Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Анализ уравновешивания конструкции двигателя

Читайте также:
  1. D. обобщение, сравнение анализ ,синтез
  2. I) Однофакторный дисперсионный анализ .
  3. I)Однофакторный дисперсионный анализ (выполняется с применением программы «Однофакторный дисперсионный анализ» надстройки «Анализ данных» пакета Microsoft Excel).
  4. I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
  5. Ii) Двухфакторный дисперсионный анализ
  6. II. Анализ деятельности педагога
  7. II. Анализ программ по чтению и литературной подготовке учащихся начальной школы и УМК к ним. Познакомьтесь с требованиями ФГОС.
  8. II. Анализ результатов учебной деятельности.
  9. II.1. Прямые иммуноанализы
  10. II.2. Непрямые иммуноанализы

Механизм уравновешивания двигателя

Силы инерции первого и второго порядков, а так же центробежные силы инерции в рассматриваемом двигателе уравновешены полностью и не создают неуравновешенных моментов. Однако для уменьшения сил, действующих на коренные подшипники, коленчатый вал данного двигателя снабжён противовесами.

Анализ уравновешивания конструкции двигателя

Двигатель считается уравновешенным, если во время установившегося режима работы на его опоры действуют постоянные по величине и направлению усилия.

Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются и, если они не уравновешены, вызывают сотрясения и вибрацию двигателя, передающиеся раме автомобиля или трактора.

К неуравновешенным силам и моментам относятся:

а) силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежные силы инерции вращающихся масс ;

б) продольные моменты и , возникающие в многоцилиндровых двигателях от неуравновешенных сил и отдельных цилиндров;

в) крутящий момент и равный ему, но противоположно направленный опрокидывающий момент , воспринимаемый опорами двигателя.

Решение вопроса уравновешивания двигателей сводится к уравновешиванию лишь более значительных сил и их моментов. Уравновешивание сил инерции достигается выбором определенного числа цилиндров, расположением колен вала и применением дополнительных движущихся масс – противовесов.

Коленчатый вал двигателя 6Ч13/14 имеет колена, расположенные под углом 120° (рисунок 2).

Рисунок 2 - Однорядный шестицилиндровый четырехтактный двигатель.

 

Центробежные силы инерции вращающихся масс: , (2.1)

где - масса совершающая вращательное движение,

- масса кривошипа,

- масса шатунной группы, сосредоточенная на оси кривошипа,

- радиус кривошипа,

- угловая скорость вращения коленчатого вала,

– частота вращения коленчатого вала.

Получаем

.

Результирующая сил инерции вращательного движения для всех цилиндров:

(2.2)

Так как центробежные силы инерции для всех цилиндров равны и направлены попарно в разные стороны, то продольный момент:

В данном двигателе уравновешены и .

Силы инерции первого и второго порядков для первого и шестого цилиндров

где ,

- масса совершающая возвратно-поступательное движение,

- масса поршневой группы,

- масса шатунной группы, сосредоточенная на оси поршневого пальца,

- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Силы инерции первого и второго порядков для второго и пятого цилиндров

Силы инерции первого и второго порядков для третьего и четвертого цилиндров

Результирующая сила инерции первого порядка возвратно-поступательного движения масс для всех цилиндров:

,

а так как

тогда

Аналогично результирующая сила инерции второго порядка

Вследствие зеркального расположения колен вала силы инерции не будут создавать никаких свободных неуравновешенных продольных моментов, т. е.

,

и

 

Для того чтобы разгрузить подшипники от действия вращающих моментов на вал устанавливаются противовесы на 1-й, 6-й, 7-й и 12-й щеках.

На рисунке 3 представлен эскиз противовеса.

Рисунок 3 - Эскиз противовеса

Противовесы установлены под углом 1500 относительно кривошипа коленчатого вала (рисунок 4).

Рисунок 4 – Щека без противовеса

Центробежные силы инерции: ,

где - масса совершающая вращательное движение,

- масса кривошипа,

- масса шатунной группы, сосредоточенная на оси кривошипа,

- радиус кривошипа,

- угловая скорость вращения коленчатого вала,

- частота вращения коленчатого вала.

Получаем

.

Центробежная сила инерции противовеса: ,

где - масса противовеса,

- расстояние от оси коленчатого вала до центра массы противовеса.

Составим схему части коленчатого вала с опорами, включающую первые и вторые коренные опоры и колена коленчатого вала (рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема участка коленчатого вала

Рассматривая равновесие части коленчатого вала на рисунке 5, получим (третью опору не рассматриваем):

где - реакции, возникающие в опорах от действия центробежных сил инерции.

Составим векторную сумму сил, действующих на первую и вторую коренные опоры (рисунок 6).

Рисунок 6 – Векторная сумма центробежных сил

Результирующую силу R можно вычислить по теореме косинусов:

Для уменьшения влияния центробежной силы инерции R на опоры коленчатого вала установлены противовесы под углом к колену.

В результате установки противовесов, нагрузка на коренные опоры от действия центробежных сил инерции уменьшена с до , то есть уменьшена на ~33%.

Т.к. противовес имеет сложную геометрическую форму целесообразно для вычисления момента инерции противовеса относительно своего центра тяжести использовать программу «Компас». Для чего создаем твердотельную модель в данной программе (Рисунок 7).

В результате получаем Iп0=18,32∙10-3 кг*м2.

Рисунок 7 - Модель противовеса в программе «Компас»

Список литературы

1. Гоц, А.Н. Анализ уравновешенности и методы уравновешивания автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие / А.Н. Гоц; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. – 128 с.

2. Попык, К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей. – М.: Изд-во Машиностроение, 1965. – 256 с.

3. Луканин, В.Н. Двигатели внутреннего сгорания. – М.: Выш.шк., 2007. – 400 с.:


 




Дата добавления: 2015-01-12; просмотров: 56 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Предел последовательности| Единицы анализа психики

lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав