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 пропорционален
.
Тогда в диапазоне углов в п.к.в., в котором
крутящий момент больше момента сил
сопротивления , то есть при
,
создается положительная избыточная
работа
,
которая тратится на увеличение
кинетической энергии движущихся деталей,
и в результате происходит увеличение
.
Напротив, в диапазоне углов в п.к.в., в
котором
,
происходит уменьшение
Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя:
где – индикаторная мощность двигателя, кВт;
– приведенный
момент инерции движущихся масс,
– частота
вращения коленчатого вала двигателя,
– отношение
избыточной площади диаграммы суммарной
тангенциальной силы за один ее период
к площади диаграммы за один оборот вала.
Приведенный момент инерции движущихся масс может включать в себя ряд составляющих:
где
– приведенный момент инерции КШМ
двигателя;
и
– моменты инерции соответственно
маховика и противовесов.
Приведенный момент инерции КШМ, рассчитанный по эмпирической формуле Терских:
где – число цилиндров;
– радиус
кривошипа, м;
– расстояние
между осями цилиндров, м;
– коэффициент,
зависящий от
и
шатуна;
– диаметр
цилиндра, м;
– диаметр
шейки коленчатого вала, м;
– число
цилиндров, приходящихся на одно колено
вала.
Примем,
что проектируемый двигатель предназначен
для работы на гребной винт. Рассчитанная
входит в рекомендуемые пределы 1/20 –
1/50. Делаем вывод, об отсутствии
необходимости установки маховика.
3.6 Выводы по разделу
3.6.1.
Максимальная тангенциальная сила в КШМ
одного цилиндра имеет место при положении
угла поворота коленчатого вала
на такте расширения.
3.6.2.
Максимальное отрицательное значение
тангенциальная сила в КШМ одного цилиндра
принимает при положении угла поворота
коленчатого вала
на такте сжатия.
3.6.3. В течение насосных ходов поршня существенную роль в формировании кривой тангенциальной силы играют силы инерции поступательно движущихся масс КШМ.
3.6.4. Смена знака нормальной силы, что соответствует перекладке поршня, происходит при углах поворота 180, 290, 360, 420, 540, 720.
3.6.5. Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя, при его работе на расчетном режиме, составляет 0,037. Это значит, что при работе данного двигателя на гребной винт, отсутствует необходимость установки маховика.
4. Описание спроектированного двигателя
4.1 Основная техническая характеристика спроектированного двигателя
Характеристики спроектированного двигателя представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
№ |
Наименование величины |
Обозначение |
Значение |
Размерность |
1 |
Тип двигателя |
ЧН 21/31 |
||
2 |
Номинальная мощность двигателя |
|
970 |
|
3 |
Частота вращения коленчатого вала |
|
1000 |
|
4 |
Диаметр цилиндра |
|
0,21 |
|
5 |
Ход поршня |
|
0,31 |
|
6 |
Число цилиндров |
|
6 |
|
7 |
Удельный эффективный расход топлива |
|
0,193 |
|
8 |
Среднее эффективное давление |
|
1,650 |
|
9 |
Максимальное давление цикла |
|
16,5 |
|
10 |
Степень сжатия |
|
13 |
|
11 |
Эффективный КПД |
|
0,441 |
|
12 |
Масса поршня |
|
23 |
|
13 |
Масса шатуна |
|
52 |
|
14 |
Масса колена вала |
|
66 |
|
