2.3 Опрокидывающий момент

Состав опрокидывающего момента МОД может определяться анализом его значений:

где P_j – движущее усилие,

_j – угол между осью цилиндра и j-ым шатуном.

В теории расчетов моментов составляющие от этих усилий назначают отдельно. Моменты сил инерции могут учеть только для 65 первых четырех порядков, остальными пренебрегают вследствие их малых амплитуд.

где k = 28,8 10-6  (GП + sGШ) – константа (Н см/мин2 ),

GП – сила тяжести поршня,

GШ – сила тяжести шатуна,

s = L₂ / L – коэффициент распределения массы шатуна,

L₂ – расстояние от оси нижней головки шатуна до его центра тяжести,

L – длина шатуна,

_И – фазовый угол момента -го порядка.

Моменты от сил тяжести масс КШМ невелики и манкируются только для МОД. Значения гармонических составляющих первых двух порядков:

где GК – масса колена, приведенная к оси шатунной шейке (приблизительно равная массе шейки и одной щеки).

Так, силы тяжести поступательно-движущихся масс имеют спектральный ряд составляющих первого по четвертый порядок. Более высокие составляющие опрокидывающего момента сформируются по формуле:

где D, R – диаметр цилиндра, радиус колена вала,

P_c – давление сжатия,

y_ – коэффициент номограмме работы;

m = 2 – тактность дизеля.

При форсировании МОД умножаются абсолютные значения гармонических составляющих, но с увеличением порядка те сильно занижаются. Гармоники опрокидывающего момента дизеля назначаются геометрическим сложением векторов моментов. Следовательно, максимальную величину располагают составляющие именно главных порядков.

2.4 Эластический момент от крутильных колебаний

В условиях резонанса колебаний с частотой первого порядка, равного значению цилиндров МОД, рассматривается как возбудитель вынужденных колебаний. Его реакция в двигателе представляется как гармоническая составляющая главного порядка, умноженного на коэффициент динамичности М_ЭР = М_Э×β_кр = W_P × η_p

где М_Э – эластический момент, равняется гармонической составляющей крутящего момента первого порядка;

β_кр – коэффициент динамичности вибрации при резонансе;

W_P – полярный момент сопротивления профиля промежуточного вала;

η_p – касательные напряжения промежуточного вала при резонансе крутильных колебаний валопровода.

Таким образом, на судах при резонансе в валопроводах с частотой 6-го порядка зарождается высокя величина касательных напряжений промежуточных валах. К случайным нагрузкам остова относят:

- ударные моменты в ледовых условиях, когда лопасти винта бьются о лёд.

- ответ эластического момента при резонансе крутильных колебаний на частотах 6-го и 4-го порядков (4-х лопастной гребной винт);

Этот факт доказывает важность учета данных моментов при резонансах крутильных колебаний валопроводов и при разборе колебаний систем «дизель-днище» с именно главными МОД. Рассмотрев неуравновешенные моменты сил инерции, гармоники горизонтального скручивающего и опрокидывающего моментов, эластический момент колебаний валопровода, ясно, что эти характеристики дают потенциал для оценки значения анализируемых моментов по амплитудному значению, а также вероятности появления колебаний, превышающих настоящие нормы РМРС (резонанс).