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

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

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:

 

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