Расчет авиационного звездообразного поршневого двигателя с воздушным охлаждением (прототип АИ-14)
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?нкостенный сосуд, подверженный давлению вспышки.
Фланец гильзы проверяется на изгиб от силы вспышки как балка, защемленная в стенке гильзы и нагруженная равномерно распределенной нагрузкой, приложенная по окружности, проходящей через оси шпилек.
Боковые и верхние дефлекторы, установленные комплектно на двигатель, образуют в плоскости цилиндра сплошное кольцо с желобком, в котором укладываются прокладка, герметизирующая кольцевую щель между дефлекторами двигателя и капотом самолета.
Поршни
Поршень двигателя внутреннего сгорания воспринимает давление газов и передает работу сил давления газов через шатун к коленчатому валу.
При этом поршень должен создавать в условиях высоких температур и давление максимально непроницаемую, перемещающуюся перегородку между изменяющимся объемом цилиндра и внешней средой.
Плотность стыка между поршнем и цилиндром необходима для предупреждения утечки газов в полость картера (утечка газов уменьшает экономичность работы двигателя и увеличивает нагрев поршня), а также для предупреждения попадания масла из картера в камеру сгорания (проникновения масла в камеру сгорания ухудшает работу системы зажигания двигателя, условие работы поршня из-за повышенного отложения нагара на днище и непроизводительно увеличивает расход масла).
Узел поршня состоит из поршня, поршневых колец пальца поршня и заглушек.
Поршни двигателя АИ-14 изготавливаются путем штамповки из алюминиевого ковкого сплава АК4.
Днище поршня снаружи плоское, но имеет две выборки предупреждающие возникновение удара поршня о зависший клапан выпуска или впуска.
На боковой поверхности поршня выполнены три канавки в верхнем поясе поршня и одна канавка в нижнем для установки поршневых колец.
В две верхние канавки устанавливаются газоуплотнительные хромированные кольца iилиндрической образующей, в третью и четвертую соответственно устанавливаются маслосборные и маслосбрасывающие кольца. В третьей и четвертой канавке просверлены радиальные отверстия, через которые масло, собранное кольцами, отводится в полость картера.
1.4 Кривошипно-шатунный механизм
Шатунно-кривошипный механизм звездообразного двигателя состоит из главного шатуна, комплекта прицепных шатунов, коленчатого вала и деталей, соединяющих все эти элементы.
Шатуны связывают возвратно и прямолинейно движущиеся поршни с вращающимся коленчатым валом.
На шатун действуют силы давления газов и силы инерции, передающиеся от поршня; в зависимости от положения коленчатого вала шатун работает либо на сжатие (в момент максимального давления газов в цилиндре), либо на растяжение (в начале хода всасывания).
На коленчатый вал действуют большое количество переменных по направлению и величине сил давления газов и силы инерции. Кроме того в коленчатом вале, как во всякой упругой системе, возникают напряжения от крутильных деформаций его, обусловленных переменными значениями крутящего момента.
В связи с большой напряженностью для изготовления коленчатых валов применяют высококачественные и легированные стали.
Шатунный механизм двигателя АИ-14 состоит из главного шатуна, восьми прицепных шатунов, восьми пальцев, соединяющих прицепные шатуны с главным шатуном, и деталей, служащих для фиксации пальцев.
Главный шатун состоит из стержня двутаврового сечения с полками, расположенными перпендикулярно плоскости качания и двух головок: поршневой и кривошипной, выполненных за одно со стержнем. Поверхность главного шатуна после изготовления тщательно полируется до полного удаления рисок от механической обработки.
В поршневую головку главного шатуна запрессовывается бронзовая втулка, которая контрится стопором на резьбе.
Прицепной шатун состоит из стержня двутаврового сечения с постоянным размером по длине, поршневой и кривошипной головок, выполненных за одно со стержнем.
Пальцы прицепных шатунов изготавливаются из стали марки 18ХНВА цилиндрическими и полыми.
Масло в кольцевую полость поступает через косое отверстие, совпадающее при сборке с отверстием главного шатуна, под давлением из зазора между втулкой главного шатуна и кривошипной шейки коленчатого вала.
На обоих торцах пальцев прицепных шатунов сделаны запилы, в которые входят выступающие упоры стопорных колец и тем самым фиксируют пальцы от осевых и радиальных перемещений в проушинах главного шатуна.
Из условий монтажа шатунного механизма коленчатый вал выполнен разъемным и состоит из передней и задней частей, кроме того, на нем монтируются противовесы.
Коленчатый вал лежит на трех подшипниках качения: на заднем - шариковом, среднем - роликовым и переднем - упорном шарикоподшипнике, устанавливаемом в передней крышке картера.
Передняя часть вала выполнена за одно целое с шатунной шейкой, которая своим задним концом входит в отверстие разрезного замка задней щеки и затягивается в нем стяжным болтом.
Передняя часть коленчатого вала включает в себя носок вала, переднюю щеку и шатунную (кривошипную) шейку.
Задняя часть коленчатого вала выполнена в виде щеки прямоугольного сечения, отштампованной за одно целое iилиндрическим хвостовиком, на который монтируется задний опорный шарикоподшипник и закрепляется гайкой, навертываемой на резьбу хвостовика.
При балансировке коленчатого вала, производящейся по специальной инструкции, дисбаланс устраняется путем подбора двух пробок соответствующего веса (в зависи