Двигатель автомобильный

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

) при полностью сжатой пружине:

м.

Длина полностью сжатой пружины:

.

Длина пружины при полностью закрытом клапане:

м,

где hкл - максимальный подъем клапана.

Длина свободной пружины:

м.

 

3.14 Расчет пружины на усталостную прочность

 

Материалом пружины является Сталь 50ХФА.

Максимальные и минимальные напряжения в поперечном сечении витка пружины:

МПа;

МПа.

Здесь l - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение напряжения по сечению витка. Для клапанных пружин автомобильных двигателей можно принять l=1,2.

Среднее напряжение (tm) и амплитуда (tа) цикла:

МПа;

МПа.

Запас прочности пружины:

.

Здесь t-1 = 400 МПа - предел усталости при кручении материала пружины (Сталь 50ХФА).

аt = 0,15 - коэффициент приведения данного цикла нагружения к равноопасному симметричному.

 

3.15 Проверка пружины на резонанс

 

Если отношение частоты собственных колебаний (wс) клапанной пружины к частоте вынужденных колебаний (wв) более 10, то резонанс отсутствует, т.е.

 

,

 

где Гц;

Гц.

Здесь d = 0,0038 м - диаметр проволоки;= 0,0279 м - средний диаметр пружины;р = 6,2 - число рабочих витков пружины;р.в = 3100 об/мин - частота вращения распределительного вала на режиме максимальной мощности.

, т.о. резонанс пружины при работе двигателя на номинальной мощности исключен ее конструктивными параметрами.

4. Расчет распределительного вала

 

Рис. 9 - Расчет распределительного вала

 

Материал распределительного вала Сталь 45.

Наибольшие нагрузки распределительный вал испытывает в момент открытия выпускного клапана на режиме максимальной мощности. При этом на него действуют сила предварительной затяжки пружины Рпр, сила инерции деталей клапанного механизма Pj1 и сила давления газов Рг, приведенные к толкателю:

МПа.

Здесь МПа,

где рц и рr - соответственно давление в цилиндре в момент открытия выпускного клапана и давление газов в выпускном коллекторе, МПа;

- площадь горловины выпускного клапана, м2.

МН - максимальная сила инерции клапанного механизма в начале подъема клапана.

Значение ускорения толкателя в начале подъема клапана для тангенциального кулачка:

м/с2.

Основным расчетом распределительного вала является расчет на жесткость, который заключается в определении стрелы прогиба под действием силы Рт.

м,

где а = 0,027 м и b = 0,088 м - расстояния от опор до точки приложения силы Рт;= 0,115 м - расстояние между опорами вала;р = 0,042 ми dip = 0,026 м - наружный и внутренний диаметры распределительного вала;

Е = 2,2105 МПа - модуль упругости первого рода для Стали 45.

Величина прогиба не должна превышать [fпр] = 0,02…0,05 мм.

 

4.1 Расчет системы смазки

 

. Расчет подшипников

Расчет подшипников скольжения на основе гидродинамической теории смазки заключается в определении минимально допустимого зазора между валом и подшипником, при котором сохраняется надежное жидкостное трение.

Расчет производится для режима максимальной мощности.

Среднее давление на шатунную шейку:

МПа.

Здесь = 2,0394 МПа/м2 - среднее относительное усилие на шатунную шейку, взятое из динамического расчета;

= 0,0068 м2- площадь поршня;

= 45 мм - ширина шатунного вкладыша;

= 59 мм - диаметр шатунной шейки.

Минимальная толщина слоя смазки при работе подшипника определяется следующим образом:

мм,

где = 10 - сСт кинематическая вязкость масла при рабочей температуре (100 0С);

=875 кг/м3 - плотность масла при рабочей температуре;

= 6200 об/мин - частота вращения коленчатого вала на режиме максимальной мощности, об/мин;

=0,75*10-3 - относительный зазор в подшипнике.

Величина критического слоя масла в подшипнике, при котором возможен переход жидкостного трения в сухое:

мм,

где = 0,0004 и = 0,0004 - высоты неровностей поверхностей шейки и вкладыша соответственно при чистовом полировании.

Коэффициент запаса надежности подшипника:

.

. Расчет масляного насоса

Расчет масляного насоса заключается в определении размеров его шестерен. Этому расчету предшествует определение циркуляционного расхода масла в системе, который, в свою очередь, зависит от количества отводимой теплоты в систему смазки.

В соответствии с данными теплового баланса современных автомобильных двигателей в систему смазки отводится (1,5%…3%) общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом.

кДж/с.

Здесь - максимальная мощность двигателя, кВт;

- значение эффективного к.п.д. двигателя, полученное в тепловом расчете.

Теоретический циркуляционный расход масла:

м3/с.

Здесь r = 900 кг/м3 - плотность масла при рабочей температуре;

С = 2,094 кДж/кгК - теплоемкость масла;

DТм = 10 К - повышение температуры масла при прохождении его через двигатель.

Для стабилизации давления масла в системе циркуляционный расход увеличивается:

м3/с.

Окружная скорость вращения шестерни насоса на внешнем диаметре не должно превышать 8 - 10 м/с из-за возможности возникновения кавитации и резкого снижения объемного коэффициента подачи насоса.

м/с,

где wн - угловая скорость шестерни насоса wн = wN, поскольку привод насоса осуществляется непосредственно от шестерни на коленчатом валу;= 3,2*10-3 м - модуль зацепления;= 7 - число зубьев шестерни насоса.

Длина зуба шестерни:

м,

где hн = 0,75 - объемный коэффициент подачи насоса.

Мощность, затрачиваемая на привод насоса:

кВт,

где p