Введение к работе
Актуальность темы. Снижение виброактивности судовых механизмов в целях повышения их надежности и ресурса, а также уменьшения виброакустического воздействия на окружающую среду является одной из важнейших задач современного судового машиностроения.
Вибрация механизмов судовой энергетической установки, особенно в диапазоне низких частот, распространяется по фундаментам и корпусным конструкциям судна и оказывает неблагоприятное воздействие на людей. Наиболее вибрсактивными механизмами на судах, как правило, являются дизели.
В связи с последовательным ужесточением виброакустических требований на судах проблема снижения виброактивности судовых дизелей, в особенности широкораспространенных рядных высокооборотных дизелей, представляется весьма актуальной.
Цель работы. Разработка методики, позволяющей снизить виброактивность рядного высокооборотного дизеля ( ВОД ),обусловленную перекладками поршней в цилиндрах, за счет рационального выбора положения центра массы ( ЦМ ) шатуна в кривошипно-шатунном механизме (. КШМ ).
Для достижения данной цели решены следуюцие задачи-.
-
Разработка методики, позволяющей оценить влияние продольного и поперечного смещений ЦМ шатуна, а также деэакс&та цилиндра на виброактивность рядного ВОД, обусловленную перекладками поршня.
-
Исследование влияния вышеназванных параметров КШМ на изменение виброактивности ВОД на различных режимах его работы.
-
Разработка и реализация на персональной ЭВМ ( ПЭВМ ) алгоритмов, обеспечивающих возможность минимизации виброактивности ВОД путем варьирования дезаксажем цилиндра, продольным и поперечным смещениями ЦМ шатуна.
-
Оценка достоверности разработанной методики по результатам экспериментальных исследований влияния продольного и поперечного смещений ЦМ шатуна на виброактивность ВОД.
Б. Разработка рекомендаций по снижению виброактивности рядного ВОД на основании анализа результатов исследований.
Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы. Для динашіческого анализа КШ ВОД применен метод Даламбера. При разработке математической модели перекладки поршня в цилиндре двигателя использованы метод наименьших квадратов и модифицированный метод Ньютона. Предлагаемые в работе алгоритмы, обеспечивающие возможность минимизации виброактивности рядного ВОД, основаны на сеточном и квазиградиентном методах. Исследование влияния варьируемых параметров КПМ на виброактивность ВОД и поиск рацм, мапьного варианта КИМ выполнены методом вычислительного эксперимента на ПЭВМ. Для оценки достоверности разработанной методики результаты расчетной оценки сопоставлены с данными физического моделирования и натурно-экспериментального исследования
Научная новизна. Разработана методика, позволяющая оценить влияние продольного и поперечного смещений ЦМ шатуна, а также дезаксажа цилиндра не виброактивность ВОД, обусловенную перекладками поршня в цилиндре. Показано, что в качестве критерия последней целесообразно принимать относительную величину суммарной за цикл кинетической энергии ударов поршня. Получены зависимости принятого критерия виброактивности от продольного и поперечного смешений ЦМ шатуна, а также дезаксажа цилиндра применительно к ВОД 1410,5/13 для различных режимов его эксплуатации. Разработаны алгоритмы, обеспечивающие возможность минимизации виброактивности ВОД при варьировании упомянутыми параметрами КШ. Установлено, что целесообразное изменение последних позволяет уменьшать число и суммарную за цикл кинетическую энергию ударов поршня,что способствует снижению виброактивности ВОД.
Практическая ценность. В результате реализации на ПЭВМ разработанных алгоритмов и методики определены рациональные варианты КШ, позволяющие снизить виброактивность дизеля 14 10,5/13 с центральный и смещенным механизмами.
Создана и испытана опытная конструкция шатуна с изменяемым положением ЦМ, обеспечивающая снижение вибрации физической модели ВОД с центральным КШМ на 3.. .4 дБ.
Апробация работы. Основное содержание диссертации доложено на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов судостроительной промышленности "Научно-технические проблемы снижения вибрации и воздушного шума на судах" при ЦНИИ им.акад.А.Н.КрылоЪа ( Ленинград, 1988г. ), на 11 конфе-
ренции молодых ученых и специалистов "Научные проблема* современного машиноведения" при ЛФИМАШ АН СССР(Ленинград, 1988г.), на заседаниях кафедры судовых ДВС ( 1985-ІС89ГГ.) и кафедры судовой акустики ( 1987г. )ЛКИ, на НТК (1993г)в ТИТУ.
Структура и объем диссертации. Работа содеряит введение, пять глав, выводы, список литературы из 70 наименований, приложения и включает в себя 409 страниц текста, 24 рисунка , 6 таблиц.
