Сообщений в теме: 390

[akustik]

ну то, что оно будет падать все время, пока поршень движется вниз, ни у кого сомнений не вызывает.
на самом деле я просто не смог вписать эту вроде бы простую формулу в этот график, поэтому могу лишь догадываться о конечном результате.

[Stics]

я просто не смог вписать эту вроде бы простую формулу в этот график, поэтому могу лишь догадываться о конечном результате.

По моим расчётам падает согласно увеличению объёма над поршнем, с 30 до 3 кг/см. Дописав туда этот коэффициент, хоть 1,5, хоть 2, оно будет абсолютно по той-же траектории падать. Над коротким поршнем давление всегда будет ниже, чем над длинным. В вмт и нмт короткий и длинный шатуны сравняются по давлению, но весь остальной диапозон объём над коротким шатуном больше, соответственно и давление там ниже.

[пашкун]

Так что выходит по поршням?расскажите уже незнающему человеку)))вот у меня мотор 9а,собираюсь из него сделать валящий атмо:),какие лучше поршня ставить?сток или от абф,может облегчённые какие нибудь?!всё же интересно узнать,что думают спецы по этому поводу))спс

[Gendos]

лучше собрать на высоком болоке, и на поршнях сток АБФ просто так их не поставить в низкий, .... а так не парь мозг и оставь сток.

[Igogor]

красотуля, не удержался =)

[dronkvk]

да интересная тема) понятно что при постоянных оборотах не важно какой поршень. он сначала разгоняется до середины накапливая кинетическую энергию а потом тормозит отдавая ее. но при разгоне немного другое и он правда влияет. даже интересно стало посчитать. Вообщем физика уровня 9 класса помогла решить.

[akustik]

Смотрите какую статью нашёл

http://www.ab-engine..._04_piston.html

[Stics]

Смотрите какую статью нашёл
http://www.ab-engine..._04_piston.html

кг/ам (это про статью)
 
Подниму старую тему
 
Так и не был получен ответ, на вопрос, о влиянии массы поршней на вибрацию двигателя.
Сам спросил, сам и отвечу.
 
Некоторые вопросы этой темы поднимались и ранее, такие как динамика перемещений поршня, и наростание/падение давления в цилиндрах. Но ранее не бралась в расчёт инерция движущихся частей.

 

Путь поршня можно условно представить состоящим из двух гармонических перемещений:

 
где
– путь поршня первого порядка, который имел бы место при наличии шатуна бесконечной длины;
– путь поршня второго порядка, т. е. дополнительное перемещение, зависящее от конечной длины шатуна.

 
r - радиус кв
φ - угол поворота кв.
λ - тот самый R/S

 

При повороте коленчатого вала на угол, равный 90°, поршень проходит больше половины своего хода.

 
Изменение пути поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала

Видна разница в динамике изменения расстояния до вмт и нмт, в особенности при приближении поршней к этим точкам.

 

Кривые ускорения поршня по углу поворота коленчатого вала. Максимальное значение ускорения имеет место при нахождении поршня в ВМТ. При положении поршня в НМТ величина ускорения достигает минимального (наибольшего отрицательного) противоположного по знаку значения.

Изменение ускорения поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала

 
Тут вроде всё понятно, ускорение поршня в вмт больше, чем в нмт.
Перейдём к массам.
 

При динамическом исследовании двигателя обычно применяют приближенный способ определения сил инерции шатуна, заменяя на основании законов механики движение фактической массы шатуна движением двух или нескольких условных масс.
Для получения системы, динамически заменяющей действительную систему, необходимо соблюдение следующих условий:
    Сумма всех заменяющих масс должна быть равна массе шатуна mш;
    Общий центр тяжести всех заменяющих масс должен совпадать с центром тяжести шатуна и двигаться по закону движения этого центра тяжести;
    Сумма моментов инерции всех заменяющих масс относительно оси, проходящей через центр тяжести шатуна, должна быть равна моменту инерции шатуна относительно той же оси Jш;
    Угловое ускорение заменяющей системы во вращательном движении по отношению к ее центру тяжести должно быть равно угловому ускорению шатуна в том же движении.
Заменим массу шатуна тремя массами m1, т2, т3, сосредоточенными в трех точках, лежащих на одной прямой, причем первая точка лежит на оси пальца поршня, точка В – на оси шатунной шейки коленчатого вала и точка D совпадает с центром тяжести шатуна.

Схемы замены массы шатуна

Условия приведения, необходимые для получения системы, эквивалентной в динамическом отношении системе шатуна, или условия динамического размещения массы, будут иметь вид:

m₁ + m₂ = m_ш ,
m₁l₁ = m₂(l – l₁),
m₁l²₁ + m₂(l – l₁)² = J_ш .

Четвертое условие удовлетворяется, так как прямая, соединяющая центры масс т1 и т2, совпадает с осью шатуна.
Решая приведенные выше уравнения, получим:




Масса т1 движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндра и поэтому относится к массе возвратно-поступательно движущихся частей; масса m2 совершает вращательное движение вокруг оси коленчатого вала и относится к массе вращающихся частей.
Для определения масс т1 и т2 необходимо знать вес шатуна mш, а также положение его центра тяжести. У готового шатуна эти величины определяют способами взвешивания и качаний. При проектировании в качестве первого приближения можно принять:

Теперь отдельно, по каждой из двух масс.
 
Вращающаяся масса:

В статье был представлен кв без противовесов, и представлен рассчёт массы неуравновешенной шейки с нижней головкой шатуна. Поскольку наши кв уравновешены, я пропускаю эту часть.
Далее вместо m_r в формулах используется m₂
m_r - неуравновешенная вращающаяся масса двигателя.
 
Возвратно-поступательная масса:
 

Приведение возвратно-поступательно движущихся масс.
Общая масса частей двигателя, совершающих возвратно-по-ступательное движение, равна:

где
m_п – масса комплектного поршня, включающая массы собственно поршня, поршневых колец, поршневого пальца и заглушек;
m₁ – часть массы шатуна, отнесенная к оси поршневого пальца. Массу m1 считают сосредоточенной в центре пальца поршня.

 
С массами всё, теперь инерция и давление газов.
 

После приведения масс движущихся частей кривошипно-щатунного механизма к двум массам m_r и m_j силы инерции этих масс находят из условий их движения.
Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс вычисляют по формуле:

где
– сила инерции первого порядка; период изменения этой силы – один оборот коленчатого вала;
– сила инерции второго порядка; период изменения этой силы – пол-оборота коленчатого вала.

Эти силы действуют по оси цилиндра и считаются положительными, если они направлены к оси коленчатого вала, и отрицательными, если направлены от коленчатого вала (рис. 1.26).

Сила инерции вращающихся масс действует по радиусу кривошипа и определяется по формуле:


Силы давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от хода поршня определяют по индикаторной диаграмме, построенной по данным теплового расчета или полученной экспериментально.

Сила давления газов на поршень, действующая по оси цилиндра, равна:


где P_X – давление газов в цилиндре двигателя, определяемое для соответствующего положения поршня (X) по индикаторной диаграмме;
P₀ – давление в картере, принимаемое обычно равным давлению окружающей среды;
D – площадь поршня.
Сила P_Г считается положительной, если она направлена к оси коленчатого вала.

Рис. 1.26. Графики сил P_Г, Р_j и Р по углу поворота коленчатого вала

 
Интересно, что сила инерции влияет на двигатель значительно меньше, чем сила давления газов, и в момент сгорания смеси уменьшает нагрузку на кв, а также в районе 450⁰ является основной движущей силой, превосходя давление газов.
 
На графике выше представлены силы действующие на поршень в направлении оси цилиндра. В отношении получаемого крутящего момента, от 0 до 180 и от 360 до 540 градусов поворота кв, положительные значения сил разгоняют кв, в оставшихсе секторах - замедляет. С отрицательными значениями влияние по секторам - противоположно.
 
Влияние веса массы поршней:
Масса поршней влияет на кривую P_j. При массе равной 0, этой кривой не будет совсем(гипотетическая ситуация).
 
Обороты двигателя:
Кривая P_j, при изменении оборотов двигателя, будет оставаться неизменной, так как скорость вращения кв не имеет влияния на инерцию.
Кривая P_г при росте оборотов будет изменяться:
Точка начала роста давления в результате воспламенения смеси будет меняться в соответствии с уоз.
Рост давления в результате горения смеси будет проходить более медленно (смесь горит с той-же скоростью, но угловая скорость кв выше), на графике кривая станет более пологой. Для достижения того-же давления в вмт, уоз сдвигается в более ранний сектор. Падение давления после вмт изменится незначительно, расширение камеры сгорания более значительно, чем увеличение объёма сгорающей смеси.
В связи с увеличением уоз и более раннем начале горения смеси увеличивается отрицательное влияние давления в секторе от 180 до 360 градусов.
В слечае неизменного уоз, давление к вмт не будет набрано, в результате - падение давления в секторе от 360 до 540 градусов.
 
Продолжение следует...
Но не тут...

Сообщение отредактировал Stics: 25 August 2014 - 23:22 PM

[КостяБ]

Игорь, браво!

[akustik]

жаль, что я набухался, и не могу ничкго нормально воспринимать.
в двух словах: легкая цпг - добро или зло?

[Stics]

в двух словах: легкая цпг - добро или зло?

В отношении вибраций двидателя - массу поршней на рядной четвёрке можно без последствий облегчать/утяжелять.
 
Всё сложнее с кв и шатунами...
 

Сообщение отредактировал Stics: 04 November 2014 - 21:23 PM