Диаграмма позволяет судить о величине и навравлении сил, действующую на шатунную шейку. В зависимости от угла поворота кривошипа через каждые 30, 20° и по данным расчета строят диаграмму в координатах Т и К. При построении принимают силы Т положительными, если они направлены в сторону от оси цилиндра, если же они имеют обратное направление — отрицательными. Силы К считают положительными если они направлены вниз, и отрицательными, если они направлены

вверх. При построении диаграммы ось шатунной шейки считают неподвижной, а цилиндр — вращающимся. Полученные точки, соединяют последовательно плавными кривыми. Радиус-вектор Rш.ш будет давать в масштабе нагрузку на поверхность шатунной шейки, соответствующую данному углу поворота.

102) Уравновешивание поршневых двигателей.

Уравновешенным называется двигатель, у которого силы и моменты, действующие на его остов при установившемся режиме работы, постоянны по величине и направлению (равнодействующая всех сила равно нулю).

В поршневых двигателях внутреннего сгорания уравновешивают центробежные силы инерции вращающихся масс, силы инерции первого и второго порядка, а также моменты, вызываемые этими силами.

Силы инерции 1-го порядка вызываются изменением направления движения деталей поршневой группы во время работы двигателя. Эти силы достигают пиковых значений в моменты прохождения поршнем мертвых точек (при перекладке поршня).

Следствием возникновения сил 1-го порядка является поперечная вибрация двигателя, частота которой равна частоте вращения коленчатого вала. Обычно эти силы частично уравновешиваются балансирами, устанавливаемыми на коленчатом валу.

(Для справки: Полное уравновешивание сил инерционных сил 1-го порядка с помощью балансиров невозможно, поскольку сами балансиры совершают вращательное движение, а уравновешиваемые детали поршневой группы - линейное.)

Силы инерции 2-го порядка вызываются изменением по величине (по модулю) линейной скорости движения поршня в процессе перемещения его между мертвыми точками. Эти силы достигают максимального значения в середине хода поршня и вызывают поперечную вибрацию двигателя, частота которой в два раза превышает частоту вращение коленчатого вала.

(Для справки: Силы инерции 2-го порядка уравновесить очень сложно, и, поскольку их величина значительно меньше сил инерции 1-го порядка, чаще всего силы 2-го порядка оставляют неуравновешенными, чтобы не усложнять конструкцию двигателя.)

Силы инерции первого и второго порядков и их моменты уравновешиваются подбором оптимального числа цилиндров, их расположения и выбором соответствующей схемы коленчатого вала. Если этого недостаточно, то силы инерции уравновешивают противовесами, расположенными на дополнительных валах (Метод Ланчестера), имеющих механическую связь с коленчатым валом. Это приводит к значительному усложнению конструкции двигателя, поэтому на практике используется редко.

В рядных двигателях уравновесить силы инерции первого и второго порядков установкой противовесов невозможно. Однако при соответствующем выборе массы противовеса можно частично перенести действие силы инерции первого порядка из одной плоскости в другую, тем самым уменьшив неуравновешенность в этой плоскости.

103) Неуравновешенные силовые факторы.

Неуравновешенные силы передаются на опоры двигателя. К ним относятся: сила тяжести двигателя, силы реакции отработавших газов и движущихся жидкостей, сила тяги вентилятора, центробежные силы инерции вращающихся деталей, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс Неуравновешенные силы, переменные по величине и направлению, могут вызвать вибрации, как двигателя, так и всей энергетической установки. Наибольшие вибрации вызывают силы инерции поступательно-движущихся и вращающихся масс. Вибрации негативно влияют как на людей, находящихся в зоне работы двигателя, так и на сам двигатель (вызывают повышенные износы деталей, их усталостные разрушения, ослабление болтовых соединений и пр.)

104) Способы уравновешивания сил и моментов в поршневых двигателях.

Уравновешивание современных двигателей можно осуществить двумя способами, которые часто применяются одновременно:

1.Расположением определенным образом цилиндров и выбором такой схемы коленчатого вала, чтобы переменные силы инерции и их моменты взаимно уравновешивались;

2.Созданием с помощью дополнительных масс (противовесов) новых сил, в любой момент времени равных по величине, но противоположных по направлению основным уравновешиваемым силам.

105) Уравновешивание одноцилиндровых двигателей.

В одноцилиндровом двигателе эти силы не

уравновешены:

1 ≠ 0; 2 ≠ 0; ≠ 0;

Неуравновешенных моментов нет, т. к.

горизонтальную

Вывод: установкой двух противовесов на продолжении щек можно уравновесить 1. Однако при этом возникает горизонтальная составляющая центробежной силы этих дополнительных масс, вызывающая вибрацию двигателя в горизонтальной плоскости, которой не было до установки этих

меньше.