Динамика поршня двигателя внутреннего сгорания

Abstract

Представлена методика математического описания движения поршня в цилиндре, учитывающая силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ), гидродинамические силовые факторы в смазочном слое и переменное напряженно-деформированное состояние (НДС) пары поршень-цилиндр. Рассчитана индикаторная диаграмма и определены переменные нагрузки, действующие на поршень в КШМ. Выделены граничные условия для расчета переменного НДС поршня от действия тепловых и силовых факторов. Определены стационарные тепловые и переменные силовые деформации поршня. Опираясь на методы, разработанные для подшипников скольжения, получены гидродинамические силы и моменты, действующие в паре поршень – цилиндр. В результате реализации методики получена траектория движения поршня. Результаты сопоставлены с экспериментальными данными. Methodology of mathematical formulation of the piston motion in cylinder is presented. Methodology take into consideration actuating forces in crank-and-rod mechanism, hydro dynamical force factors in lubricating film and variable stressdeformed state of piston-cylinder pair. Indicator diagram was drawn and variable loads which act on the piston in crank-and-rod mechanism had been determined. Boundary conditions for the calculations of the variable stress-deformed state of piston as a result of action of the thermal and force factors. Stationary thermal and variable force deformation of the piston are determined. Hydrodynamic forces and torques that acting in the pair piston – cylinder were obtained, using methods that are developed for slider bearings. Piston motion trajectory was obtained as a result of methodology implementation. Results have been compared with experimental data.