Внешняя неуравновешенность и уравновешивание двигателей

Определение неуравновешенных сил и моментов от системы сил инерции поступательно-движущихся масс. Под внешней неуравновешенностью двигателя понимается наличие в нем периодических сил или моментов сил, передающихся на фундамент. Эти силы вызывают вибрацию. В СЭУ с ДВС вследствие неуравновешенности возникают вибрация корпуса судна или отдельных его участков. Причиной внешней неуравновешенности являются силы инерции приведенных ПДМ и неуравновешенных вращающихся масс КШМ всех цилиндров, а также опрокидывающие моменты. Силы инерции неуравновешенных вращающихся масс одного цилиндра при установившемся режиме работы двигателя

где i – номер цилиндра.

Вертикальная и горизонтальная проекции этой силы определяются в зависимости от положения кривошипа αi

Проекция силы инерции ПДМ на вертикальную ось найдем по приближенной формуле

Pji=MSiRω2(cosαi + λ cos2αi)= PI i cosαi + PII i λ cos2αi,

где PI i В = PI i cosαi PII i В = PII i cosαi – силы инерции ПДМ первого и второго порядков.

Рассмотрим систему сил инерции многоцилиндрового двигателя на примере четырехцилиндрового двухтактного ДВС. На рисунке приняты следующие обозначения: Pr – сила инерции неуравновешенных вращающихся масс КШМ; PI cos α и PII cos α – сила инерции ПДМ КШМ первого и второго порядков соответственно. В рассматриваемом примере система сил инерции состоит 12 сил: четыре силы инерции вращающихся масс Pr1, Pr2, Pr3, Pr4 ; четыре силы инерции ПДМ первого порядка PI cos α1, PI cos α2, PI cos α3, PI cos α4 и четыре силы инерции ПДМ второго порядка PII cos 2α1, PII cos 2α2, PII cos 2α3, PII cos 2α4 . Кривошипно-шатунный механизм в многоцилиндровых двигателях обычно выполняют одинаковыми, однородными; поэтому, как правило, для многоцилиндровых двигателей можно принять

Pr 1= Pr 2 = Pr 3 = Pr 4= Pr

PI 1= PI 2 = PI 3 = PI 4= PI

PII 1= PII 2 = PII 3 = PI I4= PII

Рис. 8.12 – Системы сил инерции: а – одного цилиндра; б – 4-х цилиндрового 2-тактного ДВС.

Как следует из рисунка, система сил инерции вращающихся масс представляет пространственную систему сил, а система сил инерции ПДМ первого и второго порядков – плоскую систему сил, лежащих в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения коленчатого вала.

Двигатель считается полностью уравновешенным, если при любом положении коленчатого вала система сил находится в равновесии. Приведем систему сил к точке ОС, т.е. в середине оси коленчатого вала. Как известно, любую систему сил можно привести к данной точке, заменив ее главным вектором всей системы сил, приложенным в точке ОС приведения и равным геометрической сумме всех сил системы, и главным моментом, равным геометрической сумме векторов моментов всех сил относительно точки приведения. Для удобства исследования обычно отдельно рассматривают:

- систему сил инерции вращающихся масс;

- систему сил инерции ПДМ первого порядка;

- систему сил инерции ПДМ второго порядка.

Рис. 8.13 – Схема систем сил инерции

Силы инерции вращающихся масс Pr i перенесены по линии их действия в точки Оi на оси коленчатого вала и каждая из сил разложена на две составляющие: вертикальную PriВ и горизонтальную PriГ . Величины составляющих находят по уравнениям

PriВ = Pr icos αi ; PriГ = Pr i sin αi

Плечи сил разных КШМ относительно точки О обозначены

h1 = О1ОС; h2 = О2ОС; h3 = О3ОС; h4 = О4ОС;

Так как моменты сил, приложенных по разные стороны от точки, имеют разные знаки, будем приписывать плечам сил, расположенным в сторону носовой части двигателя (h1 и h2) знак плюс, расположенным в сторону кормовой части двигателя (h1 и h2) – знак минус.

Рекомендуем также:

Расчет расходов, связанных с транспортно-экспедиторской обработкой, перевалкой и хранением груза
Расчет стоимости грузовых работ (в порту Санкт-Петербург) Наименование груза Ставка, USD/т Кол-во груза, т Стоимость перегрузки, USD Экспорт Белая жесть 6,5 1600 10400 Фосфаты 9,4 2200 20680 31080 Импорт Сельдь 13,9 2000 2 ...

Гидрометеорологические условия
Погода и состояние моря, меняющиеся в зависимости от времени года и климатического режима, обусловливают непрерывное воздействие различных гидрометеорологических факторов на суда, плавающие в океанах и морях. Одни из таких факторов — течение, ветер, волнение — оказывают прямое воздействие на скоро ...

Методика планирования перевозок грузов
Основной задачей планирования грузовых перевозок является установление предстоящих объемов, структуры и направлений. От размеров перевозок зависят объем работы подвижного состава, эксплуатационные расходы и доходы дорог, а также контингент. Структура перевозок грузов и грузооборота обуславливает п ...