Неравномерность крутящего момента
Суммарный индикаторный крутящий момент двигателя даже при установившемся режиме работы изменяется и является периодической функцией угла поворота коленвала 
с периодом 
.
Показателем изменения суммарного индикаторного крутящего момента служит коэффициент неравномерности крутящего момента:
где Mimax , Mimin, Micp- соответственно максимальный, минимальный и средний индикаторные крутящие моменты.
При разных режимах работы двигателя коэффициент неравномерности крутящего момента имеет различные значения.
Сравнение неравномерности крутящего момента различных двигателей производят при максимальной мощности. Коэффициент неравномерности крутящего момента уменьшается с увеличением числа цилиндров двигателя.
Так как периоды изменения момента сопротивления и крутящего момента обычно не одинаковы, неизбежно возникают колебания угловой скорости вращения вала.
Колебание угловой скорости за цикл при установившемся режиме характеризуется коэффициентом неравномерности хода:
.
Допустимые значения коэффициента неравномерности хода составляют:
для тракторных двигателей - 
= 0,003...0,01; для автомобильных = 0,01...0,02.
Назначение и расчет маховика
Маховик служит для обеспечения равномерного хода двигателя. При проектировании нового двигателя по выбранной степени неравномерности хода определяют маховой момент маховика и его основные размеры. Маховой момент приблизительно равен:
|
|
|
где Lизб- наибольшее значение накопленной избыточной работы.
Момент инерции маховика должен обеспечивать устойчивую работу двигателя при заданной наименьшей частоте вращения коленвала - из этого условия определяется наибольшая неравномерность хода.
При малых момент инерции маховмка слишком большой, что ухудшает приемистость двигателя.
При больших значениях момент инерции может оказаться настолько малым, что трогание автомобиля с места станет затруднительным.
Диаметр маховика выбирается из условия размещения диска сцепления, т.е. из конструктивных соображений, с последующей проверкой по условию обеспечения заданной неравномерности вращения и по условию трогания машины с места.
Уравновешенность и уравновешивание поршневых ДВС
Силы инерции движущихся масс КШМ и моменты инерции от них переменны. Их значения зависят от массы и ускорений движущихся элементов КШМ и для современных ДВС могут быть соизмеримы с силами давления газов. Силы инерции движущихся масс и моменты от них могут передаваться непосредственно на опоры и вследствие их периодичности вызывать колебания двигателя на подвеске. Эти колебания могут быть опасными, если совпадут по частоте со свободными колебаниями подмоторной рамы. Значения сил инерции и моментов от них можно уменьшить применением системы дополнительных противовесов, вращательное движение которых координируется с движением коленвала или изменением конструктивной схемы двигателя.
|
|
|
Двигатель считается уравновешенным полностью, если при установившемся скоростном режиме его работы силы и моменты, передаваемые на опоры, имеют постоянные значения и направления.
В общем случае на опоры могут передаваться:
1) силы инерции возвратно - поступательно движущихся масс КШМ первого РjI и второго PjII порядков;
2) центробежная сила инерции вращающихся неуравновешенных масс кривошипа Kr;
3) продольные моменты MjI и MjII сил инерции PjI и PjII;
4) продольный центробежный момент Mr от силы Kr;
5) неравномерный крутящий момент двигателя, равный и противоположный опрокидывающему моменту (Mкр=-Mопр);
6) переменные моменты от неравномерного движения в двигателе жидкостей и газов, реакция от силы тяги вентилятора.
Последние силы и моменты обычно не учитываются. Условия уравновешанности двигателя выражаются системой:
Для снижения влияния свободных сил и моментов применяют следующие мероприятия:
|
|
|
1) выбор соответствующего числа и расположения цилиндров и схемы расположения кривошипов;
2) установка простейших противовесов и сложных уравновешивающих механизмов;
3) выполнение соответствующих требований при производстве деталей, их сборке и регулировке; при ремонте и эксплуатации двигателей:
3.1) соблюдение допусков на массы и размеры поршней, шатунов, коленвала и др.
3.2) проведение балансировки коленвала;
3.3) достижение идентичности протекания рабочих процессов во всех цилиндрах.
Следовательно, уравновешивание - это комплекс конструктивных, производственных и эксплуатационных мероприятий, направленных на уменьшение или полное устранение неуравновешенных свободных сил инерции и моментов.
Вопросы для самоконтроля.
1. 1. Как определить величину равнодействующей силы, действующей на шатунную шейку?
2. 2. Какие показатели характеризуют неравномерность крутящего момента и колебания угловой скорости коленвала?
3. 3. Когда двигатель считается уравновешанным?
4. 4. Какие мероприятия выполняются по уравновешиванию двигателя?
Лекция 20.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 526; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!