3.5 Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя
Равномерность крутящего момента оценивается коэффициентом неравномерности крутящего момента
. (3.14)
Избыточная работа крутящего момента Lизб, Дж,
Lизб=FmMmφ, (3.15)
где F- площадь над прямой Мкр.ср, мм2;
mM- масштаб момента, Нм/мм
-масштаб
угла поворота коленчатого валя, рад/мм
(отрезок ас – в мм, I –
число цилиндров).
F=4026,5 мм2; mм=10
Нм/мм;
рад/мм.
Неравномерность угловой скорости оценивается как
. (3.16)
Неравномерность угловой скорости для автомобильных двигателей
,
(3.17)
принимаем
.
Момент инерции движущихся масс двигателя, J0, кгм2:
, (3.18)
где
-средняя
угловая скорость коленчатого вала.
Момент инерции маховика со сцеплением автомобильного двигателя JM составляет 80-90% от момента инерции двигателя.
Вычисляем данные величины:
μ=(1115-739)/262,3 =1,43;
Lизб=4026,5*10*0,01744=702,4 Дж;
Jо=702,4/(0,02· (408,395)2)=0,21 кг·м2;
Jм=0,9·0.21=0.189 кг·м2.
4. Уравновешивание двигателя
После определения сил, действующих на детали кривошипно-шатунного механизма, производим анализ уравновешенности двигателя. Для этой цели приводим конструктивную схему с указанием действующих сил и моментов (рисунок 8).
Порядок работы:1–3–4–2.
Чередование вспышек: 180о… 180о…
Коленчатый вал двигателя имеет кривошипы, расположенные под углом 180.
Рисунок 9 – Схема сил инерции, действующих в четырёхцилиндровом рядном двигателе
В двигателях рассматриваемого типа силы инерции от возвратно – поступательно движущихся масс первого порядка и их моменты при указанном расположении кривошипов взаимно уравновешиваются: ΣPj1=0 и ΣMj1=0. Силы инерции возвратно – поступательно движущихся масс второго порядка для всех цилиндров равны и направлены в одну сторону. Их равнодействующая: ΣPj II=4Pj II=4mjRω2λcos2φ.
Силы инерции второго порядка можно уравновесить лишь с помощью дополнительных валов с установленными на них противовесами, вращающимися с двойной угловой скоростью в противоположных направлениях. Суммарный момент этих сил равен нулю: ΣMjII=0.
Центробежные силы инерции для всех цилиндров равны и направлены попарно в разные стороны. Равнодействующая этих сил и момент равны нулю: ΣKR=0 и ΣMR=0.
Некоторые двигатели имеют коленчатые валы с противовесами для уменьшения центробежных сил, действующих на коренные подшипники.