18658

۱۸۶۵۸

طراحي بهيه ميل لنگ براي يك موتور سه سيلندر

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

شهريور ماه ۱۳۹۶

دكتر محمد حسن شجاعي فرد

دكتر ابوالفضل خلخالي

خودرو

ميل لنگ يكي از اجزاي مهم موتور است كه حركت خطي را به حركت دوراني تبديل مينمايد. ميل لنگ محوري است كه بر حسب تعداد پيستوني كه به آن وصل ميشود، لنگي دارد و داراي شكل فضايي خاصي است كه با توجه به تعداد لنگيهايش با يكديگر تفاوت ميكنند. ميل لنگ مورد بحث در اين پايان نامه 3 سيلندر است. يكي از مشكلات موتور سه سيلندر، عدم بالانس بودن آن ميباشد. در اين پايان نامه ضمن بررسي نيروها و گشتاورهاي حاصل از آنها، روشي براي ترازمندي موتور 3 سيلندر ارائه شده است. براي موتور سه سيلندر كه زاويه 120 درجه بين هريك از سيلندرها در حالت تعادل برقرار است، نيروهاي چرخشي و نيروهاي رفت و برگشتي اوليه و ثانويه خودترازمند هستند، اما گشتاورهاي حاصل بالانس نبوده و در نتيجه اين گشتاورها باعث ايجاد سروصدا در ياتاقانها ميشوند. براي از بين بردن اين موارد، شفتهاي تعادلي به بلوك سيلندر متصل ميشوند. اين شفتها و البته وزنههاي تعادلي كه بر روي ميللنگ نصب ميگردند باعث توازن گشتاورهاي فوق ميشوند. بالانس ديناميكي يك موتور چند سيلندر وابسته به برقراري معادلات استاتيكي و ديناميكي اجرام چرخشي و رفت و برگشتي به طور همزمان است. بنابراين، بررسي عددي بالانس ديناميكي بر روي ميل لنگ يك موتور سه سيلندر حائز اهميت است. ميل لنگ يك موتور سه سيلندر شبيه حرف Y است. به دليل اين شكل و ويژگي هندسي آن، بالانس ممان توليدي ناشي از نيروها دشوار ميشود و با عمليات بالانس نمودن يك موتور چهار سيلندر متفاوت است. بدين منظور بعد از بررسي اصول طراحي و بالانسينگ يك موتور چهار سيلندر، به ارائه راه حل براي توازن نيروها و گشتاورهاي وارد بر ميل لنگ سه سيلندر پرداخته خواهد شد. واژههاي كليدي: ميل لنگ سه سيلندر، طراحي بهينه، رفع نابالانسي، وزنه تعادلي

1397/01/21

4/10/2018 12:00:00 AM

Crankshaft is one of the main parts of an engine which transforms the reciprocating motion into the rotational motion. The crankshaft is an axis with several cranks, according to the number of cylinders attached to it, and has specific three dimensional geometries which differ with each other in the number of cranks. The crankshaft discussed in this thesis has three cylinders. One of the problems of the three-cylinder engine is lack of balance. In this thesis, while studying the forces and the related moments, a method for balancing three-cylinder engines is developed. For a three cylinder engine in stable condition with 1 20º angles between the cylinders, primary and secondary rotational and reciprocating forces are self-balancing, but resulted moments are not balanced, and therefore cause noise in bearings. To eliminate this, balancing shafts are attached to the cylinder block. These shafts, along with the counterweights attached to crankshaft, cause the aforementioned moments to become balanced. Dynamic balancing of a multi-cylinder engine depends on both static and dynamic equations of rotational and reciprocating masses to be satisfied concurrently. Thus, numerical analysis of dynamic balancing on the crankshaft of the three-cylinder engine is of high importance. The crankshaft of the three-cylinder engine resembles the letter Y. Because of this shape and its geometrical property, balancing of moments resulted from forces becomes awkward, and is different from balancing operation of a four-cylinder engine. Therefore, after studying the design and balancing principles of a four-cylinder engine, a solution will be suggested for balancing the forces and moments exerted on the three-cylinder crankshaft. Keywords: three cylinder crankshaft, optimized design, imbalance elimination, counterweight.