Курсовая работа: Кривошипно-шатунные механизмы

,

,

.

Равнодействующая сил может быть уравновешена путем установки дополнительных валов, вращающихся со скоростью аналогично системе уравновешивания силы одноцилиндрового двигателя. В некоторых четырехцилиндровых двигателях рассматриваемого типа, например А-41, уравновешивание силы производится по упрощенной схеме с помощью двух груз-шестерен с вращением их от шестерни, закрепленной на средней щеке коленчатого вала. Однако при этом появляются другие переменные силы, действующие на опоры двигателя. В двигателях легковых автомобилей применяют иногда усложненную схему: пару указанных грузов со скоростью вращения приводят в действие от отдельного вала и располагают их так, чтобы результирующая вертикальная уравновешивающая сила действовала по оси действия силы , была равна последней, но противоположна по направлению.

Рис. 9. Силы, действующие в четырехцилиндровом рядном двигателе

Как видно из рис. 9, , , .

4. Неравномерность крутящего момента

На рис. 10 показана зависимость Т1=f() для одного из цилиндров типичного четырехцилиндрового рядного автомобильного двигателя. Текущее значение крутящего момента на коленчатом валу Мкр =Т1 r = constТ. Таким образом, кривая Т1=f(), в сущности, характеризует изменение индикаторного (без учета механических потерь двигателя) крутящего момента на коленчатом валу Мкр= f().

В качестве примера на рис. 10 представлены также кривые Т= f() для разных цилиндров данного двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2 и равномерными интервалами между вспышками q=1800. В одно и то же время для любого фиксированного угла в различных цилиндрах происходят разные процессы и действуют разные силы Т=f() и моменты М= f(). Эти величины Т и М легко установить, т.к. кривые Т= f() идентичны для всех цилиндров, но сдвинуты относительно друг друга по известной закономерности. На рис. 10а произведено суммирование текущих, мгновенных значений сил Т для всех цилиндров и представлена суммарная кривая SТк=f() с периодом q=1800. Суммирование значений Т производят либо графически (рис. 10б) для всех цилиндров, или табличным способом: разбивкой участков q=1800 всех цилиндров на равные интервалы, подсчетом величин Т для соответствующих интервалов и их суммированием с учетом знака. Известными способами подсчитываются характерные площадки F1 и F2 и определяется среднеинтегральная величина

.

Оценку степени неравномерности индикаторного крутящего момента производят по коэффициенту неравномерности

,

где , , ; , , – соответственно максимальная, минимальная, среднеинтегральная величины крутящего момента М и силы Т для периода q.

Количественное значение этого коэффициента обычно определяется для номинальной мощности двигателя. Оно существенно уменьшается с увеличением числа цилиндров (рис. 11).

Для любого угла можно записать уравнение баланса характерных моментов

,

где Мкр, Мсопр – индикаторный крутящий момент и суммарный момент сопротивления; J0 – момент сил инерции всех движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала;

– угловое ускорение коленчатого вала.

Для установившегося режима работы двигателя Мкр = Мсопр. Когда Мкр > Мсопр, выполняется избыточная работа, за счет которой ускоряется вращение коленчатого вала и создается положительный момент

;

если, наоборот, Мкр < Мсопр, то вращение коленчатого вала замедляется, происходит отдача ему энергии от движущихся деталей.

Из-за того, что за период q изменяется момент , меняется мгно-венная скорость вращения коленчатого вала в пределах min-max. При установившемся скоростном режиме работы двигателя n=const, = ср= const.

Относительная величина колебания угловой скорости вращения коленчатого вала, обусловленная неравномерностью крутящего момента, оценивается коэффициентом неравномерности хода (вращения)

δ = (max - min) / ср.

Если принять приближенно

,

то можно установить равенство:

, (6)