а попереднього затягування. З урахуванням раніше запропонованого рішення на етапі попередніх розрахунків будемо вважати, що сумарна і розрахункова максимальна сила змінного циклу, діюча на шпильку в нагрітому двигуні, визначиться як сума двох сил:
(МН)
Мінімальна розтягуються сила, відповідно, дорівнює:
(МН)
де m=3 коефіцієнт затяжки шпильки для з'єднань з прокладками;
х=0,2- коефіцієнт основного навантаження різьбового з'єднання.
Мінімальні і максимальні напруги в силових шпильках визначають по найменшому перетину стрижня шпильки і по внутрішньому діаметру різьби:
(МПа)
(МПа)
(МПа)
(МПа)
де - площа мінімального перетину шпильки, м2;
- площа перерізу шпильки по внутрішньому діаметру різьби, м2.
Матеріал шпильок приймаю сталь 40ХН з межею міцності МПа. Запас міцності за границею міцності:
.3 Розрахунок поршневої групи
Поршнева група включає: поршень із комплектом ущільнюючих кілець, поршневий палець і деталі його кріплення.
Призначення поршневої групи:
сприймати тиск газів;
передавати сумарну силу тиску газів через шатун на колінчастий вал двигуна,
ущільнювати надпоршневую порожнину об'єму циліндра.
Таблиця 11, Співвідношення параметрів елементів поршневої групи:
НаіменованіеКарбюраторние двігателіПрінятие значення (мм) Товщина днища поршня5,78Висота поршня82,57Висота верхній частині поршня49,54Висота спідниці поршня56,97Діаметр бобишкі33Расстояніе між торцями бобишек28,9Толщіна стінки спідниці поршня4Толщіна стінки головки поршня5,367Расстояніе до першої поршневий канавкі6,193Толщіна перший кільцевої перемичкі3, 3Радіальная товщина кільця: Компрессіонного3,468Маслос'ёмного3,22Висота кольца3Радіальний зазор кільця в канавці поршня компресійний маслос'емного
, 9
Внутрішній діаметр поршня62,9Чісло масляних отворів у поршне8Діаметр масляного канала1,2Наружний діаметр пальца20,64Внутренній діаметр пальца14,45Дліна пальця: плавати
72,25Дліна втулки шатуна: плавати пальця
33Конструктівная маса, кг/м 2250
. 3.1 Розрахунок поршня
Поршень піддається впливу навантажень від змінного тиску газів, від інерційних сил і теплових навантажень. До матеріалом, які використовуються для виготовлення поршнів, пред'являються особливі вимоги. Поршні автомобільних двигунів виготовляють, в основному, з алюмінієвих сплавів (АЛ10В, АЛ19, АК2, АК4) і рідше з чавунів (СХ4-44, ..., СЧ32-52). При розрахунку поршня визначаємо: напруга вигину в днищі поршня, напруга стиснення і розриву в небезпечному перерізі маслос'емного кільця. Виконується також перевірочний розрахунок питомого тиску поршня на стінки циліндра і запобігання заклинювання поршня в робочому стані з урахуванням прийнятих геометричних розмірів і монтажних зазорів. Днище поршня розраховується на вигин від дії максимальних газових зусиль як рівномірно навантажена кругла плита, вільно спирається на стінки поршня.
Напруга вигину в днище поршня:
МПа
- тиск газів в циліндрі приймаємо без урахування скругления індикаторної діаграми.
Вважаємо прийнятним, якщо його значення не виходить за межі допустимих напружень з урахуванням наявності або відсутності ребер жорсткості.
Таблиця 12, Допустимі напруги в днищі поршня
Допустимі напруги в днище поршняБез ребер жесткостіПрі наявності ребер жёсткостіДля алюмінієвих Для чавунних
При необхідності змінюємо товщину днища поршня або вводимо ребра жорсткості на поршні. Головка поршня в перетині Х-Х, ослаблённая отворами для відведення масла, перевіряється на стиск і розрив.
Крім напружень від тиску газів в днищі поршня виникають теплові напруги через різницю температур внутрішньої і зовнішньої поверхонь. Теплові напруги охолоджуваних чавунних поршнів:
(МПа)
де=11? 10-6 - коефіцієнт лінійного розширення чавуну, 1/град;
Е=(1,0 ... 1,2)? 105 - модуль пружності чавуну, МПа;
? теп=58 - коефіцієнт теплопровідності чавуну, Вт/(м? К);
?- Товщина днища, см;
g - питома теплова навантаження, Вт/м2:
g=11,63? (6000 + 26? n)? Piср=1620715,17 (Вт/м2).
Сумарна напруга (МПа) в охолоджуваному чавунному днище:
(МПа)
Допустимі сумарні напруги в чавунних днищах знаходяться і допускаються в межах МПа.
Напруга стиснення:
МПа
де - максимальна сила тиску газів
- площа перерізу Х-Х, з урахуванням ослаблення отворами для відведення масла.
м2.
де - Діаметр поршня по дну канавок, м
- площа поздовжнього діаметр...
