Motori s Unutarnjim Izgaranjem -Dinamika i Oscilacije- Ivan Filipovic

  • View
    627

  • Download
    11

Embed Size (px)

Text of Motori s Unutarnjim Izgaranjem -Dinamika i Oscilacije- Ivan Filipovic

MOTORI S UNUTARNJIM IZGARANJEM dinamika i oscilacije

Prof. dr. Ivan Filipovi MOTORI S UNUTARNJIM IZGARANJEM Dinamika i oscilacije Recenzenti: Prof. dr. Vlatko Doleek, Prof. dr. Boidar Nikoli, akademik DANU Prof. dr. Avdo Voloder Izdava: Mainski fakultet Sarajevo Za izdavaa: Prof. dr. Stjepan Mari Tira: 150 primjeraka Godina: 2007 tampa: GARMOND d.o.o. Sarajevo Odlukom Senata Univerziteta u Sarajevu br. 01-I-1964/06 od 13.12.2006 god. data je suglasnost da se knjiga MOTORI S UNUTARNJIM IZGARANJEM dinamika i oscilacije objavi kao univerzitetska knjiga.

CIP Katalogizacija u publikaciji Nacionalna i univerzitetska biblioteka Bosne i Hercegovine, Sarajevo 621.43(075.8) 621.3.029(075.8) FILIPOVI, Ivan Motori s unutarnjim izgaranjem : dinamika i oscilacije / Ivan Filipovi. Sarajevo : Mainski fakultet, 2007. - 223 str. : ilustr. ; 25 cm Bibliografija: str. 218-223. ISBN 978-9958-601-14-9 COBISS.BH-ID 15492102

UNIVERZITETSKA KNJIGA

Ivan Filipovi

MOTORI S UNUTARNJIM IZGARANJEM - dinamika i oscilacije -

Mainski fakultet u Sarajevu, 2007.

I

PREDGOVOR Motori s unutarnjim izgaranjem su toplotni strojevi koji hemijski vezanu energiju u gorivu pretvaraju u mehaniki rad u obliku obrtnog momenta na izlaznom djelu vratila motora. U elji da se zadri konkurentnost i pobolja efikasnost, motori s unutarnjim izgaranjem su proli, i jo uvijek prolaze kroz vrlo buran i intentzivan razvoj. Tako ve danas motori predstavljaju jedan vrlo sloen mehatroniki sistem gdje se veina procesa u motoru prati i kontrolie u cilju optimiranja odgovarajuih parametara motora. Jedan od sistema, koji ima vrlo bitnu ulogu u kreiranju parametara motora s unutarnjim izgaranjem je krivajni mehanizam motora, koji predstavlja grupu tzv. pokretnih djelova motora. Tu spadaju sljedei sklopovi: - klipna grupa (klip, klipni prstenovi, osovinica i osigurai) - klipnjaa sa kliznim leajevima u maloj i velikoj pesnici klipnjae - radilica motora sa protutegovima, zamajcem i elementima koji slue za pogon opreme motora (pumpa za ulje, razvodni mehanizam, itd.). Svi nabrojani djelovi i sklopovi su , u radu motora , izloeni visokim mehanikim i termikim optereenjima izrazito dinamikog karaktera. Zbog toga je vano, za kontrolu procesa u motoru, poznavanje dinamikih parametara krivajnog mehanizma motora, to se i razmatra u ovoj knjizi. Posebna panja je posveena torzionim oscilacijama radilice motora s unutarnjim izgaranjem, koje sa jedne strane predstavljaju realnu opasnost koja moe dovesti do zamora materijala i oteenja djelova motora, a u novije vrijeme se fenomen torzionih oscilacija sve vie koristi u procesima dijagnosticiranja parametara motora sa tzv. bezkontaktnim metodama. Knjiga je namjenjena studentima tehnikih fakulteta koji se bave izuavanjem motora i motornih vozila, studentima postdiplomskog studija i inenjerima, koji u svom radu rjeavaju preoblematiku vezanu za motore i motorna vozila. Materija u knjizi je izloena u dvije cjeline: - Kinematika i dinamika krivajnog mehanizma motora i - Torzione oscilacije krivajnog mehanizma, gdje se prva cjelina sastoji od etiri poglavlja a druga cjelina ima pet poglavlja. Na kraju knjige dat je zajedniki popis koritene literature u knjizi. U tekstu se nalazi i vei broj primjera prorauna dinamikih parametara krivajnog mehanizma, gdje su svi primjeri uzeti za realne motore sa unutarnjim izgaranjem , koji se koriste u praksi. Pored raunskih primjera u knjizi se nalazi niz podataka i preporuka za praktine proraune, koji su plod viegodinjeg rada i iskustva autora na projektovanju i konstrukciji krivajnih mehanizama motora s unutarnjim izgaranjem.

IIRukopis ove knjige recenzirali su prof. Dr Vlatko Doleekl, dipl. ing., Mainski fakultet Sarajevo, prof. Dr Boidar Nikoli, dipl. ing., Mainski fakultet Podgorica i prof. Dr Avdo Voloder, dipl. ing., Mainski fakultet Sarajevo i dali mi korisne sugestije na emu sam im veoma zahvalan. Takoe se zahvaljujem asistentima mr. Devadu Bibi, dipl. ing. i Almiru Blaeviu, dipl. ing. i saradniku Tihomiru Sokoloviu za pomo oko tehnike obrade knjige. tampanje ove knjige podrali su: Sliko d.o.o., epe; Crotehna d.o.o., Ljubuki; Croatia osiguranje d.d., Ljubuki; JU Struna organizacija Centar za vozila, iroki Brijeg i GMK d.d., Kakanj, na emu im se i ovom prilikom najljepe zahvaljujem.

Sarajevo, januar, 2007 god.

Autor

IIISADRAJ Spisak oznaka ...................................................................................... A. 1. 2. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.2 2.3 3. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 4. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.5.1 4.1.5.2 Kinematika i dinamika krivajnog mehanizma motora......................... Uvod .................................................................................................... Kinematika krivajnog mehanizma....................................................... Kinematske karakteristike prostog aksijalnog krivajnog mehanizma . Put klipa............................................................................................... Brzina klipa.......................................................................................... Ubrzanje klipa ..................................................................................... Kinematske karakteristike klipnjae.................................................... Kinematske karakteristike dezaksijalnog krivajnog mehanizma......... Kinematske karakteristike krivajnog mehanizma sa glavnom i veim brojem pomonih klipnjaa ................................................................. Dinamika krivajnog mehanizma.......................................................... Jednocilindrini motor......................................................................... Sile od pritiska gasova......................................................................... Inercione sile i momenti ...................................................................... Glavni vektor inercionih sila ............................................................... Glavni moment inercionih sila jednocilindrinog motora ................... Uravnoteenje inercionih sila i odgovarajuih momenata jednocilindrinog motora..................................................................... Uravnoteenje inercionih sila .............................................................. Uravnoteenje glavnog momenta inercionih sila jednocilindrinih motora.................................................................................................. Jednocilindrini motor sa dezaksijalnim krivajnim mehanizmom ...... Dvocilindrini V motor sa dvije klipnjae na jednom koljenu............ Dvocilindrini V motor sa glavnom i pomonom klipnjaom ............ Viecilindrini motori.......................................................................... Proraun inercionih sila X i Y i momenta Mz ....................................... Proraun momenta Mx i My od inercionih sila viecilindrinih motora.................................................................................................. Uravnoteenje inercionih sila i odgovarajuih momenata kod viecilindrinih motora ........................................................................ Uloga i proraun zamajca .................................................................... Stvarni efektivni obrtni momenat motora............................................ Momenat M'................................................................................. Momenat M" ........................................................................................ Momenat M"' ....................................................................................... Momenat M"" ...................................................................................... Polarni diagrami optereenja ............................................................... Sklop: velika pesnica klipnjae+letei leaj-letei rukavac radilice ... Sklop: glavni rukavac-leei leaj+blok motora ................................. V 1 1 1 2 3 5 7 8 10 13 16 16 16 18 21 26 28 28 32 33 34 37 39 43 47 51 55 56 56 59 62 64 74 74 77

IV4.2 B. 5. 6. 6.1 7. 7.1 7.1.1 7.1.2 7.2 7.2.1 7.2.2 7.3 7.3.1 7.3.2 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 8. 8.1 8.1.1 8.1.2 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 9. 9.1 10. Izbor zamajca....................................................................................... Torzione oscilacije krivajnog mehanizma motora .............................. Uvod .................................................................................................... Prevoenje realnog u tzv. ekvivalentni sistem oscilovanja ................. Uslovi prevoenja stvarnog na ekvivalentni torziono-oscilatorni sistem................................................................................................... Definisanje osnovnih parametara torzionooscilatonog sistema......... Momenti inercije koncentrisanih masa................................................ Moment inercije krivajnog mehanizma ............................................... Redukcija momenta inercije razgranatih sistema na linijske............... Redukovane duine i krutosti .............................................................. Eksperimentalno odreivanje redukovane duine i krutosti................ Raunsko odreivanje redukovane duine i krutosti ........................... Priguenja ............................................................................................ Vanjsko priguenje .............................................................................. Unutranje priguenje .......................................................................... Pobudni momenti................................................................................. Pobudni momenat od sile gasova ........................................................ Pobudni momenat od inercionih sila ................................................... Pri