Dinamica mecanismului motor

tehnica mecanica

,

concentrată în articulația pistonului cu bolțul (sau a tijei pistonului cu bolțul capului de cruce la motorul naval în doi timpi), în care este masa grupului piston, formată din pistonul propiu-zis, la care se adaugă segmenții plus bolțul pistonului la motorul în patru timpi, respectiv tija pistonului si capul de cruce la cel în doi timpi; masa bielei raportată la piston, aflată în miscare alternativă.

Figura 3.2.b Schema forțelor din mecanismul motor

Tabelul 3.2.1. Forțele si momentele ce acționează în motorul naval

Conform formulelor prezentate în tabelul 3.2.1 se vor determina variațiile forțelor si momentelor din motorul naval aferent funcție de unghiul de manivelă,pentru variații ale acestuia din 5 în 5 grade.Rezultatele acestor calcule sunt prezentate în tabelele 3.2.2 si 3.2.3.

Tabelul 3.2.2

Tabelul 3.2.2 (continuare)

Tabelul 3.2.2. (continuare)

Figura 3.2.c. Variația cu unghiul de manivelă a forțelor din mecanismul monocilindric aferent motorului naval.

Tabelul 3.2.3.

Tabelul 3.2.3. (continuare)

Tabelul 3.2.3. (continuare)

Tabelul 3.2.3. (continuare)

Figura 3.2.d Variația cu unghiul de manivelă a forțelor din mecanismul monocilindric aferent motorului naval.

3.2.1. MOMENTUL MOTOR MONOCILINDRIC MEDIU

Momentul motor mediu monocilindric , care reprezintă un moment ipotetic de valoare constantă ce produce în intervalul unui ciclu o energie egală cu cea produsă de momentul real variabil M,este precizat de relatia:

3.2.2. GRADUL DE NEUNIFORMITATE AL MOMENTULUI MOTOR MONOCILINDRIC

Figura 3.2.e Variația cu unghiul de manivelă a momentului motor din mecanismul monocilindric aferent motorului naval.

3.2.3. MOMENTUL MOTOR POLICILINDRIC

Momentul motor instantaneu al motorului policilindric, se determină ținînd seama de următoarele observații:

1. cilindrii sunt identici, deci dezvoltă acelasi moment motor.
2. toti cilindrii lucrează asupra aceluiasi arbore cotit.
3. într-o perioadă T_M în fiecare cilindru se produce o aprindere.
4. aprinderile sunt decalate uniform în intervalul unei perioade pentru a realiza o funcționare uniformă a motorului.
5. aprinderile fiind uniform decalate si momentele motoare vor fi uniform decalate.

Reprezentarea grafică a variației momentului motor policilindric funcție de unghiul de rotație al arborelui cotit se face pe baza următorului tabel:

3.2.3.1. Momentul motor policilindric mediu

Determinarea momentului motor mediu policilindric se va face la fel ca la motorul monocilindric:

Valorile maxime si minime ale acestuia sunt :

3.2.3.2. Gradul de neuniformitate al momentului motor policilindric

Variația momentului motor instantaneu policilindric se apreciază prin gradul de neuniformitate al momentului motor policilindric :

Fig 3.2.f Variația cu unghiul de manivelă a momentului motor policilindric aferent motorului naval.

3.2.4. UNIFORMIZAREA MIȘCĂRII DE ROTAȚIE A ARBORELUI COTIT

Studiul cinematic si dinamic al motorului s-a efectuat în ipoteza că viteza unghiulară a arborelui cotit este constantă. În realitate viteza unghiulară este variabilă.

3.2.4.1. Momentul de inerție al volantului

Viteza unghiulară a volantului este:

Definim gradul de neuniformitate al miscării de rotatie al arborelui cotit

Din diagrama momentului motor,obținem punctele pentru care momentul motor policilindric este egal cu momentul motor policilindric mediu,si anume :

Ecuația de dimensionare a volantului este :

Aria rezultă prin planimetrarea diagramei momentului motor.Pentru evaluarea acesteia folosim o formulă aproximativă :

Deci,avem :   

3.2.4.2. Dimensionarea volantului

Volantul se confecționează de forma unui disc cu o coroană periferică de secțiune dreptunghiulară.

Lătimea volantului ia valori cuprinse:

Adoptăm:

Raportul are valori cuprinse într-o plajă:

Adoptăm:

rezultând astfel:

Diametrul volantului se va calcula cu relația:

unde densitatea materialului din care este confecționat volantul este:

Diametrul volantului:   

3.2.5. CARACTERISTICILE GEOMETRICE ALE ARBORELUI COTIT

Diametrul fusului palier:

Diametrul fusului maneton:

Lungimea fusului palier:

Lungimea fusului maneton:

Grosimea brațului:

Raza de racordare:

Înălțimea totală a brațului:

Dimensiunile brațului de manivelă:

3.2.6. STABILIREA ORDINII DE APRINDERE

Se alege ordinea de aprindere următoare

3.2.7. DIAGRAMA POLARĂ A FUSULUI MANETON

se află în tabelul 3.2.4. iar reprezentarea grafică se află în figura 3.2.h.

3.2.8. DIAGRAMELE POLARE ALE FUSURILOR PALIER

Diagrama polară a fusului palier reprezintă hodograful vectorului :

Forța de inerție a cotului în miscare de rotație :

se află în tabelul 3.2.5. iar reprezentarea grafică se află în figura 3.2.i.