Действующих на шатунную шейку

Из точки О, представляющей собой центр условно неподвиж­ной коренной шейки, радиусом, равным в принятом масштабе радиусу кривошипа R, описывают окружность. Из точки О' — центра шатунной шейки в в.м.т. – проводят вторую окружность радиусом, равным в том же масштабе длине шатуна L=R /λ. Окружность с центром О делят на равное число частей (обычно на 12). Через точки деления из центра О проводят лучи до пересечения с окружностью, проведенной из точки О'. Эти лучи представляют собой относитель­ные положения оси условно вращающегося цилиндра двигателя. Соединяя точку с концами прове­денных лучей, получают отрезки О'1″, 0'2" и т. д. Эти отрезки — относительные положения оси шатуна при определенных углах поворота коленчатого вала. Из точки О' по направлениям оси шатуна откладывают в определенном масштабес учетом знаков значения давлений S( φ ). Отрицательные значения S откладываются на отрезках от точки О′ по направлению к окружности, а положительные – на продолжении отрезков от точки О′ в противоположную сторону. Полученные точки соединяют плавной кривой. Пример полярной диаграммы представлен на рис. 4.

Для определения суммарного давления, действующего на шатунную шейку Q _шш, от центра О ′ в принятом масштабе давлений откладывают давление от центробежных сил, МПа:

;

m_r – удельная масса деталей КШМ, совершающих вращательное движение: m_r =0,725 m _ш.

Расстояние от точки Q _шш до кривой S полярной диаграммы определяет величину в каждой точке.

Рис. 4. Полярная диаграмма нагрузки на шатунную шейку

Для определения средней результирующей силы за цикл Q _{шш ср}, а также ее максимального Q _{шш max} и минимального значений Q _{шш min} полярную диаграмму перестраивают в прямоугольные координаты в функции угла поворота коленчатого вала (рис. 5). Для этого на оси абсцисс откладывают: для каждого положения коленчатого вала углы поворота кривошипа, а на оси ординат – значения ре­зультирующей силы, взятые из полярной диаграммы. При построении диаграммы все значения Q _шш считаются положитель­ными. Среднюю величину результирующей силы Q _{шш ср} находят путем планиметрирования площади под кривой Q _шш= f (φ).

Пример диаграммы представлен на рис. 5.

Рис.5. Диаграмма нагрузки на шатунную шейку в прямоугольных

координатах

Удельное давление в шатунном подшипнике

,

где F _п – площадь поршня, м²;

l _шп – длина шатунного подшипника, м;

d _шп – диаметр шатунного подшипника, м.

При отсутствии справочных данных можно принять:

l _шш=(0,5…0,7) D;

d _шп=(0.65…0,75) D.

Величина удельного давления должна лежать в пределах 4…16 МПа.