Синтез и анализ механизма двигателя внутреннего сгорания и коробки передач автомобиля

 

    Res=[Res; fi, r, v];

 

end

 

VqXs2=Res(:,14);

VqYs2=Res(:,15);

Vqs2=sqrt(VqXs2.^2+VqYs2.^2); % передаточная функция скорости центра масс S2 шатуна 2

VqXs4=Res(:,16);

VqYs4=Res(:,17);

Vqs4=sqrt(VqXs4.^2+VqYs4.^2); % передаточная функция скорости центра масс S4 шатуна 4

U21=Res(:,10);

U31=Res(:,11);

VqB=Res(:,12);

VqD=Res(:,13);

fi=Res(:,1);

 

  % динамика

Jpr=Jo1+(m2.*Vqs2.^2+Js2.*U21.^2)+(m4.*Vqs4.^2+Js4.*U31.^2)+(m3.*VqB.^2)+(m5.*VqD.^2)+120000/(w^2);  %кг*м^2, приведенный момент инерции модели

 

figure(1); plot(fi, Jpr); grid on; title('Приведенный момент инерции');  legend('Jpr');

xlabel('fi, рад'); ylabel('Jpr, кг*м^2');

 

fi_t=fi'

Jpr_t=Jpr'

VdJpr_dfi=[];

dJpr_dfi(1)=0;

for k=1:length(fi)-1; % Дифференцирование Jpr

dJpr_dfi(k+1)=(Jpr_t(k+1)-Jpr_t(k))/(fi_t(k+1)-fi_t(k));

end

dJpr_dfi

 

JII=(m2.*Vqs2.^2+Js2.*U21.^2)+(m4.*Vqs4.^2+Js4.*U31.^2)+(m3.*VqB.^2)+(m5.*VqD.^2)

TII=1/2*JII*w^2

 

p_3=[2500  1 1 1 1 1 1 1 ...

    5000 35000 95000 200000 455000 615000 705000 ...

    2075000 2100000 1180000 790000 515000 320000 250000 ...

    125000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000];

 

p_5=[5000 35000 95000 200000 455000 615000 705000 ...

     2075000 2100000 1180000 790000 515000 320000 250000 ...

     125000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 30000 ...

     2500  1 1 1 1 1 1 1 ];

 

M1=0; % Н*м, приведенный инерциальный момент кривошипа 1

M2=m2*g*VqYs2;  % Н*м, приведенный инерциальный момент шатуна 2

M3=Sporsh.*p_5.*sqrt((VqB').^2); % Н*м, приведенный момент сил давления газа на поршень 2

M4=m4*g*VqYs4; % Н*м, приведенный инерциальный момент шатуна 4

M5=Sporsh.*p_3.*sqrt((VqD').^2); % Н*м, приведенный момент сил давления газа на поршень 3

 

% Н*м,  приведенный момент поршней

Mpr1=M3;

Mpr2=M5;

Mpr3=M2;

 

Mpr=M2'+M3+M4'+M5 % Н*м, приведенный момент всех сил модели

 

epsilon=Mpr./((Jpr_t)*10)-w^2./(2.*Jpr_t).*dJpr_dfi % рад/с^2, ускорение модели

 

 

 

fic=4*pi;

Mc=trapz(fi, Mpr)/fic                % момент сопротивления

Ms=Mpr-Mc                         %суммарный момент

a=cumtrapz(fi, Ms);       %интеграл от момента суммарного

A=a;

TI=A'-TII;

TImax=max(TI)

TImin=min(TI)

deltaTI=(TImax-TImin)

Jmach=(deltaTI/(delta*w^2))-Jo1   %момент инерции маховика

D=(32*Jmach/(pi*0.01*7800))^0.25

 

 

Jpr1=Jo1+(m2.*Vqs2.^2+Js2.*U21.^2)+(m4.*Vqs4.^2+Js4.*U31.^2)+(m3.*VqB.^2)+(m5.*VqD.^2)+120000/(w^2)+Jmach;

Jpr_t1=Jpr1'

VdJpr1_dfi=[];

dJpr1_dfi(1)=0;

for l=1:length(fi)-1; % Дифференцирование Jpr

dJpr1_dfi(l+1)=(Jpr_t1(l+1)-Jpr_t1(l))/(fi_t(l+1)-fi_t(l));

end

 

epsilonS=Mpr./((Jpr_t+Jmach)*10)-(w^2./(2.*(Jpr_t+Jmach)).*dJpr1_dfi)

 

%работа  поршней

Mc1=trapz(fi, Mpr1)/fic                % момент сопротивления

Ms1=Mpr1-Mc1                         %суммарный момент

a1=cumtrapz(fi, Ms1);       %интеграл от момента суммарного

A3=a1;

Mc2=trapz(fi, Mpr2)/fic                % момент сопротивления

Ms2=Mpr2-Mc2                         %суммарный момент

a2=cumtrapz(fi, Ms2);       %интеграл от момента суммарного

A5=a2;

 

Ep=polyval(polyfit(fi_t,epsilon,9),fi_t)/100

wm=cumtrapz(fi,Ep)+w;

wmax=max(wm)

wmin=min(wm)

dw=(wmax+wmin)/2

 

 

 

Ep1=polyval(polyfit(fi_t,epsilonS,9),fi_t)/100

 

 

wm1=w+(cumtrapz(fi,Ep1));

w1max=max(wm1);

w1min=min(wm1);

dw1=(w1max+w1min)/2;

delta1=(w1max-w1min)/dw1

 

figure(2); plot(fi, M3,'-.', fi, M5); grid on; title('Приведенный момент модели 1 2');

legend('M3', 'M5'); xlabel('fi1, рад'); ylabel('Mpri, Н*м');

figure(3); subplot(2,1,1);

plot(fi, A3,'--', fi, A5); grid on; title('Работа поршней 1 2');

legend('A3', 'A5'); xlabel('fi, рад'); ylabel('A, Дж');

figure(4); plot(fi, Mpr, fi, Mc,'D'); grid on; title('Приведенный момент модели');

legend('Mpr', 'Mc'); xlabel('fi1, рад'); ylabel('Mpr, Н*м');

figure(5); plot(fi, epsilon); grid on; title('Ускорение модели');

legend('epsilon'); xlabel('fi1, рад'); ylabel('epsilon, рад/сYT^2');

figure(6); plot(fi, A,'+', fi, TI,'-.', fi, TII); grid on; title('Работа модели');legend('A', 'TI', 'TII');

figure(7); plot(fi_t, wm); grid on; title('угловая корость модели');

figure(8); plot(fi, A); grid on; title('Работа модели');legend('A');

figure(9); plot(fi, Mpr,fi, Mpr1,fi, Mpr2); grid on; title('Приведенный момент модели');

legend('Mpr','Mpr1','Mpr2'); xlabel('fi1, рад'); ylabel('Mpr, Н*м');

figure(10); plot(fi,wm1,'-'); grid on; title('График зависимости wn от fi ');

xlabel('fi1, рад'); ylabel('wm1, рад/с');

figure(11); plot(fi, epsilonS); grid on; title('График зависимости epsilon от fi');

xlabel('fi1, рад'); ylabel('epsilon, рад/с^2');

 

function f=Koordinati(x)

 

% O1A+AB=O1B

f(1)=O1A*sin(fi+pi)+AB*sin(x(1));           %x(1)-fi2, x(3)-YB

f(2)=O1A*cos(fi+pi)+AB*cos(x(1))-x(3);

 % O1A+AD=O1D

f(3)=O1A*sin(fi)-AD*sin(x(2));         %x(2)-fi3, x(4)-YD

f(4)=O1A*cos(fi)-AD*cos(x(2))+x(4);

% O1A+AS2=O1S2

f(5)=O1A*sin(fi+pi)+AS2*sin(x(1))-x(5);      %x(5)-Xs2, x(6)-Ys2

f(6)=O1A*cos(fi+pi)+AS2*cos(x(1))-x(6);

% O1C+CS4=O1S4

f(7)=O1A*sin(fi)-AS4*sin(x(2))+x(7);         %x(7)-Xs4, x(8)-Ys4

f(8)=O1A*cos(fi)-AS4*cos(x(2))+x(8);

end

 

function f=Skorosti(x)

 

opts=optimset('Tolfun', 1e-12, 'tolx', 1e-12);

[r, fv, ex]=fsolve(@Koordinati, [0 0 0 0 0 0 0 0], opts);

fi2=r(1);

fi3=r(2);

% O1A+AB=O1B

f(1)=O1A*cos(fi+pi)+AB*cos(fi2)*(x(1));           %x(1)-U21, x(3)-VqB

f(2)=-O1A*sin(fi+pi)-AB*sin(fi2)*(x(1))-x(3);

 % O1A+AD=O1D

f(3)=O1C*cos(fi)-AD*cos(fi3)*(x(2));         %x(2)-U31, x(4)-VqD

f(4)=-O1C*sin(fi)+AD*sin(fi3)*(x(2))+x(4);

% O1A+AS2=O1S2

f(5)=O1A*cos(fi+pi)+AS2*cos(fi2)*(x(1))-x(5);      %x(5)-VqXs2, x(6)-VqYs2

f(6)=-O1A*sin(fi+pi)-AS2*sin(fi2)*(x(1))-x(6);