Суммарное давление

Суммарное давление на поршень от действия газов и инерции частей, движущихся возвратно-поступательно, направлено по оси цилиндра и передается на поршневой палец и связанный с ним подшипник верхней головки шатуна:

 

, кг.

Сила разделяется на две силы: и , направленные одна перпендикулярно стенкам цилиндра – сила , вторая по шатуну – сила .

Сила прижимает поршень к стенкам цилиндра. Сила передается по шатуну на палец кривошипа.

Перенеся силу по шатуну к пальцу кривошипа и прилагая к оси коленчатого вала две взаимно противоположно направленные силы, равные и параллельные силе , получаем пару сил с плечом и свободной силой . Пара сил с плечом дает вращающий момент, крутящий момент движения .

.

Рисунок 3.4 – Силы действующие на детали КШМ

 

- непрерывно изменяется в Н.М.Т. и В.М.Т. равняется 0, так как равно 0. уравновешивается моментом сопротивлений, приложенных к ведущим частям сцепления, и моментом сил трения в механизмах движения.

Свободная сила передается через коренные подшипники на остов движения. Разложим эту силу на две слагающие: направленную по оси цилиндра и перпендикулярную оси цилиндра .

Сила , полученная на коленчатом валу, дает с нормальной силой , прижимающей поршень к стенкам цилиндра, пару сил с плечом . Пара сил с плечом дает обратный вращающий момент . Обратный вращающий момент равен по величине , но действует в обратную сторону.

.

.

Слагающая сила свободной силы , приложенной к коленвалу, передается на остов двигателя. Противоположно ей действует по вертикальной оси двигателя, сила давления газов на крышку .

Разность между и равняется силе инерции возвратно-поступательно движущихся масс . Следовательно, непрерывно на остов двигателя в каждый момент действует свободная сила инерции , равная

 

, кг.

 

Кроме этого, в результате вращения кривошипа с угловой скоростью при наличии некоторой массы, сосредоточенной в центре кривошипа, получается центробежная сила:

 

, кг,

 

где - масса вращающихся частей (неуравновешенная масса

кривошипа и 2/3 массы шатуна), приведенная к оси кольца

кривошипа в кг∙см²/м.

- радиус кривошипа в м.

 

Центробежная сила для своего уравновешивания требует наличия специальных противовесов на коленчатом валу. При их отсутствии центробежная сила передается на остов, двигается через коренные подшипники.

В результате движения частей кривошипного механизма появляются следующие силы и моменты:

- сила инерции возвратно движущихся масс, направленная по оси цилиндра ;

- центробежная сила вращающихся частей, приведенных к цапфе кривошипа ;

- обратный или опрокидывающий момент .