Возможные способы уравновешивания двигателя 84V90°

Способ 1. При необходимости уравновесить двигатель только по продольному моменту не разгружая при этом коренные подшипники от действия сил Q, достаточно установить противовесы на щеках крайних колен КВ, разместив их в плоскости, обозначенной на рис. 3.26.

Способ 2. Если требуется уравновесить двигатель по продольному моменту YMq и одновременно разгрузить коренные подшипники от действия сил Q, необходимо осуществить указанные далее конструктивные решения.

Анализ векторных диаграмм давлений на коренные шейки КВ показывает (см. п. 1.8.2), что уравновешивание центробежной силы инерции на каждом колене позволяет уменьшить среднее значение давления ?ср на коренные подшипники. Это сопровождается снижением температуры слоя смазки, что позволяет предотвратить недопустимое падение вязкости и несущей способности этого слоя.

Схема возможного размещения противовесов на продолжении щек КВ для уравновешивания сил Q показана на рис. 3.27. Масса каждого противовеса т = (ms + mR)/2.

Схема расположения противовесов массой ш на щеках кривошипов /...?/для уравновешивания сил Q Q

Рис. 3.27. Схема расположения противовесов массой шпр на щеках кривошипов /...?/для уравновешивания сил Qv QA

Одинаковые по значению силы Q2 и Qy действующие соответственно на втором и третьем коленах КВ, расположены в одной плоскости по разные стороны от оси вращения КВ. Следовательно, силы Q^ и взаимно уравновешивают друг друга и расположенный между коленами 2 и 3 коренной подшипник дополнительно не нагружают. Следовательно, устанавливать противовесы на продолжении щек, сопряженных с коренной шейкой 2, где расположен условный центр тяжести КВ, нет необходимости.

На практике реализована более рациональная схема расположения противовесов на щеках КВ. Переход от возможной схемы расположения противовесов к более рациональной схеме на примере кривошипов / и 2 показан на рис. 3.28, а, б.

На рис. 3.28, а, в вертикальной плоскости показан противовес массой т 9 расположенный на продолжении второй щеки кривошипа 1. В горизонтальной плоскости показан противовес такой же массы, расположенный на продолжении первой щеки кривошипа 2. Каждый из этих противовесов при вращении КВ развивает центробежную силу, равную 0,5(7- Результирующий

Переход

Рис. 3.28. Переход: а - от возможной схемы; б- к рациональной схеме расположения противовесов на щеках кривошипов / и 2

радиус-вектор этих сил имеет значение 0,5V2(7. Этот радиус- вектор находится в плоскости, образующей с вертикальной и горизонтальной плоскостями угол 45°.

Можно расположить оба противовеса в плоскости действия результирующего радиус-вектора, не изменяя расстояния от центра тяжести противовесов до оси вращения КВ. Мри этом результирующий радиус-вектор развиваемых противовесами центробежных сил будет иметь значение Q(см. рис. 3.28, б), что в 1,4142 раза больше требуемого значения 0,5 V2?.

Рациональная схема расположения противовесов для разгрузки коренных подшипников двигателя 84V900 от действия сил Q показана на рис. 3.29.

Рациональная схема расположения противовесов для разгрузки коренных подшипников от действия сил Q

Рис. 3.29. Рациональная схема расположения противовесов для разгрузки коренных подшипников от действия сил Q

Расположив противовесы в соответствии с рис. 3.28, б, можно уменьшить их массу до значения 0,7071/ипр. Это в равной мере относится и к противовесам, расположенным соответственно на продолжении второй щеки кривошипа 3 и на продолжении первой щеки кривошипа 4.

Такое расположение противовесов является более рациональным, поскольку при одинаковом конечном результате такая схема имеет следующие преимущества:

  • 1) существенно уменьшается масса КВ;
  • 2) уменьшение массы КВ сопровождается повышением частоты его собственных колебаний;
  • 3) повышение частоты собственных колебаний КВ препятствует развитию крутильных колебаний, в результате чего увеличивается запас прочности.

Способ 3. Как было установлено в пп. 3.5.1 и 3.5.2, результирующая сила Q имеет достаточно большое значение.

Чтобы сократить габаритные размеры двигателя в направлении осей цилиндров и за счет этого уменьшить его металлоемкость, стремятся применить шатуны минимальной длины. Для автомобильных двигателей кинематический параметр X = R/L = 0,245...0,285 (см. табл. 1.1).

При таком подходе к выбору длины шатунов и имеющихся высотах поршней оказывается невозможным разместить на щеках КВ противовесы необходимых размеров. Это связано с тем, что при требуемых размерах противовесов (даже при максимально возможной толщине) неизбежно их соударение с поршнями при положении поршней в НМТ (не выполняется обязательное условие проворачиваемости КШМ).

На практике с помощью противовесов на щеках КВ удается разгрузить коренные подшипники только частично (до 60 %). Также частично (не более чем на 60 %) удается уравновесить этими противовесами и продольный момент YMq ~ Л^0?У0-

Оставшуюся неуравновешенной часть продольного момента YMq уравновешивают применением выносного противовеса, располагаемого перед отсеком 1, и созданием дисбаланса (удалением металла) в маховике КВ (рис. 3.30). При указанном на рисунке расположении выносного противовеса и дисбаланса в маховике радиус-вектор уравновешивающего продольного момента будет направлен в сторону, противоположную направлению уравновешиваемого продольного момента показанного на рис. 3.26.

Примечание. Для большей наглядности на рис. 3.30 не показаны противовесы для разгрузки коренных подшипников от действия сил Q, расположенные на щеках КВ (см. рис. 3.29).

Очевидно, что изложенный способ является комбинацией способов 1 и 2. Он позволяет полностью уравновесить двигатель

Схема расположения выносного противовеса массой /л и дисбаланса в маховике

Рис. 3.30. Схема расположения выносного противовеса массой /лВЬ1Нпр и дисбаланса в маховике

84V900 и частично разгрузить коренные подшипники от действия сил Q, что имеет существенное значение.

Выполненное исследование показало, что двигатель 84V900 самоуравновешен по признакам (1), (3), (5) и (6). Двигатель требует уравновешивания по продольному моменту сил Q.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >