Силы, действующие на шейки коленчатого вала
Динамика и конструирование

 

Силы, действующие на шатунную шейку.На шатунную шейку кривошипа действуют сила S, направленная по оси шатуна, а также центробежная сила, действующая по радиусу кривошипа (рис. 1.13). Результирующая сила, нагружающая шатунную шейку, определяется как векторная сумма этих двух сил. Ее зависимость от угла поворота коленчатого вала может быть представлена в виде полярной диаграммы нагрузки на шатунную шейку (ПДНШШ), которая является геометрическим местом точек конца радиуса-вектора, ориентированного относительно системы координат, связанной с кривошипом. При этом кривошип условно полагается неподвижным, а ось цилиндра вращается в противоположную сторону с той же угловой скоростью. Такое представление не изменяет взаимного расположения элементов КШМ и, следовательно, значения и ориентацию сил, действующих на них. Так как при неподвижном кривошипе линии действия сил К, Т и Кг однозначно определены, то процедура построения диаграммы сил значительно упрощается. ПДНШШ дает наглядное представление о значении и направлении действия относительно элементов КШМ силы, нагружающей в данной фазе рабочего цикла шатунную шейку, а также определяет условную точку ее приложения.

С учетом изложенного выше метод построения ПДНШШ сво­дится к следующему. В прямоугольных координатах из полюса О (рис. 1.13, б), который соответствует центру шатунной шейки, для каждого значения на соответствующих осях наносятся век­торы сил Кри Т результатом геометрического суммирования которых является сила . Концы векторов этой силы, полученной для множества значений, последовательно соединяют плавной кривой, в результате чего формируют ее полярную диаграмму. Затем полюс диаграммы О переносится в точку Ош в положитель­ном направлении по оси К на величину центробежной силы части массы шатуна, приведенной к кривошипу Кгш. Вектор, соединяющий любую точку диаграммы с полюсом Ош, является результирующей силой Кшла.

Для V-образного двигателя вид диаграммы определяется типом соединения шатунов с коленчатым валом. Для двигателя с шатуна­ми, расположенными последовательно на одной шатунной шейке, результирующие силы, нагружающие соответствующие участки шейки для каждого из шатунов, определяются отдельно, аналогич­но тому, как это выполнялось в случае линейного двигателя. В ПДНШШ V-образного двигателя с сочлененными шатунами ре­зультирующая сила нагружающая шатунную шейку, определя­ется геометрическим суммированием векторов Л и Д, одно­временно действующих на шейку со стороны цилиндров левого и правого рядов.

Силы, нагружающие коренные шейки.Коренные шейки кривоши­па одноцилиндрового двигателя нагружаются силой Rmjn=S+Kraн центробежной силой инерции неуравновешенных масс кривошипа Кх (рис. 1.14).

Нагрузки на коренные шейки многоцилиндрового двигателя мо­жно определить, представив его в виде совокупности одноцилиндровых двигателей, кривошипы которых вращаются синхронно и по­вернуты друг относительно друга на угол 8, определяемый ком­поновочной схемой коленчатого вала, а процессы в его цилиндрах сдвинуты по фазе в соответствии с порядком работы и углом чередования рабочих ходов. В этом случае результирующая сила действующая на j-toкоренную опору, получается суммирова­нием нагружающих ее сил со стороны опирающихся на нее криво­шипов. Идентификация векторов сил, дейст­вующих одномоментно со стороны смежных кривошипов, реализу­ется сопоставлением фаз процессов в j-м и (j—1)-м цилиндрах.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте