урахуванням співвідношень приймаємо по таблиці 51 [1]:
- Товщина днища поршня Оґ = 9мм;
- Висота поршня Н = 105мм;
- Висота спідниці поршня h ю = 75мм;
- Радіальна товщина кільця t = 4мм;
- Задіальний зазор кільця в канавці поршня: О”t = 0,9 мм;
- Товщина стінки головки поршня S = 7мм;
- Товщина першої кільцевої перемички h п = 5мм;
- Число масляних каналів у поршні n м / = 4 шт;
- Діаметр масляного каналу d м = 0,9 мм.
Матеріал поршня - висококремниста аллюмінівие сплав.
О± п = 25 . 10 -6 1/град. - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу поршня.
Матеріал гільзи циліндра - сірий чавун.
О± в = 11 . 10 -6 1/град.
Напруга вигину в днищі поршня:
Пѓ з = P zmax . (r i /Оґ) 2 , (128)
де, r i = (D/2) - (S + t + О”t) = (100/2) - (7 + 4 + 0,9) = 38,1 мм.
Пѓ з = 7,57 . (38,1/9) 2 = 135,7 МПа. p> Днище поршня має бути посилене ребрами жорсткості.
За наявності у днища ребер жорсткості розрахункове напругу не перевищує допустимого значення [Пѓ з ] = 50 Г· 150МПа.
Напруга стиснення в перетині х-х:
Пѓ сж = Р zmax /F x - x МПа, (129)
де Р zmax = р z . F п = 7,57 . 78,5 . 10 -4 = 0,059 МН - максимальна сила тиску газів на днище поршня.
F xx - площа перерізу х-х.
F x-x = (ПЂ/4) . (D r 2 -d i 2 ) - n м /. F / мм 2 , (130)
де F / - площа поздовжнього діаметрального перерізу масляного каналу, мм.
F / = ((d x -d i )/2) . d м (131)
де - діаметр поршня по дну канавок;
В
.
В
.
Напруга розриву в перетині Х-Х. Сила інерції зворотно-поступального рухомих мас визначається для режиму максимальної частоти обертання при холостому ході двигуна.
- Максимальна кутова швидкість холостого ходу:
, (132)
рад/с.
- Маса головки поршня з кільцями, розташованими вище перерізу х-х, визначається за геометричними розмірами мул по формулою:
(133)
кг.
- Сила інерції зворотно-поступального рухомих мас визначається для режиму максимальної частоти обертання при холостому ході двигуна.
Максимальна розриває сила:
(134)
МН.
- Напруга розриву:
(135)
МПа
= 2,78 МПа <[] = 4 Г· 10МПа - для алюмінієвих сплавів.
Напруга у верхній кільцевої перемичці:
Товщина верхньої кільцевої перемички форсованих двигунів з високим ступенем стиснення розраховується на зріз і і вигин від дії максимальних газових зусиль.
- Напруга зрізу кільцевої перемички:
П„ = 0,0314 . р zмах . D/h п (136)
Мпа.
- Напруга вигину:
(137)
Мпа.
- Складне напруга:
(138)
Мпа.
= 16,6 МПа <[] = 30 Г· 40 МПа.
Питомі тиску спідниці поршня і всій висоти на стінку циліндра визначаються відповідно:
, (139)
де N max - найбільша нормальна сила, що діє на стінку циліндра при роботі двигуна на режимі максимальної потужності;
МПа.
(140)
МПа.
З метою запобігання заклинювання поршнів при роботі двигуна діаметрів головки і спідниці поршня визначають, з наявності необхідних зазорів між стінками циліндра і поршня в холодному стані:
; (141)
, (142)
де мм - діаметральний зазор між стінкою циліндра і головкою поршня;
мм - діаметральний зазор між стінкою циліндра і спідницею поршня;
мм;
мм.
Правильність встановлених розмірів перевіряють за формулами:
(143)
.
(144)
В
де і - коефіцієнти лінійного розширення матеріалів циліндрів і поршня;
Т ц , = 388 К; Т г = 523 К; Т ю = 403 К - відповідно температура стінок циліндра, головки й спідниці, прийняті з урахуванням водяного охолодження;
Т про - початкова температура циліндра і поршня;
і - діаметральні зазори в гарячому стані;
5.1.2 Розрахунок поршневого кільця
Поршне...
