Колебания в двигателях внутреннего сгорания (часть 5) |
Динамика и конструирование |
Такими же свойствами обладает крутильная система коленчатого вала, поэтому анализ изгибных колебаний возможно реализовать методически аналогично с анализом колебаний крутильных. Так, силовой фактор, возбуждающий изгибные колебания,— сила К, направленная по радиусу кривошипа, является функцией сил Рт и Pjи изменяется по сложному периодическому закону с периодом T. Его частотную характеристику возможно определить разложением в ряд Фурье аналитически или графически заданного закона изменения силы К по времени. Как и в случае крутильных колебаний, задача определения {со0} решается с использованием упрощенной эквивалентной колебательной системы. Условия приведения действительной изгибной колебательной системы коленчатого вала к ее динамически эквивалентной замещающей модели те же — равенство в любой момент времени/ кривошипов по центрам шатунных шеек силой с замером прогиба под точкой приложения нагрузки. Затем определяется жесткость на изгиб всех участков системы. При расчете эквивалентных масс учитываются все подвижные массы КШМ, относящиеся к сходственному участку действительной системы. После определения параметров эквивалентной расчетной модели производится расчет частот собственных колебаний, методика которого базируется на следующих допущениях: • неупругие потери при изгибных колебаниях отсутствуют; • каждый участок эквивалентной расчетной модели динамически обособлен. В настоящее время отсутствуют достоверные методы, позволяющие до конца провести расчет коленчатых валов ДВС на изгибные колебания, т. е. определить амплитуды смещений отдельных участков вала при резонансных изгибных колебаниях его конструкции и рассчитать дополнительные напряжения в его элементах. Существующие методики позволяют лишь оценить возможность возникновения в упругой системе вала резонансных изгибных колебаний в пределах рабочего диапазона скоростных режимов работы двигателя, в связи с чем расчет ограничивается определением множества частот собственных колебаний и последующего их сравнения с частотами основных (наиболее энергонасыщенных) гармоник возбуждающей изгибные колебания силы на предмет выявления возможного резонанса. Принципиально выполнения этого условия возможно добиться двумя способами:
повышением минимальной частоты собственных колебаний системы коленчатого вала. Первый способ не нашел широкого практического применения в поршневых транспортных двигателях в основном вследствие конструктивной сложности и высокой стоимости гасителей. Поэтому в транспортных и, в частности, в автотракторных двигателях невыполнение сформулированного выше условия отсутствия резонансных изгибных колебаний воспринимается как сигнал к необходимости повышения наименьшей собственной частоты колебанийв основном посредством увеличения изгибной жесткости соответствующего кривошипа. Newer news items:
Older news items:
|