Анализ внешней уравновешенности двигателя. Оценка неравномерности вращения коленчатого вала

4 АНАЛИЗ  ВНЕШНЕЙ  УРАВНОВЕШЕННОСТИ  ДВИГАТЕЛЯ.

ОЦЕНКА  НЕРАВНОМЕРНОСТИ  ВРАЩЕНИЯ  КОЛЕНЧАТОГО

ВАЛА

Анализ внешней уравновешенности 2-х цилиндрового двигателя выполняется аналитическим методом на основе схемы представленной на рис. 4.1. В этом методе применяется аналитическое суммирование проекций различных сил на выбранные оси координат и моментов этих проекций относительно начала координат. При этом начало координат находится в центре коленчатого вала (посредине), а оси направлены вертикально и горизонтально.

Рисунок № 4.1 – Схема коленчатого вала.

        4.1 Анализ внешней уравновешенности от сил инерции вращающихся масс

,

,

,

.

,

,

.

Как видно из расчетов, суммарный момент от сил инерции вращающихся масс является неуравновешенным.

4.2  Анализ внешней уравновешенности от сил инерции прямолинейно

                         движущихся масс I-го порядка

,   ,

,

.

Как видно из расчетов, суммарный момент от сил инерции прямолинейно движущихся масс 1-го порядка является неуравновешенным.

4.3  Анализ внешней уравновешенности от сил инерции прямолинейно

                                    движущихся масс II-го порядка

,

,

.

В данном случае суммарная сила инерции ПДМ  II-го порядка является неуравновешенной.

Рисунок № 4.2 – Схема коленчатого вала с противовесами

Суммарные моменты от сил инерции вращающихся масс и от сил инерции прямолинейно движущихся масс можно уравновесить с помощью противовесов, расположенных на каждой щеке в плоскости кривошипа (см. рис. 4.2).

При этом силы инерции противовесов

,

     где                                                          ,  

 кН.

Тогда

,

  кН.

4.4  Оценка неравномерности вращения коленчатого вала

Оценка заключается в определении степени неравномерности вращения коленчатого вала по формуле

,

где  А – избыточная работа суммарного крутящего момента двигателя, кН∙м;

      – момент инерции движущихся масс КШМ в одном отсеке, кг∙м;

      – момент инерции маховика, кг∙м.

Избыточную работу А определяют по графику суммарного крутящего момента (рис.3.4)

 кН∙м,

где  – площадь наибольшей фигуры, равный 10,885 см;

       – масштаб по оси ординат, равный 0,0645  кН∙м/см;

        – масштаб по оси абсцисс, равный 0,5325  рад/см.

Для оценки можно воспользоваться эмпирической формулой  В.П. Терских

 кг∙м,

где  – число противовесов, приходящееся в среднем на один кривошип;

        – число цилиндров в отсеке.

По справочным данным, момент инерции маховика составляет  кг∙м.

Подставляя числовые значения, получим

.

Полученная степень неравномерности вращения коленчатого вала не превышает предельных значений для данного класса силовых установок [3].