Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?елесообразно пользоваться не полными, а удельными силами, отнесенными к единице площади поршня.
Таблица 4.1
Значения RШШ для лучей, МПа
j, п.к.в.Услов. обозн.123456789101112001,241,241,24-------1,241,243011111--------6020,580,580,580,58-------0,589030,320,32-------0,320,320,3212040,66-------0,660,660,660,6615050,80,8-------0,80,80,818060,80,8--------0,80,821070,80,80,8-------0,80,824080,740,740,740,74-------0,7427090,520,520,520,52-------0,52300100,320,32-------0,320,320,32330110,20,20,20,2-------0,236012----2,742,742,742,74----39013-----1,81,81,81,81,8--42014-------0,640,640,640,640,64450150,84-------0,840,840,840,84480161-------1111510170,960,96-------0,960,960,96540180,880,88--------0,880,88570190,820,820,82-------0,820,82600200,760,760,760,76-------0,76630210,260,260,26-------0,260,26660220,5-------0,50,50,50,5690231-------1111SRШШ15116,923,82,744,544,545,186,448,3411,8414,64
Таблица 4.2
Значения RКШ для лучей, коренной шейки, МПа
j, п.к.в.Услов. обозн.123456789101112000,490,49--------0,490,493010,40,40,40,4-------0,46020,210,210,210,210,21-------903-------0,070,070,070,070,0712040,25-------0,250,250,250,2515050,270,27-------0,270,270,2718060,260,26--------0,260,2621070,270,270,27-------0,270,2724080,280,280,280,28-------0,2827090,190,190,190,190,19-------30010--------0,060,060,060,0633011--0,070,070,070,070,07-----36012----1,511,511,511,51----39013-----0,970,970,970,970,97--42014------0,320,320,320,320,32-45015-------0,370,370,370,370,37480160,41-------0,410,410,410,41510170,360,36-------0,360,360,36540180,30,3--------0,30,3570190,290,290,29--------0,29600200,270,270,270,27-------0,27630210,050,050,05-------0,050,05660220,180,18-------0,180,180,18690230,4-------0,40,40,40,4SRКШ4,883,822,031,421,982,552,873,242,854,264,064,98
5. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
.1 Поршневая группа
Рис. 5.1 Схема поршня
.1.1 Поршень
Наиболее напряженным элементом поршневой группы является поршень, имеющий ударный характер приложения нагрузки, контакт с горячими газами
(Тz = 2500…2800 C), коррозионный и механический износ.
Поэтому к материалу поршня при его изготовлении предъявляются повышенные требования.
Поршни дизелей имеют более теплонапряженный режим работы из - за: высокой турбулизации и плотности газовой среды; интенсивного теплового излучения из - за горения жидких углеводородов непосредственно в камере сгорания; высокая неравномерность температурных полей (объёмное сгорание + впрыск топлива непосредственно в пламя). Схема поршня представлена на рис. 5.1.
Материал поршня - алюминиевый сплав АК - 25М2 ГОСТ 2685).
Исходные данные для расчета:
D = 87 мм - диаметр поршня;
mпк = 0,5 кг - масса поршневого комплекта;
R = 47 мм - радиус кривошипа;
nxx = 5100 об/мин - максимальная частота вращения холостого хода;
nном = 4200 об/мин - номинальная частота вращения;
l =0,318 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
Pz =11 МПа - максимальное давление цикла;
Максимальная сила давления газов на поршень:
Расчет верхней кольцевой перемычки.
hП = 5,0 мм - толщина верхней кольцевой перемычки.
Напряжение среза:
;
Напряжение изгиба:
;
Эквивалентное напряжение:
;
Опасное сечение по канавке маслосъёмного кольца.
dK = 77 мм - внутренний диаметр кольца;
d1 = 30 мм - внутренний диаметр поршня;
nM = 6 - число дренажных отверстий;
d0 = 2,0 мм - диаметр дренажных отверстий.
Разрывающая сила инерции в опасном сечении Х - Х:
Сила инерции в опасном сечении при расчете на номинальном режиме работы:
Площадь опасного сечения Х - Х:
Напряжения в опасном сечении:
;
;
Удельная нагрузка на бобышки.
lБ = 18,0 мм - длина опорной поверхности бобышек;
dП = 30 мм - диаметр поршневого пальца.
Удельная нагрузка на юбку поршня от нормальной силы.
hЮ = 56 мм - высота юбки поршня;
Nmax = 3437 Н - максимальная нормальная сила, действующая на поршень.
Динамические зазоры в горячем состоянии.
Зазоры в холодном состоянии:
DГ = 0,2 мм - зазор между головкой поршня и цилиндром в холодном состоянии;
DЮ = 0,1 мм - зазор между юбкой поршня и цилиндром в холодном состоянии;
aЦ = 1110-6 1/С - коэффициент линейного расширения материала цилиндра (чугун);
aП = 2210-6 1/С - коэффициент линейного расширения материала поршня (алюминий).
Зазор между головкой поршня и цилиндра в горячем состоянии:
tП = 330 С - температура поршня;
tЦ = 170 С - температура цилиндра.
Зазор между юбкой поршня и цилиндром в горячем состоянии:
tП = 190 С - температура юбки;
tЦ = 170 С - температура цилиндра.
5.1.2 Расчет поршневых колец
Поршневые кольца работают в условиях высоких температур и значительных переменных нагрузок (контакт с горячими газами (t = 2500…2800 С), затруднена подача смазки (полусухое трение)). Изготовляют их из серого или легированного чугуна.
Назначение колец: уплотнять, надпоршневое пространство, отводить теплоту (от поршня через кольца отводиться 60…70% теплоты), регулирование толщины несущего масляного слоя (от 6 до 12 мкм).
В зависимости от номера кольца к нему предъявляются разные требования. Различают кольца по сечению и по виду рабочей поверхности.
Расчет первого компрессионного кольца
t = 4,0 мм - радиальная толщина кольца;
Е = 1,2105 МПа - модуль упругости материала кольца;
m = 1,57 - коэффициент зависящий от способа надевания кольца на поршень (ручной способ);
tК = 310 С - температура кольца;
tЦ = 170 С - температура цилиндра;
aК = 1110-6 1/С- коэффициент линейного расширения материала кольца;
aЦ = 1110-6 1/С- коэффициент линейного расширения материала цилиндра;
DСВ = 13 мм - зазор в свободном состоянии;
DСМ = 0,6 мм - зазор в смонтированном состоянии;
D = 0,07 мм - минимально допустимый зазор в замке кольца во время работы двигателя (0,06…0,08 мм).
D = 1,5 мм - максимально допустимый зазор в замке кольца во время рабо