 |
8 Дәріс. Қосиінді-бұлғақты механизмнің кинематикасы мен динамикасы
|
|
|
|
8 Дә ріс. Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің кинематикасы мен динамикасы
8. 1. Қ осінді-бұ лғ ақ ты механизмнің кинематикасы
Іштей жанатын қ озғ алтқ ыштардағ ы қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизм ө те кү рделі жағ дайда жұ мыс атқ арады. Оның бө лшектеріне тү сетін кү штер шамасларын да, бағ ыттарын да ү немі ө згертіп отырады. Соның салдарынан механизм бө лшектерінде сырттан тү сетін кү штерден басқ а ә ртү рлі бағ ытта ә сер ететін инерция кү штері пайда болады. Ондай кү штер қ озғ алтқ ышта жү мыс істеп беретін негізгі газдың қ ысым кү штеріне ө з ә серлерін тигізеді.
Іштен жанатын піспекті қ озғ алтқ ыштың қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмінің (Қ БМ) жү мыс сү лбесі 13-суретте кө рсетілген. Жалпы осы мақ сат ү шін қ олданылатын Қ БМ-нің екі тү рі болады. Олардың бір-бірінен айырмашылығ ы цилиндр ө сі мен иінді біліктің осьтерінің ө зара орналасуында. Егер цилиндр ө сі мен иінді білік ө сі бір тү зудің бойында орналасса, онда мү ндай механизмді дезаксиалсыз механизм деп атайды, ал керісінше сол екі осьтің аралығ ында алшақ тық болса, онда дезаксиалды механизм болады. 13-суретте дезаксиалсыз механизм кө рсетілген. Себебі осындай Қ БМ қ азіргі қ озғ алтқ ыштарда кө п таралғ ан.
Иінді біліктің иінінің бұ рылу бұ рышының ең алғ ашкы мә ніне (φ =0°) піспектің ЖӨ Н-де тұ рғ ан кезін қ абылдаймыз. Сонда ол бұ рыштың бірінші туындысы иінді біліктің айналу жылдамдығ ы болмак, яғ ни ω = dφ / dt. Піспектің ең ү лкен жолының ұ зындығ ы S ә рпімен белгіленді, ал оның уакыттың кез-келген кезіндегі ағ ынды мә ндері Sn – болып белгіленген. Оның да бірінші туындысы піспектің қ озғ алыс жылдамдығ ы болады, яғ ни ν п = d Sn / dt. Ал жолдың ең ү лкен мә ні S = 2r болады. Мұ ндағ ы r иінді білік иінінің радиусы. Осығ ан ұ қ сас бұ лғ ақ тың ұ зындығ ы l – деп белгіленген. Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің осы екі геометриялық тұ ракты ө лшемдерінің қ атнасы ө лшемсіз қ атнас λ болады. Сонда λ = r/l. Механизм кинематикасын талдау ү шін тағ ы да бір қ ажетті кө рсеткіш ол бұ лғ ақ тың цилиндр ө сінен бұ рылу бү рышы β. Бұ л бұ рыштың мә ні жоғ арыдағ ы айтылғ ан кинематикалық кө рсеткіштерге байланысты ө згеріп отырады.
|
|
|
13 сурет – Іштен жанатын піспкеті қ озғ алт-қ ыштың қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмінің кинематикалык сү лбеі
14 сурет – Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің шоғ ырланғ ан массасының сү лбесі
Қ осиінді-бұ лғ ақ ты механизмнің цилиндр ішінде жү ретін процесстерге ә серін тигізетін негізгі кинематикалық кө рсеткіштеріне піспектің жү ріс жолын (Sn), жылдамдығ ын (ν п) жә не ү деуін (jn) жатқ ызуғ а болады. Себебі осы кө рсеткіштерге байланысты қ озғ алтқ ыштың жұ мыс процесстері ә ртү рлі болуы мү мкін.
Піспектің жү ріс жолы. Піспектің жү ріс жолының ең ү лкен мә ні оның жоғ арғ ы жә не тө менгі ө лі нү ктелерінің ара қ ашық тығ ына тең болады, яғ ни АА" - нү ктелерінің аралығ ы (13 сурет). Бірақ бұ л қ ашық тық ты піспек жү ріп ө ткен кезде иінді біліктің айналу бү рышына (φ ) байланысты ә ртү рлі жылдамдық пен жү ріп ө теді, яғ ни оның уақ ытқ а байланысты, ағ ынды мә ндері тұ рақ ты болмайды. Сондық танда оның ағ ынды мә ндерін суреттегі сү лбеден мынандай ө рнекпен анық тауғ а болады:
|
|
|
Sn=OA-OA/ =r( 1 -cos φ ) +l( 1 - cos β ). (113)
Сонымен піспек жү ріс жолының ағ ынды мә ндері екі бұ рышқ а бірдей тә уелді екен. Ал есептеуге оң ай болуы ү шін сол бұ рыштардың (φ, β ) бір-біріне тә уелді заң дылығ ын анық тап, орнына қ ойсақ, сонда бір ғ ана бү рышқ а тә уелді жолмен Sп мә ндерін таба аламыз:
Sn = r ( 1 - соs φ ) + ( λ r/4) ( 1 - cos 2φ ). (114)
Піспек жылдамдығ ы. Піспектің жү ріс жолының ағ ынды мә ндерінің бірінші туындысын анық таймыз, сонда:
vn= d Sп/ dt = (dSn/dφ ) (dφ dt. ) = rω [sin φ +(λ /2)sin2φ ], (115)
мұ ндағ ы ω =dφ /dt – иінді біліктің айналу жылдамдығ ы.
Осы формуламен есептелген піспек жылдамдығ ының иінді біліктің бұ ралу бұ рышына қ атысты графигін тұ рғ ызуғ а болады. Сол графикке жү гінсек, оның жылдамдығ ы піспектің ө лі нү ктелерінде нольге тең болады. Ал ең жоғ арғ ы жылдамдық жү ріс жолының ортасынан ауытқ ып кетеді екен. Оны λ -қ атынасымен тү сіндіруге болады.
Кө бінесе қ озғ алтқ ыштарды салыстыру мақ сатымен піспек жылдамдығ ының орташа мә нін мына ө рнек бойынша есептейді
vп ор = 2S n /60 = r n / 15. (116)
Бұ л жылдамдық кө п болғ ан сайын піспектің тозуы да кө п болады. Сондық танда қ азіргі қ олданылып жү рген қ озғ алтқ ыштардағ ы піспектің орташа жылдамдығ ы шамамен 8÷ 15 м/сек болады.
Піспек ү деуі. Бұ л кө рсеткіш жылдамдық тың бірінші немесе жолдың екінші туындысы болады. Олай болса
jn = d vп/dt. = (dν η /dφ ) (dφ /dt) = rω 2 (cos φ + λ cos 2φ ). (117)
|
|
|
Ү деудің ү лкен мә ндері піспек жылдамдығ ы нольге тең болғ ан кезіне сә йкес, ал сол жылдамдық тың ең ү лкен мә нінде ү деу нольге тең еседі. Себебі бұ л кезде піспек жү ріс бағ ытын ө згертерде тоқ тайды да ү деу ең ү лкен мә ніне жетеді, ал піспек жылдамдығ ы ең ү лкен мә ніне жеткен кезде ү деу нольге тең есетін себебі одан ә рі қ арай ол ө зінің таң басын ө згертеді.
|
|
|
