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

баний на всех рабочих диапазонах чисел оборотов особо благо­ приятное влияние оказывает короткий и жесткий коленчатый вал. В модификациях силовых агрегатов с длинными промежуточ­ ными валами между собственно двигателями и приводными ме­ ханизмами возникновение первой формы крутильных колебаний возможно, но запретная зона чисел оборотов будет значительно меньшей, чем у обычных рядных двигателей.

Для рассматриваемого двигателя фирма «Нордберг» приме­ няет два вида оригинальных кривошипно-шатунных механизма.У

Рис. 9. Схема планетарного синхронизирующего механизма двига­ теля «Нордберг»

У обоих видов механизмов все шатуны прицепные, одинаковой конструкции, но у одного из них обойма нижних головок шатунов удерживается от проворачивания на шейке кривошипа при помощи планетарного синхронизирующего механизма; у второго вида — рычажного—.обойма удерживается от поворачивания двумя шатунами диаметрально-противоположных рабочих цилиндров. Оба вида синхронизирующих механизмов обеспечивают обойме поступательное движение. Рассмотрим планетарный синхрони­ зирующий механизм, схема которого представлена на рис. 9 и 10. Неподвижная шестерня 3, жестко связанная с корпусом двигателя, имеет окружность зацепления радиуса г3. Обкатываю­ щая ее сателлитная шестерня 4 имеет окружность радиуса г4. Жестко связанная с шестерней 4, вторая сателлитная шестерня 2 имеет окружность радиуса г2. Шестерня 1, принадлежащая обойме главного шатунного подшипника, имеет окружность радиуса гх. Сателлитные шестерни 4 и 2 вместе с соединяющим их валом вмон-

25

тированы в противовес верхней шеки кривошипа. Если передаточ­ ные отношения между шестерням 1 и 2, с одной стороны, и шесстерням 3 и 4, с другой стороны, будут одинаковыми, то при вра­ щении коленчатого вала шестерня 1, а вместе с ней и обойма 1 подшипников нижних головок шатунов, перемещаясь в плоскости кривошипно-шатунного механизма, не будут вращаться относи-

Рнс. 10. Расчетные схемы кривошипно-шатунного механизма дви­ гателя «Нордберг»: а — для 0 = 0 ; б — для 0 =f=0

тельно их оси О'. Это может быть достигнуто, следовательно, при соблюдении следующих условий;

где R = 5/2 и k — коэффициент, который может быть принят равным 2,0—2,5.

Задаваясь значением /г, диаметром окружности зацепления одной из шестерен планетарного механизма и зная величину R, можно определить диаметры зацепления остальных шестерен механизма, которые удовлетворяли бы условиям (15) и (16), .по формуле

26

Определим dx—dA, пользуясь равенствами (16) п (17). Из вы­

27

+180 + 350 = 980 Равенство передаточных отношений шестерен планетарного

механизма попарно и их межцентровые расстояния могут быть обеспечены и при других соотношениях его элементов. У выпол­ ненных двигателей осуществлены следующие передаточные от­ ношения в зубчатых парах: гх : z2 = 96 : 42 = 16 : 7 и z3 : z4 = = 64 : 28 = 16 : 7.

Шестерни синхронизирующего механизма могут быть' сцеп­ лены между собой так, что верхние мертвые точки нижних голо­ вок шатунов будут совпадать с мертвыми точками кривошипа при совмещениях его радиуса R с осями соответствующих рабо­ чих цилиндров, как это показано на левой схеме рис. 10, на ко­ торой палец нижней головки шатуна цилиндра III и радиус R кривошипа лежат иа оси этого цилиндра.

Как показывает силовой, расчет этого двигателя, введение угла запаздывания Ѳ при взаимном сцеплении шестерен синхро­

Рассмотрим силы, возникающие в кривошипно-шатунном ме­ ханизме от действия одного рабочего поршня при сцеплении ме­ ханизма с углом запаздывания ѲSs 0°. Действие сил от криво­ шипно-шатунных механизмов других поршней легко учесть пу­ тем смещения их фаз на угол между вспышками, что достигается простым сдвигом одноименных фаз в графах расчетной таблицы.

Результирующая сила Ра = Рга — Pja, действующая на па­ лец верхней головки шатуна и определяемая при помощи совме­ щенной диаграммы на рис. 11 (индикаторной — Брикса—Толле), может быть разложена на две силы: нормальную Рпа— действую­ щую через поршень на стенку гильзы (втулки) рабочего цилиндра, и Дшаі действующую вдоль шатуна, которые определяются по формулам:

где угол ß' будет меньше.угла ß, который отвечает условию вклю­ чения механизма при Ѳ= 0°, на величину Aßx, значение которой может быть найдено с достаточной для практической цели точ­ ностью из условия

28 -

Угол ß определяется при помощи вспомогательных таблиц, приводимых в курсах конструирования и расчета ДВС по вели-

D

Рис. 11. Совмещенная диаграмма индикаторная — Брикса — Толле

нижних головок шатунов в направлении ее действия, т. е. в сто­ рону вращения коленчатого вала, и Рга — действующую вдоль радиуса г. Эти силы определяются по формулам:

В точке 0' сила Рга может быть разложена на две силы: ка­ сательную Р(а к окружности радиуса R lt которая при умножении на радиус R дает крутящий момент, создаваемый кривошипношатунным механизмом рассматриваемого рабочего цилиндра,

29