Судовой двухтактный двигатель с турбонаддувом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ледовательно,
.
Монтажный зазор в замке поршневого кольца определяется по формуле:
, (1.72)
где - минимально допустимый зазор в замке кольца во время работы двигателя;
и - коэффициенты линейного расширения материала кольца и гильзы цилиндра;
- приближенные значения температуры цилиндра, кольца и продувочного воздуха [2].
Следовательно, получаем значение монтажного зазора
Расчет поршневого пальца
Параметры поршневого пальца:
палец плавающего типа;
наружный диаметр пальца: ;
внутренний диаметр пальца: ;
длина пальца: ;
длина втулки шатуна: ;
расстояние между торцами бобышек: ;
материал поршневого пальца: .
Рисунок 1.13 - Схема нагружения поршневого пальца
Действительное максимальное давление:
.
Расчетная сила, действующая на поршневой палец:
газовая:
; (1.73)
.
инерционная:
, (1.74)
где ;
.
расчетная:
, (1.75)
где - коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца.
.
Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:
; (1.76)
.
Удельное давление пальца на бобышки:
; (1.77)
.
Напряжение изгиба в среднем сечении пальца:
, (1.78)
где - отношение внутреннего диаметра пальца к наружному.
.
Касательное напряжение среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:
; (1.79)
.
Наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации:
; (1. 80)
.
Напряжение овализации на внешней поверхности пальца:
в горизонтальной плоскости (рисунок 1.11,):
; (1. 81)
;
в вертикальной плоскости (рисунок 1.11,):
; (1.82)
.
Напряжение овализации на внутренней поверхности пальца:
в горизонтальной плоскости (рисунок 3.4,):
; (1.83)
.
в вертикальной плоскости (рисунок 1.11, ):
; (1.84)
.
Эпюры напряжений, действующих на палец и приводящих к его оволизации представлены на рис. 1.14.
Рисунок 1.14 - Эпюры напряжений от овализации пальца
Расчет стержня и верхней головки шатуна
Конструктивные размеры шатуна [2]:
- наружный диаметр сечения стержня шатуна,
- внутренний диаметр сечения стержня шатуна;
- наружный диаметр поршневой головки,
-внутренний диаметр поршневой головки.
Расчет стержня шатуна
Стержень шатуна работает в условиях пульсирующего цикла нагрузки.
Максимальное напряжение цикла определяется по формуле:
, (1.85)
где - коэффициент, соответствующий работе шатуна на сжатие;
- площадь среднего сечения стержня шатуна;
- максимальная сила давления газов, передаваемая через поршневой палец на шатун;
- сила инерции от массы поршневой группы.
Следовательно, получаем максимальное напряжение цикла
.
Минимальное напряжение цикла:
, (1.86)
где .
Тогда
.
Среднее и амплитудное напряжение определяется по формулам:
. (1.87)
. (1.88)
Запас прочности при асимметричном цикле:
, (1.89)
где - масштабный коэффициент;
- коэффициент,
- предел усталости от растяжения-сжатия при симметричном цикле;
- предел усталости при пульсирующем цикле.
Тогда коэффициент запаса прочности при асимметричном цикле равен:
.
Запас прочности должен быть не менее 1,8…2,0.
Проверим запас прочности также по пределу текучести:
. (1.90)
Расчет верхней головки шатуна
Рисунок 1.15
При расчете шатуна можно ограничиться определением относительного уменьшения диаметра верхней головки по формуле:
, (1.91)
где - сила инерции от массы поршневой группы;
- модуль упругости материала (сталь 40Г) шатуна;
- средний диаметр;
- момент инерции сечения верхней головки.
Тогда получаем, что
.
Величина не должна превышать .
Коленчатый вал.
Коренная шейка.
Коренные шейки нагружаются главным образом крутящим моментом, поэтому запас прочности оцениваем только по касательным напряжениям.
Рисунок 1.16 - Схема нагружения элементов КВ
Момент сопротивления кручению шейки КВ определяется по формуле:
, (1. 92)
где - диаметр коренной шейки.
Тогда
.
Максимальные и минимальные касательные напряжения подсчитываются по формулам:
(1.93)
где и - максимальное и минимальное значение крутящего момента.
Следовательно, получаем
Амплитудное и среднее значение касательных напряжений в цикле:
, (1.94)
. (1.95)
Определим коэффициент для ассиметричного цикла нагрузки:
, (1.96)
где - предел выносливости материала (сталь) на кручение при симметричном цикле;
- предел выносливости при пульсирующем цикле.
Следовательно,
.
Определяем запас прочности при асимметричном цикле нагрузки по формуле:
. (1.97)
Шатунная шейка.
1.5 Расчет масляной системы двигателя
Надлежащая смазка трущихся деталей двигателя имеет решающее значение для обеспечения его наиболее экономичной, надежной работы, а также для повышения срока службы двигателя.
Основное назначение системы смазки двигателя заключается в обеспечении минимального трения во всех механизмах, вымывание продуктов износа из пар трения, охлаждение. Кроме т?/p>