Кинематический расчет двигателя

Кинематика кривошипно-шатунного механизма

Величина инерционных усилий, а также частично усилий от давления газов, находится в зависимости от соотношения размеров, характеризующих кривошипный механизм. Такими размерами в центральном кривошипном механизме является радиус кривошипа r и длина шатуна l.

При неизвестном r и l задаемся величиной

Для современных автомобильных и тракторных двигателей изменяется в пределах.

или

Для проектируемого двигателя значение .

Радиус кривошипа равен м.

Перемещение (путь) поршня

Перемещение поршня в метрах, в зависимости от угла поворота кривошипа для двигателя с центральным кривошипно-шатунным механизмом с достаточной для практических расчётов точностью выражается следующим уравнением:

(63)

Таблица 1. Значение выражения

	Значение
	0	30	60	90	120	150	180
0,278	0,000	0,169	0,604	1,130	1,604	1,901	2,000

Перемещение поршня будет равно

м,

м.

Скорость поршня

При перемещении поршня скорость его движения является величиной переменой и при постоянном числе оборотов зависит только от изменения угла поворота кривошипа и величины .

Взяв производную от перемещения поршня по углу поворота кривошипа и учитывая, сто угловая скорость коленчатого вала является постоянной, то есть получим:

. (64)

Угловая скорость будет равна

рад/с.

Значение множителя в уравнении (64) заключенного в скобки в зависимости от приведены в таблице 2.

Таблица 2. Значения выражения

	Значение
	0	30	60	90	120	150	180
0,278	0,000	0,622	0,990	1,000	0,742	0,378	0,000

Скорость поршня будет равна

м/с,

м/с.

Ускорение поршня

Ускорение поршня определяется как первая производная от скорости по времени:

(65)

Значение множителя в уравнении (65) заключенного в скобки в зависимости от приведены в таблице 3.

Исходя из формулы (65), максимальное значение ускорения поршня м/с², имеет место при .

(66)

Пользуясь уравнением (65) данными таблицы 3, аналитическим путем определяют значение ускорения поршня для ряда значений угла в интервале от 0 до 360⁰ и строят кривую .