Розрахунок обертових моментів, переданих корінними шийками

Щоб результати розрахунку були максимально наочними, необхідно попередньо пронумерувати елементи колінчатого вала. Будемо нумерувати кривошипи, починаючи від носка колінчатого вала одним числом. Корінні шейки будуть відповідно нумеруватися двома числами, що позначають номера кривошипів, з якими сусідить дана корінна шийка.

З носка колінчатого вала відбувається відбір потужності. Крутний момент, що виникає при цьому, необхідно враховувати в розрахунках. Приймаємо крутний момент на носкі колінчатого вала М_0,1 = - 0,15 кН·м. Момент на корінній шийці М_1,2 дорівнює М_0,1 + М₁.

Обертові моменти на кожній наступній корінній шийці складаються з моменту на попередній корінній шийці й моменту на попередньому кривошипі. Тобто, М_2,3 = М_1,2 +М₂; М_3,к = М_2,3 + М₃ і так далі. Обертовий момент на останній корінній шийці дорівнює загальному обертовому моменту М_кр., створюваному двигуном.

Обертовий момент, створюваний на даному кривошипі, залежить від кута повороту кривошипа. При заданому порядку роботи циліндрів двигуна (1-5-3-6-2-4), кожен наступний циліндр із порядку роботи циліндрів буде відставати від попереднього на 120º. Приймаємо, що кут повороту першого кривошипа дорівнює нулю (для чотиритактного двигуна це однаково, що 720º, тому що весь його цикл триває два оберти колінчатого вала). Значення обертового моменту при відомому куті повороту кривошипа вибираються з таблиці 4.1.

Кут відставання і -того циліндра двигуна:

де z_k =6 – кількість кривошипів;

d_і – номер кривошипа;

t = 4 – тактность двигуна.

Початкові значення кутів:

a_і = 180^о · t – D_і;

a₁ = 720 – 0 = 0^о; a₂ = 720 – 480 = 240^о;

a₃ = 720 – 240 = 480^о; a₄ = 720 – 600 = 120^о;

a₅ = 720 – 120 = 120^о; a₆ = 720 – 360 = 360^о.

Всі отримані величини обертових моментів на будь-якому кривошипі для кутів повороту кривошипа від нуля до 710º с кроком ∆ = 10º зведені в таблицю 3.2.

За розрахованим значенням будується графік залежності загального обертового моменту, створюваного двигуном, від кута повороту колінчатого вала, представлений на рисунку 3.3. На цьому графіку також нанесена величина середнього обертового моменту М_ср, обумовлена як середнє арифметичне значень обертового моменту на всьому інтервалі кутів повороту колінчатого вала.

Індикаторний обертальний момент, кН·м:

де р_і = 1,6127 МПа – середній індикаторний тиск;

р_нх = – 0,0255 МПа – середній тиск насосних ходів;

Z₀ = 1 – число циліндрів у відсіку.

Обертовий момент відсіку двигуна розрахований по формулі

де М_i – поточне значення обертового моменту у відсіку двигуна.

Погрішність розрахунку обертового моменту на кривошипі:

Індикаторний обертовий момент двигуна, кН·м:

Середній обертальний момент двигуна обчислюється по формулі:

де М_ср = 1,093 кН·м – поточне значення середнього обертального моменту двигуна.

Середня погрішність розрахунку обертового моменту:

Таблиця 4.2- Розрахунок обертових моментів

a1	М1	М1,2	a2	M2	М2,3	a3	M3	M3,4	a4	M4	M4,5	a5	M5	M5,6	a6	M6	MКР
град	кН·м	кН·м	град	кН·м	кН·м	град	град	кН·м	град	кН·м	кН·м	град	кН·м	кН·м	град	кН·м	кН·м
	0,000	0,000		-0,566	-0,566		0,933	0,367		0,525	0,892		-0,510	0,382		0,000	0,382
	-0,246	-0,246		-0,602	-0,848		0,782	-0,065		0,474	0,408		-0,514	-0,106		1,821	1,715
	-0,440	-0,440		-0,593	-1,033		0,621	-0,412		0,393	-0,019		-0,460	-0,479		3,102	2,623
	-0,545	-0,545		-0,538	-1,083		0,417	-0,666		0,299	-0,367		-0,341	-0,709		3,216	2,507
	-0,541	-0,541		-0,449	-0,990		0,226	-0,763		0,199	-0,565		-0,164	-0,729		2,539	1,810
	-0,435	-0,435		-0,354	-0,789		0,096	-0,692		0,099	-0,593		0,052	-0,542		1,996	1,454
	-0,251	-0,251		-0,300	-0,552		0,000	-0,552		0,000	-0,552		0,271	-0,280		1,645	1,365
	-0,031	-0,031		-0,341	-0,372		-0,096	-0,468		-0,099	-0,568		0,452	-0,116		1,445	1,329
	0,185	0,185		-0,524	-0,339		-0,194	-0,533		-0,200	-0,733		0,556	-0,177		1,333	1,156
	0,362	0,362		-0,853	-0,491		-0,291	-0,782		-0,303	-1,085		0,557	-0,528		1,254	0,726
	0,479	0,479		-1,177	-0,697		-0,383	-1,080		-0,404	-1,485		0,448	-1,036		1,171	0,135
	0,532	0,532		-1,028	-0,497		-0,461	-0,957		-0,496	-1,453		0,250	-1,203		1,065	-0,138
	0,525	0,525		0,000	0,525		-0,510	0,015		-0,566	-0,551		0,000	-0,551		0,933	0,382
	0,474	0,474		1,821	2,295		-0,514	1,781		-0,602	1,179		-0,246	0,933		0,782	1,715
	0,393	0,393		3,102	3,496		-0,460	3,035		-0,593	2,443		-0,440	2,003		0,621	2,623
	0,299	0,299		3,216	3,515		-0,341	3,173		-0,538	2,635		-0,545	2,091		0,417	2,507
	0,199	0,199		2,539	2,738		-0,164	2,573		-0,449	2,125		-0,541	1,583		0,226	1,810
	0,099	0,099		1,996	2,095		0,052	2,146		-0,354	1,792		-0,435	1,358		0,096	1,454
	0,000	0,000		1,645	1,645		0,271	1,917		-0,300	1,616		-0,251	1,365		0,000	1,365
	-0,099	-0,099		1,445	1,346		0,452	1,798		-0,341	1,457		-0,031	1,425		-0,096	1,329
	-0,200	-0,200		1,333	1,133		0,556	1,689		-0,524	1,165		0,185	1,350		-0,194	1,156
	-0,303	-0,303		1,254	0,951		0,557	1,508		-0,853	0,655		0,362	1,017		-0,291	0,726
	-0,404	-0,404		1,171	0,767		0,448	1,215		-1,177	0,038		0,479	0,518		-0,383	0,135
	-0,496	-0,496		1,065	0,569		0,250	0,819		-1,028	-0,209		0,532	0,323		-0,461	-0,138
	-0,566	-0,566		0,933	0,367		0,000	0,367		0,000	0,367		0,525	0,892		-0,510	0,382
	-0,602	-0,602		0,782	0,180		-0,246	-0,065		1,821	1,756		0,474	2,230		-0,514	1,715
	-0,593	-0,593		0,621	0,028		-0,440	-0,412		3,102	2,690		0,393	3,084		-0,460	2,623
	-0,538	-0,538		0,417	-0,121		-0,545	-0,666		3,216	2,550		0,299	2,849		-0,341	2,507
	-0,449	-0,449		0,226	-0,222		-0,541	-0,763		2,539	1,775		0,199	1,974		-0,164	1,810
	-0,354	-0,354		0,096	-0,258		-0,435	-0,692		1,996	1,303		0,099	1,402		0,052	1,454

Продовження табл. 4.2

	-0,300	-0,300		0,000	-0,300		-0,251	-0,552		1,645	1,094		0,000	1,094		0,271	1,365
	-0,341	-0,341		-0,096	-0,437		-0,031	-0,468		1,445	0,976		-0,099	0,877		0,452	1,329
	-0,524	-0,524		-0,194	-0,718		0,185	-0,533		1,333	0,800		-0,200	0,600		0,556	1,156
	-0,853	-0,853		-0,291	-1,144		0,362	-0,782		1,254	0,473		-0,303	0,169		0,557	0,726
	-1,177	-1,177		-0,383	-1,560		0,479	-1,080		1,171	0,090		-0,404	-0,314		0,448	0,135
	-1,028	-1,028		-0,461	-1,489		0,532	-0,957		1,065	0,108		-0,496	-0,388		0,250	-0,138
	0,000	0,000		-0,510	-0,510		0,525	0,015		0,933	0,948		-0,566	0,382		0,000	0,382
	1,821	1,821		-0,514	1,307		0,474	1,781		0,782	2,563		-0,602	1,961		-0,246	1,715
	3,102	3,102		-0,460	2,642		0,393	3,035		0,621	3,656		-0,593	3,063		-0,440	2,623
	3,216	3,216		-0,341	2,874		0,299	3,173		0,417	3,590		-0,538	3,052		-0,545	2,507
	2,539	2,539		-0,164	2,374		0,199	2,573		0,226	2,799		-0,449	2,351		-0,541	1,810
	1,996	1,996		0,052	2,047		0,099	2,146		0,096	2,242		-0,354	1,888		-0,435	1,454
	1,645	1,645		0,271	1,917		0,000	1,917		0,000	1,917		-0,300	1,616		-0,251	1,365
	1,445	1,445		0,452	1,897		-0,099	1,798		-0,096	1,701		-0,341	1,360		-0,031	1,329
	1,333	1,333		0,556	1,889		-0,200	1,689		-0,194	1,495		-0,524	0,971		0,185	1,156
	1,254	1,254		0,557	1,811		-0,303	1,508		-0,291	1,217		-0,853	0,364		0,362	0,726
	1,171	1,171		0,448	1,619		-0,404	1,215		-0,383	0,832		-1,177	-0,345		0,479	0,135
	1,065	1,065		0,250	1,315		-0,496	0,819		-0,461	0,359		-1,028	-0,670		0,532	-0,138
	0,933	0,933		0,000	0,933		-0,566	0,367		-0,510	-0,142		0,000	-0,142		0,525	0,382
	0,782	0,782		-0,246	0,537		-0,602	-0,065		-0,514	-0,580		1,821	1,242		0,474	1,715
	0,621	0,621		-0,440	0,181		-0,593	-0,412		-0,460	-0,872		3,102	2,230		0,393	2,623
	0,417	0,417		-0,545	-0,128		-0,538	-0,666		-0,341	-1,007		3,216	2,209		0,299	2,507
	0,226	0,226		-0,541	-0,315		-0,449	-0,763		-0,164	-0,928		2,539	1,611		0,199	1,810
	0,096	0,096		-0,435	-0,338		-0,354	-0,692		0,052	-0,641		1,996	1,355		0,099	1,454
	0,000	0,000		-0,251	-0,251		-0,300	-0,552		0,271	-0,280		1,645	1,365		0,000	1,365
	-0,096	-0,096		-0,031	-0,127		-0,341	-0,468		0,452	-0,017		1,445	1,428		-0,099	1,329
	-0,194	-0,194		0,185	-0,009		-0,524	-0,533		0,556	0,023		1,333	1,356		-0,200	1,156
	-0,291	-0,291		0,362	0,071		-0,853	-0,782		0,557	-0,225		1,254	1,029		-0,303	0,726
	-0,383	-0,383		0,479	0,096		-1,177	-1,080		0,448	-0,632		1,171	0,539		-0,404	0,135
	-0,461	-0,461		0,532	0,071		-1,028	-0,957		0,250	-0,707		1,065	0,358		-0,496	-0,138
	-0,510	-0,510		0,525	0,015		0,000	0,015		0,000	0,015		0,933	0,948		-0,566	0,382
	-0,514	-0,514		0,474	-0,041		1,821	1,781		-0,246	1,535		0,782	2,317		-0,602	1,715
	-0,460	-0,460		0,393	-0,067		3,102	3,035		-0,440	2,595		0,621	3,216		-0,593	2,623
	-0,341	-0,341		0,299	-0,043		3,216	3,173		-0,545	2,628		0,417	3,045		-0,538	2,507

Закінчення табл. 4.2

	-0,164	-0,164		0,199	0,034		2,539	2,573		-0,541	2,032		0,226	2,258		-0,449	1,810
	0,052	0,052		0,099	0,150		1,996	2,146		-0,435	1,712		0,096	1,808		-0,354	1,454
	0,271	0,271		0,000	0,271		1,645	1,917		-0,251	1,665		0,000	1,665		-0,300	1,365
	0,452	0,452		-0,099	0,353		1,445	1,798		-0,031	1,767		-0,096	1,670		-0,341	1,329
	0,556	0,556		-0,200	0,356		1,333	1,689		0,185	1,874		-0,194	1,680		-0,524	1,156
	0,557	0,557		-0,303	0,253		1,254	1,508		0,362	1,870		-0,291	1,579		-0,853	0,726
	0,448	0,448		-0,404	0,044		1,171	1,215		0,479	1,694		-0,383	1,311		-1,177	0,135
	0,250	0,250		-0,496	-0,246		1,065	0,819		0,532	1,351		-0,461	0,890		-1,028	-0,138
	0,000	0,000		-0,566	-0,566		0,933	0,367		0,525	0,892		-0,510	0,382		0,000	0,382