3.5 Расчет степени неравномерности вращения коленчатого вала двигателя

Примем, что суммарный момент всех сил сопротивления постоянен и равен (с обратным знаком), то есть в соответствии с формулой (3.1) пропорционален . Тогда в диапазоне углов п.к.в., в котором крутящий момент больше момента сил сопротивления, то есть при > (см. рис. 3.4), создается положительная избыточная работа , которая тратится на увеличение кинетической энергии движущихся деталей, и в результате происходит увеличение . Напротив, в диапазоне углов п.к.в., в котором < , происходит уменьшение .

Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя

= (3.3)

где – индикаторная мощность двигателя, кВт;

– приведенный момент инерции движущихся масс, кг·м²;

– частота вращения коленчатого вала, мин^–1;

– отношение избыточной площади диаграммы суммарной тангенциальной силы за один ее период к площади диаграммы за один оборот вала (см. рис. 3.7).

Приведенный момент инерции движущихся масс , входящий в формулу (3.3), может включать в себя ряд составляющих:

=40,57 (3.4)

где  – приведенный момент инерции КШМ двигателя;  – моменты инерции соответственно маховика и противовесов. Примем = 0; = 0. Тогда приведенный момент инерции КШМ, рассчитанный по эмпирической формуле Терских:

= 40,57 (3.5)

где

=6	– число цилиндров;	=0,26			– диаметр цилиндра, м;
=	0,14 – радиус кривошипа, м;	=0,23			– диаметр шейки коленчатого вала, м;
= 0,3	– расстояние между осями цилиндров,м;	=1			– число цилиндров, приходящееся на одно колено вала;
=	– коэффициент, зависящий от и длины шатуна , м,
	причем
	– для чугунных поршней;

Примем, что проектируемый дизель предназначен для работы на гребной винт, т.к. рассчитанная = 0,05, что попадает в интервал 1/20 – 1/50 [6].

3.6 Выводы по разделу

Результатами текущего раздела были получены следующие выводы и численные значения:

1. Из расчетов получено, что максимальная тангенциальная сила в КШМ одного цилиндра имеет место при положении угле поворота коленчатого вала = 20 ºп.к.в. на такте сжатия.

2. Максимальное отрицательное значение тангенциальной силы от работы одного цилиндра соответствует = 700 ºп.к.в. на такте выпуска.

3. В течение насосных ходов поршня существенную роль в формировании кривой тангенциальной силы играют силы инерции поступательно движущихся масс КШМ.

4. Смена знака нормальной силы, соответствующая перекладке поршня, происходит при углах поворота коленчатого вала 0⁰,180⁰,360⁰,540⁰,720⁰ .

5. Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя при его работе на расчетном режиме составляет =0,044. Это означает, что в случае использования двигателя в качестве главного двигателя нет необходимости в установке маховика.

6. Создаваемый двигателем средний крутящий момент М_кр.ср=40,57 кН_*м обеспечивает индикаторную мощность Ni=1277,89 кВт.