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:

Расчет и построение ограничений характеристик
Сила сцепления в режиме тяги Fсц, кН, определяется по выражению: Fсц = 9,81·mэ·ψк, (2.1) где, mэ – масса электровоза. ψк – расчетный коэффициент сцепления. Расчетный коэффициент сцепления определяется: ψк = 0,25+8/(100+20·v) (2.2) Сила сцепления электровоза при рекуперативном ...

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме Площадь поршня в м2: ; . мм м. Сила давления газов в общем случае: . Масштаб сил давления газов в Н/мм: ; . ― часть массы шатуна в сборе, отнесенная к поступательно движущимся массам ; кг где ― ма ...

Определение сил в направляющей и на поршне амортизатора при верхних значениях сил длительного действия
РРис. 5.2. Силы в направляющей и на поршне амортизатора при верхних значениях сил Изгибающий момент в штоке амортизатора будет складываться из двух составляющих: в направлении U и в направлении Т. Силы в направляющей втулке штока амортизаторной стойки: С u = А u · ℓ′ / (ℓ ...