Файл: Болотин Ф.Ф. Динамика корабельных ДВС учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.06.2024
Просмотров: 134
Скачиваний: 0
т шй»0,6 m w .
Для шатунов с большой кривошипной головкой в рядных быстроходных двигателях
ггц» 0,5Ши,;
0,7т ш .
Для более точного определения значений приведенных масс необходимо знать положение центра тяжести шатуна S , которое может быть определено либо графоаналитическим ме тодом по чертежу проектируемого шатуна, либо эксперимен тально взвешиванием или качанием выполненного шатуна
2.Главный шатун V-образного двигателя
снесимметричной головкой (рис. 2.2)
В этом случае центр тяжести главного шатуна 5 смещен по отношении к оси главного шатуна в сторону прицепного шатуна. Пасса прицепного
шатуна |
|
приводится в |
|
|
||
равном |
соотношении к оси |
|
|
|||
поршневого пальца в боко |
|
|||||
вом |
цилиндре с прицепным |
на |
|
|||
шатуном mt,j (в точку |
|
|||||
рис. |
1Л.) |
и к |
оси прицеп |
|
||
ного |
пальца |
на кривошипной |
|
|||
головке |
главного шатуна |
Рис. 2.2. Приведение масс |
||||
т ^ г (в |
точку С |
на рис. 1Л), главного шатуна V -образного |
||||
т.е. принимают |
приве |
двигателя |
массы |
|||
денные |
массы |
прицепного шатуна равными половине |
||||
шатуна: |
|
|
ГПщ]- |
m ЫТ'" ш/г |
(2.12) |
|
|
|
|
|
|||
Приведенную массу прицепного шатуна ш шг,условно при |
||||||
бавляют |
к массе |
главного |
шатуна т ш , а приведенные |
массы |
||
последнего п ц |
и т^я , сконцентрированные в точках В иА |
27
(сы. рис. 1.4 и 2.2), соответственно определяют по форму
лам: |
|
-ч |
m uj = m ul-i:+ |
|
а |
m uir-[r,- |
||
h, |
■ |
(2.13) |
т шк= т 1Uц |
ц |
Заметим, что при этом фиктивно считают центром тяжести главного шатуна точку 5 на оси главного шатуна, представ ляющую собой проекцию действительного центра тяжести 5 на эту ось.
3. Главный шатун звездообразного двигателя с симметричной кривошипной головкой (рис. 2.3)
В этом случае на осях прицепных пальцев кривошипной головки шатуна условно концентрируются приведен ные вращающиеся массы m t r. прицепных шатунов ( I - по рядковый номер бокового цилиндра с прицепным ша туном). Центр тяжести
|
главного |
шатуна |
5 |
лежит |
|
на его осиАВ. Приведен |
|||
Рис. 2.3. Приведение масс |
ные массы |
главного |
шатуна |
|
>nmj игпшдопределяют |
по |
|||
главного шатуна звездо |
формулам |
(2.10) |
с учетом |
|
образного двигателя |
всех добавочных ма сстшгч.
А. Колено вала двигателя (рис. 2А)
Колено вала состоит из шатунной шейки, двух щек и ко ренных шеек вала. Масса коренных шеек имеет центр тяжести на оси вращения 0 и является уравновешенной. Поэтому она вместе с прилегающей уравновешенной частью массы щек в
28
приведении масс не участвует. Центр тяжести массы шатун
ной шейки валатшш лежит на |
ее оси, |
г.е. в точке |
А при |
|||
ведения вращающихся |
масс |
|
|
|
||
КИШ. Следовательно, можно |
|
|
|
|||
считать эту массугищц,услов |
|
|
|
|||
но сконцентрированной в |
|
|
|
|||
точке А |
без какого-либо |
|
|
|
||
приведения. Остается опре |
|
|
|
|||
делить величину приведен |
|
|
|
|||
ной в точку А |
массы |
не |
|
|
|
|
уравновешенной |
относитель |
|
|
|
||
но оси вращения части двух |
|
|
|
|||
щек т шй . Если |
центр |
тяже |
|
|
|
|
сти этой действительной |
|
|
|
|||
массы части щек щ ш |
нахо |
Рис. 2 Л . Приведение |
массы |
|||
дится на расстоянии г0 от |
||||||
оси вращения, |
то из усло |
колена |
вала (заштрихована |
|||
уравновешенная часть |
массы |
|||||
вия равенства |
образуемых |
|
колена) |
|
||
центробежных сил инерции |
|
|
|
|||
Величина |
т шУ'оw |
2= m шкR oj1. |
|
|
||
приведенной массы щек принимается равной |
|
|||||
|
|
|
La |
кгс-с^/см. |
(2.14) |
|
|
|
|
Гп |
|||
|
|
|
г> |
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
Следовательно, приведенная вращающаяся масса |
колена вала |
||
m KR . сконцентрированная в точке А , определяется как |
сум |
||
ма массы шатунной шейки вала т шш |
и приведенной массы |
щек |
|
: |
кгс-сг/см. |
(2.15) |
|
т кк= т шш+тщр |
|||
Рассмотренная методика определения приведенных масс |
|
||
КШМ применяется лишь в расчетах, |
к которым предъявляются |
||
повышенные требования в отношении |
их точности |
(например, |
при проектировании новых двигателей на заводах-изготови- телях дизелей). В приближенных динамических расчетах ориентировочно принимают приведенные массы mj и m R , от несенные к единице площади поршня Fn см проектируемого
29
двигателя, до опытным данным существующих двигателей близ кого типа:
|
|
т У |
nr, |
9i |
кгс-сг/см, |
(2.16) |
|
|
|
Fn |
95i |
||||
|
|
m |
_ Ш е : |
.ftW |
кгс-са/см, |
|
(2.17) |
где |
gj и |
Fn |
|
|
|||
g R - приведенные веса поступательно |
и враща- |
||||||
|
|
тельно движущихся деталей КШМ, |
отнесенные |
||||
|
|
к I |
смг площади |
поршня Fn |
, кгс/смг (см. |
||
|
Введение |
табл. I, 2). |
|
и m R практиче |
|||
ски |
относительных величин масс |
||||||
удобно, |
так как |
определяемые по ним силы инерции ПДЫ |
и ВМ имеют размерность давления кгс/сма и их можно затем прямо складывать с соответствующими силами от давления газов в цилиндре, имеющими аналогичную размерность.
§ 8. График изменения силы инерции ПДМ в зависимости от угла поворота вала
Аналогично выражениям для ускорения поршня (1.9) и (1.10) формулу (2.5) для СИ ПДМ можно представить в виде суммы двух составляющих:
|
Pj=—mj R ca/(coscx+/\.cOS£oO= |
|
|
кгс, (2.18) |
||
где |
= -m j RcA^cosa-mjPc*//Uo$2<x=I*I+I>-E |
|||||
Р л = - т ^ а з гсо5а |
кгс |
; 1 |
(2.19) |
|||
|
||||||
|
p i5l=-nijRou27Lcos2a |
КГС-J |
|
|||
ков, |
- гармонические составляющие СИ ПДМ I и 2-го поряд |
|||||
которые обычно называются просто силами |
инерции ПДМ |
|||||
I и 2-го порядков. |
|
|
|
|
||
Поскольку выражения для ускорения поршня и сил инерции |
||||||
ПДМ |
отличаются только |
величиной |
массы |
гп^ |
и противопо |
|
ложными знаками, то |
графики P,=f (сО, PjT=-f(a) 4 Pjs=f(^) |
50
Т а б л и ц а |
2 |
Значения весов д^ и gR поступательно и вращательяо движущихся частей кривошипно-шатунного механизма, отнесенных к площади поршня, выполненных дизелей
Тип двигателя и материал поршня
Тихоходные с толстостенными чугунными поршнями
Средней быстроходности с толстостенными
шнями
Средней быстроходности с тонкостенными чугунными или стальными поршнями
Быстроходные с облегченными алюминиевыми поршнями.
|
9j |
g R |
|
кгс/см* |
кгс/см2 |
||
0,25 - 0,6 |
0,7 - |
1,2 |
|
0,15 |
- 0,3 |
0,15 |
- 0,25 |
0,1 |
- 0,2 |
0,15 - 0,25 |
|
|
0,025 |
- 0,07 |
0,03 |
на рис. 2.5 выглядят точно так же, |
как графики jn=f(«), |
|||||
|
|
jm=-F№ и |
|
|
лишь |
|
а |
|
на |
рис. 1.2 с той |
|||
|
|
разницей, что они по |
||||
|
|
вернуты относительно |
||||
|
|
оси абсцисс на 180° и |
||||
|
|
имеют различный масш |
||||
|
|
таб ординат. Наиболь |
||||
|
|
шая |
отрицательная |
сила |
||
|
|
Pj |
имеет место |
при |
||
|
|
<х = 0 и положении |
||||
|
|
поршня в в.ы.т. и на |
||||
|
|
правлена она противо |
||||
|
|
положно максимальному |
||||
|
|
положительному |
ускоре |
|||
|
|
нию поршня, т.е. в сто |
||||
|
|
рону от оси коленчато |
||||
|
|
го вала (см. рис. 1.2). |
||||
|
|
Наибольшая положитель |
||||
|
|
ная |
сила Р 3 |
, направ |
||
|
|
ленная к оси коленча |
||||
|
|
того вала, |
при |
|
|
|
|
|
имеет место в н.м.т., |
||||
Рис. 2.5. График |
P^-FC^O |
а при Л>-^ |
- дважды |
|||
в районе н.м.т. |
|
со |
||||
а) при |
; б) при Л^-^- |
Гармонические |
||||
|
|
ставляющие P3l |
и PjU |
имеют соответственно один и два периода изменения за один оборот коленчатого вала, так же, как и гармоники ускоре ния поршня I и 2-го порядков.
32