Полная версия

Главная arrow Техника arrow АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. РАСЧЕТЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Динамически эквивалентная модель шатуна

Масса реального шатуна (масса шатунного комплекта) пгт считается условно сосредоточенной в центре его тяжести и при работе двигателя совершает сложное плоское движение. Приведение массы шатуна к центрам поршневого пальца и шатунной шейки КВ позволяет заменить сложную траекторию движения его центра тяжести двумя простыми траекториями, по которым движутся массы ms и mR (рис. 1.6).

Исходя из равенства кинетических энергий динамически эквивалентной модели (ДЭМ) и реального шатуна при приведении массы реального шатуна должны выполняться три перечисленных далее условия.

Динамически эквивалентная модель КШМ

Рис. 1.6. Динамически эквивалентная модель КШМ

1. Сумма приведенных масс шатуна в ДЭМ должна быть равна массе реального шатуна:

где тш3 - масса шатуна, приведенная к центру поршневого пальца, которая условно совершает вместе с поршнем только возвратнопоступательное движение;

т я - масса шатуна, приведенная к радиусу кривошипа, которая условно совершает вместе с кривошипом только вращательное движение.

  • 2. Центр тяжести приведенного шатуна должен совпадать с центром тяжести реального шатуна, при этом длина приведенного и реального шатуна одинаковая, т. е. должно выполняться условие
  • 3. Момент инерции шатуна /^относительно оси, проходящей через его центр тяжести и перпендикулярной плоскости качания шатуна, должен быть равен сумме моментов инерции Мх приведенных масс шатуна относительно этой же оси:

Следует заметить, что при двухмассовой ДЭМ шатуна условие Мх = Iх не выполняется, поэтому при точных расчетах необходимо учитывать вносимый двухмассовой системой дополнительный момент инерции. Однако на практике пользуются приближенной двухмассовой ДЭМ шатуна, пренебрегая значением дополнительного момента инерции, так как погрешность расчетов при этом несущественная.

Имеется несколько способов приведения массы реального шатуна к центрам поршневого пальца и шатунной шейки КВ, в большинстве из которых значение тш предполагается уже известным.

На практике масса шатуна, положение его центра тяжести и значения приведенных масс /иш5 и тшК определяются на специальных весах (рис. 1.7).

Определение положения центра тяжести шатуна весовым способом

Рис. 1.7. Определение положения центра тяжести шатуна весовым способом

Шатун с уже известной массой тш устанавливается в специальных призмах на чашки рычажных весов.

На чашку, где расположена поршневая головка шатуна, подбирается масса т при которой чашки весов находятся в равновесии. Положение центра тяжести, в котором условно сосредоточена масса тш, определяется из условия выполнения равенства (1.16) в соответствии со следующими выражениями:

При проектировании ДВС, когда реальный шатун отсутствует, для определения приведенных масс и положения центра тяжести шатуна можно воспользоваться одним из изложенных далее способов.

Способ 1. Заданы значения тш, L и положение центра тяжести проектируемого шатуна, т. е. известны значения Ls и LR. Тогда в соответствии с выражениями (1.21) и (1.20) можно записать:

Способ 2. Имеются рабочие чертежи деталей шатунного комплекта, т. е. известны размеры шатуна и материал, из которого он будет изготовлен. Тогда на основании имеющихся данных вычисляются объем шатунного комплекта и его масса. Затем геометрическим способом находится положение центра тяжести шатуна (подробно этот способ излагается в курсах теоретической механики и сопротивления материалов). После этого необходимо действовать, как и при способе 1.

Способ 3. Известны массы деталей двигателя-прототипа. Тогда соответствующие массы деталей и узлов проектируемого двигателя определяются исходя из геометрического подобия:

В выражениях (1.23) символом * обозначены соответствующие массы деталей и диаметр цилиндра двигателя-прототипа.

Пользоваться изложенным способом можно только в случае, когда двигатель-прототип близок проектируемому двигателю по уровню форсирования и массогабаритным показателям. Используя выражения, аналогичные по структуре выражениям (1.23), при необходимости можно определить и другие массы проектируемого двигателя.

Способ 4. Известна только масса шатунного комплекта тш и длина шатуна L. В этом случае используются приближенные соотношения

Способ 5. Известна только масса шатунного комплекта тщ и длина шатуна L. Для высокооборотных легких форсированных двигателей можно воспользоваться эмпирической формулой, предложенной профессором Терских,

В выражении (1.25) п - частота вращения КВ, 1/мин.

где

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>