2.5 Суммарный крутящий момент, действующий в двигателе

По величине силы определяют крутящий момент одного цилиндра:

.

Выберем вид коленчатого вала и назначим порядок работы двигателя (рис. 12).

Рис. 12 – Схема коленчатого вала и порядок работы двигателя:

Порядок работы двигателя: .

График зависимости имеет тот же вид, что и только в другом масштабе.

Для построения кривой суммарного крутящего момента многоцилиндрового двигателя производят графическое суммирование кривых крутящих моментов каждого цилиндра, сдвигая одну кривую относительно другой на угол поворота кривошипа между вспышками.

Так как величины и характер изменения крутящих моментов по углу поворота коленчатого вала всех цилиндров двигателя одинаковы и отличаются лишь угловыми интервалами, равными угловым интервалам между вспышками в отдельных цилиндрах, то для подсчета суммарного крутящего момента достаточно иметь кривую крутящего момента одного цилиндра (рис. 13).

Рис. 13 – Кривая крутящего момента одного цилиндра

Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент будет периодически изменяться. Для четырехтактного двигателя через: , где - число цилиндров двигателя. В нашем случае: .

При графическом построении кривой (рис. 17) кривую крутящего момента одного цилиндра (рис. 13) разбивают на число участков, равное ; все участки кривой сводятся и суммируются. Результирующая кривая показывает изменение суммарного крутящего момента двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Таблица №9 – Значения суммарного крутящего момента

0	0
30	-1347,36
60	-1282,05
90	248,0304
120	1901,027
150	1807,896
180	0

Рис. 14 – Кривая суммарного крутящего момента

Среднее значение суммарного крутящего момента определяется по площади, заключенной между кривой и прямой, соединяющей начальную и конечную точки кривой на этом участке.

Средний крутящий момент двигателя:

где - механический КПД двигателя.

по площади F_м, заключенной под кривой М_кр рисунка 14

ошибка ∆=(210-204,1)▪100/210=2,8%

Максимальное и минимальное значения крутящего момента двигателя из рис.14

М_кр.max = 2007 Н▪м;

М_кр.min = -1463Н▪м.

2.6 Уравновешивание двигателя

Порядок работы цилиндров двигателя 1-3-4-2. Промежутки между вспышками равны 180⁰. Коленчатый вал имеет кривошипы, расположенные под углом 180⁰.

Силы инерции первого порядка и их моменты при указанном расположении кривошипов взаимно уравновешиваются: и . Силы инерции 2-го порядка для всех цилиндров равны и направлены в одну сторону.

Их равнодействующая:

Силы инерции второго порядка можно уравновесить с помощью двух дополнительных, встречно вращающихся валов с противовесами массой m_пр2. Частота их вращения вдвое больше частоты коленчатого вала.

Определим сначала силу инерции второго порядка возникающую на коленчатом валу от одного цилиндра:

- где m_j – масса деталей движущихся возвратно-поступательно.

R – радиус кривошипа

Суммарная сила инерции

Определим силу, которую должен уравновесить один вспомогательный вал:

Зная, что дополнительные валы вращаются с частотой вдвое большей, чем коленчатый вал определим угловую частоту:

Зададим радиус вспомогательного вала и радиус, на котором будет располагаться центр масс противовеса.

Тогда R_пр = 0,056м.

Зная величину силы, которую необходимо уравновесить, угловую частоту и R_np определим массу противовеса: