Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ты
.
Отношение разности между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состояниях к толщине кольца: (должно быть 3,0…4,0) .
Среднее радиальное давление прижатия кольца:
.
Допустимое значение для компрессионного кольца находятся в пределах 0,18…0,20 МПа.
Максимальное напряжение, возникающее в кольце при его работе:
, ;
Напряжения при надевании кольца на поршень:
,
.
Монтажный зазор в замке поршневого кольца (должен лежать а пределах 0,35…0,52):
;
Тангенциальная сила прижатия кольца за счёт упругости:
Рис. 5.2 Эпюра давлений компрессионных колец:
а) первое компрессионное кольцо; б) второе компрессионное кольцо
.
Таблица 5.1
Значения радиальных давлений поршневого кольца на стенку цилиндра
j03060901201501801,051,051,140,900,450,672,85P, МПа0,2340,2340,2540,2010,1000,1490,636
Рассчитанные выше параметры напряженно - деформированного состояния поршневых колец дизеля свидетельствуют о том, что они работоспособны.
.1.3 Расчет поршневого пальца
Поршневой палец характеризуется ударным характером приложения нагрузки, затрудненным подводом смазки, нагреванием днища поршня. Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. Поэтому при выборе материала пальца необходимо решить компромиссную задачу - материал должен быть не хрупким (пластичным), а также износостойким, т. е. к материалу предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные стали. Для изготовления поршневого пальца применяем сталь 12ХН3А с цементацией на глубину 0,8…1,2 мм и закалкой до твердости HRC 58…65.
Расчёт поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на верхнею головку шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба и среза.
L = 78 мм - длина поршневого пальца;
dП = 30 мм - диаметр поршневого пальца;
d0 = 14 мм - диаметр отверстия в поршневом пальце;
а = 28 мм - ширина верхней головки шатуна;
b = 41 мм - расстояние между бобышками поршня;
ЕП = 2,1105 МПа - модуль упругости материала пальца (сталь 12ХН3А ГОСТ 4543 - 71).
Сила инерции в опасном сечении при расчете на номинальном режиме работы:
Расчетная сила, действующая на палец:
;
Отношение внутреннего диаметра пальца к наружному:
.
Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:
, .
Удельное давление пальца на бобышки:
.
Напряжения изгиба в среднем сечении пальца:
Касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:
Расчет поршневого пальца на усталость:
;
.
Амплитуда цикла нагружения:
.
Среднее напряжение цикла нагружения:
.
s-1 = 600 МПа - предел выносливости материала поршневого пальца при симметричном цикле нагружения при изгибе;
предел выносливости материала поршневого пальца при пульсирующем цикле нагружения при изгибе.
Коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на сопротивление усталости при изгибе:
.
b = 0,85 - коэффициент поверхностной чувствительности;
es = 0,85 - масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости при изгибе;
Кs = 1 - эффективный коэффициент концентрации напряжений.
Запас прочности при изгибе:
[ns] = 3,3…4,3, но >2,0
5.2 Шатунная группа
Шатун является частью кривошипно - шатунного механизма и служит для передачи усилий от поршня к коленчатому валу и, наоборот от коленчатого вала к поршню ( в зависимости от соотношения действующих сил).
Основными элементами шатуна (рис. 5.4.) являются:
-поршневая головка, соединяемая пальцем с поршнем;
кривошипная головка, соединяющая с шатунной шейкой коленчатого вала;
стержень шатуна.
Рис.5.4 Расчетная схема шатунной группы
В зависимости от конструкции в комплект шатуна входят также втулки, вкладыши, болты (или шпильки) с гайками, элементы крепления вкладышей и элементы шплинтовки гаек.
При работе двигателя шатун подвергается воздействию знакопеременных газовых и инерционных сил, а в отдельных случаях эти силы создают ударные нагрузки. В связи с этим к шатуну предъявляют следующие требования:
.Прочность и жесткость; эти требования обуславливают необходимость правильного выбора материала и разработки наивыгоднейшей формы шатуна. Ввиду знакопеременного характера нагрузок, действующих на шатун, материал его должен обладать высоким сопротивлением усталости. Такими материалами являются высококачественные углеродистые, а также легированные стали;
2.Легкость; легкость необходима для уменьшения сил инерции шатуна.
Материал шатуна - сталь 12ХН3А ГОСТ 4543 - 71.
.2.1 Расчет поршневой головки шатуна
DГ = 44,0 мм - наружный диаметр поршневой головки;
d = 33,0 мм - наружный диаметр втулки.
Средний радиус поршневой головки:
Толщина тела головки:
.
jЗ = 122 - угол заделки поршневой головки;
mШ = 0,9 кг - масса шатуна.
В поршневую головку шатуна запрессована бронзовая