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

ками, а затем переписать эту графу как разности — a ^ но в порядке нумерации цилиндров. В табл. 14 приведен этот спо­ соб определения углов между вспышками в цилиндрах главных блоков двигателей: восьмицилиндрового четырехтактного с по­ рядком работы цилиндров 1-3-7-5-8-6-2-4 и углом между вспыш­ ками 720 : 8 = 90° и для девятицилиндрового двухтактного с по­ рядком работы цилиндров 1-9-5-2-7-4-3-8-6 и углом между вспыш­ кам« 360 : 9 = 40°.

Т а б л и ц а 14. Определение углов между вспышками (сдвиг фаз)

По результатам проведенного табличного расчета на риш 30 построены графики относительных касательных р\а, радиаль­ ных р'га и нормальных Рпа сил, полученных в результате действия поршня одного рабочего цилиндра и крутящих (набегающих) моментов Л41ш, М 2, М 2ш, М 3, . . ., М вш и М7, действующих в ша­ тунных и коренных шейках коленчатого вала, а также результи­ рующих сил Ріа и Рга.

Индикаторная мощность двигателя по выходному среднему

Расхождение с предварительной ее оценкой составляет 2%. Для двигателей с противоположно движущимися поршнями, имеющих два коленчатых вала (см. схемы 2 на рис. 1 и 1 и 2 на рис. 23), силовой расчет ведется для каждого вала отдельно со своими' значениями D, R, L, возвратно-движущихся масс и др., а также производными от них, но с одинаковыми расчетными интервалами Да, равными углу А сдвига фаз у опережающего и отстающего поршней или Д/2, Д/3. . . Индикаторные диаграммы

74

для совмещенных диаграмм (индикаторная—Брикса—Толле) по­ лучаются в результате графоаналитического анализа, рассмотрен­ ного в п. 4, 5 и 9. При этом из расчетной табл. 12 исключаются графы 9—18 с соответствующей корректировкой номеров граф в формулах для набегающих моментов. Ординаты диаграммы ре­ зультирующего крутящего момента для всего двигателя опреде­ ляются путем построчного сложения ординат двуд последних граф 37 двух расчетных табл. 12, записанных со сдвигом графы 37 для вала отстающих поршней относительно графы 37 для вала опережающих поршней на угол А или Д/2, Д/3, , . .

Sap кН кН

Рис. 30. Графики к силовой расчетной табл. 12 двигателя по схеме на рис. 25:

и продувки можно рассматривать как отдельные Ѵ-образные дви­

продувки строятся совмещенные диаграммы (индикаторная— Брикса—Толле). Индикаторные диаграммы для них получаются в результате графоаналитических расчетов (см. п. 4, 5 или 9, 10),

75

няется и в табличном силовом расчете. Расчет ведется по табл. 15, в которой углам кривошипно-шатунных механизмов (между осями шатунов и рабочих цилиндров) для механизмов опережа­ ющих и отстающих поршней присвоены буквенные обозначе­ ния ß' и ß".

Для центрального механизма, при Да = 20 или 10°, общий угол сдвига для граф 16 и 17 будет 2Да = 40° или 4Да = 40°, а для граф 24, 27, 30 и т. д. угол сдвига будет 6Да или 12Да для трехколенного, вала с кривошипами под 120° и ЗДа и 6Да для шестиколенного вала с кривошипами под 60°.

При смещенном механизме следует выбрать такое смещение осей цилиндров е, при котором расчетный интервал будет равен или кратен углу сдвига фаз Д. Так, если угол А будет равен 12°,

для трехколенного и 5Да для шестиколенного валов. Выходной крутящий момент для всего двигателя «Нэпир-Дэлтик» может быть получен суммированием ординат выходных крутящих моментов трех коленчатых валов путем сдвига ординат их граф на углы, зависящие, от числа рабочих цилиндров в блоках. При трех ци­ линдрах в блоках (девятицилиндровый двигатель) на 120° (с от­ носительно а; b относительно с я а относительно b — рис. 14) и на 60° при шести цилиндрах в блоках (восемнадцатнцнлиндровый двигатель).

' Несколько сложнее силовой расчет для двигателей с противо­ положно движущимися поршнями, но с одним (нижним) коленча­

Для силового расчета необходимо составить совмещенные диа­ граммы (индикаторная—Брикса—Толле) для главного (централь­ ного) поршня двойного действия и для опережающих внешних поршневых золотников с диаметром £>2, так же как для поршня двойного действия.

На каждой из двух совмещенных диаграмм должно быть по две индикаторные диаграммы. Расчетные интервалы Да должны быть одинаковыми для обеих совмещенных диаграмм. Хотя ход цен­ трального и внешних поршней может быть различным, для совме­ щенных диаграмм необходимо выбрать такие масштабы абсцисс, чтобы они были построены на единой (общей) базе. Ординаты индикаторных диаграмм одноименных углов а для верхней сто­ роны центрального поршня и для верхнего опережающего поршне­ вого золотника неодинаковы, так же как для нижней стороны центрального поршня и нижнего опережающего поршневого зо­ лотника.

76

77

Ординаты индикаторных диаграмм для опережающих золот­ ников и отстающего от них по фазе центрального поршня с учетом влияния сдвига фаз могут быть построены или по рекомендациям п. 4, 5, или по результатам аналитического расчета обобщенного кривошипно-шатунного механизма [4].

На рис. 31 представлена совмещенная диаграмма для"всех ра­ бочих поршней цилиндра на базе AB., одинаковой для обоих видов

Рис. 31. Совмещенная диаграмма для двигателя с противопо­ ложно движущимися поршнями по схеме 3 на рис. 23

поршней; поршни выпуска опережают поршень продувки на 7,5°. На диаграмме сплошными линиями изображены: индикаторные диаграммы 1 — для верхней и 8 — для нижней сторон централь­ ного поршня; 2 — диаграмма Брикса с эксцентриситетом 00' и 3 — диаграмма Толле для центрального кривошипно-шатунного механизма G (см. схему Зрис. 23), а штриховыми линиями: индика­ торные диаграммы 5 — для верхнего и 4 — для нижнего внешних поршней; 6 — диаграмма Брикса с эксцентриситетом 00" и 7 — диаграмма Толле для внешних кривошипно-шатунных механиз­ мов НН (см. рис. 23).

Совмещенная диаграмма построена на базе атмосферной линии, это должно учитываться при построении на ней инди­ каторных диаграмм 1, 8, 5 и 4 (рис. 31). Эксцентриситеты

78

от действия рабочих поршней цилиндров, находящихся слева от

будет случай равенства сил Ptk = 2Рік и радиусов Ri = Ro = R. Этот случай можно рассматривать как частный для более общего

Рассмотрим действие касательных сил 2Ptk и Рік, которые дают в сумме только дополнительный внешний момент ДМк-

Касательные силы Рік крайних колен 1 и 3 дают два дополнитель­ ных внешних момента PtkR\, а. касательная сила центрального

колена 2 — момент РікРз- С учетом действия набегающего момента Мк _ 1 в шейках кри­

вошипа К будут действовать внешние моменты

Мкі = М к-й Мкг — Mk-i P)kRü МкЗ = Мк- 1 + РtkRl + PtkRi и Мк — Мк- 1 +

”Ь 2РikRi -J- РikRi-

Из-за отсутствия дополнительных опор между шатунными шейками крайних колен 1 и 3 кривошипа К в нем'под действием касательных сил и реакций опор возникнут дополнительные вну­ тренние моменты, а именно: под действием реакции левой опоры в левой шатунной шейке левого колена 1 будет действовать до­

полнительный момент іф^рРtk— Pik'j R ь в результате действия

касательной силы Рік в шатунных шейках крайних колен 1 и 3 возникнут дополнительные внутренние моменты: в левой 1 —

момент -у Ptk (Äi + R2 ), который должен быть записан со зна­ ком минус, так как он разгружает шейку /, а в правой шейке 3 — момент -J- Рік (Ri + R2 ), который должен быть записан со' зна­ ком плюс, так как он догружает правую шейку 3 .

79