Цитата:
Сообщение от AVTX
Как и обещал, предоставляю расчёты максимального значения нормальной силы (силы N) в двигателе Magnum 318. По случаю, у меня остались расчёты этого двигателя, сделанные для другой темы https://jeep-forum.ru/forum/showthre...E6%E0%F2%E8%FF и я могу их использовать. Для наглядности на рисунке 1 (блин, не знаю как вставить вложение в текст) представляю кинематическую схему сил действующих в кривошипно-шатунном механизме. Чтобы найти значение силы N, нужно знать значение давления газов на поршень, площадь поршня, соотношение радиуса кривошипа к длине шатуна и смещение поршневого пальца относительно оси цилиндра. Также имеет значение, в какой момент (по углу поворота коленвала) мы хотим знать значение силы N. Я думаю, что всех интересует максимальное значение этой силы. Начнём его искать. Для начала нужно знать значение давления в цилиндре в каждый момент поворота коленвала, т.к. оно (давление) не одинаковое и снижается по мере движения поршня. Тут нам поможет тепловой расчёт и V/p (объём / давление) диаграмма, построенная на его основе. Эта диаграмма представлена на фото 2. Далее, на основе данных расчёта V/p диаграммы, строится диаграмма крутящего момента (фото 3). Дальнейшие расчёты показали, что в двигателе Magnum 318 максимальное значение силы N приходится на 31 градус поворота коленвала на рабочем ходе поршня и при 4400 об/мин. имеет значение порядка 308 килограмм. При 2800 об/мин. (обороты максимального крутящего момента) сила N имеет ещё большее значение. Как говориться - без комментариев. |
Пиковое значение силы, разумеется, весьма интересно, но интереснее будет в геометрическом раскладе посмотреть, куда эта сила приложена и куда распределена. Условных 308 килограмм действуют на центр масс поршня, утягивая его в сторону, при этом ещё несколько тонн тянут его вниз, равнодействующая получается под очень острым углом. Но, опять-таки, равнодействующая для центра масс, сферического коня в вакууме, так сказать. Во-вторых, если не воспринимать поршень как цилиндр, а вспомнить, что сверху у него аж два кольца цельных, да ещё и туго стоящих в канавках, то нужно геометрически понять, перекосит ли эту конструкцию так, чтобы достичь касания юбки со стенкой, или кольца не дадут. То есть, давайте ещё добавим условный цилиндр в верхней части поршня, который построим по краям колец, и у которого условный диаметр будет почти равен диаметру цилиндра(двигателя).