Колінчастий вал
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунів внутрішнього згоряння з дев'ятикривошипним колінчастим валом, переважно в середньооборотних та високооборотних двигунах Кривошипи колінчастого валу розташовані в послідовності 1-8-5-2-9-3-4-6-7 з кутами заклинки 44,5 o; 40,7 o; 35,7 o; 45,4 o; 34,3 o; 44,9 o; 35,9 o; 45,2 o; 33,4 o. Технічний результат – забезпечення найменшого рівня низькочастотної вібрації двигуна. 1 іл.
Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема до двигунів внутрішнього згоряння з дев'ятикривошипним колінчастим валом, переважно в середньооборотних та високооборотних двигунах.
Відомо, що колінчасті вали з непарною кількістю кривошипів при їх рівномірному заклинанні, у тому числі дев'ятикривошипні, мають моментну неврівноваженість, наприклад колінчастий вал 18-ти циліндрового V-подібного дизеля 18 V 32Е фірм "Пилстик" ("Вяртсиля") -6-7-3-4-9-2-5-8 (див. Довідник "Дизелі" за загальною редакцією В.А. Даншейдта, Л., "Машинобудування", 1977, с. 118).
Дана кривошипна схема не забезпечує врівноваженість дизеля по моментах від сил інерції 1-ої та 2-ої гармонік. Відносні зовнішні неврівноважені моменти від сил інерції 1-ої та 2-ої гармоніки відповідно становлять: m1=0,922 та m2=1,131.
Недоліком є необхідність використання механізмів, що врівноважують, для забезпечення необхідного стану вібрації дизеля.
Внутрішня неврівноваженість дизеля від згинального кістяка моменту є благополучною (відносна внутрішня неврівноваженість mc=0,77). У цьому випадку відносні зовнішні неврівноважені сили 1-ої та 2-ої гармонік відповідно дорівнюють: P1=0 і Р2=0.
Відомий також колінчастий вал з кривошипною схемою,має нерівномірну заклинку кривошипів у послідовності 1-9-2-7-4-5-6-3-8 з кутами між кривошипами 37 o 44 1 ; 41 o 08 1; 41 o 08 1; 37 o 44 1; 41 o 08 1; 41 o 08 1; 37 o 44 1; 41 o 08 1; 41 o 08 1 (див. В.Ф. Сегаль "Динамічні розрахунки двигунів внутрішнього згоряння", вид., "Машинобудування", Л., 1974).
Недоліком є значна внутрішня неврівноваженість дизеля, що вимагає установки противаг (відносна внутрішня неврівноваженість m0 = 4,15).
Метою цього винаходу є повне оптимальне балансування дев'ятикривошипного колінчастого валу, що забезпечує найменші рівень низькочастотної вібрації 1-ої та 2-ої гармонік і величину внутрішнього неврівноваженого згинального моменту шляхом розташування кривошипів у певній послідовності та призначенням конкретних кутів
Поставлена мета досягається створенням колінчастого валу, кривошипи в ньому розташовані в послідовності 1-8-5-2-9-3-4-6-7 з кутами заклинки 44,5 o; 40,7 o; 35,7 o; 45,4 o; 34,3 o; 44,9 o; 35,9 o; 45,2 o; 33,4 o.
Таке виконання забезпечить найменший рівень низькочастотної вібрації двигуна за 1-ою та 2-ою гармоніками за рахунок оптимального підбору параметрів, що визначають неврівноваженість кривошипної схеми: за силами інерції 1-го та 2-го порядків, по моментах від цих сил інерції, за внутрішнім згинальним моменту (пов'язаного з деформацією кістяка двигуна). Ефективність поєднання обраних розрахунком параметрів оцінюється вібростаном двигуна, що характеризується, наприклад, відомими в літературі критеріями КАЦА, СТЕЧКІНА, КЛИМОВА та деформацією кістяка двигуна.
На кресленні зображена схема заклинки дев'ятикривошипного колінчастого валу.
Нерівномірність заклинкикривошипів, завдяки малому розведенню кривошипів, щодо їх рівномірного розташування в межах, що не перевищують 7 o практично не позначається на рівномірності крутного моменту і має наступні параметри: P1=0,00642, Р2=0,070, m1=0,0135, m2=0,07 mс = 0,976.
Таким чином, пропонований колінчастий вал із зазначеним розташуванням кривошипів забезпечує найменший рівень низькочастотної вібрації двигуна, дозволяє виключити застосування механізмів, що врівноважують, і пристроїв, потрібних для зниження вібрації двигуна.
В даний час у ВАТ "Колом'янський завод" розробляється двигун внутрішнього згоряння, в якому буде використано запропонований винахід.
Колінчастий вал, що містить дев'ятикривошипну схему з нерівномірною заклинкою кривошипів, який відрізняється тим, що кривошипи в ньому розташовані в послідовності 1-8-5-2-9-3-4-6-7 з кутами заклинки 44,5 o ; 40,7 o; 35,7 o; 45,4 o; 34,3 o; 44,9 o; 35,9 o; 45,2 o; 33,4 o.