Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Ливенцев, Ф. Л. Двигатели со сложными кинематическими схемами. Кинематика, динамика и уравновешивание

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.10.2023

Размер:

8.39 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 188 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

		Т а б л и ц а		13.	Определение тригонометрическій			функций	для R =	90; L = 300;	R_	0,3
											L
а	sin а	sin2 а	X2 = 0 , 3 '	- J	И )Х (З )	1 — (5)	ß	tgß	COS ß	а + ß	sin (а + ß)		cos (a+ß)	sin (a+ ß)	cos (а + ß)
в град	sin а	sin2 а	X2 = 0 , 3 '	- J	И )Х (З )	1 — (5)	ß	tgß		а + ß	sin (а + ß)		cos (a+ß)	cos ß	cos ß
1	2	3	4		S	6	7	8	9	10		11	12	13	14
0	0	0,0	. 0,09		0	1,0	0	0	1,0	0 ■		0	1,0	0	1,0
12	0,21	0,04	0,09	0,002		0,998	3° 36'	0,063	0,998	15° 36'	0,269		0,963	0,270	0,966
24	- 0,41	0,17	0,09	0,008		0,992	7° 12'	0,126	0,992	31° 12'	0,518		0,885 .	0,523	0,862
36	0,59	0,35	0,09	0,016		0,984	10° 12'	0,180	0,984	46° 12'	0,722		0,692	0,735	0,703
48	0,74	0,55	0,09	0,025		0,975	12° 48'	0,227	0,975'	60° 48'	0,873		0,488	0,895	0,502
60	0,87	0,76	0,09	0,034		0,966	4 5 0 0 0 '	0,268	0,966	75° 00'	0,966		0,259	1,0	0,278.
72	0,95	0,90	0,09	0,041		0,959	16° 30'	0,296	0,959	88° 30'	1,0		0,026	1,040	0,027
84	0,99	0,98	0,09	0,044		0,956	17° 06'	0,308	0,956	101° 06'	0,981		—0,193	1,030	—0,202
96	0,99	0,98	0,09	0,044		0,956	17° 06'	0,308	0,956	113° 06'	0,920		—0,392	0,963	—0,410
и коренные шейки		второго,	третьего	и последующих колен вала.				Следовательно, в шатунной шейке колена К будет действовать
Для колена К (рис. 29) в шейке левого коренного подшипника								момент
имеем	набегающий	момент	Мк_х от действия			рабочих	поршней	а за	коленом	Мкш=		Mk_x-f- -~2 РtkR,
								а за	коленом	Мк = Мк_х 4- P/kR,
								или		Мк = Мк_х 4- P/kR,
								или
								или		Мк =		Мкш-\|-	PikR,
								или

Мк — Мк_х-\- -^-PtkR-\- -^-PtkR,

Рис. 29. Расчетные схемы сил и моментов, действующих в коленах вала

предыдущих колен. Кроме этого, на колено К действует касатель ная сила Ptk, которая при симметричном колене дает реакции в. коренных подшипниках, равные V2 Р«,. Реакция левого корен ного подшипника 1/ 2P^, дополнительно к набегающему моменту Мк_х, скручивает шатунную шейку колена К моментом Ѵ2Р//гР.

и так как для всех колен при одинаковых фазах рабочих процес сов силы Рѣ = • • • = Рт = • • • = • Рп , то для любого колена т при одинаковых фазах ■рабочих процессов будут действительны условия:

Мтш = М-т-1 ~Ѵ ~2 Р(mRг	(72)
Мт— Мтш -[- іу Р(mR,	(73)

которые и положены в основу расчетов в колонках 21—37 табл. 12.

В графах 23, 26, 29,	32 и	35 — число сдвигов,	равно і " — 1,
где і" — число рабочих	цилиндров в главном блоке.
П о я с н е н и е 2.	Углы	между 'вспышками	в рабочих ци

линдрах 2, 3, 4 и т. д. главного блока относительно его первого цилиндра зависят от числа цилиндров і" и порядка их работы в блоке. Во избежание ошибок в определении углов между вспыш ками рекомендуется выписать в графу принятый порядок работы цилиндров в блоках и присвоить им углы at — а х между вспыш-

ками, а затем переписать эту графу как разности — a ^ но в порядке нумерации цилиндров. В табл. 14 приведен этот спо соб определения углов между вспышками в цилиндрах главных блоков двигателей: восьмицилиндрового четырехтактного с по рядком работы цилиндров 1-3-7-5-8-6-2-4 и углом между вспыш ками 720 : 8 = 90° и для девятицилиндрового двухтактного с по рядком работы цилиндров 1-9-5-2-7-4-3-8-6 и углом между вспыш кам« 360 : 9 = 40°.

Т а б л и ц а 14. Определение углов между вспышками (сдвиг фаз)

Восьмицилиндровый четырехтактный

сц — ctj =	0
о-з — ctj =	90
а7— аі =	180
а5 — ах =	270
ав — <*1 =	360
аб — аі =	450
а 2 — Gtj =	540
а4 — аі =	630

а х — ах = 0 а, — аі = 540 аз — а х = 90 а,, — а -L= 630 а5 — сц = 270

etG— аг — 450 а7 — aj = 180 а8 — ах = 360

Девятицилиндровый двухтактный

“ і — а і =	о
а0 — а х — 40
а» — «1 =	80
а2 — сц =	120
а7 — сц =	160
а4 — ссх =	200
аз — аг =	240
а8 — =	280
ав — а і =	320

а і — а і =	о
а2— а і =	120
а3 — ах =	240
а4 — а г =	200
а5 — а х =	80
а0 — а х =	320
а7 — Oj =	160
aj — а, =	280
а„ — =	40

По результатам проведенного табличного расчета на риш 30 построены графики относительных касательных р\а, радиаль ных р'га и нормальных Рпа сил, полученных в результате действия поршня одного рабочего цилиндра и крутящих (набегающих) моментов Л41ш, М 2, М 2ш, М 3, . . ., М вш и М7, действующих в ша тунных и коренных шейках коленчатого вала, а также результи рующих сил Ріа и Рга.

Индикаторная мощность двигателя по выходному среднему

крутящему моменту (Л47)ср (графа	37) равна
N t = М крсо (кВт),		(74)
или
Nt = 1582-220 =	3480 кВт.

Расхождение с предварительной ее оценкой составляет 2%. Для двигателей с противоположно движущимися поршнями, имеющих два коленчатых вала (см. схемы 2 на рис. 1 и 1 и 2 на рис. 23), силовой расчет ведется для каждого вала отдельно со своими' значениями D, R, L, возвратно-движущихся масс и др., а также производными от них, но с одинаковыми расчетными интервалами Да, равными углу А сдвига фаз у опережающего и отстающего поршней или Д/2, Д/3. . . Индикаторные диаграммы

для совмещенных диаграмм (индикаторная—Брикса—Толле) по лучаются в результате графоаналитического анализа, рассмотрен ного в п. 4, 5 и 9. При этом из расчетной табл. 12 исключаются графы 9—18 с соответствующей корректировкой номеров граф в формулах для набегающих моментов. Ординаты диаграммы ре зультирующего крутящего момента для всего двигателя опреде ляются путем построчного сложения ординат двуд последних граф 37 двух расчетных табл. 12, записанных со сдвигом графы 37 для вала отстающих поршней относительно графы 37 для вала опережающих поршней на угол А или Д/2, Д/3, , . .

Sap кН кН

Рис. 30. Графики к силовой расчетной табл. 12 двигателя по схеме на рис. 25:

1 —

Рпа

(6);

— результирующая радиальная сила

(20);

3 —

удель.

нормальная сила р'га

ная касательная сила

бар (7);

— удельная радиальная сила

р'га

бар (8); 5, 7,

9, 11

— крутящие моменты

М 1Ш, М 2Ш

............. действующие в шатунных шейках (21), (24)

(27), (30) и (33); б, 8,

10, 12, 14

— крутящие моменты М

М 3

.............. действующие в ко

ренных шейках, (20), (25), (28), (31) н (37)

П р и м е ч а н и е .

Цифры в скобках — номера граф расчетной табл.

вал

двигателей системы «Нэпир-Дэлтик» каждый коленчатый

кривошипно-шатунные механизмы

его поршней

выпуска

и продувки можно рассматривать как отдельные Ѵ-образные дви

гатели	с углом развала блоков 60°	(см. рис. 14), или у '= 60° + ф
и у" =	60° — 2т\|> (см. п. 10 и рис.	17). Для поршней выпуска и

продувки строятся совмещенные диаграммы (индикаторная— Брикса—Толле). Индикаторные диаграммы для них получаются в результате графоаналитических расчетов (см. п. 4, 5 или 9, 10),

для	которых	расчетный	интервал Да равен А' — углу	сдвига
фаз,	или Л72,	Д73, . .	принятый расчетный интервал	сохра

няется и в табличном силовом расчете. Расчет ведется по табл. 15, в которой углам кривошипно-шатунных механизмов (между осями шатунов и рабочих цилиндров) для механизмов опережа ющих и отстающих поршней присвоены буквенные обозначе ния ß' и ß".

Для центрального механизма, при Да = 20 или 10°, общий угол сдвига для граф 16 и 17 будет 2Да = 40° или 4Да = 40°, а для граф 24, 27, 30 и т. д. угол сдвига будет 6Да или 12Да для трехколенного, вала с кривошипами под 120° и ЗДа и 6Да для шестиколенного вала с кривошипами под 60°.

При смещенном механизме следует выбрать такое смещение осей цилиндров е, при котором расчетный интервал будет равен или кратен углу сдвига фаз Д. Так, если угол А будет равен 12°,

то при Да =	12 и 6° будут составляться углы	сдвига для	граф 16
и 17 из ЗДа	или 6Да и для граф 24, 27,	30 и т. д.	из 10Да

для трехколенного и 5Да для шестиколенного валов. Выходной крутящий момент для всего двигателя «Нэпир-Дэлтик» может быть получен суммированием ординат выходных крутящих моментов трех коленчатых валов путем сдвига ординат их граф на углы, зависящие, от числа рабочих цилиндров в блоках. При трех ци линдрах в блоках (девятицилиндровый двигатель) на 120° (с от носительно а; b относительно с я а относительно b — рис. 14) и на 60° при шести цилиндрах в блоках (восемнадцатнцнлиндровый двигатель).

' Несколько сложнее силовой расчет для двигателей с противо положно движущимися поршнями, но с одним (нижним) коленча

тым валом	(см. схемы	1 на рис.	1 и 3 на рис. 23).
Рассмотрим схему 3 на рис. 23 судового реверсивного
двигателя,	рабочие	поршни	которого имеют угол сдвига
фаз А.

Для силового расчета необходимо составить совмещенные диа граммы (индикаторная—Брикса—Толле) для главного (централь ного) поршня двойного действия и для опережающих внешних поршневых золотников с диаметром £>2, так же как для поршня двойного действия.

На каждой из двух совмещенных диаграмм должно быть по две индикаторные диаграммы. Расчетные интервалы Да должны быть одинаковыми для обеих совмещенных диаграмм. Хотя ход цен трального и внешних поршней может быть различным, для совме щенных диаграмм необходимо выбрать такие масштабы абсцисс, чтобы они были построены на единой (общей) базе. Ординаты индикаторных диаграмм одноименных углов а для верхней сто роны центрального поршня и для верхнего опережающего поршне вого золотника неодинаковы, так же как для нижней стороны центрального поршня и нижнего опережающего поршневого зо лотника.

Т а б л и ц а 15. Силовой расчет двигателей «Нэпир-Дэлтик:

сів9 я

(if) X (б) <

бвэ в

(Ol) X (6)

j-pi M X

X (Sl) X (6) = r t ' j

:„d 3}

„ЙSOO

(„Ö + » ) SOD

SOD

„ { ! + » ) UJS

			'd O)
dB9B	(«) X	(S) =	J d
dB9 s	(e) X	(S) =
X	(S) X	H » M	X
X	(S) X	(S) =

,d SOD

(/ti + » ) SOD

SO3

(,d + *>) u!s

dßp a

tfodj я со

ei — ,;

aojuaVo

oifoiih

(82) +

(iS) =

’ W

(iS) +

іч«ни и

(9S) = m8JV

BMOI/Q

«эн

2 2

•mdou XHTnoiBwadDuo

ß d tf

•HHiriiYi я

H w oim n u D H

ЛѴжэіч

ifOjX

вы

Hif

-BMJiiddfl

зічіЛи

3 a)

-ияѴэ

'zz ^ e d j

ей

шинэком швннИо

Й я

(SS) +

w*HM0

е ;

Set

(t-2) =

zVi

(к) +

(es)

іч-нм я

= mzw

BHOif

«эн

-mdoLi хн^поівжзгізио

xedtf

•HHifHti я нпвмтппиэе

/СНжэн

tfojX

ян

u w

-BHHXdsa ou

эічіЛн

•ннѴэ

'zz пфвйл ей

воіиэікоіч m B m i t f d o

w« ни 0 & (05) = zVt

ai я

1Ч-НЯ я V s ‘0 = mTHf

2 Ч

H » M

(6l) =

. s а

5 о

Xjd

« M

(81) =

5 *

l g

* es

T?c

из

а)

Я Pu

dec* и

U i )

(8 )

XJd

cf И

g.«

U ) =

Xld

d B 9 B

(91) +

к £

xßdtf

gVD

-НІ11ГИП

я нивнтічиэя

ЛѴжэіѵ irojit вн 8 и

фвгіл

oHqifâXHoomo

нігвмнхйэя ou эічх

-ЛниаѴэ ‘gj п

фвdJ.

ей

WHO iqiBHHtfdo

tfedj я со

s w a •

с с

02.'*°° _ а "н •

2 о о

2 со со

2 а со

я о. X __я

я С ^ я

х ~ £

09 Я

S ü a

о я я ь. й о

S*®

g§о

я2 ^ •

С9 « я X

Я - я Я я

w 2 ct я

К X о

SK с£ч

Ч 2 ц9 ^

• • Р I я

я £-

О Q.

я дЯ Сa

09ІИ"4X Г"" я о 5В**ясз)Я Vс сГЯ" . (

и „ е (

о £ г

Я S ч *

tf S V«►

sag,я я »

° a S

g g g *

5 . п

*8 * 1

“•&3(

»а й ‘

Sl| в s

_ г s *

Я t? ■> I

Sч Ги “ (- с-

Ординаты индикаторных диаграмм для опережающих золот ников и отстающего от них по фазе центрального поршня с учетом влияния сдвига фаз могут быть построены или по рекомендациям п. 4, 5, или по результатам аналитического расчета обобщенного кривошипно-шатунного механизма [4].

На рис. 31 представлена совмещенная диаграмма для"всех ра бочих поршней цилиндра на базе AB., одинаковой для обоих видов

Рис. 31. Совмещенная диаграмма для двигателя с противопо ложно движущимися поршнями по схеме 3 на рис. 23

поршней; поршни выпуска опережают поршень продувки на 7,5°. На диаграмме сплошными линиями изображены: индикаторные диаграммы 1 — для верхней и 8 — для нижней сторон централь ного поршня; 2 — диаграмма Брикса с эксцентриситетом 00' и 3 — диаграмма Толле для центрального кривошипно-шатунного механизма G (см. схему Зрис. 23), а штриховыми линиями: индика торные диаграммы 5 — для верхнего и 4 — для нижнего внешних поршней; 6 — диаграмма Брикса с эксцентриситетом 00" и 7 — диаграмма Толле для внешних кривошипно-шатунных механиз мов НН (см. рис. 23).

Совмещенная диаграмма построена на базе атмосферной линии, это должно учитываться при построении на ней инди каторных диаграмм 1, 8, 5 и 4 (рис. 31). Эксцентриситеты


диаграмм Брикса 0 0	=	R2 /2 L2 и 00	= R\j2L\. Площади		порш
ней: центрального с верхней стороны			= 0,785Dl; центрального
с нижней стороны	F& = 0,785 (D?— сіщ);			внешнего верхнего
Fs = 0,785Л)\|; внешнего		нижнего F4	= 0,785 (D\ — dh).		Трех
коленный кривошип /( (см. рис. 2'9) находится				под действием каса
тельных сил 2P t k и Р і к ,		набегающего крутящего момента			М к - \

от действия рабочих поршней цилиндров, находящихся слева от

кривошипа К,	и крутящего	момента М к =	Mk_x + AMft,		где
ДМ* — момент,	создаваемый	касательными	силами 2Рщ	и	Рік,
действующими	в этом колене.			колена
' Простейшим	при рассмотрении такого симметричного			колена

будет случай равенства сил Ptk = 2Рік и радиусов Ri = Ro = R. Этот случай можно рассматривать как частный для более общего

условия Pik =h 2Рік и Ri ф Ro- В результате	первого неравенства
в крайних опорах возникнут реакции в	виде разности сил
Рік — Ptk-

Рассмотрим действие касательных сил 2Ptk и Рік, которые дают в сумме только дополнительный внешний момент ДМк-

Касательные силы Рік крайних колен 1 и 3 дают два дополнитель ных внешних момента PtkR\, а. касательная сила центрального

колена 2 — момент РікРз- С учетом действия набегающего момента Мк _ 1 в шейках кри

вошипа К будут действовать внешние моменты

Мкі = М к-й Мкг — Mk-i P)kRü МкЗ = Мк- 1 + РtkRl + PtkRi и Мк — Мк- 1 +

”Ь 2РikRi -J- РikRi-

Из-за отсутствия дополнительных опор между шатунными шейками крайних колен 1 и 3 кривошипа К в нем'под действием касательных сил и реакций опор возникнут дополнительные вну тренние моменты, а именно: под действием реакции левой опоры в левой шатунной шейке левого колена 1 будет действовать до

полнительный момент іф^рРtk— Pik'j R ь в результате действия

касательной силы Рік в шатунных шейках крайних колен 1 и 3 возникнут дополнительные внутренние моменты: в левой 1 —

момент -у Ptk (Äi + R2 ), который должен быть записан со зна ком минус, так как он разгружает шейку /, а в правой шейке 3 — момент -J- Рік (Ri + R2 ), который должен быть записан со' зна ком плюс, так как он догружает правую шейку 3 .

Таким образом, в шатунных шейках кривошипа К будут дей ствовать суммарные крутящие моменты:

в левой

Ми =	Л 4 +	( 1 Р"ік - P'tk'j Ri - у P"tk {Ri + R2) =
= Mfe_! +		( 1 Pik- P tk) R i ~ \ P " ik ( Ri +					R2) ;	.(75)
в средней	■
Mk2 =	M*2 +		( Y	— Д/A ^jRl —Mk-l -\|- PtkRl +
			+	— Ptk^R2\				(76)
в правой
	yw*3 =		Mk3 -f- Y P//e ^ Ri + Rl j			=
=	Л4*-і +			+ PtkRi + ^P tk {R I -\-R2^ ;				(77)
за кривошипом /(
	Mk = Mk-i + 2/>;*tf, + л ; я 2.							(78)
Для частного		случая,		когда	Ri = R2	R	и 2Pik — Pik
будем иметь:
			M k i — M k - i — P t k R ,’
		Mk2 =		Mk-i +	у T3«/?;			(79)
								(79)
		М и =		M k—i -j- 2 ,5 PtkR\
		Mk — Mk-i +			2,0PtkR-

В связи с большим крутящим моментом, действующим в пра вой шатунной шейке 3, у некоторых двигателей с таким криво шипно-шатунным механизмом эта шейка (а для симметрии и левая) развита до значительного диаметра и превращена в эксцентрик с большим эксцентриситетом.

На основании рассмотренных выше данных составлена расчет ная табл. 16 динамики двигателей сп. д. п., имеющих один колен чатый вал (см. схему 3 на рис. 23). В графах 19 и 39 представлены ординаты диаграмм нормальных сил, действующих в ползунах

центрального Р"па и двух боковых Р'па кривошипно-шатунных механизмов в зависимости от угла а поворота кривошипа; они одинаковы для механизмов всех рабочих поршней и отличаются лишь фазовыми углами. Графы 42 и 43 дают ординаты диаграмм радиальных сил, действующих в щеках кривошипов; силы, сжи мающие или растягивающие щеки кривошипов, могут быть получены как суммы или разности ординат граф 21 и 41

Т а б л и ц а 16. Силовой расчет для двигателей с противоположно движущимися поршнями и кинематической схемой 3 на рис. 23

<0 a f-

-2

H a

4) ec

Силы,

( 8 l)	+		( i l )				СЧ
(91)	+		(91)				о
(91)	+		(91)				Cl
(H)	+		(er) — ХШar				о
Sil	X	( ö l)		=	8 w	rf	со
Sil	X	( ö l)		=	8 w	rf
	X	( I I )			IKW	,	* о-
	X	( I I )				a
							i
8J	X	(01)					91
8J	X	(01)
							;
XJ		X	(6)	=	x o ^		Ю
XJ		X	(6)	=	x o ^
8J	X		(8)	=	8D» rf		т)*
				=	8D» rf

l J	X		( i )	_	TüU	,	СО
l J	X		( i )	—		a
(9) X (e ) =					8D7d		<м
(9) X (e ) =					8D7d
(s) X			(e)	=	T» +		-
(9 )		X	(8)	=	8D 'd		о
(9 )		X	(8)	=	8D 'd
- (S)		X	(z) =		T0 / d		‘о
							c .
							\o
(9) X			+ )	=	8» " tf		со
(S )	X		(V) =		r n « d		с-
					m d		(О
							ІЛ
					’ ö S !		т?
							1

,'0 S O D

0 0	+	3D) SOD	1	со
			1

	'0	SOD
0 0	+ 3 0 ) UIS
		x>	ад	-
			гр

(6Е) + Це) =

(9Е) + fee) =

Ы ) + (ее) т'сі

*jx(Ee)=,5W«f

х foe) = txi,d

9JX (65) = S,0,c/

* J X (SZ) = fVUd

ej x u z ) = 3™d

(95) X (25) = i7>J4

'(9 5 ) X [2z) = 37>Jd

(95) X (55) =

(95) X (öS) = 0 n ?d

(95) X (fro) = fXltld

(sz) X (re ) = mvd

Bd э}

z0 SOD

O0+») SOD

g0 SOD

00 + ») uis

Продолжение табл. 16

3 и X аосІѴниіг

-irtx xKiooirou хин -xdaa я шчвмпшиэн

Айжэм irojA ян ни* -BHiiidaa ои эгахЛн

■ияѴэ ‘es—0 2 Фвсіі £іі

яоінэмоіч tqiBHuVdQ

(6f) + (it) X			о =		'IV
+ (Zf)	+	O f)	=	(6f)	+
				К‘ ТИ'
(8f)	+	(Zf) =		s'Tjv
(9f) — (9f) =

% (Oö) = V^cf

l tr (Of) = l iir" d

(t* + 'd)m =

= ( w y p > f

d (ff) :

=% (ад«,-*»«, -Ң

r»	nf		Z
■d		- d	T
(if)	(iS) =	r>Jd Jr-
(If) +	(Іб) =	И‘,сi —

+	(8 -		(	=f - z ) +				N
	(8 -		г)			1 + V
+		—	( 9 =		— z)- W		s	N
	(8		z)			+
+	(8		z)	=		e	X	CI
+	(8 -			=	—	S z)' ! w		N
			( 9		—	+
			z)					CO
			X L - г) +
	CO	1	* N”	1				N
								N

(99) + (19) = rW

(f9) + (I9) = e'efV

(69) + (19) = Z‘2W

(S9) + (T9) = I<eJV

e HI BodVHiiir

•lift XHIDOlfOÜ XHH

-xdao я шчвигпічиэя

XtfMONIfOJÄ £H HIT

BMiudaa ои х'ічіЛн -natfo ‘gg—OS $ ßdj ен soxHawow п і а н и н о

(zs) + (es) = CW

(99) + (69) = £ ZN

(99) + (69) = Z'ZW

(fS) + (69) = l 'zW

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 188 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ