2.1.2 Рабочий процесс в машине

Для построения графика зависимости крутящего момента на коленчатом валу от угла поворота кривошипа воспользуемся результатами исследования для одноцилиндровой машины. Запишем крутящие моменты для каждого цилиндра, затем суммируем их для каждого угла поворота кривошипа.

Таблица 7

Расчет зависимости вращающего момента от угла поворота кривошипа

, град.	Мкр 1 цил.	Мкр 2 цил.	Мкр 3 цил.	Мкр 4 цил.	Мкр сумм.
0	0,00	-1,54	-25,14	0,00	-26,68
30	-15,41	-19,43	-16,13	23,67	-27,30
60	-1,54	-25,14	0,00	42,58	15,90
90	-19,43	-16,13	23,67	53,04	41,45
120	-25,14	0,00	42,58	77,21	94,65
150	-16,13	23,67	53,04	44,51	105,09
180	0,00	42,58	77,21	0,00	119,79
210	23,67	53,04	44,51	-15,41	105,81
240	42,58	77,21	0,00	-1,54	118,25
270	53,04	44,51	-15,41	-19,43	62,71
300	77,21	0,00	-1,54	-25,14	50,53
330	44,51	-15,41	-19,43	-16,13	-6,46
360	0,00	-1,54	-25,14	0,00	-26,68

Рис. 9 Диаграмма зависимости крутящего момента от угла поворота кривошипа (схема1)

2.2 V-образная парная схема расположения цилиндров

Рис.10 V-образная, парная схема расположения цилиндров (схема 2).

(угол развала цилиндров 90 градусов)

Два колена коленчатого вала развалены под углом 180°. На каждом колене закреплены 2 шатуна. Угол развала цилиндров, связанных с одним цилиндром 90°

2.2.1. Силы инерции вращающихся масс

Алгебраически суммируем силы инерции попарно для 1 и 3, затем для 2 и 4 цилиндров, т.к. эти цилиндры лежат в одной плоскости. Из таблицы 7 видно, что эти силы уравновешиваются.

Таблица 7

Расчет сил инерции 1 порядка в зависимости от угла поворота кривошипа

α, град.	РIj, 1 цил.	РIj, 2 цил.	РIj, 3 цил.	РIj, 4 цил.	РIj (1+3)	РIj (2+4)	РIjΣ
0	850,54	0,00	-850,54	0,00	0,00	0,00	0,00
30	739,97	-425,27	-739,97	425,27	0,00	0,00	0,00
60	425,27	-739,97	-425,27	739,97	0,00	0,00	0,00
90	0,00	-850,54	0,00	850,54	0,00	0,00	0,00
120	-425,27	-739,97	425,27	739,97	0,00	0,00	0,00
150	-739,97	-425,27	739,97	425,27	0,00	0,00	0,00
180	-850,54	0,00	850,54	0,00	0,00	0,00	0,00
210	-739,97	425,27	739,97	-425,27	0,00	0,00	0,00
240	-425,27	739,97	425,27	-739,97	0,00	0,00	0,00
270	0,00	850,54	0,00	-850,54	0,00	0,00	0,00
300	425,27	739,97	-425,27	-739,97	0,00	0,00	0,00
330	739,97	425,27	-739,97	-425,27	0,00	0,00	0,00
360	850,54	0,00	-850,54	0,00	0,00	0,00	0,00

Чтобы найти суммарную силу инерции 2 порядка также суммируем алгебраически силы в 1 и 3, 2 и 4 цилиндрах, затем полученные величины суммируем геометрически по теореме косинусов.

Таблица 8

Расчет сил инерции 2 порядка в зависимости от угла поворота кривошипа

α, град.	РIIj, 1 цил.	РIIj, 2 цил.	РIIj, 3 цил.	РIIj, 4 цил.	РIIj (1+3)	РIIj (2+4)	РIIjΣ
0	165,34	-165,34	165,34	-165,34	330,68	-330,68	467,65
30	82,67	-82,67	82,67	-82,67	165,34	-165,34	233,83
60	-82,67	82,67	-82,67	82,67	-165,34	165,34	-233,83
90	-165,34	165,34	-165,34	165,34	-330,68	330,68	-467,65
120	-82,67	82,67	-82,67	82,67	-165,34	165,34	-233,83
150	82,67	-82,67	82,67	-82,67	165,34	-165,34	233,83
180	165,34	-165,34	165,34	-165,34	330,68	-330,68	467,65
210	82,67	-82,67	82,67	-82,67	165,34	-165,34	233,83
240	-82,67	82,67	-82,67	82,67	-165,34	165,34	-233,83
270	-165,34	165,34	-165,34	165,34	-330,68	330,68	-467,65
300	-82,67	82,67	-82,67	82,67	-165,34	165,34	-233,83
330	82,67	-82,67	82,67	-82,67	165,34	-165,34	233,83
360	165,34	-165,34	165,34	-165,34	330,68	-330,68	467,65

Рис. 11 Диаграммы сил инерции 2 порядка для 4 цилиндров (схема 2)

В схеме 2 силы инерции 1 порядка полностью самоуравновешиваются. Диаграмма на рисунке 8 отражает зависимость сил инерции 2 порядков от угла поворота кривошипа.

Для равнодействующей сил инерции II порядка:

1. величина силы меняется от -P_max до P_max;

2. вектор находится всегда в горизонтальной плоскости;

3. частота изменения силы равна двойной частоте вращения вала;

4. уравновесить силы инерции 2 порядка можно, применив систему Ланчестера с валами, вращающимися с 2 раза большей угловой скоростью, чем коленчатый вал.