-ВАЗ-гЮЗ, МЗМА-412, МЗМА-407, 71-30, Д35, Д-37, Д-48, Д-54, СМД-14, КДМ-46 и др.

Силы инерции первого порядка и их моменты при указанном расположении кривошипов взаимно уравновешиваются: = 0 и SM = 0. Силы инерции второго порядка для всех цилиндров равны -и направлены в одну сторону. Их равнодействующая

2 Pi п = 4Р/ и = 4тjRaX cos 2ср.

Силы инерции второго порядка можно уравновесить лишь с помощью дополнительных валов. Суммарный момент этих сил равен нулю:

SM,ii = 0. Центробежные силы инерции для всех цилиндров равны и направлены попарно в разные стороны. Равнодействующая этих сил и момент равны нулю: I,Kr= = ОиЪМц =0.

Некоторые двигатели (например, МЗМА-407) имеют коленчатые валы с противовесами для уменьшения центробежных сил, действующих на коренные подшипники.

Шестицилиндровые двигатели. Однорядный шестицилиндровый двигатель (рис. 66). Порядок работы двигателя: 2-6-3-5. Промежутки между

Рис. 65. Схема сил инерции, действующих в Г четырехцилиидровом ридном двигателе

1-4-

1SS-6-2-4

вспышками равны 120°. Коленчатый вал имеет кривошипы, расположенные под углом 120°. По такой схеме выполнены двигатели: ЗИЛ-164, ЗИЛ-120, ЗАЗ-51, ЗАЗ-12, «Урал-5м», Д-6, 6КДМ-50.

Шестицилиндровый рядный двигатель уравновешен полностью:

Рис 66. Схема сил инерции, действующих в шестицилиндровом рядном двигателе

SP/I = 0 И 21/10; SP/n = 0 И S/W/n = 0; 2Кн = 0и2Мн = О.

Шестицилиндровые рядные двигатели выполняют с семи- и четы-рехопорными коленчатыми валами.

На рис. 66 показана схема семиопорного коленчатого вала двигателя ЗИЛ-164 без противовесов. Некоторые двигатели (например,

Леёый ряд

ПраВый ряд

Зл;3п

Рис. 67. Схема сил инерции, действующих в шестицилиндровом V-образном двигателе

ЗИЛ-123Ф, ЗАЗ-51 и др.) имеют коленчатые валы с противовесами для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил.

V-0 бразный шестицилиндровый двигатель с углом развала цилиндров 90° итремя спаренными кривошипами под углом 120° (рис. 67). Порядок работы двигателя: 1л-In-2л-2п-Зл-Зп. Вспышки чередуются через 90 и 150°. Коленчатый вал имеет кривошипы, расположенные" под углом 120°. По такой схеме выполнены двигатели. ЯМЗ-236.

Для каждой секции двигателя, которая включает два цилиндра (левый и правый), равнодействующая сил инерции первого порядка является постоянной величиной и направлена всегда по радиусу кривошипа. Равнодействующая сил инерции первого порядка для всего двигателя равна нулю: SPy/s =0. Суммарный момент от сил инерг ций первого порядка действует во вращающейся плоскости, составляю-ш,ей с плоскостью первого кривошипа угол 30°, и равен

2 Л1/1 а = V3P/1S а = 1 J32m.jR(x>4.

Равнодействующие сил инерции второго порядка для каждой сек-шш всегда направлены по горизонтали перпендикулярно оси коленчатого вала (см. рис. 67). Сумма этих равнодействующих сил равна нулю:

SP/ns =P/ns + Pnis + PMis = 0.

Суммарный момент от сил инерции второго порядка действует в горизонтальной плоскости;

S Mj (1S = /2 mjRoiXa (1,5 cos 2(р + 0,866 sin 2(р).

Центробежные силы инерции взаимно уравновешиваются: =0.

Суммарный момент от центробежных сил действует в одной плоскости с моментом smy/s:

ЪМвУзКва = 1,732(т, + 2m.Ji?©*a.

Уравновешивание моментов sm/zs и sms осуществляется с помощью.противовесов, устанавливаемых на продолжении щек коленчатого вала, а момента 2M/,/2; - установкой противовесов на двух дополнительных валах.

V-0 бразный шестицилиндровыйдвигатель с углом развала цилиндров 60° и шестью крив о-

Ьа-Ь

b Зп

ПраВыи ряд

Рис. 68. Схема шестицилиндрового V-образного двигателя с углом развала цилиндров 60°

шипами ПОД углом 60° (рис. 68). Порядок работы двигателя: 1л-In-2л-2п-Зл-Зп. Чередование вспышек равномерное через 120°. По такой схеме выполнен двигатель ГАЗ-24-16.

Для каждой секции двигателя, которая включает два цилиндра (левый и правый), равнодействующие сил инерции первого и второго порядков постоянны по величине, а равнодействующие сил инерции цервого и второго порядков для всего двигателя равны нулю: ЪРц = = О и ЪРц, = 0. Равнодействующая центробежных сил также равна нулю: = 0.

Суммарный момент от сил инерции первого порядка действует во вращающейся плоскости, совпадающей с плоскостью первого" левого и третьего правого кривошипов:

2Мл = \,bmjR(x>4.

Суммарный момент от сил инерции второго порядка действует в плоскости, вращающейся с угловой скоростью 2© в сторону, противоположную вращению коленчатого вала:

2М/ п = l,5mi?u)*Xa.

Суммарный момент от центробежных сил действует в одной плоскости с моментом sm :

2 Мн = тпРйу" {(2а + 6) + 1,732 (а - Ь)].

Уравновешивание моментов sm и ЪМц осуществляется с помощью противовесов, устанавливаемых на продолжении двух крайних щек коленчатого вала, а момента ЪМщ - путем постановки противовесов на дополнительном валу, вращающемся со скоростью 2©.

Рис. 69. Схема сил инерции, действующих в восьмипилиндро-вом рядном двигателе

Восьмицилиндровые двигатели. Восьмицилиндровый рядный двигатель (рис. 69). Порядок работы двигателя 1-6-2-5-8-3-7-4. Промежутки между вспышками равны 90°. Коленчатый вал имеет восемь кривошипов, которые расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. По такой схеме выполнены двигатели ЗИЛ-ПО.

Двигатель полностью уравновешен:

2Р/, = 0и2М/, = 0; SP/ii = 0 и sm/a = 0; 2/Сн = 0 и smh = 0.

Для разгрузки коленчатого вала от действия местных центробежных сил в некоторых двигателях применяют противовесы.

Восьмицилиндровый V-образный двигатель. Порядок работы двигателя: 1л-1п-4л-2л-2п-3л-3п-4п. Промежутки между вспышками равны 90°. Угол развала цилиндров 7 =90°. Коленчатый вал имеет кривошипы, расположенные в двух взаимно пер-, пендикулярных плоскостях (рис.70). По такой схеме выполнены двигатели ЯМЗ-238,ЗИЛ-111, ЗИЛ-130, ЗИЛ-375, ЗАЗ-13, ЗАЗ-41, ЗАЗ-66.

В,двигателях рассматриваемого типа силы инерции первого порядка взаимно уравновешиваются: sp =0. Суммарный момент

этих сил действует во вращающейся плоскости, составляющей с плоскостью первого кривошипа угол 18°2б:

j:,Mii=V\OmjR(iya.

Равнодействующие сил инерции второго порядка для каждой секции двигателя всегда направлены по горизонтали перпендикулярно оси коленчатого вала (рис. 70). Сумма этих равнодействующих сил равна нулю: ЕР/л =0.

Суммарный момент сил инерции второго порядка также равен нулю: SM / =0. Центробежные силы инерции для всех секций

ЛеВый Правый ряд ряд

2/7; 2/7

Рис. 70. Схема сил инерции, действующих в восьмицилиндровом V-образном двигателе

равны и направлены попарно в разные стороны. Равнодействующая этих сил I>Kr =0.

Суммарный момент 2Мд центробежных сил действует в той же плоскости, что и равнодействующий момент сил инерции первого порядка SM,-/:

2 Мв = УТО" KrO = yiO(m + 2m. J Roya.

Уравновешивание моментов SM и SMr осуществляется противовесами, устанавливаемыми на продолжении щек вала (рис. 70) или путем-установки двух противовесов на концах коленчатого вала . в плоскоб»гдействия моментов, т. е. под углом 18°26 (см. рис. 87).

Очевидно, что

Масса каждого общего противовеса, установленного на конце вала:

mupz = aR Vl0{mj + m + 2m,)/(pb),

где р -z расстояние от центра тяжести общего противовеса до оси коленчатого вала; b - расстояние между центрами тяжести противовесов.

§ 37. РАВНОМЕРНОСТЬ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И РАВНОМЕРНОСТЬ ХОДА ДВИГАТЕЛЯ

При определении суммарных сил, действующих в двигателе, было установлено, что крутящий момент Мкр представляет собой периодическую функцию угла поворота коленчатого вала. Неравномерность изменения суммарного крутящего момента обусловливается особенностями протекания рабочего процесса двигателя и кинематическими свойствами его кривошипно-шатунного механизма.

Для оценки степени равномерности индикаторного крутящего момента двигателя обычно используют коэффициент неравномерности крутящего момента:

(А = (Мкр max- -Л1крт1п)/Мкр.ср. (202)

кршах, fKpmin И

кр.ср - соответственно максимальный, минимальный и средний индикаторные крутящие моменты двигателя.

Для одного и того же двигателя величина коэффициента р, зависит от режима его работы. Поэтому для сравнительной оценки различных двигателей значения коэффициента неравномерности крутящего момента определяют для режима номинальной мощности.

Для двигателей с одноразмерными цилиндрами коэффициент р, уменьшается с увеличением числа цилиндров. Это наглядно иллюстрируется кривыми Мкр =/(ф) (рис. 71).

Индикаторный крутящий момент двигателя Мкр (Н • м) в каждый момент времени уравновешивается суммарным моментом сопротивления Мсопр и моментом сил инерции Jo всех движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала. Эта взаимосвязь выражается уравнением )

у1 /(203) 153

Рис. 71. Кривые крутящих моментов -четырехтактных двигатёйёй с различным числом одинаковых цилиндров (двигатели имеют интервалы между вспышкамв В = 720 ).

а - одноцилиндровый < = 1 i б - двухцилиндровый < = 2i в - четырехцилиндровый i = 4i г = шестицилиндровый 1 = 6; д - восьмицилиндровый / = 8