Навигация
Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала
23561
знак
0
таблиц
6
изображений
2.1 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала
На шатунную шейку одновременно действуют две силы: передаваемая вдоль шатуна S и центробежная Кrш (рис. 5). Их геометрическая составляющая Rшш=¦(S, Krш). Реакция шейки вала равна по величине и противоположна по направлению данной результирующей.
Рис. 5. Силы, действующие на шатунную шейку, и полярная диаграмма
Величину Rшш – нагрузку на шейку вала – можно представить также в виде
,
где КS = К + Кrш – суммарная сила, действующая вдоль кривошипа.
Графическое определение нагрузки Rшш показано на рис. 5 в К – Т координатах для одной точки, соответствующей произвольному углу j, и для диапазона j = 0–7200 – на полярной диаграмме. Для неизменной скорости w величина Кrш = const. На рис. 5 ей соответствует отрезок ООш. Точка Ош – полюс полярной диаграммы результирующих сил Rшш для любого угла j = 0–7200. Вид данной диаграммы зависит от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Ее конфигурация на рис. 5 соответствует номинальной мощности. Эта диаграмма используется при решении ряда вопросов конструирования двигателя, в том числе:
а) для определения нагрузки на все участки поверхности шатунной шейки и построения соответствующей диаграммы относительных их износов;
б) определения средней нагрузки на шатунную шейку и выбора материала шатунных вкладышей;
в) выбора направления сверления масляного канала в шатунной шейке – в зоне наименьших нагрузок (см. вектор минимальной нагрузки Rm на рис. 5);
г) построения полярной диаграммы нагрузок на коренную шейку.
Рис. 6. Полярная диаграмма сил, действующих на шатунную шейку, и зависимости сил Т, К и Rшш от угла 
На рис. 6 представлены графики К = ¦(j) и Т = ¦(j), соответствующие формулам (4) и (5). С помощью этих кривых удобно строить полярную диаграмму. В качестве примера на этой диаграмме представлена результирующая Rшш для произвольного угла j1.
Аналогично можно определить Rшш для любого угла j = 0–7200. Если представить по модулю, без учета знака, çRшшç = ¦(j) в прямоугольных координатах, то можно получить развернутую диаграмму с характерными величинами: Rшш(min), Rшш(max), Rшш(ср) – минимальной, максимальной и среднеинтегральной нагрузками на шатунный подшипник и площадкой F под кривой Rшш = ¦(j).
По величине Rшш(ср) и известной опорной поверхностью подшипника Fподш подсчитывают среднюю удельную нагрузку на него 
и сравнивают с допустимым значением такой нагрузки.
3. Уравновешивание поршневых двигателей
Силы, действующие в поршневых двигателях, подразделяют на уравновешенные и неуравновешенные. Для уравновешенных сил их равнодействующая равна нулю, например, для сил давления газов в цилиндре и сил трения.
Неуравновешенные силы передаются на опоры двигателя. К ним относятся: сила тяжести двигателя, силы реакции отработавших газов и движущихся жидкостей, сила тяги вентилятора, центробежные силы инерции вращающихся деталей, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс.
Неуравновешенные силы, переменные по величине и направлению, вызывают вибрации (тряску) двигателя и установки, на которой он установлен. Наибольшие вибрации вызывают силы инерции поступательно-движущихся и вращающихся масс. Вибрации негативно влияют как на людей, находящихся в зоне работы двигателя, так и на сам двигатель (вызывают повышенные износы деталей, их усталостные разрушения, ослабление болтовых соединений и пр.). Поэтому стремятся к такому динамическому уравновешиванию двигателя, при котором равнодействующие (результирующие) силы и моменты этих сил были бы постоянны по величине и направлению или равны нулю.
Существует два способа уравновешивания двигателей: выбором схем расположения цилиндров и кривошипов коленчатого вала таким образом, чтобы переменные силы инерции и их моменты взаимно уравновешивались; установкой дополнительных противовесов, центробежные силы которых в любой момент времени создают результирующие силы, равные по величине, но противоположные по направлению уравновешиваемым силам.
В поршневых ДВС крутящий момент на коленчатом валу всегда неравномерен, поэтому невозможно полное уравновешивание таких двигателей.
Наибольшие вибрации двигателя вызываются: неравномерным реактивным моментом 
, противоположным крутящему моменту; гармонически изменяющимися силами первого 
и второго 
порядков возвратно-поступательно движущихся масс; центробежной силой инерции вращающихся масс; моментами от сил инерции первого 
и второго порядков 
, вращающихся масс 
, особенно при резонансе, когда частоты этих сил или моментов равны или кратны частоте собственных колебаний двигателя на опорах. Условия уравновешенности двигателя с учетом перечисленных факторов:
, 
, 
, 
, 
, 
.
кривошипный шатунный механизм двигатель
Похожие работы
... . Маховик. Для накопления энергии в течение рабочего хода, вращения коленчатого вала во время вспомогательных тактов, уменьшения неравномерности вращения вала, сглаживания момента перехода деталей кривошипно-шатунного механизма через мертвые точки, облегчения пуска двигателя и трогания автомобиля с места служит маховик. При пуске двигателя в цилиндрах происходят вспышки рабочей смеси и маховик ...
... при низких температурах обеспечены применением аккумуляторных батарей повышенной емкости, мощного стартера, маловязкого моторного масла и системы предпускового разогрева двигателя. Двигатель состоит из кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения и систем смазки, охлаждения, разогрева, питания топливом, питания воздухом и выпуска отработавших газов. 2. Устройство кривошипно ...
... двигатель имеет несколько цилиндров, работающих в определенном порядке, то подготовительные такты в одних цилиндрах совершаются за счет энергии, развиваемой в других, ну и маховик конечно тоже помогает. Кривошипно-шатунный механизм двигателя ВАЗ 21081 N=54,3 л.с. при n=5600 об/мин Max частота вращения клеенчатого вала = 7,94 кгс·м Диаметр поршня: D=76 мм Ход поршня: S=60,6 мм Радиус ...
... только лицам, прошедшим инструктаж. 3.2 Требования безопасности при ТО и ремонте Рабочее место для дефектации деталей кривошипно-шатунного механизма трактора располагается на учебном полигоне. Возможные опасные факторы: - опасность механического травмирования инструментами, приспособлениями, тяжелыми деталями кривошипно-шатунного механизма, такие как коленчатый вал, блок цилиндров, ...
0 комментариев