Определение сил инерции

По характеру движения массы деталей кривошипно-шатунного механизма можно разделить на массы, движущиеся возвратно – поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна); массы, совершающие вращательное движение (коленвал и нижняя головка шатуна), и массы, совершающие сложные движения (стержень шатуна).

Для упрощения динамического расчета действительный кривошипно-шатунный механизм заменяется динамически эквивалентной системой сосредоточенных масс в соответствии с рисунком 12.

Масса поршневой группы m_п считается сосредоточенной на оси поршневого пальца в точке А. Масса шатуна m_ш обычно заменяется двумя массами, одна из которых m₁ считается сосредоточенной на оси поршневого пальца в точке А, а другая m₂ – на оси кривошипа в точке В. Распределение масс шатуна обычно принимают следующими, кг:

m₁ = 0,275 m_ш; m₂ = 0,725 m_ш.

Масса кривошипа также заменяется двумя массами, сосредоточенными на осях коренной и шатунной шейки. Таким образом, система сосредоточенных масс динамически эквивалентна кривошипно-шатунному механизму и состоит из массы m_j = m_п + m₁, имеющей возвратно – поступательное движение и сосредоточенной на оси поршневого пальца в точке А, и массы m_R = m_шш + m₂ , сосредоточенной на оси шатунной шейки в точке В и имеющей вращательное движение.

Для приближенного определения значений величин m_п, m_ш и m_шш можно использовать конструктивные массы , кг/м²,приведенные в таблице 13:

, (91)

где - площадь поршня; = πD²/4, мм².

а — приведенная система кривошипно-шатунного механизма;

б — подведение масс кривошипа

Рисунок 12 - Система сосредоточенных масс, динамически эквивалентная кривошипно-шатунному механизму

При выборе масс по таблице 13 следует учитывать, что большие значения соответствуют двигателям с большим диаметром цилиндра.

Имея значения конструктивных масс, можно определить силу инерции возвратно-поступательных движущихся масс , Н:

. (92)

Сила инерции вращающихся масс, Н:

. (93)

Полученные значения величены для различных углов поворота коленвала заносят в таблицу 12.