Уравновешивание многоцилиндровых V-образных двигателей

Многоцилиндровый V-образный двигатель можно представить в виде совокупности секций двурядных двухцилиндровых двигателей, кривошипы коленчатого вала которых вращаются синхронно и смещены на требуемый угол относительно друг друга, а рабочие циклы в цилиндрах осуществляются в соответствии с порядком их работы. Анализ уравновешенности V-образного двигателя проводится аналогично анализу уравновешенности линейного двигателя.

Для определения уравновешенности двухцилиндрового V-образного двигателя с углом развала г = 90° (2V90) просуммируем силы инерции первого порядка от правого и левого цилиндров с учетом развала цилиндров (индекс «п» соответствует правому цилиндру, «л» — левому).

Отсюда следует, что суммарная сила сил инерции второго порядка действует горизонтально, изменяя свое значение пропорционально cos 2ц с частотой щ2.

Четырехтактный восьмицилиндровый V-образный двигатель с углом развала г = 90° (8V90) представим как совокупность четырех двухцилиндровых V-образных двигателей. Коленчатый вал такого двигателя пространственный — несимметричный, «крестообразный», кривошипы расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис 9.3).

Равнодействующая центробежных сил и сил инерции первого порядка каждой секции цилиндров направлена по радиусу кривошипа. Сумма сил инерции первого порядка и центробежных сил в таком двигателе равна нулю:

Неравномерное изменение по углу поворота коленчатого вала крутящего и опрокидывающего моментов, воздействующих на систему «двигатель—трансмиссия—подвеска», вызывает крутильные колебания элементов трансмиссии, что ухудшает уравновешенность двигателя, а также переменные реакции на его опорах. Степень равномерности изменения суммарного крутящего момента оценивают с помощью коэффициента неравномерности крутящего момента

Неравномерность крутящего момента резко уменьшается с увеличением числа цилиндров и возрастает при неравномерном чередовании рабочих ходов. Так, шестицилиндровый двигатель, линейной компоновки при угле чередования рабочих ходов имеет

Значение м изменяется также в зависимости от режима работы двигателя: при повышении частоты вращения — возрастает, а с увеличением нагрузки — уменьшается.

Неравномерность крутящего момента вызывает неравномерность угловой скорости вращения коленчатого вала, которую оценивают коэффициентом неравномерности хода двигателя:

Для получения требуемой неравномерности хода в конструкции двигателя устанавливают маховик. Однако в автомобильных двигателях не всегда целесообразно использовать маховики с большим моментом инерции /м, так как это приводит к большой инерционности двигателя, что негативно сказывается на изменении режимов, особенно при разгоне, т.е. это существенно ухудшает динамические характеристики автомобиля в целом.

Для тягачей и тракторов приемистость не имеет первостепенного значения, поэтому величину /м определяют в основном из условия плавного трогания с места при включенном сцеплении и рабочем положении буксировочного устройства.