Силы колебания

При работе двигателя в нем возникают силы, вызывающие колебания как в самом двигателе, так и в системе транспортное средство—двигатель.

Уравновешенным называется такой двигатель, при установившемся режиме работы которого на его опорах силы и моменты не изменяют своих значений и направлений действия. Такой ДВС не совершает колебаний на подвеске и не возбуждает колебания в машине, на которой он установлен.

Комплекс мероприятий по улучшению уравновешенности называется уравновешиванием двигателя.

Степень уравновешенности многоцилиндрового двигателя с числом цилиндров i и коленчатым валом с числом кривошипов т определяется следующими факторами, изменяющимися во времени: суммой сил инерции первого порядка, суммой сил инерции второго порядка, суммой центробежных сил инерции, суммарным моментом сил инерции первого порядка, суммарным моментом сил инерции второго порядка, суммарным моментом центробежных сил, опрокидывающим моментом.

Эти условия могут быть обеспечены выбором соответствующей компоновочной схемы двигателя или установкой необходимых элементов и механизмов. Уравновешивание крутящего и опрокидывающего моментов может быть выполнено частично. Степень их неравномерности во времени зависит от количества цилиндров, порядка работы цилиндров, компоновки, конфигурации кривошипов коленчатого вала, идентичности протекания рабочих циклов во всех цилиндрах.

На степень уравновешенности двигателя существенное влияние оказывают технологические факторы: идентичность масс и центров масс подвижных элементов КШМ, качество сборки, ста-

тическая и динамическая балансировка коленчатого вала, а также уровень крутильных и изгибных колебаний коленчатого вала.

Представим многоцилиндровый двигатель как совокупность одноцилиндровых, рабочие процессы в которых протекают идентично, но сдвинуты друг относительно друга на угловые интервалы в соответствии с принятым порядком работы двигателя. Момент, скручивающий коренные шейки, может быть определен как геометрическая сумма моментов, действующих на всех кривошипах, предшествующих данной шатунной шейке.

Рассмотрим в качестве примера формирование крутящих моментов в четырехтактном (ф = 4) четырехцилиндровом (i = 4) линейном двигателе с порядком работы цилиндров 1 — 3 — 4 — 2 (рис. 8.6). При равномерном чередовании вспышек угловой сдвиг между последовательными рабочими ходами составит и = 720°// = = 720°/4 = 180°. Тогда с учетом порядка работы угловой сдвиг момента между первым и третьим цилиндрами составит 180°, между первым и четвертым — 360°, а между первым и вторым — 540°. Как следует из приведенной схемы, момент, скручивающий /-ю коренную шейку определяется суммированием кривых сил Ф (рис. 8.6, б), действующих на всех й- 1 кривошипах, предшествующих ей.

Момент, скручивающий последнюю коренную шейку, является суммарным крутящим моментом двигателя Мъ, который далее передается на трансмиссию. Он изменяется по углу поворота коленчатого вала. Средний суммарный крутящий момент двигателя на угловом интервале рабочего цикла Мк ср соответствует индикаторному моменту Mh развиваемому двигателем. Это обусловлено тем, что положительную работу производят только газовые силы.