Построение развернутой индикаторной диаграммы

 

Индикаторная диаграмма перестраивается в развернутую диа-
грамму по углу поворота коленчатого вала, которая затем использу-
ется для нахождения графическим путем сум­марных сил, дей-
ствующих на поршень. Перестроение осуществляют по методу Ф.А. Брикса. Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R = S /2 (см. рис. 8).
Далее от центра полуокружности (точка О) в сторону н.м.т. от-
кладывают поправку Брикса, равную R · λ /2. Полуокружность делят
лучами из центра О на несколько частей, а из центра Брикса
(точка О') проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным
углам φ.

Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения
с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давле-
ний откладывают на вертикали соответствующих углов φ. Развертку индикаторной диаграммы обычно начинают от в.м.т. в процессе
хода впуска. При этом следует учесть, что на свернутой индикатор-
ной диаграмме давление откладывается от абсолютного нуля,
а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем
р _Г = р _{Г. ИНД} – р ₀. Следовательно, давление в цилиндре двигателя,
меньшее атмосферных, на развернутой диаграмме будет иметь отри-цательные значения. Силы давления газов, направленные к оси колен-чатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрица-тельными.

При построении развернутой диаграммы масштаб давления при-нимается таким же, как на свернутой диаграмме, масштаб углов пово-
рота – в 1 мм 2° п.к.в. В этом случае длина диаграммы для четырех-тактного двигателя равна 360 мм.

 

Силы инерции

 

Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном ме-
ханизме, в соответствии с характером движения приведенных
масс подразделяют на силы инерции поступательно движущихся
масс Р _j и центробежные силы инерции вращающихся масс P_S (рис. 10а).

Сила  инерции  от  возвратно-поступательно  движущихся  масс

Р _j   =  – m_j ∙ j _П.                                    (4.4)

Минус в уравнении (4.4) показывает, что сила инерции направлена
в сторону, противоположную ускорению. Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс действуют по оси цилиндра и, как
силы давления газов, являются положительными, если направлены
к оси коленчатого вала, или отрицательными – в противном
случае.

Кривую силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс строят  аналогично  кривой  ускорения  поршня.

 

а                                                            б

 

Рис. 10. Схема действия сил в кривошипно-шатунном механизме: а – инерционных
и газовых;  б – суммарных

 

Расчеты Р _j должны производиться для тех же положений кривошип (углов φ), для которых определялись Δ р_г  и   Р_г.

Центробежная сила инерции вращающихся масс

P_S = – m_S ∙ R ∙ ω ²,                                    (4.5)

постоянна по величине (при ω = const), действует по радиусу кривошипа
и   направлена  от  оси   коленчатого  вала.

Центробежная сила инерции P_S является результирующей силы инерции  вращающихся  масс  шатуна,  вычисляемой  по  формуле

P _{S . Ш} = – m _{S . Ш} ∙ R ∙ ω ²,                                (4.6)

и   силы  инерции  вращающихся  масс   кривошипа

P _{S . К} = – m _{S . К} ∙ R ∙ ω ².                                   (4.7)

Для V -образных двигателей, у которых два одинаковых шатуна расположены рядом на одной шейке:

P _{S , Σ} = P _{S . K} + 2 ∙ P _{S . Ш} = –(m _K + 2 ∙ m _{Ш. К}) ∙ R ∙ ω ².     (4.8)

Суммарные  силы,