Файл: Болотин Ф.Ф. Динамика корабельных ДВС учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.06.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Fn c m z-Rc m - площадь поршня и радиус кривошипа двигате­

ля.

 

 

 

Так как

 

 

 

die

dto da

doe

(5.6)

"еНГ — da dt

cUx’

то подставляя (5.5)

и (5.6) в

уравнение (5.3),

подучим:

^

dcA)= S*^R

(S"t— "fcер)dot •

(5.7)

Интегрируя это уравнение в пределах изменения углов пово­

рота

вала л от oc=cci , при котором

имеет место со ^ си *^,

до

, при которомo=tomaK,с

находим:

 

 

. я

 

 

 

 

BAJa)duJ=aAB ^mn< ^min _

 

 

 

 

СО,m m

 

 

 

CA3mnx+CO_

 

 

 

 

= 20’А, »

(СОmax-COKMLn')~

 

=20Ae-u£p.

COep

= 2

0

^ ^ ^

 

=Fn R J (it-tcp)doc=^- /

(it-tep)doc,

откуда

 

a.

 

 

vs J ^ t - t cp)doc

 

 

_

(5.8)

 

9 =

20дбofp

 

 

 

 

 

Обозначим

агz

A = / ( Z t - t cp)da кгс/смг . (5.9)

«с

Величина А по физическому смыслу представляет собой из­ быточную работу касательных движущих сил двигателя (из­ быточную по отношению к работе среднего касательного уси­ лия icp , равного средней постоянной касательной силе со­ противления на валу двигателя), идущую на приращение ско­ рости вращения вала от минимального до максимального зна­ чения и отнесенную к I см*1 площади поршня и к I см радиуса кривошипа двигателя.

89



Поскольку аналитическое выражение функции1-t(<*)

не­

известно и определение величины А

путем интегрирования

невозможно, ее находят исходя из следующих логических

соображений.

6 заштрихованные площадки +b fZif3,

и f5,

На рис.

ограниченные

кривой2 i(a-)и прямой

, представляют собой

последовательно изменяющуюся избыточную или недостающую работу движущих суммарных касательных сил двигателя по от­ ношению к работе постоянных сил сопротивления, отнесенных

к площади

поршня, в пределах соответствующих углов

поворо­

та вала за

один

период изменения кривой ^t(cC) . Очевидно,

что максимальная

скорость вращения вала имеет место

при

наибольшем запасе кинетической энергии связанных с валом движущихся масс и, следовательно, при наибольшем избытке работы движущих касательных сил, а минимальная скорость вращения вала - при наименьшем запасе кинетической энер­ гии движущихся масс и наибольшем недостатке работы движу­

щих

касательных

сил двигателя за период изменения кривой

X t

= f(oOПолагая площадки

f2vif 4 , расположенные

выше

прямой tcp , положительными,

а площадки f(,fb и

, рас­

положенные ниже

прямой tCp , отрицательными, составляют

последовательные

алгебраические суммы этих площадок:

 

s f

« V ,

 

 

 

 

i f -

 

 

 

 

 

i f

= W

W

»

 

 

 

i f

= W

W

f

e

 

(последняя сумма при правильном определении значения t cfi должна быть обязательно равна нулю).

Наибольший избыток работы движущих касательных сил двигателя, отнесенных к площади поршня, определяемся той из перечисленных последовательных алгебраических сумы, которая имеет наибольшее положительное значение X f mcn(l ,

90


а наибольший недостаток работы движущих касательных сил - суммой, имеющей наибольшее отрицательное значение Величина избыточной работы движущих сил при изменении ско­

рости вращения

вала от минимального до максимального

зна­

чения, т.е. величина

А определяется, таким образом,

алгеб­

раической разностью:

 

 

5 (.1 0 )

А ~ к г с - р д З / с • М

Площадки -f4 ,

, f3 и

т.д. определяются в см1 планиметри­

рованием или подсчетом клеток миллиметровой бумаги,

а ве­

личина масштаба

площади m f находится как произведение

масштабов касательных

сил m t и углов поворота вала т,,. :

 

т ^ г г ц - т ^

кгс-раЗ/см*'.

 

 

Момент инерции движущихся масс двигателя относительно

оси коленчатого

вала

Вдь включает эквивалентные

моменты

инерции кривошипно-шатунных механизмов 0 О , приведенные моменты инерции вращающихся масс вспомогательных механиз­ мов, навешанных на двигатель и др. Поскольку обычно все составляющие, кроме первых, являются сравнительно малыми, то приближенно величину 8дЬможно определять как сумму эквивалентных моментов инерции кривошипно-шатунных меха­ низмов 80 . Для однорядных двигателей с нормальными криво­

шипно-шатунными механизмами величину8 0

можно определить

по

формуле

0о *

кгс-см-е* , (5.II)

 

 

где

m Rи mj

- массы вращательно и поступательно движущих­

 

 

ся деталей кривошипно-шатунного механизма,

 

R и L

кгс*е2/ек;

шатуна,

см.

 

- радиус кривошипа и длина

 

Для ыногорядных двигателей с одним коленчатым валом

( v -образного, звездообразного и т.п.

типов),

с числом

m-рядов цилиндров и центральным сочленением шатунов

 

8 0 «=[Wg+^-rrijCi+^z)] R2-

кгс-см-с* •(5.12)

91


Последнюю формулу можно приближенно применять и для оцен­ ки величины 80 двигателей с прицепным сочленением шатунов. Тогда в общем случае

где z,

®Ab*Zi ’ ® 0

кгс-см-с* ?

(5.13)

- число цилиндров

в одном ряду.

более

Иногда

рекомендуют [8],

определять 9д6еще

приближенно по эмпирической формуле Гельда для тронковых двигателей:

©дь* 2 -гг»; R z

КГС-СМ-С .

(5.14)

Оценив значение 0Д8по формулам (5.П)-(5.14),

следует для

проверки сравнить

его с аналогичной в е л и ч и н о й - В0

для

выполненных двигателей близкого типа по данным табл. I.

Расчетные и опытные значения

8 0 для близких двигателей

не

должны существенно

отличаться.

степени

не­

Итак, для ориентировочной оценки величины

равномерности вращения вала двигателя получаем простую

 

формулу:

 

 

(5.13)

9=

2-8A 6 u fср

 

Величина степени неравномерности 9 , полученная

по

этой

формуле, должна быть в следующих пределах;

 

 

 

-для судовых двигателей, работающих непосредствен­ но на гребной винт:

?= i

-для двигателей, работающих на генераторы постоян­

ного тока:

9

=

i f e

+ i f e ;

- для двигателей, работающих на генераторы перемен­ ного тока:

9 = 1 5 0

+ T i t e

Для уменьшения степени неравномерности, превышающей указанные пределы, требуется увеличение момента инерции движущихся масс, связанных с валом установки.В установках

92