Двухцилиндровые двигатели

Анализ уравновешенности от сил инерции и моментов этих сил

Возможные схемы однорядных двухцилиндровых двигателей типа R2, показаны на рис. 3.4. Схема на рис. 3.4, а обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов для 4-тактного цикла, на рис. 3.4, б — для 2-тактного. С учетом этого условия выбирают схему КШМ для проектируемого ДВС.

Однако известны случаи применения схемы КШМ, показанной на рис. 3.4, б, для 4-тактных ДВС (двигатель Д21 Владимирского тракторного завода) несмотря на неравномерное чередование вспышек и повышенную виброактивность от действия реактивного крутящего момента в таком случае. Уравновешенность ДВС от действия инерционных сил и моментов для варианта КШМ, показанного на рис. 3.4, а (далее будем называть его вариантом «а») подобна одноцилиндровому и будет характеризоваться следующими выражениями:

Схемы КШМ ДВС типа R2

Рис. 3.4. Схемы КШМ ДВС типа R2:

a — обеспечивается равномерное чередование рабочих ходов для 4-тактного цикла (интервалы между вспышками 360° поворота коленчатого вала); б — то же для 2-тактного (интервалы 180°)

Напомним, что в этих выражениях величина а соответствует расстоянию между серединой коленчатого вала и центром масс СА (см. рис. 3.2).

В этом варианте всегда уравновешивают центробежные силы Y,pc (и одновременно центробежные моменты ^Мс) за счет установки двух (как на рис. 3.4, а) или четырех (на каждой щеке) нащечных противовесов с дисбалансами Мпрпр = = Mr-R при двух и Мпрпр =0,5Mr R при четырех противовесах.

Кроме того, обычно полностью уравновешивают и силы инерции 1-го порядка от ВПДМ с помощью двух балансирных валов по методу Ланчестера (см. рис. 2.8) или фирмы «Дайхацу» (см. рис. 2.9). Схемы установки балансирных валов аналогичны одноцилиндровому ДВС, они рассмотрены в параграфе 2.3. Необходимый статический момент каждого балансирного вала для схемы установки по методу Ланчестера составит: M1r1 — M-R (см. рис. 2.8). Для схемы фирмы «Дайхацу»: MjTj = М • R / 2 (в этом методе устанавливают еще дополнительный противовес на щеке коленчатого вала с дисбалансом: М0г0 = M-R) (см. рис. 2.9). После уравновешивания силы инерции 1-го порядка будет уравновешен и момент от этой силы .

Силу инерции 2-го порядка ^Pj2 в этом ДВС обычно не уравновешивают, так как для этого потребовалось бы установка еще одной пары балансирных валов (см. рис. 2.8), а импульс ее возмущающего действия в 8 раз меньше, чем от силы (см. главу 1).

Таким образом, в этом варианте схемы КШМ обычно остаются неуравновешенными силы инерции от ВПДМ 2-го порядка ?Р;- и момент YjMj2 от этих сил. Физически неуравновешенная сила действует вертикально (параллельно осям цилиндров) и проходит через середину коленчатого вала, момент от этой силы действует в вертикальной плоскости. Неуравновешен будет и крутящий момент двигателя. Он действует в плоскости перпендикулярной оси коленчатого вала (см. рис. 1.3).

Рассмотрим уравновешенность от сил инерции и их моментов двухцилиндрового двигателя со схемой КШМ, показанной на рис. 3.4, б (далее будем называть его вариантом «б»):

В этом варианте всегда уравновешивают центробежный момент YjMc за счет установки двух нащечных противовесов с дисбалансом Мпр1пр , как показано на рис. 3.4, б.

Параметры противовесов должны удовлетворять условиям: Мпр]гпр! =Mr-R-c/b (см. подробнее об этом в параграфе 2.2).

Наиболее сильным возмущающим действием в этой схеме ДВС обладает момент от сил инерции 1-го порядка поэтому его обычно всегда уравновешивают с помощью одного балансирного вала с двумя противовесами, имеющими дисбаланс М22, расположенными на расстоянии т друг от друга. Два других противовеса с параметрами M1-r1, d располагают на щеках коленчатого вала. Схема уравновешивания пояснена в параграфе 2.4 и показана на рис. 2.12, б. Для уравновешивания необходимо выполнить условия -d = M2r2 -m-0,5M R e.

Силы инерции от ВПДМ 2-го порядка ^ Р)2 и момент от этих сил ?М;-2 обычно не уравновешивают, так как для этого потребовалась бы установка еще двух балансирных валов (по методу Ланчестера). Физическое действие неуравновешенных факторов рассмотренной схемы КШМ (вариант «б») аналогично таковому для рассмотренного выше случая (варианта «а» КШМ).

Таким образом, при использовании балансирных валов оба рассмотренных варианта ДВС схемы R2 (показаны на рис. 3.4, а, б) имеют одинаковую неуравновешенность: от сил инерции 2-го порядка и моментов этих сил. Однако для уравновешивания схемы рис. 3.4, а необходимо применить два балансирных вала, а для уравновешивания схемы рис. 3.4, б — один.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >