010 Просмотров:7475 Эксплуатация жилых зданий

Противикидне обладнання

Противикидне обладнання призначено для герметизацiї гирла нафтових i газових свердловин з метою попередження вiдкритих фонтанiв у ході капiтального ремонту. Обладнання герметизації гирла для ремонту дає змогу застерігати вихід в атмосферу...

19-09-2011 Просмотров:6517 Підземний ремонт свердловин