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.
52 trang |
Chia sẻ: haohao89 | Lượt xem: 2300 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chỉ tiêu đánh giá độ cân bằng của động cơ dùng pít tông, để xem tài liệu hoàn chỉnh 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 m