CATEGORII DOCUMENTE |
Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
Echilibrarea motorului
Studiul echilibrarii motorului propus in tema de proiectare vizeaza urmatoarele obiective:
Finalizarea solutiei constructive a motorului ;
Adoptarea ordinei de aprindere si stabilirea modului de dispunere a manivelelor arborelui cotii (steaua manivelelor);
Echilibrarea fortelor de inertie ale maselor in miscare de rotatie si a momentelor acestora;
Echilibrarea fortelor de inertie ale maselor in miscare de translatie si a momentelor determinate de acestea.
1 Numarul si dispunerea cilindrilor motorului
Pentru motorul care trebuie proiectat la calculul termic am adoptat un numar de patru cilindri. In acord cu solutiile constructive uuale pentru astfel de motoare, cilindrii motorului vor fi dispusi in linie.
2 Dispunerea manivelelor arborelui cotit
Pentru motorul dat in tema de proictare am adoptat ordinea de aprindere 1-3-4-2, aprinderile fiind uniform repartizate, iar cilindrii motorului sunt numerotati conform standardului SR ISO 1204:1994.
Steaua manivelelor se reprezinta in functie de ordinea de aprindere, sensul de rotatie al arborelui cotit, numarul de timpi, formula constructiva a motorului si modul de numerotare al cilindrilor.
Motorul avand numar par de cilindri (i=4), in patru timpi (τ=4), cele patru manivele sunt in faza doua cate doua.
1,4 α4=0o δm=180o α2=α3=180o ω ω 2,3
Fig. 1 Steaua manivelelor pentru motorul proiectat.
se calculeza decalajul aprinderilor
δa=τπ/i; δa=4π/4=π=180o
se reprezinta modul de dispunere al manivelelor in jurul axei arborelui cotit (fig.1). Deoarece i=4 si τ=4, cele patru manivele sunt confundate (in faza) doua cate doua. Astfel numarul manivelelor aparente este ma=2;
se calculeaza unghiul constructival manivelelor
δm=2π/ma; δm=2π/2=180o=δa
se calculeaza decalajul unghiular al manivelelor
αm=(i-p+1)δa
Numerele p, care reprezinta ordinea de functionare, se determina din permutarea (o→p), unde o este ordinea de aprindere:
Inlocuind δa si numerele p, rezulta decalajele unghiulare αm ale manivelelor:
α1=(4-1+1)180o=0
α2=(4-4+1)180o=180o=δm
α3=(4-2+1)180o=180o=δm
α4=(4-3+1)180o=0
Observatie: unghiurile α3= si α4= au fost reduse la primul cerc.
pe figura obtinuta, se reprezinta sensul vitezei unghiulare ω si se atribuie numarul 1 (α1=0o) manivelei aflate in PMI, aceasta manivela fiind considerata de referinta;
se reprezinta pe rand unghiurile α2, α3, α4, pornind de fiecare data de la manivela #1, in sensul vitezei unghiulare ω;
se atribuie fiecarei manivele astfel intalnite numerele 2,3 respectiv 4(fig.1)
3 Echilibrarea fortelor de inertie ale maselor in miscare de rotatie
Echilibrarea FIMR propriu-zise
Deoarece motorul luat in studiu are aprinderile uniform repartizate, manivelele fiind dispuse echidistant in jurul axei arborelui cotit (fig.1), rezultanta FiR a FIMR va fi nula. In consecinta; FIMR se echilibreaza reciproc, fara mase de echilibrare. Chiar daca rezultanta FiR =, fiecare forta de inertie solicita lagarele paliere invecinate. Avand in vedere ca motorul din tema de proiectare este destinat echiparii unui aututurism, nu se aplica echilibrarea "cot cu cot", adica fiecare forta ramane neechilibrata.
3.2 Echilibrarea momentelor FIMR
Deoarece arborele cotit nu a fost echilibrat "cot cu cot", se impune calculul momentului de dezechilibru produs de acesta.
Considerand ca intre mijloacele manivelelor arborelui cotit exista distante egale cu a , expresiile componentelor momentului extern MiR al FIMR sunt urmatoarele:
momentul FIMR dupa axa Ox, (moment de serpuire)
momentul FIMR dupa axa Oy, , (moment de galop)
Ordinea de aprindere aleasa e 1-3-4-2.
Unghiul curent al manivelei m fata de planul xOz al sistemului de referinta xyz, se calculeaza cu relatia:
Unde numerele p, care reprezinta ordinea de functionare, se determina din permutarea (o→p), constituita anterior.
Inlocuind decalajul si numerele p in relatia de mai sus, rezulta unghiurile curente αm (m=1,2,3,4):
α1=(4-1+1)180o+α=α
α2=(4-4+1)180o+α=180o+α
α3=(4-2+1)180o+α=180o+α
α4=(4-3+1)180o+α=α
Obs.:unghiurile curente α3 si α4 au fost reduse la primul cerc.
Se calculeaza momentul de serpuire al FIMR:
;
si momentul de galop al FIMR:
;
In concluzie, pentru ordinea de aprindere adoptata, momentul FIMR este echilibrat natuaral (MiR=0).
Desi momentul FIMT este nul, arborele cotit avand plan central de simetrie, apare deformarea de incovoiere a acestuia, care mareste incarcarea lagarelor paliere. Momentele partiale ale FIMR au urmatoarele valori:
Dezechilibrul unui arbore partial determinam calculand momentul "intern"
; ;
Echilibrarea momentelor interne ale FIMR la arbori partiali:a-delimitarea arborilor partiali la arborii cu plan central de simetrie; b-schema de echilibrare cu contragreutati a arborelui partial; c-configuratia arborelui echilibrat.
Conditia de echilibrare pentru primul arbore partial a condus la determinarea:
momentului static mere al contragreutatilor de echilibrare
valorii unghiului θ sub care sunt plasate contragreutatile fata de planul primei manivele
Solutia de echilibrare a primului arbore partial se extinde apoi la al doilea arborele partial, tinand cont de simetria acestora.
Echilibrarea fortelor de inertie ale maselor in miscare de translatie
4.1.Echilibrarea FIMT propriu-zise
La motoarele in linie, ordinul armonicelor nne ale FIMT pentru care nu este indeplinita conditia de echilibrare se determina cu relatia:
Pentru motorul luat in studiu multimea armonicelor nne este:
;
Constatam ca multimea numerelor nne=2,4,6,8, este inclusa in multimea armonicelor n (n=1,2,4,6,8,).
Prin diferenta, se obtin ordinele armonicelor echilibrate
ne=nnne; ne=1
Se poate aprecia astfel ca motorul proiectat are un echilibraj redus al FIMT.
4.2.Echilibrarea momentelor FIMT
Momentul FIMT are expresia:
unde Fn=mBrω2n2ρn este partea constanta a armonicii de n a FIMT
Calculam MT,n al FIMT pentru n=1 si n=2 si rezulta:
pentru ordinul armonic n=1
MT,1=-aF1[0+cos(180o+α)+2cos(180o+α)+3cosα]=0
pentru ordinul armonic n=2
MT,2=-aF2[0+cos2(180o+α)+2cos2(180o+α)+3cos2α]=-6aF2cos2α
S-a constatat ca motorul este echilibrat in ceea ce priveste momentul FIMT pentru ordinul armonic n=1 si dezechilibrat pentru ordinul armonic n=2. Deoarece motorul din tema de proiectare este destinat echiparii unui autoturism cu performante medii, se considera ca nu este necesara echiparea motorului cu un dispozitiv mecanic pentru echilibrarea rezultantei armonicii de ordinul doi a FIMT.
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 1977
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved