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

давление в бар (Па-10б). Для двухтактных двигателей двойного действия численное значение коэффициента в формуле (56) должно быть 25,0, но по аналогии с формулами в системе МКС коэффици­ ентом 2 2 , 0 учтена отрицательная 1 2 -процентная поправка на пло­ щадь штока поршня.

Как видим, здесь сделана попытка учесть в формуле мощности влияние отдельного фактора, однако при этом сохранены неизмен­ ными основные значения коэффициента тактности.

Приведенные формулы мощности не охватывают многообразия компоновок многоцилиндровых ДВС, включая случаи использо­ вания в одном рабочем цилиндре поршней с различными ходами и диаметрами.

Так, например, трудно ответить на вопрос, какой пз приведен­ ных формул следует воспользоваться при определении мощности двухтактного двигателя с противоположно движущимися порш­ нями по схеме 1 на рис. 23, у которого иижнпй поршень совершает ход S b а верхний — лишь часть хода нижнего поршня S 2 = Вопрос усложняется в еще4большей степени, когда рабочий ци­ линдр на участке действия верхнего поршня имеет меньший диа­ метр, чем на участке действия нижнего рабочего поршня, как это показано на схеме 2, или когда в одном рабочем цилиндре дей­ ствуют несколько рабочих поршней с различными ходами и диа­ метрами и когда в разных полостях рабочего цилиндра задаются разные значения ре, как это показано на схеме 3, по которой строи­ лись и продолжают работать большое число судовых двигателей «Бурмейстер и Вайн».

Заводами, выпускающими двигатели со сложными кинемати­ ческими схемами кривошипно-шатунных механизмов, даются ра­ бочие формулы для определения мощности таких машин, но в обыч­ ной литературе ониотсутствуют.

Ниже приводится методика составления расчетных формул для определения мощностей ДВС со сложными кинематическими схе­ мами кривошипно-шатунных механизмов с использованием для этой цели в структуре формул так называемого обобщенного коэф­ фициента тактности /п0.

В формуле (53) величина FpeS равна работе, совершаемой поршнем двигателя за один рабочий ход, а 1 Іт — число рабочих ходов этого поршня за один радиан поворота коленчатого вала. Следовательно, величина FpeS/rrL равна работе, совершаемой поршнем за один' радиан поворота коленчатого вала.

Рассмотрим двигатель с противоположно движущимися порш­ нями по схеме 1 на рис. 23.

Допустим, что нижний поршень имеет ход S x, а верхний — 5 2 = kiSx и что на участках действия обоих поршней диаметр цилиндра одинаков и равен D x. Тогда работа, совершаемая ниж­ ним поршнем за один радиан поворота коленчатого вала, будет

50

51

совершаемая обоими поршнями за одни радиан поворота коленча­ того вала, выраженная через элементы основного рабочего поршня,

где m 0— выраженный через параметры основного рабочего поршня обобщенный коэффициент тактности рассматриваемого двигателя;

т. е. F2 = k\F\.

Работа, совершаемая нижним поршнем за один радиан пово­ рота коленчатого вала, равна F ^ S ^ J m ^ то же верхним поршнем F2Sope/ni1. Суммарная работа, совершаемая обоими рабочими поршнями за один радиан поворота коленчатого вала, выражен­ ная через элементы основного рабочего поршня,

= т х, т. е. верхний поршень обращается в крышку рабочего цилиндра.

В заключение определим значение обобщенного коэффициента тактности /п0 для двухтактного двигателя, имеющего кривошипно­ шатунный механизм с кинематической схемой 3. На схеме цен­ тральный поршень А находится в нижней мертвой точке, а внеш­ ние поршни В и С — в верхней мертвой точке.

Рабочий цилиндр двигателя обслуживается тремя кривошипношатунными механизмами, из которых средний G приводит в дей­ ствие центральный поршень А, а два крайних механизма N —

52

верхний В и нижний С поршни, которые связаны между собой си­

а на участках действия поршней В и С диаметр цилиндра Д 2 = = k 2D x, диаметр штока центрального поршня d m — k ß x\ сред­

нее эффективное' давление ре, принятое для нижней полости ра­

бочего цилиндра, будет ре = кфе, где ре — среднее эффективное давление в верхней полости рабочего цилиндра.

На основании этих исходных данных составим уравнение ра­ боты, совершаемой рабочими поршнями цилиндра за один радиан поворота коленчатого вала. Работа, совершаемая центральным поршнем за один радиан поворота коленчатого вала со стороны верхней полости цилиндра,

Суммарная работа, совершаемая всеми рабочими поршнями за один радиан поворота коленчатого вала [(а) + (b) -J- (с) -f(d)],

53

С помощью выражений (а), (Ь), (с) и (d) легко найти обобщенные коэффициенты тактности отдельно для поршней А, В и С:

для поршня А

для поршня С

(g) ■

Таким образом, обобщенный коэффициент тактности может служить той универсальной величиной в формулах мощности, которая учитывает число рабочих поршней, обслуживающих цилиндр, длины их ходов, диаметры рабочего цилиндра на уча­ стках действия рабочих поршней и различие средних индикатор­ ных или эффективных давлений, действующих в различных поло­

или эффективное редавление, а также значения коэффициентов к1г kn, k3 и kit легко определить мощность всего двигателя, а также мощности, передаваемые коленчатому валу каждым рабочим порш­ нем, пользуясь формулой (53), которая в этом случае будет иметь вид

N 39,2Р^,ремі (60)

вщ

Значения обобщенных коэффициентов тактности определяются по формулам: (57) — для схемы 7; (58) — для схемы 2; (59) — для схемы 3, а также по формулам (е), (f) и (g) при определении мощностей, передаваемых коленчатому валу от рабочих поршней Л, В и С схемы 3. При использовании обобщенного коэффициента тактности т 0 формула (60) приобретает универсальное свойство, делающее ее пригодной для определения мощностей двигателей с любыми кинематическими схемами кривошипно-шатунных меха­ низмов. Формула (.60) может служить и для определения диаметра

54