Динамический расчет

Центробежные силы инерции проектируемого двигателя Рис. 4.2. Схема сил действующих на КВ и их моменты полностью уравновешены с помощью противовесов, расположенных на продолжениях всех щек коленчатого вала:

, .

Силы инерции первого порядка и их моменты также уравновешены:

, .

Силы инерции второго порядка для всех цилиндров направлены в одну сторону (рис. 5.5.1):

.

Уравновешивание этих сил в проектируемом двигателе нецелесообразно, т.к. применение двухвальной системы с противовесами значительно усложнит конструкцию двигателя. Моменты от этих сил в связи с симметричностью вала полностью уравновешены.

Рис. 4.3 Силы, действующие на шатунную шейку

Силы, действующие на шатунную шейку

Результирующая сила, действующая на шатунную шейку (рис. 4.4.):

.

Сила, действующая на шатунную шейку по кривошипу, Н:

.

Направление результирующей силы RШШ для различных положений коленчатого вала определяется углом y, заключенным между вектором RШШ и осью кривошипа. Угол находится из соотношения . Графическое построение силы RШШ в зависимости от угла поворота кривошипа осуществляется в виде полярной диаграммы.

Рис. 4.4 Силы, действующие на колено вала

Силы, действующие на колено вала

Результирующая сила, действующая на колено вала (рис. 4.5):

.

Сила, действующая на колено вала по кривошипу, Н:

.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа:

.

Силы, действующие на коренные шейки

Результирующая сила RШШ, действующая на коренную шейку (рис. 4.6.), определяется геометрическими сложениями сил, равных на противоположных по направлению силами, передающимися от двух смежных колен:

,

где

и

- соответственно усилия, передаваемые от i – го и (i+1) – го колен на коренную шейку, заключенную между ними;

l1 и l2 – расстояния по оси вала между центрами коренной и шатунной шеек;

L – расстояние между центрами соседних коренных шеек.

При проведении динамических расчетов двигателей целесообразно пользоваться не полными, а удельными силами, отнесенными к единице площади поршня.

Таблица 4.1

Значения RШШ для лучей, МПа