книги из ГПНТБ / Сегаль В.Ф. Динамические расчеты двигателей внутреннего сгорания

Аналогичные диаграммы для второго, четвертого и пятого под­ шипников не строятся, так как они, совпадая по форме, будут только повернутыми относительно диаграмм для первой корен­ ной шейки.

На рис. III. 15 аналогично рис. II 1.10 показана зависимость раср от параметра А при p j p z = 0,15. Влияние последнего параметра

Рис. 111.13. Векторные ^диаграммы давлений на коренную шейку и ее подшипник между первым и вторым кривошипами четырех­ тактного двигателя (см. рис. 1.27)

Рис. III. 14. Векторные диаграммы давлений на коренную шейку и ее подшипник между третьим и четвертым кривошипами четырехтактного дви­ гателя (см. рис. 1.27)

можно учесть тем, что уменьшение p j p z на 0,01 снижает р«сР примерно на 0,0042 для всех значений А.

Наряду с векторными диаграммами для коренных шеек строятся также развернутые диаграммы, которые дают представ­

ление о том, как отклоняются текущие значения р£ от своего сред­ него значения. На рис. III. 16 в виде примера представлена раз-

139

Рис. III. 15. Зависимость среднего относительного давления на коренные шейки четырехтактного шестицилиндрового двигателя от параметра А:

Рис. III.16. Развернутая диаграмма давлений на коренную шейку между первым и вторым кривошипами двухтактного двигателя

(см. рис. 1.24)

Рис. III.17. Развернутые диаграммы давлений на коренную шейку между вто­ рым и третьим кривошипами двухтактного двигателя (см. рис. 1.24) при наличии НВМ.

140

ГЛАВА IV

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Ѵ-ОБРАЗНЫЕ, W-ОБРАЗНЫЕ, ЗВЕЗДООБРАЗНЫЕ И С РАСХОДЯЩИМИСЯ ПОРШНЯМИ

23. ПОРЯДОК РАБОТЫ ЦИЛИНДРОВ Ѵ-ОБРАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЦЕНТРАЛЬНЫМИ ШАТУНАМИ

Теоретическая схема Ѵ-образного двигателя с центральными шатунами показана на рис. IV. 1, на котором буквами л и п обо­ значены левый и правый ряды цилиндров. На рис. IV. 1 показан первый кривошип общего коленчатого вала после поворота его на угол а относительно оси левого цилиндра. Этот кривошип со­ единен с нижними головками левого и правого шатунов. Ѵ-образ- ный двигатель объединяет два однорядных двигателя, плоскости которых составляют угол у, именуемый углом развала.

Тангенциальная сила, приложенная к общему кривошипу, складывается из двух сил, возникающих от работы левого и пра­ вого цилиндров, т. е. сил t„ и іп. Эти силы согласно изложенному в п. 6 зависят от угла поворота кривошипа относительно осей соответствующих цилиндров.

Можно считать, что при угле поворота кривошипа относи­ тельно оси левого цилиндра на угол а угол поворота кривошипа относительно оси правого цилиндра составит а + 360° — у. В ре­ зультате для перехода от тангенциальных сил левого ряда к тан­

Здесь і—порядковый номер цилиндров в ряду. Функцию t1) можно

считать известной, так как она определяется согласно изложен­ ному в п. 7. Здесь и далее все углы выражаются в градусах. Для четырехтактных Ѵ-образных двигателей формулой для перехода может служить одна из следующих двух:

*7 (а) = *?(« + 360°—у); f \ (а) = (а + 720° — у). (IV.2)

Справедливость формул (IV.2) вытекает из того, что когда для левого цилиндра происходит первый оборот из двух, составляю-

142

щих четырехтактный цикл, то для правого цилиндра может иметь место либо первый, либо второй оборот.

Из полученных выражений следует, что угол между вспыш­ ками в левом и правом рядах у двухтактных двигателей будет равен у, а у четырехтактных он может составлять либо у, либо

360° -|- у.

На рис. IV. 1 показан один из основных способов соединения двух центральных шатунов с кривошипом коленчатого вала. По-

мимо этого способа применяется также система, показанная на рис. IV.2, для которой получаются следующие формулы для пере­ хода от левого ряда к правому:

для двухтактных двигателей

Формулы (IV. 1)—(IV.4) получены для одного кривошипа, эти формулы распространяются, естественно, и на коленчатые валы с несколькими кривошипами.

Находит применение также схема соединения, показанная для одного частного случая на рис. ІѴ.З. Здесь, как и на рис. ІѴ.2, для каждого шатуна имеется свой кривошип, в результате коли­ чество колен по сравнению с основной схемой (см. рис. IV.I) увеличивается вдвое.

143

Формулы для перехода от левого ряда к правому получаются

следующие:

для двухтактного двигателя

для четырехтактного двигателя

П (а) = /?[« + 3 6 0 ° - ( у + 6)]

или

В этих зависимостях 6 есть угол между кривошипами.

Рис. IV.3. Схема соединения шести шатунов с шестью кривоши пами, расположенными под углом в 60°

где 0 — угол опережения, зависящий от схемы соединения ша­ тунов с кривошипами.

Зависимость (IV.7) вместе с формулами в п. 7 для перехода от первого цилиндра к последующим позволяет находить углы опе­ режения в любом цилиндре левого и правого рядов по отношению к первому цилиндру левого ряда, цикл в котором принимается

за основной. Эти углы опережения обозначим й? и й". Углы й?

144

находятся согласно изложенному в п. 7, а углы д" определяются путем прибавления к углам ■&* угла 0 согласно (IV.7). При при­

нятой форме записи углы опережения получаются всегда поло­ жительными, последнее упрощает практическое применение фор­ мул (ІѴ.1)—(ІѴ.6).

На основании изложенного можно написать: для левого ряда

Формулы (IV.8) и (IV.9) аналогичны (1.71).

Все эти зависимости применимы к радиальным и нормальным силам. Пользуясь формулами (ІѴ.1)—(IV. 10), можно определить или проверить порядок работы цилиндров Ѵ-образного двигателя для заданных схем кривошипов и угла развала, найти значения углов опережения (начальных фаз) для всех цилиндров по отно­ шению к первому цилиндру левого ряда и установить соответ­ ствующие углы между вспышками. Для иллюстрации порядка применения этих зависимостей ниже рассмотрено несколько при­ меров анализа Ѵ-образных двигателей из приведенных в сводной табл. 22. В этой таблице рассмотрены двигатели тридцати одного типа. Все типы отличаются друг от друга углом развала у и схе­ мой кривошипов, хотя последние в некоторых случаях могут быть для разных углов у одинаковыми. Например, двигатели (табл. 22, № 11— 13), имея общую схему кривошипов, отличаются по величине у. Следует обратить внимание на то, что для схемы соединения шатунов с кривошипами (см. рис. ІѴ.1) кривошипы обозначаются, как обычно, цифрами 1, 2 и так далее в зависи­ мости от числа кривошипов (см. табл. 22, № 1,6, 7, 10). В случае, когда каждый из шатунов соединяется со своим специальным кривошипом (см. табл. 22, № 2—5, 9, 10), кривошипы обозначаются так же, как соответствующие цилиндры.

Для того чтобы установить порядок работы цилиндров по вы­ численным на основании формул (ІѴ.1)—(IV. 10) значениям углов опережений, необходимо последние расположить от наибольшего значения до наименьшего: например, если у четырехцилиндрового

троля, что сумма всех углов между вспышками должна составлять 360° или 720°.

146

149

i