VÝPOČET TORSNÍ SOUSTAVY S TLUMIČEM

VÝPOČET TORSNÍ SOUSTAVY S TLUMIČEM

následuje po výběru torsního tlumiče podobným způsobem jako bez tlumiče. Počítá se vlastní frekvence celé nezjednodušené soustavy , zjistí se tvary bezrozměrných výchylek a pomocí vynuceného kmitání se zjistí skutečná velikost torsní výchylky první hmoty (což je prstenec tlumiče). Ta umožní určení ostatních výchylek a lokalizaci jejich maximální ho rozdílu (kolem uzlu) pro stanovení smykového namáhání KH.

i  1,2,3,......n

n 1

4

3

2

Příklad šestiválcového motoru s resonančním tlumičem.

n 1

kt c1

c2

c3

cn 1

1  1  kt 1   2   c1 1   2   0  2  2  kt 1   2   c1  2  1   c2  2  3   0  3  3  c2 3   2   c3 3   4   0 ..........  n  n  cn 1  n   n 1   0 2013/2014

1….Prstenec tlumiče 2….skříň tlumiče 3….první válec

i   oi  e jt di  i  j   oi  e jt dt di  i   2   oi  e jt dt

 2  1   o1  c1  o1   o 2   j  kt  01   o 2 

 2   2   o 2  c1  o 2   01   c2  o 2   o 3   j  kt  02   01   2   3   o 3  c2  o 3   o 2   c3  o 3   o 4  ...........  2   n   on  cn 1  on   on1 

Pohonné jednotky II - SCHOLZ

1

Pro výpočet frekvencí vlastního kmitání použiji Holzerovu metodu, která je založena na postupné aproximaci vlastní frekvence a stanovení poměrných bezrozměrných amplitud (výchylek) jednotlivých hmot.  oi o1  a1  o1  1  o1 ai 

n 1

3

2

............  an  on o1

n 1

4

kt c1

c3

c2

i  1,2,3,......n

cn 1

 2  1  a1  c1 a1  a2   j  kt a1  a2  a1  1

a2

a3

a4

JEDNO UZLOVÉ an 1 1

DVU UZLOVÉ

2

2013/2014

 2  1  a1   2   2  a2  c2 a2  a3 

1 an

 2  1  a1   2   2  a2   2   3  a3  c3 a3  a4  .............. n



2

  i  ai  0

i


2

Pro výpočet poměrných výchylek použiji opět tabulku s tím, že poměrnou výchylku stanovím zvlášť (výpočet je odlišný od ostatních výchylek) . Použiji první rovnici

 1  a1  c1 a1  a2   j  k a1  a2  2

 2 1  a1  c1  a1  c1  a2  j  kt  a1  j  kt  a2 a2 c1  j  kt   a1 c1  j  kt    2  1  a1

 2  1  a1  a2  a1  c1  j  kt a2  a1 

a1  1 a2  a1 

 2  1  a1

c12    kt 

2

 2  1  a1   2   2  a2 a3  a2  c2 ...............  2  1  a1  .....   2   n 1  an 1 an  an 1  cn 1

 2  1  a1

c12    kt 

2

POZNÁMKA: pro silikonový tlumič platí obdobně, c1=0

a1  1 a2  a1 

  1  a1 kt

 2  1  a1   2  2  a2 a3  a2  c2 .................. 2013/2014


3

HOLZERROVA METODA Pro výpočet frekvencí vlastního kmitání je založena na postupné aproximaci vlastní frekvence a stanovení poměrných bezrozměrných amplitud (výchylek) jednotlivých hmot.  2  2   o 2  c1  o 2   01   c2  o 2   o 3 

 oi o1  a1  o1  1  o1

 2  n   on  cn 1  on   on 1 

............  an  on o1

 2 1   o1  c1  o1   o 2 

ai 

 2  3   o3  c2  o 3   o 2   c3  o 3   o 4  ...........

i  1,2,3,......n

Postupně sčítáme pohybové rovnice s dosazením ai (dělením o1 )

a1  1

 2  1  a1  c1 a1  a2 

 2  1  a1   2   2  a2  c2 a2  a3 

 2  1  a1 a2  a1  c1

 2  1  a1   2   2  a2   2   3  a3  c3 a3  a4  .............. n

2   i  ai  0 i

2013/2014

 2  1  a1   2   2  a2 a3  a2  c2 ...............  2  1  a1  .....   2   n 1  an 1 an  an 1  cn 1


4

Výchylka první hmoty torsní soustavy (prstenec tlumiče) s torsním tlumičem se vypočítá stejným způsobem jako výchylka první hmoty soustavy (řemenice) bez tlumiče. Rozdíl je v tom, že v rovnici přibude výraz zahrnující útlum tlumiče. z

t   01 

Součinitel tlumení pro tlumič

 M o   a z z 1

 z 2 2 1 k  a z  kt at    z 1 

kt  qt  S p  r 2  qt 

2    cd 1, 2

cd ………dynamická torsní tuhost

2    cd S p  r 2  1, 2

qt……….součinitel útlumu

at  a1  a2 ………….poměrné nakroucení tlumiče

2013/2014


5

PŘÍKLAD ÚČINNOSTI SILONOVÉHO TLUMIČE NA SNÍŽENÍ TORSNÍCH VÝCHYLEK Šesti válcový motor se zdvihovým objemem 6,8 dm3 (amplitudy torsních výchylek předního konce KH

2013/2014


6

BLOK VÁLCŮ, KLIKOVÁ SKŘÍŇ BLOK VÁLCŮ – tvoří kluznou plochu pístů (přímo nebo prostřednictvím vložek válců), zabezpečuje chlazení válcové jednotky, uložení hlav válců KLIKOVÁ SKŘÍŇ – zabezpečuje uložení KH, rozvodových kol, vačkového hřídele (u OHV), příslušenství (uvnitř olejového čerpadla, zvenčí pomocných agregátů, uložení apod.), předního a zadního víka, olejové vany. Současným standardem je společný odlitek bloku válců s klikovou skříní. Výjimkou je oddělený blok válců u vzduchem chlazených motorů. Určujícím parametrem z hledisek hmotnosti, rozměrů a namáhání je rozteč válců. • Řadové motory – minimální rozteč válců lmin je určena dimenzováním můstku mezi vývrty válců (těsnost, tuhost). Závisí na volbě a provedení hlav a vložek válců, na průměru válce D: Provedení vložek válců: suché…….tenké vložky jsou po celé délce zalisované, nebo zalité v bloku válců mokré…..vložky jsou vložené do bloku válců a jejich vnější povrch se stýká s chladící kapalinou lmin  1,07  D ……………… hlava válců je vcelku (standard u rozvodů OHC), suché vložky lmin  1,1  D …………….. hlavy válců jsou samostatné pro každý válec, suché vložky

lmin  1,25  1,28  D ……….pro mokré vložky (v současnosti od D>110 mm) • Vidlicové motory – ojnice jsou obvykle na klikovém čepu KH uloženy vedle sebe, pak pro minimální rozteč je určující dimenzování KH a ložisek 2013/2014


7

BLOK VÁLCŮ, KLIKOVÁ SKŘÍŇ

HLAVA VÁLCŮ

Blok válců obvykle spolu s klikovou skříní odléváme ze šedé litiny, nebo u menších motorů ze slitin hliníku. Konstrukce a technologie musí zabezpečit , vedle požadavků pevnosti a tuhosti, i tribologické vlastnosti kluzné plochy pro vedení pístů (monolitické prov.). ŠEDÁ (NEBO VERMIKULÁRNÍ) LITINA se používá v provedeních: a) MONOLITICKÉ – jednoduchá konstrukce se používá obvykle jen s tepelným zpracováním povrchu válců proti opotřebení b) HETEROGENNÍ – suché vložky tenkostěnné z oceli (tl.2-3mm), dnes ojediněle u starších konstrukcí - mokré vložky (vložené, výměnné) u větších motorů s vrtáním větším než 110 mm, samostatný vložený válec umožní volit legovanou litinu a specielní technologii pro zlepšení tribologických vlastností. Konstrukční řešení je však náročné na tolerance styčných ploch s blokem válců pro zabezpečení těsnosti chladící kapaliny a deformací vývrtu válce. Dva druhy uložení válce za: - horní nákružek (visící) 2013/2014

TĚSNĚNÍ

Přesah 0,03-0,06mm

VLOŽKA

Shodné, lisované uložení

BLOK

Výška nákružku vložky kompromis: deformace-chlazení

Omezení deformací vložky: -hluboko zapuštěné šrouby -nálitky svázané žebrem Tloušťka stěny 0,06 D deformace, kavitace Uložení H/g Těsnící kroužky z odlišných materiálů: Odolnost kapalině a oleji

Příklad s uložením za horní kroužek


8

DRUHY ULOŽENÍ MOKRÉ VLOŽKY za horní nákružek

za dolní nákružek

Uložení za dolní nákružek (stojící). Výhodou je lepší chlazení nejteplejší horní partie vložky, jednodušší odlitek bloku válců, Nevýhodou je deformace způsobená velkou sevřenou výškou (bylo upuštěno od této konstrukce). Dříve používáno u motorů Saurer, Fiat, Škoda.

2013/2014


9

ULOŽENÍ MOKRÉ VLOŽKY ZA HORNÍ NÁKRUŽEK - PŘÍKLAD

2-5mm

Délka vložky 2-5mm od spodního obrysu PČ (píst je v D.Ú.) Chladící prostor válce končí u polohy pístních kroužků pístu v D.Ú. Dnes obvykle zkrácen k poloze 1. PK.

2013/2014


10

MOKRÁ VLOŽKA S HORNÍM NÁKRUŽKEM – PŘÍKLAD Výhodou je jednodušší odlitek bloku válců a naprosto jednoduchý odlitek, rotačně symetrický, vložky válce s legovaného materiálu (odlišný od bloku válců). Legovaná litina, odstředivě litá: P (do 0,8%) snižuje opotřebení Cr (1-3%) tvrdost 300 HB Si (5%) tvrdost 400HB ( normální šedá litina 170-200HB) Kluzná plocha vložky se křížově honuje pod úhlem 60-90° Pro usnadnění záběhu se povrch kluzné plochy upravuje fosfátováním

2013/2014


11

DEFORMACE válcové plochy je odlišná ve volném stavu (vložená do válce) a v předepnutém stavu (po utažení hlavy válců hlavovými šrouby)

VOLNÝ

PŘEDEPNUTÝ

MIKROGEOMETRIE kluzné plochy (opracování křížovým honováním ): Ra= 0,5-2,0 m Rt = 6-15 m se změní po záběhu nebo speccielní technologii Planteau-Honung (plošinkové honování) – srážení břitů brusným kamenem Ra=0,4-1,0 m

2013/2014


12

VÝPOČET TORSNÍ SOUSTAVY S TLUMIČEM

Recommend Documents