ня в неї мастила з картера двигуна, запобігаючи надмірний угар масла; служать для регулювання мастила поршня і кілець під час їх руху по циліндру.
Розрахунковими параметрами кільця є радіальна товщина, розмір і форма у вільному стані, що забезпечують задані значення і епюру тиску кільця на стінку циліндра. Крім того, перевіряють запас міцності кільця в робочому стані і при надяганні на поршень.
Матеріал кільця - сірий чавун (СЧ15): Е=1? 105 МПа;
Середня радіальне тиск кільця на стінку циліндра (компресійне кільце):
де Е - модуль пружності; D=110 мм - діаметр циліндра; t=4 мм - ширина кільця; А0 =? С -? Р=9 мм; ? з і? р - зазори у вільному і робочому стані.
Середня радіальне тиск кільця на стінку циліндра (маслос'емноє кільце):
де t=4,5 мм - ширина кільця.
Напруга вигину кільця в робочому стані (компресійне кільце):
;
Напруга вигину кільця в робочому стані (маслос'емноє кільце):
Монтажні напруги (напруги при надяганні компресійного кільця на поршень):
,
Монтажні напруги (напруги при надяганні маслос'емного кільця на поршень):
=2 - коефіцієнт, залежить від способу надягання кільця.
Розрахунок зазору в замку в холодному стані
? з =? 3 +? D [? k (ТK - Т0) -? ц (Тц - Т0)],
? з=(0,0005 ... 0,0010) D мм - мінімально допустимий зазор в замку кільця під час роботи двигуна.
Приймемо? з=0,06 мм.
? до,? ц - лінійний коефіцієнт температурного розширення кільця і ??циліндра? к =? ц=0,000011.
Т0=293К - початкова температура;
ТK, Тц - відповідно температура кільця, стінок циліндра в робочому стані; ТK=478 ... 573 К; Тц=383 ... 388 К. Приймемо ТK=525 К, Тц=385 К.
Тоді
? з=0,06 + 3,14? 110? [11? 10-6 (525-293) - 11? 10-6 (385-293)]=0,032 мм
Побудова епюри тисків кільця:
Р? =? ? Рср - тиск кільця на стінку циліндра в різних точках кола.
Розрахунок проводився за програмою EXLE. Результати обчислень від дії тиску кільця компресійного на стінку циліндра вказані в таблиці 6.
Таблиця 6
?, град. ? Р?, МПа01,0510,163956301,0470,163332601,1370,177372900,8960,1397761200,4340,0677041500,6760,1054561802,8610,446316
По таблиці 7 будуємо епюру тиску компресійного кільця на стінку циліндра
Рис.20. Епюра тисків компресійного кільця на стінку циліндра
Результати обчислень від дії тиску маслос'емного кільця на стінку циліндра вказані в таблиці 7.
Таблиця 7
?, град. ? Р?, МПа01,0510,2102301,0470,2094601,1370,2274900,8960,17921200,4340,08681500,6760,13521802,8610,5722
По таблиці 8 будуємо епюру тиску маслос'емного кільця на стінку циліндра (рис. 21).
Рис.21. Епюра тисків маслос'емного кільця на стінку циліндра
Розрахунок поршневого пальця.
Поршневий палець виготовлений з легованої сталі 40ХН (? - 1=460 ... 600 МПа), на нього діє максимальне навантаження на такті впускання від сил інерції маси поршневої групи при роботі на режимі максимальної частоти обертання холостого ходу:
де mпг - маса поршневої групи (без маси поршневого пальця); ? ххmax=(? nххmax)/30 - кутова частота обертання колінчастого вала на режимі холостого ходу при максимально допустимій nххmax; r - радіус кривошипа; ?=r/lш; lш - довжина шатуна.
Крім того, на номінальному режимі, на поршневий палець на такті розширення діє навантаження:
Рис. 13. Розрахункова схема поршневого пальця
де pz - максимальний тиск згоряння на розрахунковому режимі; p0 - атмосферний тиск; ?- Кутова частота обертання колінчастого вала на цьому ж режимі.
Основним критерієм при оцінці зносостійкості пальця є питомі навантаження на втулку шатуна і на бобишки поршня (рис. 13).
Питома навантаження пальця на втулку шатуна
від сумарних сил
від сил інерції
де Ps - сумарна сила тиску газів при згорянні і сил інерції від маси поршневої групи;- Сила інерції в ВМТ від маси поршневої групи на режимі nххmax; a=0,039 - довжина втулки: dп=0,037 діаметр пальця.
Питома навантаження пальця на бобишку
; або
де lб=23 мм- робоча довжина бобишки.
Мак...
