CHƯƠNG CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ 3.1 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG 3.2 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ XI LANH 3.3 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ KỲ HÀNG XI LANH 3.4 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ KỲ HÀNG XI LANH 3.5 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ KỲ HÀNG XI LANH 3.1 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG + Khi ĐC làm việc ổn định, lực mô men tác dụng lên bệ đỡ ĐC có phương, chiều trị số khơng đổi ĐC coi cân + Khi ĐC không cân bằng, lực mô men truyền qua gối tựa thay đổi làm cho ĐC bị rung chấn (làm bu lông đai ốc bị lỏng ra, số chi tiết bị tải, tốc độ mài mòn tăng, ảnh hưởng xấu đến người vận hành sử dụng) + Nguyên nhân gây cân bằng: tồn lực quán tính khối lượng chuyển động tịnh tiến chuyển động quay mơ men lực Ngồi ra, tồn mô men lật thay đổi liên tục phương, chiều trị số + Muốn ĐC cân bằng, phải thiết kế cho hợp lực Pj1, Pj2 , Pr tổng mô men chúng sinh mặt phẳng chứa đường tâm TK n ∑ P = ∑ m.R ω cos ϕ = j1 j=1 n = ∑ m.R ω λ cos 2ϕ = ∑P j2 j=1 n ∑ P = ∑ m R ω = K ∑M ∑M ∑M r j=1 n j1 = ∑ a.m.R ω cos ϕ = j=1 n j1 = ∑ a.λ.m.R ω cos 2ϕ = j=1 n K = ∑ a.m R ω = j=1 r a khoảng cách hai đường tâm xi lanh - Khơng có động cân tuyệt đối - Biện pháp tăng độ cân bằng: + Tăng số xi lanh + Lựa chọn thứ tự làm việc + Dùng đối trọng (3.1) Để đảm bảo tính cân q trình thiết kế, chế tạo, lắp ráp vận hành cần đảm bảo: - Đảm bảo trọng lượng nhóm piston ĐC phải - Trọng lượng truyền phải nhau, trọng tâm truyền phải giống - Trục khuỷu chi tiết quay cần cân tĩnh cân động trước lắp - Dung tích làm việc xi lanh phải giống nhau; cấu phối khí xi lanh điều chỉnh giống - Tỷ số nén hình dạng buồng cháy xi lanh phải giống - Góc đánh lửa sớm (góc phun sớm) xi lanh phải giống - Thành phần hỗn hợp công tác (ĐC xăng) lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình (ĐC diesel) phải giống 3.2 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ XI LANH + Cân động XL nhiều XL chủ yếu dùng biện pháp kết cấu để đạt tới điều kiện cân (3.1) + Trong động XL lực chưa cân bằng: - Pj1 Pj2 (tác dụng đường tâm XL, có trị số chiều phụ thuộc vào góc quay TK) Pj1= mj.R.ω2.cosα; Pj2 = mjRω2λcos2α - Pr (tác dụng đường tâm cổ khuỷu, chiều ly tâm, giá trị không đổi) Pr = mr.R.ω2 = const - Mô men lật MN (chiều ngược với mô men quay M, trị số thay đổi theo góc quay TK; MN = - T.R) Hình 3.1 Sơ đồ cân động xi lanh Nguyên lý cân Lanchestơ Trên trục O3 O4 quay với vận tốc ± ω đặt hai đối trọng mđ1 quay quanh trục với bán kính ρ1 Mỗi đối trọng gây lực quán tính Pđ1, Pđ1 phân thành thành phần Px1(nằm ngang) Py1 (// với đường tâm XL) Hai thành phần Px1luôn tự triệt tiêu Hai thành phần Py1 hướng + Điều kiện cân bằng: Pj1 = - 2Py1 hay: mj.R.ω2cosα = 2.mđ1.ρ1.ω2.cosα hay mj.R = 2.mđ1.ρ1 + Chọn trước mđ1 (khối lượng đối trọng) ρ1 (khoảng cách bố trí) để xác định tham số cịn lại Khi thiết kế hai trục O3 O4 thường bố trí hộp trục khuỷu Do hạn chế không gian nên thường chọn trước ρ1 + Lực quán tính CĐ tịnh tiến cấp 2: Pj2 cân theo nguyên tắc tương tự Trên trục O5 O6 quay với vận tốc ± 2ω đặt hai đối trọng mđ2 quay quanh trục với bán kính ρ2 + Các lực Px2 tự triệt tiêu không gây mô men phụ Hai thành phần Py2 trị số chiều + Điều kiện cân bằng: Pj2 = -2Py2 hay: mj R.ω2.λ cos2α = 2.mđ2.ρ2.(2ω)2.cos2α mj.R.λ = 8.mđ2.ρ2 + Chọn trước mđ2 (khối lượng đối trọng) ρ2 (khoảng cách bố trí) để xác định tham số lại + Do giá trị cực đại Pj2 nhỏ giá trị cực đại Pj1 khoảng lần (chính xác 1/λ lần) biến thiên với tân số cao nên để đơn giản kết cấu thường bỏ qua việc cân + Lực qn tính ly tâm PR có giá trị khơng đổi nên cân dễ dàng đối trọng mđr đặt phần kéo dài hai má khuỷu mđr.ρr.ω2 = mr.R.ω2 mđr.ρr = mr.R cần chọn trước tham số (mđr ρr) xác định giá trị tham số lại + Đối với động XL, để tăng độ đồng M x cần tăng kích thước khối lượng bánh đà + Nguyên tắc cân áp dụng cho việc cân ĐC nhiều xi lanh (bố trí hàng chữ V) Tuy nhiên công việc phức tạp nhiều + Cơ cấu cân kiểu Lanchestơ phức tạp tiêu hao nhiều cơng suất nên dùng ĐCĐT 3.3 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ KỲ HÀNG XI LANH 3.3.1 Cân động L4 Góc cơng tác 1800 cho thứ tự công tác – – – – – – Sơ đồ bố trí trục khuỷu cân động L4 Coi Pj1 Pj2 hướng lên, chiều cụ thể α định ΣPj1 = m jRω2 [ cosα+cos(α+540)+cos(α+180)+cosα ] = ΣPj1 =λm jRω2 [ cos2α+cos2(α+540)+cos2(α+180)+cos2α ] =4λm j Rω2 cos2α ΣPr = ΣM j1 = Pj1.a + Pj1.2a - Pj1.3a = ΣM j2 = ΣM r = Pr a + Pr 2a - Pr 3a = ... (ĐC diesel) phải giống 3. 2 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ XI LANH + Cân động XL nhiều XL chủ yếu dùng biện pháp kết cấu để đạt tới điều kiện cân (3. 1) + Trong động XL lực chưa cân bằng: - Pj1 Pj2 (tác dụng đường... tạp tiêu hao nhiều cơng suất nên dùng ĐCĐT 3. 3 CÂN BẰNG ĐỘNG CƠ KỲ HÀNG XI LANH 3. 3.1 Cân động L4 Góc cơng tác 1800 cho thứ tự công tác – – – – – – Sơ đồ bố trí trục khuỷu cân động L4 Coi Pj1 Pj2... Pj1.a + Pj1.2a - Pj1.3a = ΣM j2 = ΣM r = Pr a + Pr 2a - Pr 3a = Chỉ cần cân ΣPj2 đôi đối trọng dặt trục O5 O6 quay với tốc độ ± 2ω mục 3. 2 Có thể bỏ qua thành phần để đơn giản kết cấu Trên phần