hrvatski

Analiza titranja ventilske opruge

Za vrijeme rada motora opruga je na jednom svom kraju izložena periodičkom gibanju koje je određeno profilom brijega bregastog vratila. To periodičko gibanje predstavlja uzbudu koju je potrebno matematički opisati, a to nam omogućuje harmonijska analiza. U prvom dijelu rada je zbog toga provedena harmonijska analiza pomoću koje je podizaj teorijskog Kurz-ovog brijega rastavljen na niz sinusnih funkcija tj. harmonika. Na taj način dobiven je spektar amplituda harmonika koji nam pokazuje koji su harmonici relevantni za analizu gibanja ventilske opruge. Osim spektra harmonika harmonijskom analizom dobivene su i kružne frekvencije svakog od harmonika, te njihovi fazni pomaci za bregastim vratilom. U sklopu ove analize izvršena je usporedba podizaja, brzine i ubrzanja Kurz-ovog brijega dobivenih analitički s podizajem, brzinom i ubrzanjem koji su aproksimirani s određenim brojem harmonika. U drugom dijelu rada vrši se analiza gibanja ventilske opruge. U sklopu ove analize izložena je analogija titranja opruge sa titranjem prizmatičnog štapa prema [1] kako bi se došlo do matematičkih izraza koji opisuju gibanje opruge za vrijeme njenog titranja. Nadalje objašnjene su osnovne fizikalne veličine poput dinamičkog progiba i dinamičkog faktora pojačanja progiba za pojedine harmonike kao i ukupni progib određene točke opruge. U ovoj analizi također je objašnjeno kada dolazi do rezonantnog titranja opruge i uslijed kojih harmonika te se uvodi pojam rezonantne brzine vrtnje bregastog vratila kao osnovne veličine za proučavanje rezonantnog stanja. U trećem dijelu ovog rada pokazana je veza između harmonika podizaja brijega i vlastitih frekvencija titranja ventilske opruge. Značaj te veze pokazuje se prilikom određivanja rezonantnog stanja tj. situacije kada je frekvencija uzbudnog harmonika jednaka jednoj od vlastitih frekvencija titranja opruge. Budući da frekvencije uzbudnih harmonika možemo lako izračunati iz kružne frekvencije bregastog vratila, ostaje nam još da odredimo vlastite frekvencije opruge. U tu svrhu u članku se koristi analitička formula prema [1] (str. 8), i numerički rezultati koje daje programski paket I-DEAS. Izvršena je usporedba analitičkih i numeričkih rezultata te je pokazano o kojem faktoru ovisi vlastita frekvencija titranja opruge, te kakav utjecaj na nju imaju završetci opruge. Također je pokazano zašto se vlastita frekvencija opruge permanentno mijenja sa okretanjem bregastog vratila, a s tim u vezi razmotrene su i teškoće određivanja rezonantne brzine vrtnje bregastog vratila.

cilindrična zavojna opruga; rezonantna frekvencija; rezonantni harmonik

nije evidentirano