Tài liệu cân bằng động cơ

Khi động cơ làm việc ở trạng thái ổn định, nếu lực và mô men tác dụng trên bệ, gối đỡ của động cơ không thay đổi trị số và chiều tác dụng thì động cơ được coi là cân bằng. Khi động cơ làm việc ở trạng thái không cân bằng, lực truyền cho hệ động cơ luôn luôn thay đổi, làm tăng mức độ rung chấn và khiến cho bu lông bị lỏng ra, một số chi tiết bị quá tải, độ mài mòn tăng và xuất hiện nhiều hiện tượng xấu khác. Nguyên nhân khiến cho động cơ không cân bằng là do khi làm việc trong động cơ tồn tại các lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến, khối lượng chuyển động quay và các mô men do chúng sinh ra, nếu các lực quán tính và mô men quán tính này tự triệt tiêu lẫn nhau thì động cơ về lý thuyết được coi là cân bằng nhưng trong thực tế khó có thể cân bằng hoàn toàn các lực quán tính và mô men do chúng sinh ra nếu không có các biện pháp phù hợp. Một nguyên nhân khác làm cho động cơ rung động là trong động cơ luôn tồn tại mô men lật (MN).

doc52 trang | Chia sẻ: aloso | Ngày: 17/08/2013 | Lượt xem: 4547 | Lượt tải: 10download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tài liệu cân bằng động cơ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1.3 Chỉ tiêu đánh giá độ cân bằng của động cơ dùng pít tông 1.3.1 Nguyên nhân và tác hại khi động cơ không cân bằng Khi động cơ làm việc ở trạng thái ổn định, nếu lực và mô men tác dụng trên bệ, gối đỡ của động cơ không thay đổi trị số và chiều tác dụng thì động cơ được coi là cân bằng. Khi động cơ làm việc ở trạng thái không cân bằng, lực truyền cho hệ động cơ luôn luôn thay đổi, làm tăng mức độ rung chấn và khiến cho bu lông bị lỏng ra, một số chi tiết bị quá tải, độ mài mòn tăng và xuất hiện nhiều hiện tượng xấu khác. Nguyên nhân khiến cho động cơ không cân bằng là do khi làm việc trong động cơ tồn tại các lực quán tính của khối lượng chuyển động tịnh tiến, khối lượng chuyển động quay và các mô men do chúng sinh ra, nếu các lực quán tính và mô men quán tính này tự triệt tiêu lẫn nhau thì động cơ về lý thuyết được coi là cân bằng nhưng trong thực tế khó có thể cân bằng hoàn toàn các lực quán tính và mô men do chúng sinh ra nếu không có các biện pháp phù hợp. Một nguyên nhân khác làm cho động cơ rung động là trong động cơ luôn tồn tại mô men lật (MN). 1.3.2 Điều kiện cân bằng đối với động cơ Muốn cho động cơ được cân bằng, phải thiết kế sao cho hợp lực của các lực quán tính cấp 1 và cấp 2 của khối lượng chuyển động tịnh tiến, lực quán tính của khối lượng chuyển động quay đều bằng không. Tổng mônmen do chúng cũng bằng không, Các lực quán tính bậc cao hơn cũng như mô men do chúng sinh ra đều được bỏ qua. Trên thực tế thì điều kiện cân bằng động cơ như sau: Û (1.1) Trong đó: , , : tổng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một, cấp hai và lực quán tính chuyển động quay. , , : tổng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một, cấp hai và chuyển động quay tương ứng. hi: Khoảng cách từ đường tâm xy lanh thứ i đến điểm lấy mô men. ai: Vị trí của pít tông xy lanh thứ i. : Khối lượng chuyển động quay của khuỷu trục i (được coi là như nhau với tất cả các khuỷu trục). R: Bán kính quay của trục khuỷu. L: Chiều dài của thanh truyền. : Thông số kết cấu của động cơ. : Khối lượng chuyển động tịnh tiến (được coi là như nhau với tất cả các xy lanh). 1.3.3 Quy ước chiều véc tơ lực quán tính và véc tơ mô men quán tính a. Quy ước chiều véc tơ lực quán tính: Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một và cấp hai : Trị số: Þ có chu kỳ là 2p. Þ có chu kỳ là 2p. Phương: và được coi là trùng với đường tâm xy lanh. Chiều: Luôn ngược chiều với gia tốc pít tông và được quy ước như sau: Ly tâm đối với tâm trục khuỷu nếu Hướng vào tâm trục khuỷu nếu Điểm đặt: tại giao điểm của chốt pít tông với đường tâm xy lanh. Chiều và trị số của và theo phương pháp véc tơ biên dộ: Véc tơ và quay quanh tâm o với vận tốc góc và . Hình chiếu của véc tơ và lên phương của đường tâm xy lanh chính là véc tơ và Hình 1.1 Chiều và trị số của và theo phương pháp véc tơ biên độ Lực quán tính chuyển động quay : Trị số: . Phương : tác dụng trên đường tâm má khuỷu (phương bán kính R). Chiều: ly tâm so với tâm trục khuỷu. Điểm đặt: tại tâm của cổ khuỷu. Chiều véc tơ mô men: Chiều véc tơ mô men được xác định theo quy tắc vặn nút chai: Chiều: đặt nút chai tại điểm lấy mô men (điểm A) vuông góc với mặt phẳng chứa lực và điểm lấy mô men (điểm A), vặn nút chai theo chiều của lực thì chiều tiến của nút chai là chiều của véc tơ mô men do sinh ra. Phương: vuông góc với mặt phẳng chứa lực và điểm lấy mô men (A). Trị số: . h: Khoảng cách từ A đến lực Mặt phẳng tác dụng: là mặt phẳng chứa lực và điểm lấy mô men (điểm A) Hình 1.2 Quy ước chiều véc tơ mô men lực quán tính 1.3.4 Độ không cân bằng cho phép đối với động cơ Trong thực tế không thể cân bằng tuyệt đối động cơ được vì rằng chỉ riêng độ không đồng đều của mô men lật MR đã khiến cho phụ tải tác dụng trên bệ động cơ thay đổi theo chu kỳ. Vì vậy, khi khảo sát vấn đề cân bằng động cơ, thường bố hẹp trong phạm vi dùng các biện pháp trong thiết kế và sản xuất để cố gắng hạn chế và loại trừ những nguyên nhân gây ra mất cân bằng, sao cho độ cân bằng của động cơ nằm trong phạm vi cho phép. Hệ số đánh giá tính năng cân bằng của động cơ. Có thể sơ bộ đánh giá tính năng cân bằng của động cơ bằng hệ số Steclkin và Climốp [ ]. (1.2) (1.3) Trong đó: mdc: khối lượng của động cơ, (kg). l: chiều dài của động cơ, (m). b: chiều rộng động cơ, (m). h: chiều cao động cơ, (m). D: đường kính xy lanh, (m). SPKn, SMKn: thành phần lực quán tính chuyển động quay và mô men do lực SPKn sinh ra trên phương chuyển động nằm ngang. Nếu: x£0.002 và h£0.002 thì động cơ được coi là có tính tự cân bằng tốt. Nếu: x≥0.01 và h≥0.01 thì động cơ được coi là có tính tự cân bằng kém. Để nâng cao tính tự cân bằng, ngoài việc thoả mãn các biểu thức (1.1), (1.2) và (1.3) cần chú ý tới những yêu cầu dưới đây khi thiết kế và chế tạo động cơ: - Khoảng cách giữa hai xy lanh kề nhau phải giống như nhau. - Lựa chọn bố trí các khuỷu kết hợp với thứ tự công tác hợp lý đối với động cơ nhiều xy lanh. - Khối lượng các nhóm pít tông lắp trên cùng một động cơ phải bằng nhau hoặc và cùng toạ độ trọng tâm. - Trọng lượng của các thanh truyền phải bằng nhau và cùng toạ độ trọng tâm. - Khối lượng và bán kính quay của các khuỷu trục phải giống nhau. - Các chi tiết tham gia chuyển động quay của cơ cấu KTTT và các chi tiết liên quan đều phải được tiến hành cân bằng tĩnh và cân bằng động trên các máy cân bằng chuyên dùng. - Cơ cấu phối khí của các xy lanh phải được điều chỉnh để có các thông số kỹ thuật giống nhau. - Tỷ số nén và hình dạng buồng cháy của các xy lanh phải giống nhau. - Góc đánh lửa sớm (với động cơ xăng) và góc phun sớm (với động cơ diesel) của các xy lanh phải giống nhau. - Thành phần hỗn hợp của các xy lanh phải giống nhau. Yêu cầu về lắp ráp động cơ. Khi lắp đặt phải tính toán và lựa chọn loại giảm chấn phù hợp, có khả năng giảm biên độ cộng hưởng. Chọn các bu lông đai ốc phải đủ bền, xiết chặt đều như nhau và có biện pháp phòng lỏng khi lắp động cơ lên giá đỡ (bệ) động cơ. Biện pháp sử dụng. Thường xuyên kiểm tra tránh không cho dầu mỡ chảy vào các đệm giảm chấn ở chân động cơ, gây biến dạng dãn nở cao su mất khả năng đàn hồi. Đảm bảo cho động cơ làm việc bình thường (ở miền tốc độ cho phép). Góc đánh lửa (động cơ xăng) và góc phun sớm (động cơ diesel) phải được điều chỉnh hợp lý. Tuy nhiên, tất cả các biện pháp nêu trên chỉ là những giải pháp nhằm đảm bảo độ cân bằng sẵn có của động cơ. Để tăng tính tự cân bằng của động cơ thì có các biện pháp sau: 1.3.5 Các biện pháp nâng cao tính tự cân bằng của động cơ Chọn số xy lanh và cách bố trí các xy lanh. Để tăng độ đồng đều mô men do động cơ phát ra , người ta thường tăng số xy lanh, cách bố trí các xy lanh, cách bố trí các khuỷu trục của trục khuỷu (lựa chọn góc công tác) hợp lý, đảm bảo các xy lanh làm việc cách quãng đều nhau. Dùng đối trọng để cân bằng (Phương pháp lanchester). FW. Lanchester người Anh, một nhà chế tạo xe tiên phong, hàng đầu của Anh Quốc. Những xe của ông thết kế và cho xuất xưởng vào những năm 1896-1900 là những xe có động cơ hoàn thiện đầu tiên xuất hiện ở Anh. FW. Lanchester đã có rất nhiều phát minh sáng chế trong lĩnh vực ôtô động cơ, đó là hộp số hành tinh, bộ truyền (hộp lái), kiểu trục-bánh vít, trong đó có động cơ không rung chấn đặt nằm ngang. Việc giảm rung chấn được thực hiện bằng cơ cấu trục-khối lượng (đối trọng) để cân bằng mà ngày nay ta quen gọi là phương pháp Lanchester [ ]. Cân bằng động cơ một xy lanh cũng như cân bằng động cơ nhiều xy lanh, chủ yếu là dùng các biện pháp kết cấu để đạt tới các điều kiện đã nêu trong biểu thức (1-1). Bỏ qua trọng lực và ma sát dưới đây lần lượt xét vấn đề cân bằng các lực và mô men chưa cân bằng nói trên. a. Cân bằng lực quán tính chuyển động quay. Nếu trên phương kéo dài của má khuỷu ta đặt đối trọng có khối lượng là mdt cách tâm quay là r thì có thể cân bằng hoàn toàn Khối lượng đối trọng được xác định từ biểu thức cân bằng: Þ Hình 1.3 Sơ đồ cân bằng lực quán tính chuyển động quay b. Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một. Cách 1: Chyển chiều tác dụng của trên đường tâm xy lanh đến mặt phẳng nào đó có tính ổn định nhất (mặt phẳng nằm ngang). Nếu trên phương kéo dài của má khuỷu ta đặt đối trọng có khối lượng mdt cách tâm quay bán kính là r thì có thể chuyển chiều tác dụng của trên mặt phẳng thẳng đứng đến mặt phẳng nằm ngang. Khối lưọng đối trọng xác định từ biểu thức cân bằng: Û Þ . đã triệt tiêu nhưng trên phương nằm ngang lại xuất hiện Trên thực tế người ta thường chuyển một nửa tác dụng trên phương nằm ngang còn một nửa tác dụng trên phương thẳng đứng. Cách 2: Muốn cân bằng hoàn toàn , có thể dùng cơ cấu cân bằng Lanchester. Các bánh răng 1, 3 và 4 có kích thướng bằng nhau. Bánh răng 1 lắp chặt trên trục khuỷu, các bánh răng 3 và 4 lắp chặt trên hai trục o1 và o2 nằm trong mặt phẳng nằm ngang và cách đều trục khuỷu, trên các bánh răng 3, 4 cũng như trên đầu kia của trục o1 và o2 đều lắp đối trọng có khối lượng là mdt quay với bán kính là r1. Các đối trọng bố trí sao cho khi pít tông ở vị trí điểm chết trên thì các đối trọng lệch 1800 so với đường tâm xy lanh. Trên phương nằm ngang lực quán tính , trên phương thẳng đứng sẽ cân bằng với . Có hai ẩn mdt và r do đó phải chọn trước một ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Û Û Þ . Hình 1.4 Sơ đồ cơ cấu cân bằng Lanchester cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một và cấp hai c. Cân bằng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai. Tương tự như trên ta có thể cân bằng bằng cách lắp thêm hai bánh răng 5 và 6 được lắp chặt trên hai trục o3, o4 nằm trong mặt phẳng nằm ngang và cách đều trục khuỷu có đường kính bằng một nửa đường kính bánh răng 3 và 4. Trên bánh răng 5, 6 cũng như phía bên kia của trục o3, o4 đều lắp đối trọng có khối lượng làm mdt quay với bán kính là r2. Các đối trọng được bố trí sao cho khi pít tông ở điểm chết trên thì các đối trọng lệch 1800 so với phương đường tâm xy lanh. Trên phương nằm ngang lực quán tính , trên phương thẳng đứng sẽ cân bằng với . Có hai ẩn mdt và r do đó phải chọn trước một ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Û Û Þ . Nhận xét: Cơ cấu cân bằng Lanchester phức tạp và tiêu hao nhiều công suất nên ít được dùng trong động cơ đốt trong. CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ V-6 XY LANH THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG Để tính toán cân bằng động cơ, ta cần phải xác định các giá trị của biểu thức (1.1), từ đó lựa chọn biện pháp cân bằng phù hợp và xác định các khối lượng cân bằng. Có thể coi động cơ V6 là tập hợp của hai động cơ một hàng 3 xy lanh L3 lắp song song trên một trục khuỷu , Vì vậy nếu tổng của các lực quán tính hoặc mô men quán tính nào của động cơ L3 tự triệt tiêu rồi, thì ở động cơ V6 tổng lực của lực quán tính hoặc mô men quán tính ấy cũng tự triệt tiêu. Vì lý do đó, để tiện cho việc khảo sát cân bằng của động cơ V6, trước tiên ta khảo sát cân bằng động cơ L3. 2.1 Tính toán cân bằng động cơ một hàng 3 xy lanh L3 2.1.1 Phương pháp giải tích. Động cơ 3 xy lanh rất ít được dùng vì tính cân bằng kém, hiện nay chỉ có một vài động cơ L3 ví dụ như: DAIHATSU CB23, DAIHATSU F6A, DAIHATSU 1.0, GMC 3-53T, F3D-175, F3L-912. Trục khuỷu gồm 3 khuỷu góc lệch khuỷu trục (xem hình 2.1), với t=4 thứ tự công tác Hình 2.1Sơ đồ cơ cấu trục khuỷu thanh truyền động cơ L3 Với sơ đồ bố trí trục khuỷu như vậy sẽ đảm bảo các xy lanh làm việc cách đều nhau. Tổng lực quán tính chuyển động quay : Tổng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một : Trong đó: Tổng lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai : Mô men lực quán tính chuyển động quay (ứng với điểm A) : ; ; , tác dụng trong mặt phẳng chứa hai khuỷu tương ứng và tạo với nhau góc 1200 (hình 2.2). Þ Þ Véc tơ luôn trùng phương và ngược chiều với khuỷu 2, mặt phẳng tác dụng là mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu và vuông góc với khuỷu 2 (tạo góc 300 so với khuỷu 1 và khuỷu 3). Cân bằng : Có hai cách đặt đối trọng (phương pháp Lanchester). Cách thứ nhất: Trên phương kéo dài của má khuỷu thứ nhất và thứ ba lệch góc 300 đặt các cặp đối trọng mdt với bán kính r . Hình 2.2 Mô men và sơ đồ cân bằng. Chọn trước r hoặc mdt, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Û Þ Cách thứ hai: Cân bằng bằng cách triệt tiêu các lực nhờ các cặp đối trọng mdt với bán kính r đặt trên phương kéo dài của mỗi má khuỷu (xem hình 2.3) Hình 2.3 Sơ đồ cân bằng. Phải chọn trước r hoặc mdt,, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng:. Û Þ . Theo cách cân bằng này sẽ giảm tải đáng kể cho cổ trục và ổ bạc, nhưng lại giảm tần số dao động xoắn tự do của hệ trục bởi tổng khối lượng của đối trọng tăng lần. Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một : Lấy mô men tương ứng đối với điểm A. ứng với ; ứng với Nhận xét: khác với , mô men có trị số biến thiên nhưng mặt phẳng tác dụng lại không đổi, đó là mặt phẳng chứa đường tâm xy lanh. được cân bằng theo phương pháp Lanchester nhờ hai cặp đối trọng có khối lượng mdt bán kính r cách nhau b trên hai trục phụ o1 và o2 quay với tốc độ . Hai trục này phải song song, cách đều trục khuỷu và nằm trong mặt phẳng nằm ngang (vuông góc với đường tâm xy lanh). Khi a=00 (khuỷu 1 ở vị trí cao nhất) thì các đối trọng đã lệch 300 so với mặt phẳng chứa đường tâm xy lanh và trục khuỷu. Hình 2.4 Sơ đồ cân bằng (phương pháp Lanchester) Có 3 ẩn b, mdt, r do đó cần phải chọn trươc hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Û Þ Về nguyên tắc thì không bắt buộc hai trục cân bằng phải cách đều trục khuỷu, nhưng để mặt phẳng tác dụng của mô men đối trọng trùng với mặt phẳng đường tâm các xy lanh (mặt phẳng tác dụng của ) thì nên bố trí hai trục o1 và o2 cách đều trục khuỷu. Cách bố trí như vậy sẽ cải thiện tình trạng chịu xoắn của khối thân vỏ động cơ. Để đơn giản kết cấu, có thể tận dụng trục khuỷu làm một trục cân bằng và trục còn lại sẽ nằm trong mặt phẳng ngang cùng với trụckhuỷu và quay ngược chiều , nhưng khối thân vỏ động cơ sẽ chịu thêm tải trọng xoắn. Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai (ứng với điểm A) ứng với ; ứng với Cân bằng : bằng hai cặp đối trọng có khối lượng mdt với bán kính r cách nhau b, trên hai trục phụ o3 và o4 quay với tốc độ , hai trục này phải song song, cách đều trục khuỷu và nằm trong mặt phẳng nằm ngang (vuông góc với đường tâm xy lanh). Khi a=00 (khuỷu 1 ở vị trí cao nhất) thì các đối trọng còn cách 300 so với mặt phẳng chứa các đường tâm xy lanh. Hình 2.5 Sơ đồ cân bằng (phương pháp Lanchester) Có 3 ẩn b, mdt, r do đó phải chọn trước hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Û Þ Nhận xét: với sơ đồ ba khuỷu trục bố trí cách đều thì tính cân bằng của động cơ L3 sẽ giống nhau cho cả trường hợp hai kỳ và bốn kỳ. Ta thấy tính tự cân bằng của động cơ L3 tương đối kém vì thế ít được thông dụng. Cũng tương tự như o1 và o2, không bắt buộc o3 và o4 phải cách đều trục khuỷu. Điều kiện cần là song song với trục khuỷu và nằm trong mặt phẳng ngang bất kỳ. Điều kiện đủ là cách đều để tránh ứng suất xoắn thân vỏ động cơ. 2.1.2 phương pháp đồ thị. Thay cho việc tính toán bằng các công thức toán học (biến đổi lượng giác), ta có thể dùng cách cộng trừ véc tơ để giải bài toán theo nguyên lý sau: Lực quán tính chuyển động quay (hình 2.6): Do có cùng phương và chiều với cổ khuỷu i, trị số và ba khuỷu bố trị lệch nhau góc 1200 nên khi cộng ba véc tơ lại, ta có . Hình 2.6 Lực quán tính ly tâm Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một (hình 2.7): . là hình chiếu của véc tơ biên độ (có trị số , cùng phương và chiều với cổ khuỷu i) lên phương đường tâm xy lanh. Do vậy: cũng là hình chiếu của véc tơ tổng lên phương đường tâm xy lanh. Hình 2.7 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai (hình 2.8): Véc tơ biên độ (có trị số ) được phân bố lại tương ứng với góc là thì là hình chiếu của lên phương đường tâm xy lanh. Do vậy: . cũng là hình chiếu của véc tơ tổng lên phương đường tâm xy lanh. Hình 2.8 Lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai Mô men lực quán tính chuyển động quay (hình 2.9): Lấy mô men tương ứng với điểm A. , Coi bán kính trục khuỷu là thì véc tơ , chính là véc tơ , xoay 900 ngược chiều w. cũng chính là véc tơ xoay 900 ngược chiều w Ta xác định được: , "a. Góc giữa và (góc giữa mặt phẳng tác dụng của và khuỷu thứ nhất) là 300, nói cách khác luôn cùng phương, ngược chiều với khuỷu thứ hai. Hình 2.9 Mô men lực quán tính chuyển động quay Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một (hình 2.10): Lấy mô men tương ứng với điểm A. Coi các khuỷu có bán kính thì , là hình chiếu của véc tơ , lên phương đường tâm xy lanh rồi xoay 900 ngược chiều w. là tổng của hai hình chiếu đã xoay nói trên và cũng chính là véc tơ được chiếu lên phương đường tâm xy lanh rồi xoay 900 ngược chiều w. Từ hình 2.10 ta có: , góc giữa và cổ khuỷu thứ nhất là 300, "a. . Khi trùng với phương đường tâm xy lanh thì lớn nhất, ứng với Hình 2.10 Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một Mô men quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 (hình 2.11): Lấy mô men tương ứng với điểm A. Coi các khuỷu có bán kính và phân bố lại tương ứng với góc thì , là hình chiếu của véc tơ , và lên phương của đường tâm xy lanh rồi xoay 900 ngược chiều w. cũng chính là hình chiếu véc tơ lên phương đường tâm xy lanh rồi xuay 900 ngược chiều w. Từ cách dựng ta xác định được: , "a, góc giữa và cổ khuỷu thứ nhất là 300, "a. . Khi trùng với phương đường tâm xy lanh thì lớn nhất, ứng với Þ Hình 2.11 Mô men quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai Như vậy để biết các trị số tức thời của (cũng như ) ta phải dựng véc tơ khác nhau. Điều này tốn nhiều thời gian và không thuận tiện. Kết luận: Phương pháp dựng hình và cộng véc tơ không phải luôn thuận tiện, chỉ hữu ích khi nhìn trực quan thấy tổng của các véc tơ là một véc tơ không đổi hoặc bằng không. Phương pháp giải tích vẫn tỏ ra đa năng và có nhiều lợi thế hơn trong phần lớn các trường hợp. Đối với động cơ L3, để đảm bảo góc lệch pha công tác đồng đều nhau thì các khuỷu được bố trí cách đều nhau và tính tự cân bằng không tốt và giống như nhau cho cả trường hợp hai kỳ và bốn kỳ. Để đơn giản hoá kết cấu thì có thể bỏ qua mà không cân bằng 2.2 Tính toán cân bằng động cơ 6 xy lanh bố trí hính chữ V 2.2.1 Trường hợp tổng quát V6 Với sơ đồ 3 khuỷu trục lệch nhau góc 750, khi t=4 ta có thứ tự công tác: Figure 1 Hình 2.12 Sơ đồ cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ V6 Coi động cơ V6 xy lanh là 2 động cơ L3 ghép song song trên một trục khuỷu, như vậy tổng lực quán tính của động cơ V6 , , , nên chỉ cần khảo sát mô men lực quán tính chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến. Mô men lực quán tính chuyển động quay: được khảo sát tương tự như ở động cơ L3 nhưng mỗi cổ khuỷu của động cơ V6 xy lanh được nối với 2 thanh truyền, nên khối lượng mr là: và ta cũng coi tập trung tại một điểm như trong trường hợp động cơ L3. Để cân bằng hoàn toàn cũng có hai cách như đã đề cập ở phần động cơ L3. Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một : Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một đối với dãy xy lanh bên trái, lấy tương ứng với điểm A (hình 2.13): Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một đối với dãy xy lanh bên phải, lấy tương ứng với điểm A. Hình 2.13 Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một Hình 2.14 , và trong hệ toạ độ độc cực Trong trường hợp tổng quát biểu thức rất phức tạp, việc khảo sát để tìm quy luật biến thiên và tính toán cân bằng khó có thể thực hiện được. Mô men lực quán tínhchuyển động tịnh tiến cấp hai : Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 đối với dãy xy lanh bên trái tương ứng với điểm A (hình 2.15): Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp 2 đối với dãy xy lanh bên phải tương ứng với điểm A. Hình 2.15 Mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai Hình 2.16 , và trong hệ toạ độ độc cực Trong trường hợp tổng quát thì biểu thức rất phức tạp, việc khảo sát để tìm quy luật biến thiên và tính toán cân bằng khó có thể thực hiện được. Nhận xét: Với động cơ V6 ta có nhận xét sau: Tổng các lực quán tính chuyển động quay cũng như các lực chuyển động tịnh tiến đều bằng không. Mô men lực quán tính đều chưa tự triệt tiêu, mô men lực quán tính chuyển động quay được cân bằng tương tự như ở động cơ L3 (chú ý là khối lượng chuyển động quay ở động cơ V6 có sự khác biệt). Mô men cũng như có trị số biến thên với quy luật rất phức tạp, việc cân bằng các mô men do các lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một cũng như cấp hai gây nên sẽ được khảo sát ứng với góc nhị diện g cụ thể trong phần tiếp theo. CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ V6 THEO PHƯƠNG PHÁP PHÂN DÃY Khi tính toán cân bằng động cơ V6 xy lanh, nếu trị số hoặc phương của mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến khác hằng số (luôn thay đổi theo a) thì việc cân bằng động cơ theo phương pháp truyền thống gặp khó khăn, do vậy việc cân bằng mô men lực quán tính được tiến hành theo phương pháp phân dẫy. 3.1 Tính toán cân bằng động cơ V6 xy lanh theo phương pháp phân dãy Với quan điểm coi động cơ V6 xy lanh là do hai động cơ 3 xy lanh một hàng ghép song song trên một trục khuỷu, nếu mỗi động cơ 3 xy lanh hàng bên trái và bên phải đã được cân bằng thì động cơ V6 xy lanh là cân bằng. Phương pháp phân dẫy là phương pháp tách động cơ V6 xy lanh thành hai động cơ 3 xy lanh độc lập, việc tính toán cân bằng động cơ V6 xy lanh theo phương pháp này chỉ là việc tính toán cân bằng của động cơ 3 xy lanh một hàng của hàng xy lanh bên trái và hàng bên phải. Sơ đồ cơ cấu khuỷu trục thanh truyền động cơ V6, góc nhị diện 60 do Hình 3.1 Sơ đồ kết cấu khuỷu trục thanh truyền đông cơ V6 xy lanh Cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một Mô men lực quán tính cấp một dãy xy lanh bên trái. . Để cân bằng ta dùng hai cặp đối trọng có khối lượng mdt lắp trên hai trục phụ o1 và o2 quay với tốc độ đặt trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm hàng xy lanh bên trái và cách đều trục khuỷu, các đối trọng quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b. Khi pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết đối trọng quay trong mặt phẳng C lệch 2100 so với đường tâm hàng xy lanh bên trái, đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Với kết cấu như vậy thì tổng mômen do các đối trọng sinh sẽ tác dụng trong hai mặt phẳng chứa đường tâm của hai trục phụ và song song với đường tâm hàng xy lanh bên trái, do vậy trong khoảng giữa hai mặt phẳng chứa đường tâm trục phụ o1 và o2 và song song với đường tâm xy lanh dãy bên trái sẽ sinh ra ứng suất cục bộ, để giảm ứng suất này thì cố gắng sao cho trị số của r càng nhỏ càng tốt: Có ba ẩn mdt, r, và b do vậy cần phải chọn trước hai ẩn và ẩn còn lại được xác định từ biểu thức cân bằng: Û Þ Mô men lực quán tính cấp một hàng xy lanh bên phải Để cân bằng ta dùng đối trọng có khối lượng mdt lắp trên hai trục phụ o3 và o4 quay với tốc độ góc đặt trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm hàng xy lanh bên phải và cách đều trục khuỷu, các đối trọng quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b, khi vị trí pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên thì các đối trọng quay trong mặt phẳng C lệch và các đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng trong mặt phẳng C (chú ý theo chiều quay của trục phụ trị số của góc là dương, ngược chiều quay trục phụ trị số của góc là âm). Với kết cấu như vậy thì mômen do đối trọng sinh ra sẽ tác dụng trong hai mặt phẳng chứa hai trục phụ o3 và o4 và song song với đường tâm hàng xy lanh bên phải, do vậy trong khoảng giữa hai mặt phẳng này sẽ sinh ra ứng suất cục bộ, để giảm ứng suất này cố gắng sao cho r càng nhỏ càng tốt: Có ba ẩn mdt, r, và b do vậy cần phải chọn trước hai ẩn và ẩn còn lại được xác định từ biểu thức cân bằng: Û Þ . Hình 3.2 Cân bằng động cơ V6 theo phương pháp phân dãy Mô men do đối trọng sinh ra ở hàng xy lanh bên trái và bên phải có cùng trị số, cùng phương nhưng ngược chiều với mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một của hàng xy lanh bên trái và bên phải. Vì vậy mô men tổng do đối trọng sinh ra ở hàng xy lanh bên trái và bên phải triệt tiêu với mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một. Với sơ đồ cân bằng như hình 3.2 thì được cân bằng hoàn toàn, nhưng có nhược điểm là kết cấu quá phức tạp (do phải lắp đặt đối trọng trên bốn trục phụ o1, o2, o3, o4), vì vậy để khắc phục nhược điểm này (giảm số lượng trục phụ) ta có thể bố trí lại sơ đồ cân bằng bằng cách thay thế cặp đối trọng lắp trên hai cặp trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) bởi cặp đối trọng lắp trên hai trục phụ khác o13 và o24 quay cùng chiều với hai cặp trục phụ (o1,o3) và (o2,o4), khối lượng và vị trí của đối trọng lắp trên trục phụ thay thế o13 và o24 được xác định theo nguyên tắc: mô men lực quán tính do đối trọng sinh ra trên trục phụ o13 và o24 phải có cùng trị số, phương và chiều với tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) sinh ra. Thay thế hai trục phụ o1 và o3: Do trục phụ o1 và o3 quay cùng chiều quay trục khuỷu với tốc độ góc w, và vị trí tương đối giữa hai cặp đối trọng lắp trên trục phụ và o1 và o3 bằng hằng số, do vậy tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o3 sinh ra có thể quy về mô men lực quán tính do đối trọng khác có khối lượng là mdt13 quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b lắp trên một trục phụ khác o13 nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu quay với tốc độ góc w (cùng chiều quay với trục o1 và o3). Khối lượng và vị trí của đối trọng lắp trên trục phụ o13 được xác định theo nguyên tắc: (3.1) Đối trọng lắp trên trục o1 và o3 luôn cùng phương và cùng chiều, tức là đối trọng quay trong mặt phẳng C luôn lêch 2100 và đối trọng quay trong mặt phẳng D luôn lệch 300 so với khuỷu trục thứ nhất, mặt phẳng tác dụng của mô men tổng luôn hợp với phương của khuỷu trục thứ nhất và thứ ba góc 300, do vậy để đảm bảo nguyên tắc (3-1) khi thay thế hai trục phụ o1 và o3 bởi một trục phụ khác o13, thì vị trí và khối lượng cặp đối trọng (mdt13) lắp trên trục o13 được xác định như sau: Khi pít tông xy lanh thứ nhất hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên thì đối trọng quay trong mặt phẳng C lêch 2100, đối trọng quay trong mặt phẳng D lêch 300 so với khuỷu trục thứ nhất, trục phụ o13 quay cùng chiều với trục khuỷu với tốc độ góc w nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu. Có ba ẩn b, mdt13 và r do vậy cần phải chọn trước hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng. Hình 3.3 Thay thế đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o3 bởi đối trọng lắp trên trục phụ o13 Þ Þ Để kết cấu đơn giản và không gây ra ứng suất cục bộ trong khoảng từ mặt phẳng chứa đường tâm trục khuỷu và song song với mặt phẳng chứa trục phụ o13 và đối trọng m13 ta có thể dùng cặp đối trọng đặt trực tiếp trên phương kéo dài của má khuỷu mà không phải dùng trục phụ, để đảm bảo nguyên tắc (3-1) có hai cách đặt đối trọng trên trục khuỷu. Cách 1: Đặt cặp đối trọng có khối lượng mdt13 cách tâm quay trục khuỷu là r lệch 300 so với phương kéo dài của má khuỷu thứ nhất và lệch -300 so với phương kéo dài của má khuỷu thứ ba (cùng chiều quay trục khuỷu góc có trị số là dương, ngược chiều quay trục khuỷu góc có trị số là âm). Có hai ẩn mdt13 và r, do vậy phải chọn trước một ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng. Þ Û Þ Hình 3.4 Thay thế đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o2 bởi cặp đối trọng lệch 300 trên phương kéo dài của má khuỷu thứ 1và thứ 3 Cách 2: Trên phương kéo dài của má khuỷu đặt cặp đối trọng có khối lượng là mdt13 cách tâm quay trục khuỷu là r. Có hai ẩn mdt13 và r, cần phải chọn trước một ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng. Û Û Þ Hình 3.5 Thay thế đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o3 bởi cặp đối trọng đặt trên phương kéo dài của má khuỷu Thay thế hai trục phụ o2 và o4: Do trục phụ o2 và o4 quay ngược chiều quay trục khuỷu với tốc độ góc , vị trí tương đối giữa hai cắp đối trọng lắp trên trục phụ o2 và o4 bằng hằng số do vậy tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ o2 và o4 sinh ra có thể quy về mô men lực quán tính do cặp đối trọng có khối lượng là mdt24 quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b lắp trên một trục phụ khác o24 nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu quay với tốc độ góc -w. Khối lượng và vị trí của đối trọng được xác định theo nguyên tắc: (3.2) Khi pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở vị trí điểm chết trên thì đối trọng quay trong mặt phẳng C lắp trên trục o2 luôn lệch 2100, và o4 so với phương của khuỷu trục thứ nhất (theo chiều ngược chiều quay trục khuỷu), do vậy góc giữa hai mặt phẳng chứa đối trọng lắp trên trục o2 và o4 là 2g, để đảm bảo nguyên tắc (3.2) thì khối lượng cặp đối trọng mdt24 đặt trên trục phụ o24 xác định từ biểu thức cân bằng: Hình 3.6 Mô men lực quán tính của đối trọng trên trục phụ o2 và o4 Có ba ẩn b, mdt24 và r do vậy cần phải chọn trước hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Þ . Vị trí của cặp đối trọng trên trục phụ o24 quay trong mặt phẳng C khi pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên được bố trí như sau: Khi g<900: Đối trọng quay trong mặt phẳng C được bố trí trên trục phụ o24 lệch góc so với phương của đường tâm hàng xy lanh bên trái theo chiều quay của trục phụ o24 (ngược chiều quay trục khuỷu). Đối trọng quay trong mặt phẳng D bố trí ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Hình 3.7 Thay thế cặp đối trọng lắp trên trục phụ o2 và o4 bởi cặp đối trọng lắp trên trục phụ o24 khi g<900 Kết hợp một trong hai phương án thay thế trục phụ (o1,o3) với phương án thay thế trục phụ (o2,o4) được sơ đồ cân bằng Mj1 như sau: TA Có g<900: Phương án 1: Hình 3.9 Phương án 1- sơ đồ lắp đặt đối trọng cân bằng Mj1 khi g≤900 Phương án 2: Hình 3.10 Phương án 2- sơ đồ lắp đặt đối trọng cân bằng Mj1 khi g≤900 : Nhận xét: Cân bằng Mj1 bằng cách dùng đối trọng đặt trên phương kéo dài của má khuỷu và trên một trục phụ có kết cấu đơn giản so với phương án khi ta phải sử dụng bốn trục phụ, nhưng vẫn không khắc phục được ứng suất cục bộ (mô men xoắn) trong khoảng từ mặt phẳng chứa trục khuỷu và song song với mặt phẳng chứa trục phụ o24 và đối trọng lắp trên trục phụ o24 đến mặt phẳng chứa trục phụ o24 và đối trọng lắp trên trục phụ o24 , ứng suất cục bộ này có trị số bằng không ứng với góc a mà cặp đối trọng lắp trên trục phụ o24 nằm trên phương thẳng đứng. Để giảm ứng suất cục bộ thì cố gắng bố trí trục phụ o24 càng gần trục khuỷu càng tốt. Cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai Mômen lực quán tính cấp hai hàng xy lanh bên trái . Để cân bằng ta dùng đối trọng có khối lượng mdt lắp trên hai trục phụ o1 và o2 quay với tốc độ góc đặt trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm hàng xy lanh bên trái và cách đều trục khuỷu, các đối trọng quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b, khi vị trí pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên thì các đối trọng quay trong mặt phẳng C lệch 1500 so với phương của đường tâm tâm hàng xy lanh hàng bên trái (theo chiều quay của trục phụ), đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Với kết cấu như vậy thì mômen do đối trọng sinh ra sẽ tác dụng trong hai mặt phẳng chứa hai trục phụ o1 và o3 và song song với đường tâm hàng xy lanh bên trái, do vậy trong khoảng giữa hai mặt phẳng này sẽ sinh ra ứng suất cục bộ, để giảm ứng suất này cố gắng sao cho r càng nhỏ càng tốt: Có ba ẩn mdt, r, và b do vậy cần phải chọn trước hai ẩn và ẩn còn lại được xác định từ biểu thức cân bằng: Û Þ Mômen lực quán tính cấp hai hàng xy lanh bên phải Để cân bằng ta dùng đối trọng có khối lượng mdt lắp trên hai trục phụ o3 và o4 quay với tốc độ góc đặt trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm hàng xy lanh bên phải và cách đều trục khuỷu, các đối trọng quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b, khi vị trí pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên thì các đối trọng quay trong mặt phẳng C lệch so với đường tâm xy lanh hàng bên phải (theo chiều quay của trục phụ trị số của góc là dương, ngược chiều quay trục phụ trị số của góc là âm), đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Với kết cấu như vậy thì mômen do đối trọng sinh ra sẽ tác dụng trong hai mặt phẳng chứa hai trục phụ o3 và o4 và song song với đường tâm hàng xy lanh bên phải, do vậy trong khoảng giữa hai mặt phẳng này sẽ sinh ra ứng suất cục bộ, để giảm ứng suất này cố gắng sao cho r càng nhỏ càng tốt: Có ba ẩn mdt, r, và b do vậy cần phải chọn trước hai ẩn và ẩn còn lại được xác định từ biểu thức cân bằng: Û . Figure 2 Hình 3.13 Sơ đồ lắp đặt đối trọng cân bằng Mj2 động cơ V6 xy lanh theo phương pháp phân dẫy Mô men do đối trọng sinh ra ở hàng xy lanh bên trái và bên phải có cùng trị số, cùng phương nhưng ngược chiều với mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai của hàng xy lanh bên trái và bên phải. Vì vậy mô men tổng do đối trọng sinh ra ở hàng xy lanh bên trái và bên phải triệt tiêu với mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai. Với sơ đồ cân bằng như hình 3.12 thì Mj2 được cân bằng hoàn toàn, nhưng có nhược điểm là kết cấu quá phức tạp (do phải lắp đặt đối trọng trên bốn trục phụ o1, o2, o3, o4), vì vậy để khắc phục nhược điểm này (giảm số lượng trục phụ) ta có thể bố trí lại sơ đồ cân bằng Mj2 bằng cách thay thế cặp đối trọng lắp trên hai cặp trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) bởi cặp đối trọng lắp trên hai trục phụ khác o13 và o24 đặt trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu quay cùng chiều với hai cặp trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) với tốc độ góc là , khối lượng và vị trí của đối trọng lắp trên trục phụ thay thế o13 và o24 được xác định theo nguyên tắc: mô men lực quán tính do đối trọng sinh ra trên trục phụ o13 và o24 phải có cùng trị số, phương và chiều với tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) sinh ra. Thay thế hai trục phụ o1 và o3: Do trục phụ o1 và o3 quay cùng chiều quay trục khuỷu với tốc độ góc w, và vị trí tương đối giữa hai cặp đối trọng lắp trên trục phụ và o1 và o3 bằng hằng số, do vậy tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o3 sinh ra có thể quy về mô men lực quán tính do đối trọng khác có khối lượng là mdt13 quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b lắp trên một trục phụ khác o13 nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu quay với tốc độ góc 2w (cùng chiều quay với trục o1 và o3). Khối lượng và vị trí của đối trọng lắp trên trục phụ o13 được xác định theo nguyên tắc: (3-3) Đối trọng lắp trên trục o1 và o3 luôn lệch nhau góc g, tức là góc hợp bởi mô men lực quán tính do đối trọng lắp trên trục phụ o1 và đối trọng lắp trên trục phụ o3 là g, do vậy để đảm bảo nguyên tắc (3-3) khi thay thế cặp trục phụ o1 và o3 bởi một trục phụ khác o13, thì vị trí và khối lượng cặp đối trọng (mdt13) lắp trên trục o13 được xác định như sau: Khi pít tông xy lanh thứ nhất hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên thì đối trọng quay trong mặt phẳng C lệch so với khuỷu trục thứ nhất (phương của đường tâm hàng xy lanh bên trái), đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C, trục phụ o13 quay cùng chiều với trục khuỷu với tốc độ góc 2w nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu. Hình 3.14 Mô men lực quán tính do đối trọng sinh ra trên trục phụ o1 và o3 Có ba ẩn b, mdt13 và r do vậy cần phải chọn trước hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức cân bằng: Þ Hình 3.15 Thay thế đối trọng lắp trên trục phụ o1 và o3 bởi đối trọng lắp trên trục phụ o13 Thay thế hai trục phụ o2 và o4 Do trục phụ o2 và o4 quay ngược chiều quay trục khuỷu với tốc độ góc , vị trí tương đối giữa các cặp đối trọng bằng hằng số, do vậy tổng mô men lực quán tính do cặp đối trọng lắp trên trục phụ o2 và o4 sinh ra có thể quy về mô men lực quán tính do cặp đối trọng có khối lượng là mdt24 quay với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b lắp trên một trục phụ khác o24 nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và cách đều trục khuỷu quay với tốc độ góc -2w. Vị trí và khối lượng của đối trọng được xác định theo nguyên tắc: (3-4) Vị trí tương đối cặp đối trọng lắp trên trục o2 và o4 luôn lệch góc , để đảm bảo nguyên tắc (3-4) thì khối lượng và vị trí cặp đối trọng mdt24 đặt trên trục phụ o24 xác định từ biểu thức cân bằng: Có ba ẩn b, mdt24 và r do vậy cần phải chọn trước hai ẩn, xác định ẩn còn lại từ biểu thức: Hình 3.16 Mô men do đối trọng sinh ra trên trục phụ o2 và o4 Þ Vị trí của cặp đối trọng trên trục phụ o24 quay trong mặt phẳng C khi pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên được bố trí như sau: Khi g>600: Đối trọng quay trong mặt phẳng C được bố trí trên trục phụ o24 lệch góc so với phương của đường tâm xy lanh hàng bên trái theo chiều quay của trục phụ (ngược chiều quay trục khuỷu). Đối trọng quay trong mặt phẳng D bố trí ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Hình 3.18 Thay thế cặp đối trọng lắp trên trục phụ o2 và o4 bởi cặp đối trọng lắp trên trục phụ o24 khi g>600 Kết hợp với phương án thay thế trục phụ (o1,o3) và (o2,o4) được sơ đồ cân bằng Mj2 như sau: Hình 3.20 Sơ đồ lắp đặt đối trọng cân bằng Mj2 khi g>600 Nhận xét: Cân bằng Mj2 bằng cách dùng cặp đối trọng lắp trên hai trục phụ o13 và o24 có kết cấu đơn giản so với phương án khi ta phải sử dụng bốn trục phụ, nhưng có nhược điểm là vẫn không khắc phục được ứng suất cục bộ gây ra trong khoảng giữa hai mặt phẳng chứa hai trục phụ o13 và o24 và song song với mặt phẳng tác dụng . Tính toán cân bằng một số động cơ V6 xy lanh thông dụng Tính toấn cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một Để cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp một, dùng cặp đối trọng đặt trên phương kéo dài của má khuỷu và cặp đối trọng lắp trên trục phụ o24. Có hai phương án đặt cặp đối trọng đặt trên phương kéo dài của má khuỷu. Đặt cặp đối trọng lệch 300 so với phương kéo dài của má khuỷu thứ nhất và thứ ba và cách tâm quay của trục khuỷu là r. Khối lượng đối trọng là: Đặt cặp đối trọng trùng phương kéo dài của mỗi má khuỷu và cách tâm quay trục khuỷu là r. Khối lượng của đối trọng là: Đối trọng đặt trên trục phụ o24 quay ngược chiều quay của trục khuỷu với bán kính là r trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b:có khổi lượng là: Góc lệch của đối trọng quay trong mặt phẳng C so với phương đường tâm hàng xy lanh bên trái đặt trên trục phụ o24 khi pít tông xy lanh thứ nhất hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên là : Ta có: . Đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Kết quả tính toán trị số khối lượng mdt24 và góc lệch của đối trọng đặt trên trục phụ o24 đối với một số động cơ V6 xy lanh thông dụng được xác định trong bảng (3.1) Figure 3 Hình 3.21 Cân bằng mô men lực quán tính cấp một. động cơ V6 xy lanh Tính toấn cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai Để cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai, dùng đối trọng quay với bán kính là r đặt trên hai trục phụ o13 và o24 quay ngược chiều nhau với tốc độ góc là , các đối trọng quay trong hai mặt phẳng C và D cách nhau là b. Khối lượng của đối trọng đặt trên trục phụ o13 quay với tốc độ cùng chiều quay trục khuỷu là: Khối lượng của đối trọng đặt trên trục phụ o24 quay với tốc độ ngược chiều quay trục khuỷu là: Góc lệch và của đối trọng quay trong mặt phẳng C so với phương đường tâm hàng xy lanh bên trái theo chiều quay trục phụ khi pít tông xy lanh thứ nhất của hàng xy lanh bên trái ở điểm chết trên là: Khi g>600: Đối trọng quay trong mặt phẳng D ngược chiều so với đối trọng quay trong mặt phẳng C. Kết quả tính toán trị số khối lượng mdt13, mdt24 và góc lệch , của đối trọng đặt trên trục phụ o13 và o24 đối với một số động cơ V6 xy lanh thông dụng được xác định trong bảng (3.1). Hình 3.22 Sơ đồ cân bằng mô men lực quán tính chuyển động tịnh tiến cấp hai động cơ V6 xy lanh

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doccan bang dong co.doc
Tài liệu liên quan