роходять через вісь вала, а також сума моментів цих сил щодо обраної осі дорівнювала нулю.
При проектуванні двигуна прагнуть шляхом вибору схем розташування кривошипів колінчастого валу і циліндрів створити таку конструкцію, при якій сумарні сили інерції SРjl, SРjll і моменти, були б рівні нулю. Якщо це не вдається, то вдаються до врівноваження двигуна за допомогою додаткових пристроїв.
Для забезпечення повного урівноваження двигуна потрібне істотне ускладнення конструкції, що з урахуванням високих порядків гармонійних складових сил інерції практично не здійсненно, тому двигун залишається частково неврівноваженим.
Врівноваженими вважаються шести-, восьми-, десяти- і дванадцятициліндровим двигуни з дзеркальним відносно середньої корінний шийці розташуванням кривошипів колінчастого валу.
Порядок роботи циліндрів двигуна:
- 5-3-6-2-4
Схема заклинки колінчастого валу виконана відповідно до Рис. 2
Рис. 3 До аналізу врівноваженості двигуна.
На даній схемі зображено колінчастий вал двигуна, в якому врівноважені сили інерції 1 і 2 порядків, відцентрові сили інерції, а також моменти цих сил.
Дійсно, розглянемо 1 і 6 циліндри:
,
приймемо.
; ;
і 5 циліндри:
; ;
і 4 цилінддри:
; ;
Тоді:
;
;
Аналогічно:
;
Як видно двигун з даною схемою колінчастого валу повністю урівноважений від сил інерції 1го та 2го порядку, відцентрових сил і їх моментів.
4. Розрахунок ДВС на міцність
.1 Розрахунок на міцність деталей поршневої групи
.1.1 Розрахунок міцності поршня
Найбільш навантаженим елементом поршневої групи є поршень, що сприймає високі газові, інерційні та теплові навантаження. Важкі умови роботи поршнів пред'являють підвищені вимоги до матеріалів при виготовленні.
Щоб усунути защемлення поршня в циліндрі внаслідок його теплового розширення, діаметр поршня повинен бути менше діаметра циліндра. Найменший діаметр повинен бути у головки поршня.
Поршень з сірого чавуну з днищем ввігнутої форми, охолоджуваним маслом з внутрішньої сторони.
Днище поршня
Товщина днища: м
Висота спідниці: м
Радіус Закладення
Рис. 4 Розрахункова схема днища поршня.
Розглядаємо днище поршня як пластину, защемлення по периферії, рівномірно навантажену.
Напруження згину в тангенсальное напрямку
перефирии
де - коефіцієнт Пуассона (чавун)
Центр
Напруження згину:
Температурні напруги
- коефіцієнт лінійного розширення (сірий чавун);
- модуль пружності (сірий чавун);
- коефіцієнт Пуассона;
- коефіцієнт теплопровідності;
-Питома теплове навантаження на поверхню днища поршня, де:
- частка тепла від згоряння палива, що проходить через днище поршня;
- циліндрова потужність двигуна;
- питома витрата палива;
-нізшая теплотворна здатність палива
Сумарні напруги на периферії і центрі днища поршня:
МПа
- для чавуну
Розрахунок питомих тисків
Спідниця:
- діаметр циліндра
Бобишки:
4.1.2 Розрахунок поршневого пальця
Найбільшого поширення набули плаваючі пальці, рухливі в бобишках поршня і в поршневий головцішатуна. Поршневий палець піддається впливу сил, змінних за величиною і напрямком. Ці сили піддаю поршневий палець змінному вигину і овалізаціі. Матеріал пальця працює на втому.
Неприпустима овалізаціі поршневого пальця може призводити до тріщин в бобишках поршня і до поздовжніх тріщин в стержні шатуна. Для підвищення зносостійкості і міцності пальці виготовляють з в'язкою серцевиною і твердою поверхнею (цементовані і загартовані стали 15, 15Х, і 20ХН, з поверхневою загартуванням ТВЧ стали 40, 45, 45Х і 40ХН, азотований стали 18ХНВА). Для підвищення втомної міцності зовнішня поверхня пальця, а іноді і внутрішня, ретельно поліруються. Приймаємо Сталь45Х.
- довжина, плаваючого пальця
- внутрішній діаметр пальця
- зовнішній діаметр пальця
- довжина втулки шатуна
- відстань між бобишками
бобишек.
Напруга в поршневому пальці від вигину має максимальне значення в середині довжини пальця:
Допустиме значення напруг:,
де -відносна величина отвори в поршневому пальці.
Інерційна сила:
,
Розрахункова сила, що діє на поршневий палець:
z=pz * Fп=10 * 0,1067=...
