3.7.1 Основы теории двс 2012

моменты , действующие в кривошипно-шатунном механизме

СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

Р= Pz x F = Рz x пD² /4 ( 2 ) где F- площадь поршня . По законам механики ее можно сосредоточить в центре поршневого пальца.

При повороте коленчатого вала на некоторый угол сила Р разлагается на две составляющие: силу F, действующую по шатуну, и силу N, направленную перпендику­лярно стенке цилиндра (нормальная сила). Перенеся силу F по линии ее действия к центру шатунной шейки и затем разложив ее на две состав­ляющие, получим касательную си­лу Т, действующую по окружности вращения шатунной шейки, и ради­альную силу R, направленную по кривошипу к центру вала. Действуя на плечо г (радиус кри­вошипа), сила Т создает вращение коленчатого вала, равный

Вращающему моменту Мвр. = Т х r, где r- радиус кривошипа (3 )

Нормальная сила N прижимает поршень к стенке ци­линдра, увеличивая трение поршня и износ цилиндра двигателя; кроме того, сила N, действуя на плечо а, создает

опрокидывающий момент, равный Мопр.= N х а (4) где а- расстояние от оси поршневого пальца до оси коленвала

стремящийся опрокинуть двигатель в сторону, обратную вращению ко­ленчатого вала. Сила R, действующая по кривошипу, создает давление на коренные подшипники вала. Опрокидывающий момент влияет на износ боковых поверхностей поршня и стенок втулки цилиндра,изнашивая их бочкообразно.

В некоторых двигателях для уменьшения действия нормальной си­лы N ось коленчатого вала смещают на величину m (у дви­гателей ГАЗ — до 3 мм); такой кривошипно-шатунный механизм назы­вается дезаксиальным. При этом давления на стенку цилиндров несколь­ко выравниваются: на левую стенку давление уменьшается, а на правую, менее нагруженную, увеличивается.

Указанные силы при работе периодически меняются по величине и направлению и наибольшего значения достигают при рабочем ходе.

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВРАЩЕНИЯ

Как видна из суммарной диаграммы касательных сил (см. рис. 252), касательная сила, а следовательно; и крутящий момент не остаются постоянными, вследствие чего коленчатый вал вращается неравномерно. Для; оценки неравномерности его вращения вводится понятие о степени неравномерности.

Отношение разности максимальной и минимальной скоростей вращения за цикл работы к средней скорости называется степенью неравномерности и обозначается через δ.

Согласно требованию Регистра для судовых двигателей, работающих непосредственно на винт,

δ = 1/20-1/40

Работающих на электрогенератор

δ = 1/100-1/300

Согласно определению, δ =(Vмакс-Vмин)/ Vср

В связи со столь различными требованиями к к неравномерности вращения необходимо знать,от каких факторов она зависит.

Известно ,что момент инерции равен произведению массы на квадрат расстояния центра тяжести тела от оси вращения. Тогда сумма моментов инерции ( кг х м²) вращающихся масс двигателя будет :

I= I_m +I_P.o.+I _{w ,} где I_m- момент инерции маховика, I_P.o- момент инерции вращающихся

частей ДВС, I _{w ,} -момент инерции движущихся частей КШМ.

Значит обеспечить заданную степень неравномерности можно только подбором маховика.

Для расчета используют величину пропорциональную моменту инерции-

маховый момент: I = m D² / 4g , где g- ускорение свободного падения.

Нужное его значение может быть обеспечено как величиной массы, так и диаметра маховика. Однако диаметр маховика ограничивают по максимальному значению окружной скорости ( 70 м/с –для чугунных и 100 м/с – для стальных) для избежания его разрушения от центробежных сил.

ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОСЫ:

1. ПОКАЗАТЬ НА РИСУНКЕ,КАК ПОЛУЧАЮТСЯ ВРАЩАЮЩИЙ И ОПРОКИДЫВАЮЩИЙ МОМЕНТЫ.