Колебания в двигателях внутреннего сгорания (часть 6) |
Динамика и конструирование |
Этому способствуют: • применение в конструкции двигателей полноопорных коленчатых валов; • увеличение перекрытия шеек коленчатого вала; • уменьшение опорной длины коренных и шатунных шеек при одновременном увеличении их диаметра. Корпус двигателя как базовый элемент конструкции подвержен воздействию интенсивных периодических нагрузок, способных вызывать циклические деформации его элементов. Как и любая упругомассовая система с распределенными параметрами, он обладает бесконечно большим количеством частот и соответствующих им форм собственных колебаний (ФСК). В случае совпадения одной из них с частотой изменения силового фактора, воспринимаемого корпусом ДВС, амплитуды деформации его конструкции могут достигать значений, существенно влияющих на условия работы двигателя. Они могут стать причиной нарушений нормальной работы механизмов и систем двигателя, вызывать дополнительные напряжения в деталях ДВС, увеличивать потери на трение и износы сопряженных подвижных элементов ДВС, ухудшать его уравновешенность. Конструкция корпуса таким же образом влияет на виброакустические характеристики двигателя. При доведенных по акустическим показателям системах газообмена основная доля излучаемой двигателем звуковой энергии приходится на структурный шум, возникающий в результате колебаний наружных поверхностей корпуса двигателя. Качественные и количественные показатели структурного шума двигателя определяются сочетанием частотно-энергетических характеристик силовых факторов и колебательных механоакустических характеристик конструкции корпуса. В этой ситуации принципиально возможно воздействовать на интенсивность колебательных процессов в корпусных элементах ДВС двумя способами: изменением энергетических характеристик силовых факторов, их вызывающих; рационализацией упругомассовой колебательной системы корпуса. Наличие большого числа силовых факторов, возбуждающих колебания в структуре ДВС (все процессы в двигателе, сопровождающиеся соударениями между элементами, газовые нагрузки на детали, формирующие внутрицилиндровое пространство, и т. д.) и обладающих сопоставимыми спектрально-энергетическими характеристиками, делает практически более целесообразным второй путь — изменение колебательных свойств корпусных деталей. Это позволяет одновременно воздействовать на интенсивность всех источников структурного шума двигателя. Методы конструктивного управления частотными характеристиками деталей ДВС с целью снижения его структурного шума сводятся в основном к целенаправленному изменению конструкции отдельных элементов корпуса, имеющих высокий уровень колебаний, с целью оптимизации их упругомассовых характеристик путем перераспределения металла и ввода в нее дополнительных элементов. Предпочтение при этом должно отдаваться тем из них, которые обеспечивают оптимизацию колебательных свойств корпусных деталей без увеличения их габаритов, массы и стоимости. Newer news items:
Older news items:
|