Расчетная кинематическая схема КШМ представлена на рис. 1.2. Основными геометрическими параметрами, определяющими зако­ны движения элементов центрального КШМ, являются радиус кри­вошипа коленчатого вала г и длина шатуна.

Параметр L=r/lявляется критерием кинематического подо­бия центрального механизма. При этом для КШМ различных раз­мером, но с одинаковыми X законы движения аналогичных элемен­том подобны. В автотракторных ДВС используются механизмы с X  0,24...0,31.

I) смещенных КШМ существует еще один геометрический параметр, влияющий на его кинематику,— величина смещения оси цилиндра (пальца) относительно оси коленчатого вала. При этом от­носительное смещение явля­ется дополнительным  критери­ем кинематического подобия. Таким образом, подобные смещенные КШМ имеют одинаковые X и к, где к изменяется в пределах 0,02...0,1.

Как следует из схемы (см. рис. 1.2), кинематика КШМ полностью описывается, если известны законы изменения по времени следующих параметров:

(ВМТ); за положительное направление отсчета принято его движе­ние от ВМТ к нижней мертвой точке (НМТ) при вращении криво­шипа по часовой стрелке;

•  угла поворота кривошипа ср. Начало отсчета (ср=0) соответ­ствует положению кривошипа при нахождении поршня в ВМТ;

•  угла отклонения шатуна от оси цилиндра р (р—0 при ср=0).

Кинематика кривошипа. Вращательное движение кривошипа ко­ленчатого вала определено, если известны зависимости угла пово­рота ср, угловой скорости сои ускорения еот времени /.

При кинематическом анализе КШМ принято делать допуще­ние о постоянстве угловой скорости (частоты вращения) колен­чатого вала со. Тогда cp=cot, со=constи е=0. Угловая скорость и частота вращения кривошипа коленчатого вала и связаны соот­ношением со=cp/30. Данное допущение позволяет изучать законы движения элементов КШМ в более удобной параметрической форме — в виде функции от угла поворота кривошипа и перехо­дить при необходимости к временной форме, используя линейную связь сри t.

Кинематика поршня. Кинематика возвратно-поступательно дви­жущегося поршня описывается зависимостями его перемещения, скоростии ускоренияот угла поворота кривошипа.

•              Перемещение поршня при повороте кривошипа на угол определяется как сумма его смещений от поворота кривошипа на уголи от отклонения шатуна на угол.

Связь между углами определяется по общей стороне DEтреугольников ODEи CDE(см. рис. 1.2, а).

Широко применяемая для оценки конструкции ДВС средняя скорость поршня.

Кинематика шатуна. Сложное плоскопараллельное движение ша­туна складывается из перемещения его верхней головки с кинемати­ческими параметрами поршня и его нижней кривошипной головки с параметрами конца кривошипа. Кроме того, шатун совершает ащательное (качательное) движение относительно точки сочлене­ния шатуна с поршнем.

• Угловое перемещение шатуна

Угловая скорость качания

•              Угловое ускорение шатуна

Сила давления газов, действующая на поршень, нагружает подвижные элементы КШМ, передается на коренные опоры картера и уравновешивается внутри двигателя за счет упругой деформации элементов, формирующих внутрицилиндровое пространство, силами Р_т и Р'_г, действующими на головку цилиндра и на поршень, как это показано на рис. 1.9. Эти силы не передаются на опоры двигателя и не вызывают его неуравновешенности.