Внешняя неуравновешенность и уравновешивание двигателей

Определение неуравновешенных сил и моментов от системы сил инерции поступательно-движущихся масс. Под внешней неуравновешенностью двигателя понимается наличие в нем периодических сил или моментов сил, передающихся на фундамент. Эти силы вызывают вибрацию. В СЭУ с ДВС вследствие неуравновешенности возникают вибрация корпуса судна или отдельных его участков. Причиной внешней неуравновешенности являются силы инерции приведенных ПДМ и неуравновешенных вращающихся масс КШМ всех цилиндров, а также опрокидывающие моменты. Силы инерции неуравновешенных вращающихся масс одного цилиндра при установившемся режиме работы двигателя

где i – номер цилиндра.

Вертикальная и горизонтальная проекции этой силы определяются в зависимости от положения кривошипа αi

Проекция силы инерции ПДМ на вертикальную ось найдем по приближенной формуле

Pji=MSiRω2(cosαi + λ cos2αi)= PI i cosαi + PII i λ cos2αi,

где PI i В = PI i cosαi PII i В = PII i cosαi – силы инерции ПДМ первого и второго порядков.

Рассмотрим систему сил инерции многоцилиндрового двигателя на примере четырехцилиндрового двухтактного ДВС. На рисунке приняты следующие обозначения: Pr – сила инерции неуравновешенных вращающихся масс КШМ; PI cos α и PII cos α – сила инерции ПДМ КШМ первого и второго порядков соответственно. В рассматриваемом примере система сил инерции состоит 12 сил: четыре силы инерции вращающихся масс Pr1, Pr2, Pr3, Pr4 ; четыре силы инерции ПДМ первого порядка PI cos α1, PI cos α2, PI cos α3, PI cos α4 и четыре силы инерции ПДМ второго порядка PII cos 2α1, PII cos 2α2, PII cos 2α3, PII cos 2α4 . Кривошипно-шатунный механизм в многоцилиндровых двигателях обычно выполняют одинаковыми, однородными; поэтому, как правило, для многоцилиндровых двигателей можно принять

Pr 1= Pr 2 = Pr 3 = Pr 4= Pr

PI 1= PI 2 = PI 3 = PI 4= PI

PII 1= PII 2 = PII 3 = PI I4= PII

Рис. 8.12 – Системы сил инерции: а – одного цилиндра; б – 4-х цилиндрового 2-тактного ДВС.

Как следует из рисунка, система сил инерции вращающихся масс представляет пространственную систему сил, а система сил инерции ПДМ первого и второго порядков – плоскую систему сил, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения коленчатого вала.

Двигатель считается полностью уравновешенным, если при любом положении коленчатого вала система сил находится в равновесии. Приведем систему сил к точке ОС, т.е. в середине оси коленчатого вала. Как известно, любую систему сил можно привести к данной точке, заменив ее главным вектором всей системы сил, приложенным в точке ОС приведения и равным геометрической сумме всех сил системы, и главным моментом, равным геометрической сумме векторов моментов всех сил относительно точки приведения. Для удобства исследования обычно отдельно рассматривают:

- систему сил инерции вращающихся масс;

- систему сил инерции ПДМ первого порядка;

- систему сил инерции ПДМ второго порядка.

Рис. 8.13 – Схема систем сил инерции

Силы инерции вращающихся масс Pr i перенесены по линии их действия в точки Оi на оси коленчатого вала и каждая из сил разложена на две составляющие: вертикальную PriВ и горизонтальную PriГ . Величины составляющих находят по уравнениям

PriВ = Pr icos αi ; PriГ = Pr i sin αi

Плечи сил разных КШМ относительно точки О обозначены

h1 = О1ОС; h2 = О2ОС; h3 = О3ОС; h4 = О4ОС;

Так как моменты сил, приложенных по разные стороны от точки, имеют разные знаки, будем приписывать плечам сил, расположенным в сторону носовой части двигателя (h1 и h2) знак плюс, расположенным в сторону кормовой части двигателя (h1 и h2) – знак минус.

Рекомендуем также:

Портовые сборы: назначение, виды, правила применения
Судовые сборы имеют две функции: 1) фискальная; 2) поддержание государственной собственности в эксплуатационном состоянии. Виды сборов: – корабельный (носит характер налога за пользование государственным объектом, начисляется за каждый вход/выход из порта). – причальный, – маячный, – каналь ...

Проектируемый участок
В процессе проектирования агрегатного участка по ремонту рулевого управления необходимо добавить: шлифовальный станок, гидравлическую тележку для снятия колёс, стенд для контроля углов установки колёс, стенд регулировки развала-схождения, стенд для ремонта рулевых управлений, передвижная моечная у ...

Блок-картер, поддон картера и гильзы цилиндров
Блок-картер в однорядных и У-образных автотракторных двигателях с жидкостным охлаждением представляет собой отливку коробчатой формы, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя — верхнюю часть картера коленчатого вала. Блок-картер при работе двигателя воспринимает большие нагрузки от ...