Силы давления газов

Силы давления газов, действующие на площадь поршня, для упрощения динамического расчета заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Ее определяют для каждого угла по индикаторной диаграмме (см. рис 4), полученной на основании теплового расчета (для номинальной мощности и соответствующей ей частоте вращения коленчатого вала ).

Перестроение индикаторной диаграммы в развернутую по углу поворота коленчатого вала осуществляют по методу профессора Ф.А. Брикса. Развертку индикаторной диаграммы начинают с ВМТ в процессе хода впуска. Следует учесть, что на свернутой диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем:

, произведем расчет избыточного давления над поршнем через каждые поворота кривошипа, полученные данные сведем в таблицу №4 (исходные значения давлений в характерных точках берем из [1]). Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферных, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.

Таблица №4 – Изменение давлений в зависимости от угла поворота коленчатого вала

	0,125	0,0237
	0,083	-0,0183
	0,081	-0,0203
	0,082	-0,0193
	0,087	-0,0143
	0,092	-0,0093
	0,086827	-0,014473
	0,151752	0,050452
	0,225515	0,124215
	0,306634	0,205334
	0,585725	0,484425
	0,796413	0,695113
	1,897576	1,796276
	7,079617	6,978317
	3,18873	3,08743
	2,40451	2,30321
	1,326828	1,225528
	1,000515	0,899215
	0,695306	0,594006
	0,416314	0,315014
	0,4033	0,302
	0,3466	0,2453
	0,2899	0,1886
	0,2332	0,1319
	0,1765	0,0752
	0,1198	0,0185

Перестроим индикаторную диаграмму с учетом поправки Брикса (см. рис 4), которая равна:

и данных таблицы №4.

Найдем силу давления на поршень (МН): ,

где (согласно [1]) – площадь поршня,

- давление газов в любой момент времени,

- атмосферное давление.

Данные расчетов сведем в таблицу №5:

Таблица №5 – Изменение силы давления на поршень в зависимости от угла поворота коленчатого вала

	Pг, МПа*м2		Pг, МПа*м2
	0,00015405		0,045359061
	-0,00011895		0,020068295
	-0,00013195		0,014970865
	-0,00012545		0,007965932
	-0,00009295		0,005844898
	-0,00006045		0,003861039
	-9,40745E-05		0,002047591
	0,000327938		0,001963
	0,000807398		0,00159445
	0,001334671		0,0012259
	0,003148763		0,00085735
	0,004518235		0,0004888
	0,011675794		0,00012025

По данным таблицы №5 построим зависимость (см. рис. 5).

Рис. 5 – Зависимость силы давления на поршень от угла поворота КВ

Следовательно, кривая сил давления газов по углу поворота коленчатого вала будет иметь тот же характер изменения, что и кривая .