Курсовая работа: Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля
Діаграму сил інерції розвертають по куту повороту кривошипа за методом Брікса, одержуючи Рj = f(φ).
6.4 Сумарні сили
Початковою силою, що обумовлює динамічне навантаження на кривошипний механізм, є сумарна сила Р, чинна по осі циліндра і рівна алгебраїчній сумі сил, Н: Р = РГ + Рі.
Побудова кривої зміни сумарної сили Р від кута повороту кривошипа проводиться графічним підсумовавунням ординат кривих Рr = f(φ) і Рj = f(φ). Аналітичне визначення сил, що діють у кривошипно-шатунному механізмі, проводяться по формулах, Н:
Сила, що діє уздовж шатуна S = Р/(1/cosβ)
Нормальна сила N = Рtgβ
Сила, що діє по радіусу кривошипа К = Р[cos (φ + β)/cosβ]
Тангенціальна сила Т = Р[sin(φ + β)/cosβ]
Значення цих сил у ньютонах в залежності від кута повороту кривошипа зведені у Таблиці 5, кН:
| Кут повороту | N | S | T | K |
| 0 | 0,00 | -26,30 | -26,30 | 0,00 |
| 30 | -2,62 | -20,96 | -16,71 | -12,67 |
| 60 | -1,68 | -7,84 | -2,37 | -7,47 |
| 90 | 1,31 | 5,26 | -1,31 | 5,10 |
| 120 | 2,87 | 13,34 | -9,00 | 9,85 |
| 150 | 1,92 | 15,39 | -14,18 | 5,97 |
| 180 | 0,00 | 15,59 | -15,59 | 0,00 |
| 210 | -1,92 | 15,39 | -14,18 | -5,97 |
| 240 | -2,92 | 13,57 | -9,16 | -10,02 |
| 270 | -1,48 | 5,98 | -1,48 | -5,80 |
| 300 | 1,19 | -5,52 | -1,66 | 5,26 |
| 330 | 1,28 | -10,26 | -8,18 | 6,20 |
| 360 | 0,00 | 20,66 | 20,66 | 0,00 |
| 370 | 1,96 | 45,68 | 9,86 | 44,58 |
| 390 | 1,16 | 9,30 | 7,42 | 5,26 |
| 420 | 0,28 | 1,29 | 0,39 | 1,23 |
| 450 | 2,38 | 9,61 | -2,38 | 9,32 |
| 480 | 3,45 | 16,07 | -10,85 | 11,87 |
| 510 | 2,10 | 16,82 | -15,50 | 6,53 |
| 540 | 0,00 | 16,56 | -16,56 | 0,00 |
| 570 | -2,01 | 16,09 | -14,83 | -6,24 |
| 600 | -2,94 | 13,68 | -9,23 | -10,10 |
| 630 | -1,39 | 5,61 | -1,39 | -5,43 |
| 660 | 1,61 | -7,50 | -2,26 | 7,15 |
| 690 | 2,58 | -20,62 | -16,45 | 12,47 |
| 720 | 0,00 | -26,15 | -26,15 | 0,00 |
Графічно виконую визначення значення і знака тангенціальних сил.
6.5 Крутний момент одного циліндра
Нм: Мкрц = ТRмасштаб крутного моменту, Нм/мм: Мм=Мр FnR=66 * 0,008 * 0,04 = 0,2112Нм/мм
Мφ = 4π/(і * ОА) = 0,035 рад/мм – масштаб кута повороту вала на діаграмі Мкр.
Рівномірність ходу двигуна приймаємо δ = 0,01
Момент інерції мас двигуна, що рухаються, приведених до осі колінчатого вала, кг*м²:
J0 = LНАДЛ/ δω² =1581,6/(1* 455,3²) = 0,76 кг*м²
7. Третій етап. Розробка та конструювання деталей двинуна
Розрахунок поршня
Найбільш напруженим елементом поршневої групи є поршень. Він сприймає високі газові, інерційні та теплові навантаження, тому при його виготовленні до матеріалу пред’являються підвищені вимоги.
На основі даних розрахунку:
Діаметр поршня D =71 мм;
Хід поршня S = 78 мм;
Максимальний тиск сгорання рz = 9,527 МПа;
Площа поршня Fп = 0,008 м²;
Найбільша нормальна сила Nmax = 0,00345 МН при φ = 480˚;
Маса поршневої групи mn = 1,2 кг;
Частота обертання nx.x. max = 5000
λ = 0,25
Відповідно існуючим співвідношенням приймаємо:
Висоту поршня Н = 115,6 мм (Н/D);
Висоту юбки поршня hю = 57 мм (hю/D);
Радіальну товщину кільця t = 4 мм (t/D);