Calculul mecanismului biela-manivela.Determinarea fortelor mecanismului biela-manivela.

Calculul mecanismului biela-manivela.Determinarea fortelor mecanismului biela-manivela.

In mecanismul biela-manivela actioneaza doua tipuri de forte:

-forta de presiune a gazelor din cilindru.

-forte de inertie care sunt:

- forte de inertie date de masele in miscare de translatie

- forte de inertie date de masele in miscare de rotatie

-forta de presiune;

p-presiunea care actioneaza pe suprafata A;

fig 2.5

Forta de presiune care actioneaza pe suprafata cilindrului este variabila.

-forta de inertie;

m-masa;

a-acceleratia;

Forta de inertie a maselor in miscare de translatie actioneaza deasemenea pe directia axei cilindrului.

mgp-masa grupului piston;

mBA-masa bielei aferenta miscarii de translatie;

-acceleratia pistonului;

Masa bielei totala se descompune in doua mase concentrate una dintre ele in punctul de articulatie cu boltul si care se considera ca executa o miscare rectilinie alternativa solidar cu grupul piston si o a doua concentrata in puncte de articlatie cu fusul maneton care se considera ca executa o miscare cu fusul maneton care se considera ca executa o miscare de rotatie cu viteza unghiulara a arborelui cotit.

fig 2.6

Arborele cotit care executa o miscare de rotatie cu viteza unghiulara constanta

Pentru

Pentru

Va-volumul maxim al camerei de ardere;

Vi-volumul instantaneu al camerei de ardere;

Pentru

Pentru

Pentru

Pentru

presiunea de evacuare.

Pentru determinarea fortei de inertie se adopta valori pentru masele raportate ale pieselor componente.

Tab 2.2

Deoarece forta de presiune si forta de inertie a maselor in miscare de translatie actioneaza pe aceasi directie ele se pot insuma algebric rezultanta lor actionind tot pe directia cilindrului .

fig 2.7

Forta F se descompune dupa doua directii :

Una in lungul bielei

Cealalta normala pe axa cilindrului .

Se noteaza cu unghiul dintre biela si axa cilindrului

Forta

N=F*tg

Forta normala inpinge pistonul catre pereti cilindrului in planul de oscilatie al bielei.Deoarece N nu schimba de sens pistonul este impins alternativ intre pereti cilindrului executind o miscare de oscilatie.

Valoarea fortei normale determina si valoarea fortei de frecare dintre piston si cilindru cu cit bielele sunt mai lungi (valori mici ale lui ) uzura cilindrilor si segmentilor este mai mica deaceia bielele lungi sunt sunt utilizate in special la MAC unde solicitarile mecanice sunt mult mai mari.

Se translateaza forta B in lungul bielei mutind punctul de aplicatie din A in M .

T-forta tangentiala produsa de momentul motor instantaneu al cilindrului.

Mi=T*r [N*m]

Folosind relatiile de mai sus, se obtin urmatoarele valori (Tabel 2.3):

Tabel 2.3

Cu valorile din tabel obtinem urmatoarele grafice:

Fig. 2.8 Variatia fortelor din cilindru in functie de unghiul α

Fig 2.9 Variatia unghiului β de inclinare a bielei in functie de α

Fig 2.10 Variatia componentei B in functie de α

Fig 2.11 Variatia componentei N in functie de α