Файл: Ливенцев, Ф. Л. Двигатели со сложными кинематическими схемами. Кинематика, динамика и уравновешивание.pdf

ЭКЗЕМПЛЯР

ЧИТАЛ6! ОГО З А Л ^ J

W-/S7

Л к в е н ц е в Ф. Л. Двигатели со сложными кинематическими схе­ мами. Л ., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1973. 176 с.

В книге рассмотрены методы анализа кинематики и динамики ряда двигателей со сложными кинематическими схемами криво­ шипно-шатунных механизмов, а также различные приемы анализа неуравновешенных сил инерции, их моментов и уравновешивания. Для ДВС со сложными кинематическими схемами разработаны ме­ тоды: определения обобщенных коэффициентов тактности и на их основе формулы расчета мощности и размеров рабочих цилиндров; графоаналитического расчета мощностей, передаваемых опережаю­ щими и отстающими поршнями ДВС с противоположно движущи­ мися поршнями, и ординат индикаторных диаграмм для них; таблич­ ных расчетов динамики и ординат векторных диаграмм подшипников, результирующих неуравновешенных сил инерции и их моментов; определения неуравновешенных моментов сил инерции и их уравно­ вешивания различными способами и др.

В разделах, где это необходимо, книга имеет примеры, помо­ гающие читателям понять и использовать рекомендуемые автором методы анализа и расчетов кинематики, динамики и уравновешива­ ния для ДВС с кинематическими схемами кривошипно-шатунных механизмов любой сложности.

Книга предназначена для инженерно-технических работников конструкторских бюро и заводов, связанных с конструированием и расчетом ДВС, а также может быть полезна студентам соответ­ ствующих специальностей.

Табл. 31. Ил. 63. Список лит. 14 назв.

Рецензенты: инж. М. А. Миселев, канд. техн. наук М. П. Ширяев Редактор д-р техн. наук проф. Р. ІИ. Петриченко

334— 164

лQ38 (Q1)—73 164—73

©Издательство «Машиностроение», 1973 г.

Г л а в а I

О с о бен н о сти н е к о т о р ы х с л о ж н ы х

КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ КРИВОШИПНО-ШАТУННЫХ МЕХАНИЗМОВ ДВС

1.Кривошипно-шатунный механизм двухтактного двигателя

спротивоположно движущимися рабочими поршнями

Двигатели с двумя, тремя и более противоположно движущи­ мися рабочими поршнями в одном, двух и более рабочих цилин­ драх были предложены Виттигом, Лука и Костовичем в период 1878—1881 гг., использованы Юнкерсом в начале текущего сто­ летия и нашли широкое применение в большом числе различных модификаций двухтактных ДВС, использующих один (нижний) коленчатый вал с тремя кривошипами для каждого рабочего ци­ линдра («Юнкере», «Доксфорд», «Бурмейстер и Вайн» и др.), Или два (верхний и нижний) коленчатых вала («Юнкере», Д-100, «Фебрекс-Морзе», «Нэпир-Дэлтик» и др.).

Рассмотрение этой схемы представляет интерес потому, что она используется у двигателей «Нэпир-Дэлтик» со сложным криво­ шипно-шатунным механизмом, который рассматривается как один из примеров расчетов кинематики, динамики и уравновешивания ДВС со сложными кинематическими схемами.

У двухвальных ДВС с противоположно движущимися порш­ нями, кроме двигателей «Нэпир-Дэлтик», направление вращения валов — произвольное; оно зависит от системы синхронизирую­ щего механизма между верхним и нижним валами. На рис. 1 представлены кривошипно-шатунные механизмы тронковых дви­ гателей этого типа при одном 1 и при двух 2 коленчатых валах. В обоих случаях верхние рабочие поршни управляют открытием и закрытием выпускных окон 4, а нижние — продувочных окон 3. Верхние и нижние поршни могут иметь синхронное движение, т. е. одновременно проходить через их мертвые точки, но могут работать и со сдвигом одноименных фаз на угол А. Синхронное движение поршней при. одном коленчатом вале использовалось у большого числа мощных малооборотных крейцкопфных ревер­ сивных судовых дизелей.

Движение верхних и нижних поршней со сдвигом одноименных фаз используется в настоящее время у всех ДВС с противоположно движущимися поршнями; при этом поршни, управляющие ок­ нами выпуска, опережают поршни, управляющие окнами про­ дувки на угол А, который принимается обычно в пределах 9— 12° и только у двигателей «Нэпир-Дэлтик» А = 20°.

Рис. 1. Кинематические схемы тронковых ДВС с про­ тивоположно движущимися поршнями

Ход верхних и нижних поршней может быть одинаковым или различным, причем верхние поршни в таких случаях имеют обычно меньший ход, чем нижние.

Некоторые модификации ДВС этого типа имеют диаметр верх­ них поршней меньше, чем нижних. Верхние поршни с уменьшен­ ным ходом и диаметром превращаются в поршневые золотники, которые все же оказывают значительное вл-ияние на изменение объемов рабочего цилиндра, и поэтому оно должно учитываться при расчетах. Сдвиг фаз рабочих поршней оказывает влияние на метод расчета рабочего объема цилиндров, однако у одновальных

4

горения, вплоть до выносных камер факельного зажигания, и любые формы днищ рабочих поршней.

Точность результатов, достигаемых этим методом, зависит от масштаба диаграмм, т. е. с увеличением масштаба точность воз­ растает.

2.Диаграмма Брикса и ее использование

врасчетах кинематики и динамики поршневых ДВС

Конечная длина шатуна L искажает перемещение поршня s при повороте кривошипа на угол а.

Для аксиального кривошипно-шатунного механизма (рис. 2) с конечной длиной шатуна перемещение s поршня при повороте

= RC“!2L будет при a = 90 и 270°. Величина фтах представляет собой эксцентриситет диаграммы Брикса. Она возрастает от О до R2/2L при изменении а от 0 до 90° и убывает от RZ/2L до 0 при из­ менении а от 90 до 180°. Диаграмма Брикса позволяет с достаточ-

6