Уменьшение неравномерности вращения в зависимости от числа цилиндров

Кроме того, для тракторных двигателей величину момента инерции маховика корректируют с учетом трогания с места и разгона транспортного средства до определенной скорости. При этом считают, что эти параметры зависят от кинетической энергии маховика W_М, которая определяется как разность кинетических энергий при исходной частоте вращения n и начальной частоте вращения n₁, при которой работа двигателя устойчива.

. (13.4)

Значение n₁ обычно принимают 500…1000 мин^-1, а n = (1,5…2,5)n₁.

С другой стороны, приобретенная транспортным средством энергия равна

, (13.5)

где m_ТС – масса транспортного средства; V_ТС – скорость транспортного средства. Тогда

, (13.6)

где h_М и h_ТС – механические КПД двигателя и трансмиссии транспортного средства (h_М ×h_ТС = 0,75…0,9).

Скорость транспортного средства V_ТС связана с частотой вращения n₁ зависимостью

, (13.7)

где D_К – диаметр колеса (с учетом деформации шин) или начальный диаметр звездочки гусеничного движителя; i¢ – передаточное число трансмиссии. Тогда

. (13.8)

Маховики отливают из серых (СЧ18-СЧ30… СЧ35-СЧ45) и специальных чугунов, желательно перлитной структуры. При окружных скоростях на наружном радиусе, превышающих 100 м/с, применяют штампованные маховики из малоуглеродистой стали.

Расчет на прочность проводится определением нормальных напряжений от центробежных сил инерции при вращении коленвала

, (13.9)

где r – плотность материала маховика; D_М – наружный диаметр маховика. Учитывая сложную геометрию маховика, расчеты на прочность рекомендуют выполнять МКЭ. Допустимые напряжения [s_М]=110 МПа для чугунных и 200 МПа для стальных маховиков.

Маховики двигателей массового производства по международным стандартам подвергают выборочно проверке разгонными испытаниями на разрыв при частоте вращения n_р = (1,8…2,8)n_е.

На рис. 13.2, а представлен маховик быстроходного автомобильного двигателя. На обод маховика напрессовывается зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением подвергают балансировке. Маховик крепится к фланцу коленчатого вала болтами, при этом одно из крепежных отверстий смещается по окружности, что обеспечивает однозначное положение маховика относительно коленчатого вала. В некоторых случаях болты крепежные ввертываются непосредственно в коленчатый вал, при этом маховик фиксируется относительно коленчатого вала двумя штифтами. Элементы крепления маховика подвергают термической обработке и шлифованию. На рис. 13.2, б показан маховик двигателя воздушного охлаждения, используемый в качестве вентилятора. Для этого маховик имеет специальные лопатки, нагнетающие при вращении воздух для охлаждения цилиндров и головок цилиндров двигателя.