Динамический расчет автомобильного двигателя производится на режиме максимальной мощности по результатам теплового расчета. В результате расчета необходимо определить следующие силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме двигателя:

- избыточное давление газов над поршнем , МПа;

- удельную суммарную силу, действующую на поршень, МПа;

- удельную суммарную силу, воспринимаемую стенками цилиндра (нормальное давление) , МПа;

- удельную силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс , МПа

- удельную силу, действующую вдоль шатуна, МПа;

- удельную силу, дейст-вующую вдоль кривошипа , МПа;

- удельную силу, направ-ленную по касательной к окружности радиуса криво-шипа , МПа;

- крутящий момент от одного цилиндра , Нм;

- крутящий момент от i цилиндров , Нм;

- удельную центробежную силу инерции от неуравно-вешенных вращающихся масс, сосредоточенных на радиусе кривошипа, МПа;

- удельную силу, дей-ствующую на шатунную шейку, МПа.

2.1. Расчет сил, действующих в КШМ

2.1.1. Построение развернутой индикаторной диаграммы в координатах р-α.

Перестройку индикаторной диаграммы из p-V в развернутую диаграмму удельных давлений (в координатах р-α), действующих на поршень, проще выполнить графическим методом Брикса. Метод Брикса заключается в том, что на длине хода поршня построенной индикаторной диаграммы в координатах p-V описывают полуокружность с центром в точке О.

Для учета влияния длины шатуна откладывают от центра полуокружности (точки О) по направлению нижней мертвой точки бицентровую поправку Брикса в масштабе диаграммы:

a= ход поршня (мм)(по заданию) / ход поршня(мм) (по индикаторной диаграмме)=70/176=0,398

Тогда:

,

где - радиус кривошипа;

- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Из точки O1 проводим ряд лучей под углами до пересечения с полуокружностью. Проекции концов этих лучей на линии процесса всасывания, сжатия, расширения и выпуска указывают, какие точки рабочего процесса соответствуют тем или иным углам поворота коленчатого вала.

2.1.2. Рассчитываем избыточное давление газов над поршнем:

,

при α=370°

2.1.3. Определяем удельное значение силы инерции от возвратно-поступательного движения масс поршневой группы:

,

при α=370°

Здесь , где конструктивные массы:

- поршневой группы ( поршень из алюминиевого сплава),

- шатуна ,