Двигатель автомобильный
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?авления газов при вспышке на режиме максимального крутящего момента PzM.
,
где Fx-x - площадь сечения "X - X" поршня, м2;п - площадь поршня, м2;п = м2.
.к - диаметр поршня по дну канавок.
м.' - площадь продольного диаметрального сечения масляного канала.
м2.
м2.
МПа ? [sсж] = 40 МПа.
[scж] = 40 МПа - допустимое нормальное напряжение сжатия для алюминиевых сплавов.
Напряжение разрыва в сечении "X - X" возникают от силы инерции возвратно-поступательно движущейся массы головки поршня с поршневыми кольцами, расположенными выше сечения "X - X" Pjгп
Расчетный режим: холостой ход с максимально допустимой угловой скоростью коленчатого вала wхх
, где
=0,01296 МН.
Здесь mгп- конструктивная масса головки поршня с кольцами, расположенная выше сечения "X - X", кг/м2;
, где mпг - конструктивная масса поршневой группы, принятая в динамическом расчете, кг/м2.
wхх= 1,4*weN - для карбюраторных двигателей, где weN - угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности, рад/с;= 0,0465 м- радиус кривошипа;
l = R/L=0,28 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, принятое в динамическом расчете;
МПа ? [sр] = 10 МПа.
[sр] = 10 МПа - допустимое напряжение растяжения для алюминиевых сплавов.
. Юбка поршня проверяется на износостойкость (давление) от максимальной боковой силы Рбок на режиме максимального крутящего момента.
,
где - расчетное давление на юбку поршня, МПа;
- максимальная нормальная боковая сила, действующая на стенку цилиндра, МН;
МН.
- высота юбки поршня, м;
МПа ? [sю] = 0,98 МПа.
=0,98 МПа - допускаемое давление на юбку поршня.
. Расчет поршневого пальца.
Материал пальца Сталь 12ХНВА.
Основные параметры (см. рис.2): di=0,026; dн=0,0169;lп=0,0818; lш=0,026; b=0,0279.
Максимальное напряжение в пальцах двигателей внутреннего сгорания имеет место на режиме максимального крутящего момента.
Газовая сила, передающаяся через палец от поршня на верхнюю головку шатуна:
МН,
где - давление газов при вспышке на режиме максимального крутящего момента, МПа;
- площадь поршня, м2.
Сила инерции поршневой группы, передающаяся на верхнюю головку шатуна:
0,00383 МН,
где - конструктивная масса поршневой группы, принятая в динамическом расчете, кг/м2;
- угловая скорость вращения коленчатого вала на режиме максимального момента, рад/с;- радиус кривошипа, м;
l = R/L - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, принятое в динамическом расчете.
Расчетные силы, действующие на палец во втулке верхней головки шатуна Pвг и в бобышках поршня Pбп (рис. 2):вг = Pг + Pjпг = 0,0518-0,00383 = 0,04797 МН,бп = Pг +Кп*Pjпг =0,0518-0,76*0,00383 = 0,048 МН,
где Кп = 0,76 - коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца.
3.4 Расчет поршневого пальца на прочность
Нормальные напряжения поперечного изгиба в опасном сечении в середине поршневого пальца
МПа.
Касательные напряжения от среза пальца в опасных сечениях, расположенных между бобышками и верхней головкой шатуна:
МПа.
Максимальная овализация (наибольшее увеличение горизонтального диаметра) подсчитывается для средней, наиболее нагруженной части пальца
мм.
В этих формулах
- отношение внутреннего диаметра пальца di к наружному dп.
Е - модуль упругости первого рода для материала пальца (для легированных сталей Е = 2,2 105 МПа);п - длина поршневого пальца, м;- расстояние между торцами бобышек поршня, м;вг - длина опорной поверхности поршневого пальца во втулке верхней головки шатуна, м;
[sи] = 250 МПа - допускаемое нормальное напряжение изгиба;
[tср] = 250 МПа - допускаемое касательное напряжение среза;
[Dd] = 0,04 мм - максимально допустимая овализация поршневого пальца.
3.5 Расчет давлений на поверхности пальца
Давление пальца на втулку верхней головки шатуна:
МПа ? [] = 60 МПа,
где [] = 60 МПа - допускаемое давление пальца в верхней головке шатуна.
Давление пальца на бобышки поршня:
МПа,
где []=30 МПа - допускаемое давление пальца в бобышках поршня.
. Расчет поршневого кольца.
Поршневое кольцо проверяется на поперечный изгиб как защемленная консоль, нагруженная распределенной нагрузкой по заданной эпюре от действия собственных сил упругости при установке кольца в цилиндр.
Среднее радиальное давление кольца на стенку цилиндра должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания при минимально возможных потерях на трение и незначительных износах самих колец и цилиндров.
МПа,
где Е = (1,0...1,2)105 МПа - модуль упругости первого рода для колечного чугуна;
А0- Зазор в замке поршневого кольца в свободном состоянии;- радиальная толщина кольца;- диаметр цилиндра.
По статистическим данным
= 25 при D= 93 мм,
= 3,5.
Рекомендуется иметь Рср = (0,14...0,4) МПа. Максимальное напряжение поперечного изгиба кольца - в рабочем состоянии:
МПа.
при надевании кольца на поршень:
МПа.
В этих формулах= 1,57 - коэффициент, зависящий от способа надевания кольца на поршень;
[] = 450 МПа - допускаемое напряжение изгиба для колечного чугуна.
Монтажный зазор в замке поршневого кольца в холодном состоянии:
мм.
здесь Dmin = 0,08 мм - минимально допустимый зазор в замке кольца при работе.
1/К - коэффициент линейного расширения материала поршневого кольца и гильзы цилиндра;
Тк, Тц - температуры соответственно кольца и цилиндра в рабочем состоянии. При жидкостном охлаждении Тк=(475...575)К, Тц=(385...390)К, при воздушном охлажден