ального перетину масляного каналу, м2.
Допустимі напруги на стиск:
для алюмінієвих поршнів
для чавунних
Напруга розриву
МПа
де -
сила інерції
- маса головки поршня з кільцями, розташованими вище перетину Х-Х, визначається по геометричних розмірах або:
- маса поршневої групи, кг
- радіус кривошипа, м
- максимальна кутова швидкість холостого ходу двигуна, рад/с
об/хв
- відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна.
Допустимі напруги на розрив:
для алюмінієвих поршнів
для чавунних поршнів
перемичка розраховується як кільцева пластина, затиснена по окружності підстави канавки діаметром:
(м)
і рівномірно навантажена пластина за площею
(м2) силою (МН)
Напруга зрізу кільцевої перемички (МПа):
(МПа)
Напруга вигину кільцевої перемички
(МПа)
Допустимі напруги (МПа) у верхніх кільцевих перемичках з урахуванням значних температурних навантажень знаходяться в межах:
для алюмінієвих поршнів
для чавунних поршнів
Спідницю поршня і всю його висоту перевіряємо на допустиме питомий тиск за формулами:
де - максимальна бічна сила, приймаємо з результатів динамічного розрахунку, МН.
Для сучасних автомобільних двигунів:
З метою запобігання заклинювання поршнів при роботі двигуна, розміри діаметрів головки Dг та спідниці Dю поршня визначаємо виходячи з наявності необхідних зазорів г і ю між стінками циліндра і поршня в холодному стані.
Таблиця 13, Значення монтажних зазорів між поршнем і стінкою циліндра двигуна для нерозрізних спідниць поршнів
Матеріал поршняЗазорКарбюраторнийчугунг
ю
г=ю=
Встановивши? r і? ю, визначаємо:
мм, і
мм.
Правильність встановлених розмірів Dr і Dю перевіряють за формулами:
де - і діаметральні зазори в гарячому стані між стінкою циліндра і головкою поршня;
? ц і? п - коефіцієнти лінійного розширення металу циліндра і поршня,
для алюмінієвих поршнів 1/град;
Тц, Тг, Тю - відповідно температура стінок циліндра, головки і спідниці поршня в робочому стані;
Т0=2930С - початкова температура циліндра і поршня.
При отриманні негативних значень і (натяг) поршень непридатний до роботи. У цьому випадку необхідно змінити значення монтажних зазорів, або передбачити розріз спідниці поршня.
При нормальній роботі поршня:
4.4 Розрахунок шатунной групи
За елементами конструкції шатун поділяють на три основні частини. До складу конструкції входять верхня головка шатуна, стрижень шатуна і нижня головка шатуна. Розміри і форма верхньої поршневий головки шатуна визначаються розмірами і способом кріплення поршневого пальця.
Стрижень шатуна має завжди форму двотаврового перетину. Довжина шатуна визначається відповідно із заданим значенням відносини радіуса кривошипа до довжини шатуна.
Кривошипні головки шатунів виконуються роз'ємними. Нижню кришку кривошипной голівки шатуна підтягують шатунними болтами. Для обмеження маси шатуна і габаритних розмірів нижньої головки отвори під шатунні болти максимально наближають до шатунной шийки колінчастого валу. Максимальна габаритна ширина нижньої головки шатуна в площині розміщення шатунних болтів не повинна перевищувати діаметрального розміру гільзи. Таке обмеження забезпечує безпріпятственное переміщення шатуна вгору при розбиранні двигуна.
Основні вимоги пред'являються до конструкції нижній головці шатуна:
висока жорсткість,
мінімальні габаритні розміри,
плавність форми,
можливість демонтажу шатуна через отвір гільзи циліндра.
При роботі двигуна шатун піддається впливу знакозмінних і інерційних сил, а в окремих випадках ці сили створюють ударні навантаження. Тому шатуни виготовляють з вуглецевих або легованих сталей, що володіють високими межами міцності. Шатуни сучасних карбюраторних двигунів виготовляють з сталей 40, 45, 45Г2, а дизелів - із сталей 18ХНМА, 18ХНВА і 40ХНМА.
Розрахунковими елементами шатунной групи є: поршнева і кривошипна головки, стрижень шатуна, шатунні вкладиші і шатунні болти.
.4.1 Розрахунок поршневий головки шатуна
Максимальних значень сили навантажень на поршневу головку шатуна досягають на ділянці процесів впускання і випуску при положенні поршня у верхній мертвій точці. На певних режимах роботи двигуна максимальні напруги розриву можуть наближатися до границі текучості. Крім напружень розриву і стиснення, в поршневий головцішатуна присутні попередні напруження від запресовування втулки або поршневого пальц...
