Силы инерции кривошипно-шатунного механизма и силы давления газов

После приведения масс движущихся частей кривошипно-щатунного механизма к двум массам m_r и m_j силы инерции этих масс находят из условий их движения.

Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс вычисляют по формуле:

,

где –сила инерции первого порядка; период изменения этой силы – один оборот коленчатого вала;

–сила инерции второго порядка; период изменения этой силы – пол-оборота коленчатого вала.

Эти силы действуют по оси цилиндра и считаются положительными, если они направлены к оси коленчатого вала, и отрицательными, если направлены от коленчатого вала (рис. 1.26).

Сила инерции вращающихся масс действует по радиусу кривошипа и определяется по формуле:

.

Силы давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от хода поршня определяют по индикаторной диаграмме, построенной по данным теплового расчета или полученной экспериментально.

Сила давления газов на поршень, действующая по оси цилиндра, равна:

,

где P_X – давление газов в цилиндре двигателя, определяемое для соответствующего положения поршня (X) по индикаторной диаграмме;

P₀– давление в картере, принимаемое обычно равным давлению окружающей среды;

D – площадь поршня.

Для динамического расчета двигателя, а также для расчета на прочность его деталей необходимо иметь зависимость P_Г = f(?) (рис. 1.26).

Сила P_Г считается положительной, если она направлена к оси коленчатого вала.

Рис. 1.26. Графики сил P_Г, Р_j и Р по углу поворота коленчатого вала

Складывая алгебраически силы, действующие в направлении оси цилиндра, получим суммарную силу, действующую на КШМ, для каждой точки Х положения поршня

.