Метод програмування для визначення сил, що діють на днище поршня двигуна внутрішнього згоряння

Abstract

Актуальність теми дослідження. Сучасні методи розрахунку машин потребують широкого застосування програмних методів дослідження. Постановка проблеми. Використання персональних комп’ютерів при проектних роботах, у навчальному процесі – при курсовому й дипломному проектуваннях – дозволяє суттєво скоротити час розрахунків, отримати надійні результати. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Традиційно у процесі розрахунку на міцність основних деталей кривошипно-шатунного механізму (КШМ) поршневого двигуна внутрішнього згоряння попередньо визначають сумарну силу, що діє на днище поршня, від тиску газів у надпоршневому просторі й сил інерції, що виникають під час руху деталей КШМ. Далі здійснюють додавання (переважно графічним способом) результуючих сил тиску газів і сил інерції за робочий цикл двигуна. Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Недостатня кількість робіт з визначення сумарної сили тиску газів і сил інерції, що діють на днище поршня, в яких використовуються програмні методи вказаного визначення. Постановка завдання. Метою статті є визначення максимального значення сумарної сили й відповідного кута повороту колінчастого вала за допомогою програмування. При цьому визначення тиску газів у надпоршневому просторі циліндра двигуна здійснюється традиційним методом теплового розрахунку. Виклад основного матеріалу. Метод викладено у супроводі чисельного розрахунку для дизеля з наддувом, проте він може бути використаний і для бензинового двигуна. Вихідні дані (основні одиниці виміру – подано в системі СІ). Наведено алгоритм визначення сил тиску газів, сил інерції й результуючої сили, відповідні формули для використання на персональному комп’ютері, побудовано графіки за допомогою комп’ютера, визначено максимальне значення результуючої сили й кута повороту колінчастого вала для цього випадку. Висновки. При визначенні результуючої сили від сил тиску газів і сил інерції, що діють на днище поршня двигуна внутрішнього згоряння, алгоритм розрахунку й побудову графіків можна спростити, скориставшись програмуванням і системою MathCad. Наведений приклад розв`язання поставленої задачі свідчить про доцільність запропонованого методу під час визначення силового навантаження на деталі двигуна й автомобіля. Метод за наведеним алгоритмом може використовуватись як для дизелів, так і для бензинових двигунів.