Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

НАИБОЛЕЕ ОПАСНЫЕ СОЧЕТАНИЯ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА КОЛЕНО ВАЛА

Сочетания нагрузок, при которых силы Т или Z, или момент R2.T имеют максимальные значения. Учитывая, что наибольшее напряжение может быть не при положении вала, соответствующем максимальному значению сил Т и Z, а при каком-то другом его положении, например, при положении, соответствующем максимальной величине их равнодействующей Q = = уТ^ I Z2, таблицу дополняют комбинациями сил Т, Z, ZT и Q, при которых Q имеет максимальное значение.
Если при просмотре таблиц, составленных по формам 1 и 2, возникает необходимость проверить какое-либо другое сочетание сил и набегающего крутящего момента, при котором ни одна из них не имеет максимума, то такое сочетание также фиксируется в таблице, аналогичной таблице формы 3. У всех величин указывают их знаки.
Затем вписывают в таблицу сочетания сил Т, Z, Q и момента ЕТ для остальных колен вала. По выявленным из таблицы трем-пяти комбинациям производят расчет коленчатого вала на прочность.
Исследования показывают, что максимальное значение суммарной силы Pt может быть не на каком-либо режиме установившейся работы, а на переходном. Поэтому в ряде случаев целесообразно проверить на прочность коленчатый вал двигателя при работе на переходном режиме (методика определения силовой нагрузки рассмотрена в § 9).
Особенностью уравновешивания многоцилиндровых двигателей является то, что в них могут быть не только неуравновешенные центробежные силы и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, но и их моменты.
Для уравновешивания сил инерции и их Моментов в многоцилиндровом двигателе необходимо и достаточно, чтобы равнодействующие всех сил инерции, действующие в плоскостях^ проходящих через ось вала, а также сумма моментов этих сил относительно выбранной оси равнялись нулю.

При расчете колебаний коленчатого вала необходимо учитывать переменный момент инерции возвратно - поступательно движущихся масс, массу и упругость присоединенных деталей и систем, валопровод и потребитель энергии.

Двигатель считается уравновешенным, если при установившемся режиме работы на его опоры действуют постоянные по величине и направлению силы и моменты или если силы и моменты замыкаются внутри двигателя и на опоры не передаются.
При постоянной угловой скорости вращения коленчатого вала теоретически возможно все свободные силы и моменты уравновесить тем или иным способом. Исключение составляет реактивный момент, который отсутствует только в биро-тативных двигателях (т.е. в двигателях, в которых наряду с вращением коленчатого вала вращается его корпус; направление вращения их противоположное). В обычных двигателях этот момент остается свободным и воспринимается фундаментом или рамой.

где L0-расстояние между осями цилиндров; а„ = а + 8„; 5п-угол между кривошипами первого и п-го цилиндров, отсчитываемый по направлению вращения коленчатого вала.
При проектировании двигателя стремятся путем выбора схем расположения кривошипов коленчатого вала и цилиндров создать такую конструкцию, при которой суммарные силы инерции ЕРД, ZPj2 и 1С и моменты 2МЛ, EMJ2, ЕМС были бы равны нулю. Если это не удается, то прибегают к уравновешиванию двигателя с помощью дополнительных устройств.
Для обеспечения полного уравновешивания двигателя требуется существенное усложнение конструкции, что с учетом высоких порядков гармонических составляющих сил инерции практически неосуществимо, поэтому двигатель остается частично неуравновешенным.
Величины неуравновешенных сил и моментов, а также реактивного момента являются исходными данными для расчета вибрации объекта, на котором установлен двигатель, а также вибрации самого двигателя, если он установлен на упругих опорах.
Для предварительного заключения об уравновешенности двигателя можно пользоваться безразмерными величинами, получаемыми в результате обобщения критерия Стечкина— Климова.
В реальном двигателе даже при селективной сборке наблюдаются отклонения поступательно и вращательно движущихся масс различных цилиндров. Эти отклонения носят случайный характер, вызывают остаточные силы инерции и их моменты и учитываются методами статистической динамики, где шд-удельная масса двигателя; b№ ha D-длина, ширина, высота и диаметр цилиндра двигателя; LC„ и 2МСН- горизонтальные составляющие силы инерции вращающихся масс и моменты от этих сил.
Размеры /д, || и Щ следует брать без учета несущественно выступающих деталей.
Если £ jf 0,002 и т| < 0,002, двигатель можно считать хорошо уравновешенным, если % ^ 0,01 и r\ ^ 0,01-плохо уравновешенным.
Максимальные величины неуравновешенных сил инерции и моментов сил инерции двигателей для наиболее распространенных схем коленчатых валов даны в табл. 9. Уравновешенными считаются шести-, восьми-, десяти- и двенадцатицилиндровые двигатели с зеркальным относительно средней коренной шейки расположением кривошипов коленчатого вала. У четырехцилиндровых двигателей неуравновешенными являются вертикальные силы инерции второго порядка PJ2-
У двухтактных двигателей с равномерным чередованием работы цилиндров суммарные силы инерции равны нулю при

числе цилиндров, большем двух. Моменты сил инерции могут быть полностью уравновешены при двенадцати цилиндрах.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.