Силу инерции второго порядка PIIcos2α можно аналогично представить как проекцию на ось цилиндра вектора PII фиктивной силы инерции ПДМ второго порядка, составляющего с осью цилиндра угол 2α и вращающегося с угловой скоростью 2ω.
Рис. 8.5 – Векторное изображение сил инерции ПДМ второго порядка
Фиктивную силу инерции второго порядка ПДМ можно также представить как сумму двух составляющих из которых одна – действительная PIIcos2α, направленная по оси цилиндра, а вторая фиктивная PIIsin2α, направленная перпендикулярно к первой.
Силы инерции НВМ (отнесённые к FП)
. (8.15)
Сила qR приложен к оси шатунной шейки и направлена вдоль кривошипа в сторону от оси коленвала. Вектор силы инерции вращается вместе с коленвалом в ту же сторону и с той же частотой вращения.
Если переместить так, чтобы начало совпало с осью коленвала, то его можно разложить на две составляющие
- вертикальную ;
- горизонтальную .
Рис. 8.6 – Силы инерции неуравновешенных вращающихся масс
Суммарные силы инерции
Суммарная сила инерции ПДМ и НВМ в вертикальной плоскости
. (8.16)
Если рассматривать отдельно силы инерции первого и второго порядков, то в вертикальной плоскости суммарная сила инерции первого порядка
. (8.17)
Сила инерции второго порядка в вертикальной плоскости
. (8.18)
Вертикальная составляющая сил инерции первого порядка стремится приподнять или прижать двигатель к фундаменту один раз за оборот, а сила инерции второго порядка - два раза за оборот.
Сила инерции первого порядка в горизонтальной плоскости стремится смещать двигатель справа налево и обратно один раз в течение одного оборота.
Совместное действие силы от давления газов на поршень и сил инерции КШМ
Возникающее во время работы двигателя давление газов действует как на поршень, так и на крышку цилиндра. Закон изменения P = f(α) определяется по развёрнутой индикаторной диаграмме, полученной экспериментальными или расчётным путём.
1) Считая, что на обратную сторону поршня действует атмосферное давление, найдём избыточное давление газов на поршень
Pг = P – P0, (8.19)
где Р - текущее абсолютное давление газов в цилиндре, взятое из индикаторной диаграммы;
Р0 – давление окружающей среды.
Рис.8.7 – Силы, действующие в КШМ: а – без учёта сил инерции; б – с учётом сил инерции
2) С учётом сил инерции вертикальная сила, действующая на центр поршневого пальца определится как движущая сила
Pд = Рг + qs. (8.20)
3) Разложим движущую силу на две составляющие – нормальную силу Pн и силу действующую по шатуну Pш:
Pн = Рдtgβ; (8.21)
. (8.22)
Нормальная сила Pн прижимает поршень к втулке цилиндра или ползун крейцкопфа к его направляющей.
Сила, действующая по шатуну Pш сжимает или растягивает шатун. Она действует по оси шатуна.
4) Перенесём силу Pш по линии действия в центр шатунной шейки и разложим на две составляющие – тангенциальную силу t, направленную касательно к окружности описываемую радиусом R
(8.23)
и радиальную силу z, направленную по радиусу кривошипа
. (8.24)
К центру шатунной шейки кроме силы Pш будет приложена сила инерции qR.
Тогда суммарная радиальная сила
. (8.25)
Перенесём радиальную силу z по линии её действия в центр рамовой шейки и приложи в этой же точке две взаимно уравновешивающиеся силы и
, параллельные и равные тангенциальной силе t. Пара сил t и
приводит во вращение коленчатый вал. Момент этой пары сил называется крутящим моментом. Абсолютное значение крутящего момента
Mкр = tFпR. (8.26)
Сумма сил и z, приложенных к оси коленвала даёт результирующую силу
, нагружающую рамовые подшипники коленвала. Разложим силу
на две составляющие – вертикальную
и горизонтальную
. Вертикальная сила совместно с силой давления газов на крышку цилиндра растягивает детали остова и на фундамент не передаётся. Противоположно направленные силы
и
образуют пару сил с плечом H. Эта пара сил стремится повернуть остов вокруг горизонтальной оси. Момент данной пары сил называется опрокидывающим или обратным крутящим моментом Mопр.
Рекомендуем также:
Анализ аварийности на автомобильном транспорте РФ
Аварийность на автомобильном транспорте – одна из острейших социально-экономических проблем большинства стран. Проблема дорожно-транспортного травматизма в России представляет существенную угрозу безопасности граждан и государства [25, 26].
Ежегодно в мире от дорожно-транспортных происшествий (ДТ ...
Изменение объема при сгорании
Если весовое количество продуктов сгорания остается равным сумме весов воздуха и топлива до сгорания, то объемное количество рабочей смеси до сгорания и после равны. Приращение объема продуктов сгорания ΔМ происходит вследствие увеличения суммарного количества молекул в результате химических ...
Определение безопасной скорости судна при заходе в камеру шлюза
Величина скорости захода в камеру шлюза, при которой динамический запас под днищем судна составляет не менее 0,1 м, что обеспечивает безопасные условия движения, можно определить по формуле:
где, - коэффициент стесненности,
- площадь поперечного сечения камеры шлюза, ;
где - коэффициент ...