СИСТЕМА УРАВНОВЕШИВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
АВТОМОБИЛЕЙ МАЗ-500
Во время работы двигателя при перемещении деталей
кривошипно-шатунного механизма возникают, как известно, сила
инерции первого порядка возвратно движущихся масс; сила инерции
второго порядка возвратно движущихся масс; центробежная сила
инерции неуравновешенных вращающихся масс, а также моменты от
всех этих сил инерции.
Все Эти силы и моменты, если их не уравновесить, достигают
иногда очень больших значений. Они воздействуют на отдельные
детали и их сочленения, передаются блоку двигателя
и раме автомобиля, расшатывают крепления и
способствуют разрушению автомобиля. Кроме того, вибрации,
вызываемые периодически действующими силами и моментами,
понижают мощность, а следовательно, и экономичность двигателя.
Вследствие этого вопрос уравновешивания двигателя является
чрезвычайно важным. Ниже рассматривается система уравновешивания
двигателя ЯМЭ-236, схема которой приведена на рис. 19.
Рис. 19. Схема системы уравновешивания
двигателя:
1 — передний выносной противовес; 2—7 —противовесы на
кривошипах; 8 — выносной противовес на маховике
Вследствие принятого расположения кривошипов (под углом 120°)
равнодействующая центробежных сил инерции неуравно-
вешенных вращающихся масс, действующих по
радиусу кривошипа, равна нулю, а момент центробежных сил инерции
остается свободным (неуравновешенным). Силы инерции первого
порядка возвратно движущихся масс переменны по величине и
направлению и действуют вдоль оси цилиндров.
Равнодействующая сил инерции первого порядка возвратно
движущихся масс, действующих в двух цилиндрах, шатуны которых
расположены на одной шатунной шейке под углом 90°, постоянна по
величине, направлена по радиусу кривошипа и суммируется с
центробежной силой инерции неуравновешенных вращающихся масс.
Следовательно, при угле развала цилиндров 90° у
шестицилиндрового двигателя равнодействующая всех сил инерции
первого порядка аналогично равнодействующей центробежных сил
инерции неуравновешенных вращающихся масс равна нулю, а момент
сил инерции первого порядка остается свободным и суммируется с
моментом центробежных сил инерции неуравновешенных вращающихся
масс. Уравновешивание этого свободного суммарного момента
достигается с помощью системы противовесов.
Для уменьшения размеров и веса кривошипно-шатунного механизма и
двигателя в целом применена система выносных противовесов в
сочетании с противовесами, установленными на продолжении
кривошипов.
Передний выносной противовес 1 (см. рис.
19) посажен на передний конец коленчатого вала, а задний
противовес 8 сделан в виде неуравновешенной массы на маховике.
Равнодействующая сил инерции второго порядка возвратно
движущихся масс также равна нулю, а момент сил инерции второго
порядка остается свободным и его уравновесить при данной
конструкции двигателя не удается. Неуравновешенный момент сил
инерции второго порядка имеет амплитудное значение и лежит в
горизонтальной плоскости.
Таким образом, принятый угол развала цилиндров 90° и
расположение кривошипов под углом 120° позволили подобрать
систему уравновешивания, при которой в двигателе полностью
уравновешены силы инерции вращающихся масс и силы инерции
первого и второго порядка возвратно движущихся частей, а также
моменты этих сил, за исключением момента сил инерции второго
порядка.
Шестицилиндровый двигатель ЯМЗ-236 отличается от других
модификаций двигателей семейства ЯМЗ большей неравномерностью
крутящего момента. Это объясняется тем, что рабочие ходы в
цилиндрах следуют не равномерно, а через 90° и 150° (по углу
поворота коленчатого вала), что следует из рассмотрения схемы
двигателя (см. рис. 11) и порядка работы цилиндров. При данном
порядке работы цилиндров (90° — 150° — 90°—150° — 90°—150°)
частота низшего порядка гармонических составляющих крутящего
момента равна 1,5п, где п — число оборотов коленчатого вала в
единицу времени. Вследствие этого в зоне холостых чисел оборотов
наблюдаются колебания двигателя 1,5 порядка и, следовательно,
неравномерность крутящего момента особенно заметна на малых
(холостых) числах оборотов коленчатого вала, когда разница между
средними и максимальными значениями этого момента наибольшая.
Благодаря правильно спроектированной подвеске силового агрегата
удалось уменьшить вибрации шасси автомобиля вследствие наличия
неравномерности крутящего момента и неуравновешенного момента
сил инерции второго порядка до уровня, не превышающего
допустимые пределы.
|