Файл: Тайнов А.И. Работа заданных сил в машинах учеб. пособие для студентов вузов.pdf

Движущие силы Р д в четырёхтактное двигателя определятся соответственно из выражений:

(25)

Ро>РиРг —— ординаты, определяющие избыточное давление в ци­

ваются с положительным знаком, т. е. выше оси абсцисс. Во всех остальных трех тактах значения />1 В имеют отрицательный знак. При построении диаграммы масштабом д.р по оси ординат прихо­ дится задаваться, а масштабы д., и р,. по оси абсцисс в этом слу­ чае определяются также исходя из параметра L . Соответственно, будем иметь:

определяем значения приведенных моментов движущих сил дви-

20

гателя для всех положений звеньев механизма. Соответственно, имеем:

Рис. 11

По этим данным строим диаграмму приведенных моментов движущих сил машины (рис. 12) в масштабе ц м и |а, (или

Далее определяем площади положительной и отрицательных частей диаграммы М 1 В . Пусть эти площади соответственно будут:

После чего, исходя из диаграмм приведенных моментов, путем графического интегрирования строим диаграмму работ четырех-

21

тактиого двигателя (рис. 13). Для этого на диаграммах приведен­ ных моментов (рис. 12), каждый из участков, имеющий в общем случае форму криволинейных трапеций, заменяем равновеликими

мп.с.

s з to 'its и «rs inns '9.?ог'?22з г«

"То-1Т"' т у т ^ » ^ ^ ^ ^ ^ ^

Рис. 12

прямоугольниками; верхние площадки этих прямоугольников про­ ектируем на ось ординат и получаем на этой оси соответственно точки 1, 2, 3, ... На продолжении осп абсцисс выбираем точку л в качестве полюса графического интегрирования на расстоянии Н

Рис. 13

от точки О начала координат. После чего, соединяя точку я с соот­ ветствующими точками 1, 2, 3, ... на оси ординат, получим лучи для построения интегральной кривой.

На рис. 13 показано построение интегральных кривых, пред­ ставляющих собой диаграммы работ движущих сил и сил полезно-

22

При наличии построенных здесь диаграмм, характеризующих некоторые условия работы одноцилиндровых четырехтактных дви­ гателей внутреннего сгорания, также может быть решен ряд задач динамики. В частности, может быть определена индикаторная мощность машин, установлена степень неравномерности хода ма­ шины и некоторые другие задачи. Решения указанных задач непо­ средственно здесь не приводятся.

4. ОБРАБОТКА ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ПАРОВОЙ МАШИНЫ

Рассмотрим рабочий процесс паровой машины. На рис. 15 схе­ матично изображен цилиндр и кривошипно-шатунный механизм

Рис. 15

паровой машины. Поршень С машины под действием пара, посту­ пающего под давлевием попеременно с одного и другого конца цилиндра, будет совершать возвратно-поступательное движение. Кривошипно-шатунный механизм машины аксиальный. Поэтому в обычном порядке производим разметку траекторий точек А криво­ шипа и В крейцкопфа, исходя из условия coi=const. Разметка тра­ ектории точки В в данном случае соответствует разметке траекто­ рии поршня С. На схеме механизма (рис. 15) эти построения не­ посредственно не показаны.

Индикаторные диаграммы обеих камер паровой машины изо­ бражены на рис. 16. Производим подгонку масштабов индикатор­ ных диаграмм и плана механизма. Для этого касательно к край­ ним точкам диаграмм проводим вертикальные прямые, параллель­ ные оси ординат. Затем, ниже оси абсцисс проводим горизонталь­ ную и наклонную прямые. На последнюю наносим деления размет­ ки траектории точки В крейцкопфа. Далее, в обычном порядке производим проектирование указанных точек сначала иа горизон­ тальную прямую, а затем — на индикаторные диаграммы. На ин­ дикаторной диаграмме левой камеры паровой машины соответст­

ляются отрезками по оси ординат от линии атмосферного давле­ ния до соответствующих точек индикаторных диаграмм.

24

Площади активных частей поршня в этом случае соответст­ венно будут;

а) для левой камеры машины

(34)

б) для правой камеры

4

где dn — диаметр поршня в см; dU IT — диаметр штока в см.

Рис. 16

Движущие силы Р1R паровой машины определяются с учетом давления пара в обеих ее камерах. Значения их, соответственно, будут:

(36)

Л . . . = Ы - ( Л г ) Л - | - ( р ; 2 ) ^ | .!

25

После чего, задаемся масштабом ц р и строим диаграмму дви­ жущих сил паровой машины (рис. 17). Масштабы ц., и \к по оси абсцисс диаграммы определяются, соответственно, исходя из уран-

Рис. 17

нений (4) и (5). Отметим, что здесь также в положениях 0 (12) и 6 происходят перепады значений Р 1 В .

Далее, исходя из уравнений

определяем значения приведенных моментов движущих сил маши­ ны для каждого из положений. Соответственно, имеем:

26

По этим данным, задаваясь значением масштаба ц u по оси ор­ динат, строим диаграмму приведенных моментов движущих сил па­ ровой машины (рис. 18). Масштабы н, и и. этой диаграммы оп­ ределяются в обычном порядке, также исходя из уравнений (4) и

Рис. 18

(5). После этого подсчитываем площади положительных и отрица­ тельных участков диаграммы, используя планиметр, или путем вы­ черчивания диаграммы на миллиметровой бумаге и соответствую­ щего подсчета. Пусть эти площади соответственно будут 5 Ь S2, б'з и 54 . Тогда значение приведенного момента Мпс сил полезных сопро­ тивлений, исходя из условия Мп: = const, определится отрезком:

(39)

Отсюда соответственно находим:

(40)

На рис. 18 показана эта диаграмма, представляющая собою

обычный прямоугольник со сторонами L и yVlпс.

Диаграмму работ машины строим, исходя из диаграмм приве­ денных моментов, методом графического интегрирования. Для этого каждый из участков, имеющих форму криволинейных трапеций, диаграммы Mw преобразуем в равновеликий прямоугольник. Затем, верхние площадки прямоугольников проектируем на ось ординат. 3 результате получим точки 1, 2, 3, ... На оси абсцисс на расстоянии И от начала координат выбираем точку л, которую и соединяем с соответствующими точками 1, 2, 3 ... на оси ординат. В результате получаем лучи для последующего построения диаграмм работ.

На рис. 19 показано это построение. Как видим, диаграмма А л в и здесь получается при последовательном проведении на каждом из участков прямых линий, параллельных соответствующим лучам

27