Урок 2. Тема. Крутильные колебания коленчатых валов.

 

 

Pu Рц

x

Пусть Рu – это проекция

центробежной фиктивной силы на

ось, т.е. Рu = Рц.ф., тогда её можно

Р _г уравновесить противовесом

y y

m₁ , следовательно

 

 

проекцию мы раскладываем в осях

y х и у.

 

Тогда Ра вертикальные взаимно нейтрализуются, но появляется сила Р_гориз., сила равная Р_u, Р _г = Р _u так как противовесом сила Рu была повернута на 90º.

Теперь нужно уничтожить или нейтрализовать силу Рг.

Возьмём два противовеса (груза) m₂ и m₃, которые вращаются в разные стороны со скоростью вращения коленчатого вала и жёстко связаны с ним.

m₁ = m₂ + m₃.

 

m₂ и m₃ могут располагаться на двигателе где угодно хоть на коленчатом вале, хоть на распредвале, хоть вверху, хоть внизу, это обусловлено конструкцией двигателя.

У 2-х тактного двигателя скорость вращения коленвала равна скорости вращения распредвала.

Pu₁

 

ЯАЗ – 214

 

Pг_i Pг₂

 

 

Р_В1 Р_В2

 

 

Pu₂

 

Р г ₁ и Р г ₂ взаимно нейтрализуются и нейтрализуют силу Рип.д.д.у. На двигателе ЯАЗ 214.

Мы сегодня описали и показали способы нейтрализацию основных сил, но не всех действующих в двигателе. Ещё есть силы инерции I и II порядка, которые учитывают в предмете ТММ и изучаются в специальных учебных заведениях и институтах.

Урок 2. Тема. Крутильные колебания коленчатых валов.

 

1) Свободные крутильные колебания.

 

 

α

α

М_вр

 

 

Мвр

Коленчатый вал двигателя и остальные жёстко соединённые с ним валы являются упругими телами на них насажены массы, обладающие значительными моментами инерции.

 

Такая система вал – массы способна совершать крутильные колебания.

Если приложить к массам насаженным на вал вращающие моменты Мвр направленные в разные стороны, то вал окажется окрученным, на угол α. После прекращения действия моментов данная система будет совершать колебания.

 

Пример:

 

 

 

I₂ I₃

 

α

 

Т₁ = const

 

 

Период колебаний (частота) постоянная а амплитуда колебаний уменьшается (Гитарная струна).

Опр. Упругие колебания вала и насаженных на него масс, возникающие после прекращения действие моментов, называются свободным крутильными колебаниями.

Свободные крутильные колебания, происходят всегда с определенной частотой (числом колебаний в единицу времени) называемой частотой свободных колебаний. Эта частота зависит от упругости вала и моментов инерции масс.

 

 

Узел колебаний

 

max

m = 0

 

max угол

 

 

2. Вынужденные колебания – это колебания, которые происходят за счёт периодического возмущающего момента. источником этих колебаний является вращающий момент, форма изменения которого близка к синусоидальной.

 

 

 

180 360 540 720

При изменении частоты вращения вала изменяется и частота вынужденных колебаний.

Если частота вращающего момента совпадёт с частотой свободных колебания возникает явление резонанса.

При резонансе резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний.

 

n – критические обороты двигателя.

 

 

Т

 

 

Т – период колебаний (частота)

Стук в подшипниках, разрушение – работа двигателя запрещается.