Динамика кривошипно-шатунного механизма

Опрокидывающий момент передаётся через остов двигателя на опоры фундаментной рамы, на корпус судового фундамента. Следовательно, Mопр должен быть уравновешен внешним моментом реакций rф судового фундамента.

Порядок определения сил, действующих в КШМ

Расчёт этих сил ведётся в табличной форме. Шаг расчёта следует выбирать с использованием следующих формул:

– для двухтактных; – для четырёхтактных,

где K – целое число: i – число цилиндров.

Движущая сила, отнесённая к площади поршня

Pд = Рг + qs + gs +Pтр. (8.20)

Силой трения Pтр пренебрегаем.

Если gs ≤ 1,5 % Pz, то также пренебрегаем.

Значения Pг определяем, используя давление индикаторной диаграммы Р.

Pг = Р – Р0. (8.21)

Силу инерции определяем аналитически

. (8.22)

Рис. 8.8 – Диаграммы движущих сил в функции от угла поворота коленвала

Кривая движущих сил Pд является исходной для построения диаграмм сил Pн = f(α), Pш = f(α), t = f(α), z = f(α).

Для проверки правильности построения тангенциальной диаграммы следует определить среднюю по углу поворота кривошипа тангенциальную сил tср.

Из диаграммы тангенциальной силы видно, что tср определится как отношение площади между линией t = f(α) и осью абсцисс к длине диаграммы.

Площадь определяется планиметром либо путём интегрирования по методу трапеций

,

где n0 – число участков, на которые разбивается искомая площадь;

yi – ординаты кривой на границах участков;

Определив tcp в см, используя масштаб по оси ординат перевести её в МПа.

Рис. 8.9 – Диаграммы тангенциальных сил одного цилиндра: а - двухтактного двигателя; б – четырёхтактного двигателя

Индикаторную работу за цикл можно выразить через среднее индикаторное давление Pi и среднее значение тангенциальной силы tcp следующим образом

Pi Fп2Rz = tcp FпR2π,

где коэффициент тактности z = 1 для двухтактных ДВС и z = 0,5 для четырёхтактных ДВС.

Тогда

– для двухтактных ДВС

;

– для четырёхтактных ДВС

.

Допустимое расхождение не должно превышать 5%.

Лекция 14. 8.3. Определение набегающих тангенциальных сил на шейках коленвала многоцилиндрового двигателя

Определим законы изменения крутящих моментов на коленчатом валу многоцилиндрового двигателя

Рис. 8.10 – Схема коленчатого вала двухтактного четырёхцилиндрового двигателя: 1, 2, 3, 4 – номера цилиндров; - номера шатунных шеек; I, II, II,I V – номера рамовых шеек; M1, М2, М3, М4 – крутящие моменты, передаваемые на коленвал от соответствующих цилиндров; MШ1, МШ2, МШ3, МШ4 – крутящие моменты, скручивающие шатунные шейки; МPI, МPII, МPIII, МPIV, МPV,– моменты, скручивающие соответствующие рамовые шейки.

Моменты, скручивающие рамовые шейки называются набегающими крутящими моментами на рамовых шейках. Очевидно, что набегающий крутящий момент на последней рамовой шейке представляет собой суммарный крутящий момент всего двигателя.

Следует отличать MШ1 от M1, MШ2 от M2, MШ3 от M3, MШ4 от M4. Действительно, при положении кривошипа четвёртого цилиндра в НМТ M4 = 0, а четвёртая шатунная шейка скручивается почти полным крутящим моментом двигателя и, следовательно, МШ4 ≠ 0.

Крутящие моменты MШ1, МШ2, МШ3, МШ4 называют набегающими крутящими моментами на шатунных шейках коленвала.

При исследовании динамики двигателя первое колен всегда располагают в положении ВМТ.

Схема коленвала задаётся диаграммой заклинки кривошипов, которая по существу представляет вид по стрелке А. Применяется, как правило, равномерная заклинка.

Рекомендуем также:

Техническое обслуживание и ремонт системы инертных газов
Анализ характерных повреждений и отказов системы Возможные причины отказов системы 1. Отказ системы инертных газов может произойти при высоком содержании кислорода, что объясняется: - неисправностью системы управления процессом топливосжигания в котле, особенно при его малой нагрузке; - подсос ...

Шатуны
Поршень с коленчатым валом соединяет шатун. Он превращает возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Основными частями шатуна (Рис.6) являются верхняя головка 7 с запрессованной в нее бронзовой втулкой 5, стержень и нижняя головка 9 с крышкой 10. Шатун испы ...

Динамический расчет двигателя
Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных моментов и сил, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода д ...