Колебания в двигателях внутреннего сгорания (часть 4) |
Динамика и конструирование |
По способу воздействия на крутильную систему коленчатого вала гасители делятся на два типа: 1) гасители без поглощения колебательной энергии системы — маятниковые (динамические) гасители, или антивибраторы; 2) гасители с частичным поглощением и последующим рассеиванием в окружающую среду энергии крутильных колебаний — демпферы. Гасители первого типа работают по принципу «расстройки» резонансной системы вала. Поэтому они эффективны только в узком диапазоне частот на одном режиме работы двигателя (резонансный режим). На остальных режимах они малоэффективны и могут даже, наоборот, интенсифицировать колебания коленчатого вала. Вследствие этого они применяются в основном в стационарных двигателях, работающих на постоянном скоростном режиме. В гасителях второго типа дополнительное поглощение энергии колебаний осуществляется за счет увеличения сухого трения в системе (гасители сухого трения), либо за счет жидкостного трения (гасители жидкостного трения), либо за счет внутреннего молекулярного трения в материале упругого элемента гасителя (резиновые гасители). Схема наиболее распространенных в автотракторных двигателях гасителей молекулярного и жидкостного трения приведена на рис. 8.17. Гасители колебаний второго типа уменьшают амплитуды крутильных колебаний при любой частоте вращения двигателя, включая и резонансную. Поэтому демпферы нашли широкое применение на многорежимных двигателях, в частности на автотракторных. В современных двигателях внутреннего сгорания к числу динамических явлений, оказывающих заметное влияние на работоспособность конструкции, следует отнести изгибные колебания коленчатого вала. При этом элементы вала периодически смещаются друг относительно друга в направлении, перпендикулярном продольной его оси. Это явление приводит к возникновению дополнительных знакопеременных изгибающих напряжений в элементах коленчатого вала, что в ряде случаев может являться причиной его поломки. Для большинства существующих ДВС влияние изгибных колебаний на их работоспособность не существенно; их действие становится заметным лишь в высокофорсированных быстроходных двигателях. Поэтому в настоящее время проблема изгибных колебаний является сравнительно новой для двигателестроения, чем и объясняется малая изученность этого явления. Основной причиной возникновения изгибных колебаний в поршневых ДВС является взаимодействие радиальных составляющих газовой и инерционных сил с упругой системой коленчатого вала. Это обстоятельство позволяет отнести их к категории вынужденных колебаний, параметры которых определяются совокупностью частотных характеристик силового фактора и упругой колебательной системы. Низкий уровень необратимых неупругих потерь в изгибной колебательной системе коленчатого вала позволяет наделять ее всеми свойствами систем с высокой «добротностью». Newer news items:
Older news items:
|