Силы, действующие в двигателе
Сила инерции
Сила инерции определяется по формуле:
, (38)
где - угловая скорость поршня, определяемая по формуле:
, (39)
где - номинальная частота вращения двигателя. =4500 об/мин.
.
- приведенная масса поршня, определяемая по формуле:
, (40)
где - масса поршня, определяемая по формуле:
(41)
- масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:
, (42)
где - масса шатуна, определяемая по формуле:
(43)
В итоге по формуле (40) определяем приведенную массу поршня:
Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Сила давления газов
Сила давления газов определяется по формуле:
, (44)
где - значения давления при данном угле поворота.
- атмосферное давление. =0,1 МПа.
- площадь поршня.
Площадь поршня определим по формуле:
(45)
Значения силы давления газов в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Суммарная сила
Суммарная сила определится по формуле:
(46)
Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Зависимости силы давления газов, силы инерции и суммарной силы от угла поворота коленчатого вала
Угол |
Давление, МПа |
Сила давления газов, Н |
Ускорение, м/с2 |
Сила инерции, Н |
Суммарная сила, Н |
0 |
0,125 |
165 |
11519,19 |
-11519,19 |
-11354,19 |
30 |
0,09 |
-66 |
9123,197 |
-9123,197 |
-9189,197 |
60 |
0,09 |
-66 |
3409,68 |
-3409,68 |
-3475,68 |
90 |
0,09 |
-66 |
-2303,84 |
2303,84 |
2237,84 |
120 |
0,09 |
-66 |
-5713,52 |
5713,52 |
5647,52 |
150 |
0,09 |
-66 |
-6819,36 |
6819,36 |
6753,36 |
180 |
0,09 |
-66 |
-6911,51 |
6911,51 |
6845,51 |
210 |
0,1 |
0 |
-6819,36 |
6819,36 |
6819,36 |
240 |
0,12 |
132 |
-5713,52 |
5713,52 |
5845,52 |
270 |
0,15 |
330 |
-2303,84 |
2303,84 |
2633,84 |
300 |
0,33 |
1518 |
3409,68 |
-3409,68 |
-1891,68 |
330 |
0,79 |
4554 |
9123,197 |
-9123,197 |
-4569,197 |
360 |
1,62 |
10032 |
11519,19 |
-11519,19 |
-1487,19 |
390 |
3,7 |
23760 |
9123,197 |
-9123,197 |
14636,803 |
420 |
1,6 |
9900 |
3409,68 |
-3409,68 |
6490,32 |
450 |
0,82 |
4752 |
-2303,84 |
2303,84 |
7055,84 |
480 |
0,65 |
3630 |
-5713,52 |
5713,52 |
9343,52 |
510 |
0,54 |
2904 |
-6819,36 |
6819,36 |
9723,36 |
540 |
0,44 |
2244 |
-6911,51 |
6911,51 |
9155,51 |
570 |
0,125 |
165 |
-6819,36 |
6819,36 |
6984,36 |
600 |
0,125 |
165 |
-5713,52 |
5713,52 |
5878,52 |
630 |
0,125 |
165 |
-2303,84 |
2303,84 |
2468,84 |
660 |
0,125 |
165 |
3409,68 |
-3409,68 |
-3244,68 |
690 |
0,125 |
165 |
9123,197 |
-9123,197 |
-8958,197 |
720 |
0,125 |
165 |
11519,19 |
-11519,19 |
-11354,19 |