Расчет на прочность основных деталей и расчет систем двигателя

Расчет поршневой группы

Поршневая группа двигателя включает: поршень, поршневой палец, поршневые кольца и детали крепления пальца (стопорные кольца). Основное ее назначение:

а) Образование вместе со стенками цилиндра и поверхностью камеры сгорания пространства переменного объема, в котором совершаются рабочие процессы двигателя, и обеспечение герметичности этого пространства;

б) Передача боковых усилий от шатуна стенкам цилиндра;

в) Передача шатуну давления газов, воспринимаемого поршнем;

г) Выполнение функций съема и распределения масла по зеркалу цилиндра.

Расчет поршня

Поршень изготовлен из алюминиевого сплава Ал25 методом литья.

Рисунок 6.1 – Расчётная схема поршня

Рассчитаем головку поршня. Головка поршня рассчитывается на сжатие.

Напряжения в сечении, ослабленном отверстиями для отвода масла [2]:

, (6.59)

где FA-A-площадь сечения, ослабленного отверстиями для отвода масла,

Fп – площадь поршня;

Pzmax-максимальная сила давления газов, на днище поршня.

Напряжение sс не должны превышать для алюминиевых поршней 30…40 МПа.

Напряжения от сжатия sс=30,21 МПа не превышает допускаемых. Прочность обеспечивается.

Растягивающие напряжения в сечении, ослабленном отверстиями для отвода масла [2]:

, (6.60)

где сила инерции части поршня с кольцами, расположенной выше сечения FA-A [2]:

, (6.61)

где mг-масса головки поршня: ;

w-частота вращения вала двигателя в режиме холостого хода [2]:

, (6.62)

где nх.х.max.=1,07n=1,07×5800=6206 мин-1- максимальная частота вращения вала двигателя в режиме холостого хода.

Напряжения sР не должны превышать для алюминиевых поршней 4…10 МПа. Напряжение от растяжения sР=4,44МПа не превышает допустимые. Прочность обеспечивается.

Напряжения при изгибе и срезе кольцевой перемычки [2]:

(6.63)

, (6.64)

где высота первой перемычки.

Суммарные напряжения согласно третьей гипотезе прочности[2]:

. (6.65)

Напряжения sS не должны превышать 30…40 МПа для поршней из алюминиевых сплавов. Суммарные напряжения sS=17 МПа не превышают допускаемые. Прочность обеспечивается.

Рассчитаем юбку поршня. Максимальное удельное давление на юбку поршня [2]:

, (6.66)

где Nmax-наибольшая нормальная сила, действующая на стенку цилиндра [2]:

, (6.67)

где hю-высота юбки, hю=60 мм.

Удельное давление на стенку цилиндра pю не должно превышать 1 МПа. Удельное давление pю=0,7543 МПа не превышает допустимого. Прочность обеспечивается.

Рассчитаем диаметры головки и юбки поршня.

Диаметры головки и юбки поршня в холодном состоянии [2]:

; (6.68)

, (6.69)

где =0,56мм ,=0,16 мм

Диаметральные зазоры в горячем состоянии [2]:

Статьи о транспорте:

Обеспечение живучести и спасения
Разработке и осуществлению мероприятий по снижению аварийности судов и повышению их живучести уделяется большое внимание. С этой целью выработан ряд международных документов, регламентирующих требования по повышению безопасности мореплавания и живучести судов. К числу важнейших из них относятся: М ...

Расчет потребности в запасных частях
Размеры запаса запасных частей, агрегатов и материала рассчитываются отдельно. Хранимый запас запасных частей, металлов и прочих материалов Gi (кг) рассчитывается по формуле [8] Gi = (Аи·· lсс/1000)·(а· Gа/100)·Дз, (2.3) где Gа – масса автомобиля, кг, а – средний процент расхода запасных частей ...

Механические потери в двигателе и эффективные показатели его работы
Среднее давление механических потерь (МПа) для: бензиновых двигателей с числом цилиндров до 6 и отношением S/D>1: ; где Ст – средняя скорость поршня, м/с , где S – ход поршня, м; n – частота вращения об/мин. Pм = 0,049 + 0,0152 ּ 13,25 = 0,250 МПа Для впрыска: Pм = 0,024 + 0,0053 ...