Конкретизація методики проектування елементів системи колінчастого вала для високообертового малолітражного дизеля
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133353Ключові слова:
високообертовий малолітражний дизель, колінчастий вал, крутильні коливання, силіконовий демпфер, критерії проектування, амплітуда, дотичні напруженняАнотація
Розвиток модельного ряду високообертових рядних малолітражних дизелів шляхом розробки шестициліндрової версії на базі вже доведеного чотирьохциліндрового тягне за собою зменшення жорсткості колінчастого вала. Це, в свою чергу, зменшує його надійність у результаті збільшення впливу крутильних коливань. Для оцінки цього впливу була проведена серія розрахунків з визначення амплітуд і дотичних напружень в системі колінчастого вала.
Для зменшення максимальних значень кутових амплітуд і дотичних напружень найбільш доцільним є застосування силіконового демпфера гасіння крутильних коливань. При його проектуванні необхідно враховувати такі конструктивні параметри, як ефективність гасіння та габаритні розміри.
В роботі було проведено розрахункове дослідження крутильних коливань з використанням відомого та досить простого методу розрахунку дійсних амплітуд і механічних напруг крутильних коливань колінчастого валу двигуна внутрішнього згоряння. Цей метод базується на основі чисельного розв'язання високорівневої системи нелінійних диференціальних рівнянь у вигляді моделі в просторі станів. У процесі визначення вихідних даних було запропоновано формулу для визначення жорсткості кривошипа колінчастого вала. Удосконалення відомої формули полягало у введенні коефіцієнту, що наближає значення, отримані за допомогою розрахунків, до отриманих експериментальним шляхом. Однак це уточнення є правомірним лише для колінчастих валів зі схожими параметрами кривошипів.
В процесі даного дослідження були обрані критерії, які використовуються при проектуванні елементів системи колінчастого вала. Це дало змогу, на основі даних критеріїв, визначити для дизеля, що проектується, наступні конструктивні характеристики: масовий момент інерції маховика демпфера, масовий момент інерції корпуса демпфера, а також діаметр та жорсткість носка колінчастого вала.
Проведення даного дослідження допомагає конкретизувати відому методику та створити науково-технічне забезпечення, що може бути використано при проектуванні дизелів зі схожими геометричними розмірами та форсованістю у майбутньомуПосилання
- Hiemesch, C., Honeder, J., Neuhauser, W., Stastny, J. (2011). The New BMW Six-Cylinder Diesel Engine. MTZ Worldwide, 72 (10), 36–41. doi: 10.1365/s38313-011-0099-9
- Píštěk, V., Novotný, P. (2005). Dynamics of in-line six-cylinder diesel engine with rubber damper. In 23rd CADFEM Users Meeting 2005. International Congress on FEM Technology. Bonn: CADFEM GmbH, 1–16.
- Blinov, A. D. et. al.; Paponov, V. S., Mineev, A. M. (Eds.) (2000). Sovremennye podhody k sozdaniyu dizeley dlya legkovyh avtomobiley i malotonnazhnyh gruzovikov. Moscow: NIC “Inzhener”, 332.
- Talebitooti, R., Morovati, M. (2014). Study on TVD parameters sensitivity of a crankshaft using multiple scale and state space method considering quadratic and cubic non-linearities. Latin American Journal of Solids and Structures, 11 (14), 2672–2695. doi: 10.1590/s1679-78252014001400007
- Jagiełowicz-Ryznar, C. (2016). The Impact of Complex Forcing on the Viscous Torsional Vibration Damper’s Work in the Crankshaft of the Rotating Combustion Engine. International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 21 (4). doi: 10.1515/ijame-2016-0063
- Gawande, S. H., Navale, L. G., Nandgaonkar, M. R., Butala, D. S., Kunamalla, S. (2012). Fault Detection of Inline Reciprocating Diesel Engine: A Mass and Gas-Torque Approach. Advances in Acoustics and Vibration, 2012, 1–6. doi: 10.1155/2012/314706
- Homik, W. (2011). Damping of torsional vibrations of ship engine crankshafts – general selection methods of viscous vibration damper. Polish Maritime Research, 18 (3). doi: 10.2478/v10012-011-0016-9
- Tamkhade, H. S., Kondhalkar, G. S. (2017). Theoretical and experimental validation of viscous torsional damper on turbocharged inline six cylinder engine. International journal of innovations in engineering research and technology, 4 (2), 59–72.
- Navale, V. R., Dhamejani, C. L. (2015). Torsional vibration in engine and use of viscous damper. International Journal of Advance Research and Innovative Ideas in Education, 1 (5), 428–432.
- Gricyuk, A. V., Revelyuk, I. S., Levchenko, D. V. (2017). Method of experimental and calculated determination of throw stiffness of crankshaft. Internal Combustion Engines, 1, 21–27. doi: 10.20998/0419-8719.2017.1.05
- Feese, T., Hill, C. (2009). Prevention of torsional vibration problems in reciprocating machinery. In Proceedings of the Thirty-Eight Turbomachinery Symposium. Houston, TX, 213–238.
- Prokhorenko, A. A. (2016). The method of calculating a variable form of torsional crankshaft oscillations. Internal Combustion Engines, 1, 14–19. doi: 10.20998/0419-8719.2016.1.03
- Goc, A. N. (2008). Krutil'nye kolebaniya kolenchatyh valov avtomobil'nyh i traktornyh dvigateley. Vladimir, 200.
- Goc, A. N., Drozdenko, A. N. (1986). Snizhenie urovnya krutil'nyh kolebaniy dvigatelya SMD-31. Problemy sovershenstvovaniya traktornyh i kombaynovyh dvigateley. Leningrad, 114–121.
- Gricyuk, A. V., Revelyuk, I. S., Savich, V. K., Vahrushev, V. I. (2016). A methodical approach to designing experimental setup to test the effectiveness of silicone torsional oscillation dampers. Internal Combustion Engines, 2, 25–32. doi: 10.20998/0419-8719.2016.2.05
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Fedor Abramchuk, Oleksandr Grytsyuk, Andrei Prokhorenko, Ivan Reveliuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
