Полная версия

Главная arrow Техника arrow АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. РАСЧЕТЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Исследование самоуравновешенности поршневых двигателей с КШМ

Силы и моменты, вызывающие неуравновешенность двигателей

Уравновешенным называется двигатель, который на установившемся режиме работы передает на опоры постоянные по значению и направлению силы и моменты.

Неуравновешенный двигатель передает на опоры периодически изменяющиеся силы и моменты. Эго вызывает вибрации (колебания) подмоторной рамы и кузова (корпуса) транспортного средства. Вибрации возникают при кратности частот собственных колебаний системы и частот возмущающих сил и моментов. При увеличении амплитуды сил и моментов вибрации возрастают.

Причинами неуравновешенности являются:

  • • переменный крутящий момент на выходе из двигателя, обусловленный цикличностью работы цилиндров;
  • • неуравновешенные силы инерции поступательно движущихся и вращающихся масс, а также продольные моменты, возбуждаемые этими силами.

Поскольку двигатели для транспортных средств обычно изготавливаются многоцилиндровыми, то переменный крутящий момент на выходе из двигателей является равномерным, его неблагоприятное влияние на уравновешенность оказывается незначительным. По этой причине при рассмотрении уравновешенности таких двигателей влияние этого момента во внимание не принимается.

Двигатель, в котором неуравновешенные силы инерции отсутствуют благодаря используемой схеме расположения кривошипов КВ, принято называть самоуравновешенным. Если для уравновешивания двигателя использованы противовесы или специальные уравновешивающие механизмы, то двигатель называют уравновешенным.

Неуравновешенная вращающаяся масса (НВМ) mR, сосредоточенная на оси шатунной шейки КВ, при вращении с постоянной угловой скоростью со развивает центробежную силу инерции PR. Эта сила всегда направлена по радиусу кривошипа в сторону от оси вращения КВ и вращается вместе с кривошипом с постоянной угловой скоростью со. Значение силы, Н, рассчитывается по формуле

В соответствии с выражением (1.34) силу инерции поступательно движущейся массы (ПДМ), Н, можно рассчитать по формуле

После раскрытия скобок и преобразования выражение (3.2) принимает вид

В выражении (3.3) Р, - сила инерции первого порядка; Р(| - сила инерции второго порядка. Эти силы переменного значения действуют только вдоль оси цилиндра.

Примечание. В разд. 1 «Силовые нагрузки на детали» положительным направлением для сил, действующих вдоль оси цилиндра, считается направление от камеры сгорания к оси КВ. В этом случае сила давления газов вдоль оси цилиндра всегда является положительной. В данном разделе при исследовании уравновешенности двигателя для сил инерции ПДМ, действующих вдоль оси цилиндра, положительным считается обратное направление, т. е. направление от оси вращения КВ к камере сгорания. По этой причине знак минус в правой части выражений (3.1) и (3.2) опущен.

В плоском отсеке, объединяющем цилиндры двигателя, связанные с одним и тем же кривошипом, при любом количестве цилиндров действуют только силы инерции PR, Р{ и Р[{. Поскольку линии действия этих сил лежат в одной плоскости и пересекаются в одной точке на оси вращения КВ, то названные силы не могут возбудить ни поперечных, ни продольных моментов.

Поперечный момент действует в плоскости, перпендикулярной оси КВ и проходящей через центр тяжести двигателя или через центр средней по длине шейки КВ.

Продольный момент действует в плоскости, проходящей через ось КВ. Положение этой плоскости может быть произвольным относительно корпуса двигателя. Таким образом, для обеспечения уравновешенности плоского отсека необходимо любыми средствами уравновесить действующие в отсеке силы.

Многоцилиндровый и многоблочный двигатель можно рассматривать как сочетание нескольких одинаковых плоских отсеков, в каждом из которых действуют силы инерции PR, Р{ и Рп. При этом в двигателе возможно возникновение продольных моментов MR, М{ и Мп, создаваемых этими силами.

В общем случае в многоцилиндровом и многоблочном двигателе в каждом отсеке действуют силы инерции PR, Р[ и Р которые порождают продольные моменты MR, М, и Ми.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>