Выбор исходных данных

Исходные данные для динамического расчета дизеля выбираются из литературных источников и из результатов расчета рабочего цикла дизеля.

Таблица 2.1 – Исходные данные для динамического расчета

Обозначение	Наименование	Един.измерения	Числ. знач.
рz	Максимальное давление сгорания	МПа
рa	Давление начала сжатия	МПа
рн	Среднее условное давление газов в период газообмена	МПа
рпп	Давление газов в подпоршневой полости	МПа
pg	Давление начала сжатия	МПа
m	Масса поступательно движущихся частей, отнесенная к площади поршня	кг/м2
ρ	Степень предварительного расширения	-
ε	Степень сжатия	-
n1	Показатель политропы сжатия	-
n2	Показатель политропы расширения	-
	Потеря рабочего хода поршня в долях	-
λш	Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна	-
D	Диаметр цилиндра	м
S	Ход поршня	м
n	Частота вращения коленчатого вала	мин-1
φзакл	Угол заклинки кривошипов	˚ПКВ
Ni	Индикаторная мощность в тепловом расчете	кВт

Итак, во время работы двигателя на поршень действует суммарное усилие (алгебраическая сумма). Это усилие в результате построений, выполненных на рис. 2.1 может быть представлено нормальной составляющей N, радиальной R, и тангенциальной (касательной) Т усилиями, которые можно рассчитать для каждого угла поворота кривошипа по формулам

МПа

МПа

МПа

где φ – угол поворота кривошипа от ВМТ, ^оПКВ;

β_ш – угол между осями шатуна и цилиндра, град.

Рис.2.1. Схема усилий в кривошипно - шатунном механизме

В многоцилиндровом двигателе коленчатый вал воспринимает и передаёт потребителю суммарный крутящий момент от всех цилиндров; поэтому воз­никает необходимость в построении кривой суммар­ного тангенциального усилия .

Для определения ординат кривой суммарного тангенциального усилия необходимо полученные ранее значения Т одного цилиндра записать в виде специальной таблицы 2.2. Так как ординаты повторяются на каждом угле заклинки , то таблицу 2.2 составляют только для угла равно­го

- для двухтактного дизеля или

- для четырехтактного дизеля,

где і - количество цилиндров.

Заполнение таблицы начинается от 0 ^оПКВ до ^оПКВ в первом столбце, от ^оПКВ до () ^оПКВ во втором столбце и т д. Затем сумми­руются значения всех величин в каждой строке, соответствующей ^оПКВ; ^оПКВ; ^оПКВ и так далее до ^оПКВ. В результате получаем ординаты кривой на угле заклинки кривошипов.

Таблица 2.2 Определение тангенциальных суммарных усилий на угле заклинки кривошипов

, оПКВ				i	, МПа
	Т	Т φзакл	Т 2φзакл	Т(i-1) φзакл	ТΣ0
Δφ	Т Δφ	Т φзакл+ Δφ	Т 2φзакл+ Δφ	Т(i-1) φзакл+Δφ	ТΣ Δφ
2Δφ	Т2Δφ	Т φзакл+2Δφ	Т 2φзакл+2Δφ	Т(i-1) φзакл+2Δφ	ТΣ 2Δφ
3Δφ	Т3Δφ	Т φзакл+3Δφ	Т2φзакл+3Δφ	Т(i-1) φзакл+3Δφ	ТΣ 3Δφ
…….	………….	………..	………..	……….	………
φзакл- Δφ	Т φзакл- Δφ	Т 2φзакл- Δφ	Т3φзакл- Δφ	Т i φзакл- Δφ	Т Σ φзакл- Δφ

Среднее значение суммарного тангенциального усилия можно оп­ределить по формуле

где — средняя ордината каждого деления кривой , МПа;

m – число делений на угле заклинки .

Более точно может быть определено путем планиметрирования площади под кривой на угле заклинки . Площади ниже нулевой линии учитываются с отрицательным знаком. Частное от деления площади на абсциссу угла заклинки дает в масштабе ординаты значение .

Индикаторная мощность двигателя, полученная в динамическом расчете через крутящий момент равна

где - среднее суммарное тангенциальное усилие, МПа;

- площадь поршня, ;

r - радиус кривошипа, м;

n - частота вращения коленчатого вала, мин-1;

Аt - постоянная расчета, равная 0,00955.

С другой стороны, из расчета рабочего цикла индикаторная мощность равна

Тогда относительная ошибка динамического расчета составит

Наличие ошибки расчета при правильно занесенных исходных данных обусловлено произвольным округлением развернутой индикаторной диаграммы, тогда как при определении округление было точно определено коэффициентом . В расчетах четырехтактных дизелей имеется еще дополнительная причина расхождения с , так как во время вычисления при расчете рабочего цикла не учитывалась работа, обусловленная ходами выталкивании всасывания. В связи с этим при расчете двигателя с наддувом получим . Очень хорошее совпадение значений со значениями в четырехтактных дизелях можно получить, если давление в период выталкивания и всасывания положить равным атмосферному, т. е. принять работу насосных ходов равной нулю, что и имело место при расчете рабочего цикла.