Від діючих (сумарних) зусиль виникають нормальне зусилля, що крутить і перекидає моменти
7 як можна знайти наведену масу кривошипу
Маса деталей, що обертаються:
Малюнок 1 Схема кривошипа колінчастого валу де:тк =+тщ.пр.
т -вказана малюнку 1 маса кривошипа;
тщпр- приведена до радіусуrкривошипа маса щік. Вона визначається за умови:
.
.
Відцентрова сила інерції від маси деталей, що обертаються, становить:
(1)
Вона легко врівноважується установкою нащічних противаг масоютпрпри виконанні умови (рисунок 2):
тпр =.
(2)
Квиток 8
Врівноважування від відцентрових сил інерції
Маса деталей, що обертаються:
Квиток 9 Питоме зусилля інерції
Воно визначаються масою і прискоренням деталей, що переміщаються (другий закон механіки):
деms– приведена до одиниці площі поршня маса зворотно-поступально рухомих деталей;ms=mп+0,275mш, деmптаmш– питомі маси комплекту поршня та шатуна (таблиця 1);
Якщо підставити значення прискорення (вираз 4 лекції 17), то отримаємо:
де рjI - сили інерції першого порядку;
рjII– те саме другого порядку
Якщо не передбачати спеціальні заходи, то силирjIірjIIпередаються фундаменту двигуна (немає як у разі тиску газів, що врівноважують їх сил, що діють на головку двигуна).
Квиток 11
Потужність - робота, що здійснюється за секунду. Вимірюється у л.с. або в кВт (1 кВт = 1,36 л.с.)
Удосконалення двигунів йде у напрямку зниженняМкрпри одночасному підвищенніNе. При цьому питома маса двигуна знижується.
ЗниженняМкр(як середнього, так і максимального) при збереженніNеможливе за рахунок збільшення частоти обертання двигуна.
Квиток 14
Тангенційне питоме зусилля та методика
Графічного його визначення
Т=Т1+Т2=рд×sina+рд×cosa×tgb=sin(a+b).
Звичайно, величинуТтреба брати з тим самим знаком, що ірд.
Квиток 15
Для врівноваження сил інерції першого порядку противаги встановлюють на шестернях, що обертаються з такою ж швидкістю, що і колінчастий вал (шестірні 1,2 і 3 повинні мати однакову кількість зубівZ) (рисунок 4).
При такому розташуванні противаг сумарне зусилля від них у горизонтальній площині зрівнюють один одного, а у вертикальній площині складається:
У зв'язку з цим, якщо забезпечити
тобто. прийняти , то сили інерції першого порядку не передаватимуться опорам двигуна. З використанням таких парних динамічних противаг урівноважені одноциліндрові двигуни Д-20 і Д-14.
Квиток 16
Для врівноваження сил інерції другого порядку також можна застосувати парні динамічні противаги з тією відмінністю, що противаги повинні обертатися з удвічі більшою кутовою швидкістю (див. малюнок 4; шестерні 4 і 5 мають по 0,5 Z зубів).
Малюнок 4 Схема повного врівноваження одноциліндрового двигуна; 1,2, 3, 4 та 5 – шестирні; Z - число зубців
Квиток 17
Двоциліндрові двигуни (П-46; ХТЗБ7; Д-28; Д-16)можуть врівноважуватися трохи інакше.
У двоциліндрових двигунах можуть застосовуватися колінчасті вали за схемами малюнка 5.
При застосуванні в чотиритактних двигунах схеми «а», як видно з таблиці 1, порядок роботи циліндрів може бути: 1 – 2 – 0 – 0 (варіант І) або 1 – 0 – 0 – 2 (варіант ІІ), тобто. при обох варіантах не забезпечується рівномірне чергування робочих ходів. У цьому недолік цієї схеми.
Таблиця 1 Порядок чергування робочих ходів за схемою «а»
У двотактних двигунах, навпаки, за цієї схеми забезпечується рівномірне чергування робочих ходів (з порядком роботи 1 – 2).
Інша перевага цієї схеми полягає у забезпеченні автоматичного (природного) врівноваження сил інерції 1 порядку одного циліндра тими самими силами іншого:
Природно виявляються врівноваженими та відцентрові сили інерції. Разом про те слід врахувати, що з-за плеча «а» (рисунок 6) тут виникають моменты:
1. ;
2. .
Моменти можуть врівноважуватися парними динамічними противагами.
Моменти врівноважуються постановкою нащічних противаг (варіант I,амалюнку 6) або противаг на шківі вентилятора та на маховику (Д-24) (II,бмалюнку 6).
Склавши таблицю, аналогічну наведеній, можна переконатися, що при схемі «б» малюнка 5 забезпечується рівномірне чергування робочих ходів тільки чотиритактних двигунах (1-0-2-0).
Малюнок 6 Відцентрові сили інерції та моменти від них та врівноважування їх противагами нащочними (а) та встановленими на маховику та шківі вентилятора (б)
Схема «б» рисунок 5 представляє подвоєну («дзеркально» складену) схемуодноциліндровий двигун. У зв'язку з цим усі інерційні зусилля за неї подвоюються:
;
.
Для їх врівноважування можуть застосовуватися ті самі способи, що і в одноциліндровому двигуні - механізм Ланчастера (для врівноваженнярjIірjII) і нащічні противаги (рц).
Квиток 18
Вітчизняні чотирициліндрові двигуни врівноважувалися тільки сил інерції першого порядку (природним чином). Першим чотирициліндровим двигуном із урівноваженими силами інерції другого порядку (парними динамічними противагами) став двигун А-41 (трактора ДТ-75М) Алтайського моторного заводу.
І тут , , і .
З'являються неврівноважені моменти (через плечеа– відстані між колінами):
,
- можуть врівноважуватися системою противаг на спеціальних валах, а - противагами на щоках колінчастого валу.
Під впливом неврівноважених сил інерції II порядку двигун коливається у вертикальній площині, а - неврівноважених моментів – у горизонтальній.
Про вплив неврівноважених сил і моментів можна судити з наведених у таблиці 2 даних амплітуд коливань деталей і навісних агрегатів двигуна Д-50 і АМ-41.
Таблиця 2 Амплітуда коливань деталей та навісних агрегатів
двигунів Д-50 і АМ-41 (прип=1700 хв -1 ), мм