Расчет на прочность основных деталей и расчет систем двигателя

Расчет поршневой группы

Поршневая группа двигателя включает: поршень, поршневой палец, поршневые кольца и детали крепления пальца (стопорные кольца). Основное ее назначение:

а) Образование вместе со стенками цилиндра и поверхностью камеры сгорания пространства переменного объема, в котором совершаются рабочие процессы двигателя, и обеспечение герметичности этого пространства;

б) Передача боковых усилий от шатуна стенкам цилиндра;

в) Передача шатуну давления газов, воспринимаемого поршнем;

г) Выполнение функций съема и распределения масла по зеркалу цилиндра.

Расчет поршня

Поршень изготовлен из алюминиевого сплава Ал25 методом литья.

Рисунок 6.1 – Расчётная схема поршня

Рассчитаем головку поршня. Головка поршня рассчитывается на сжатие.

Напряжения в сечении, ослабленном отверстиями для отвода масла [2]:

, (6.59)

где FA-A-площадь сечения, ослабленного отверстиями для отвода масла,

Fп – площадь поршня;

Pzmax-максимальная сила давления газов, на днище поршня.

Напряжение sс не должны превышать для алюминиевых поршней 30…40 МПа.

Напряжения от сжатия sс=30,21 МПа не превышает допускаемых. Прочность обеспечивается.

Растягивающие напряжения в сечении, ослабленном отверстиями для отвода масла [2]:

, (6.60)

где сила инерции части поршня с кольцами, расположенной выше сечения FA-A [2]:

, (6.61)

где mг-масса головки поршня: ;

w-частота вращения вала двигателя в режиме холостого хода [2]:

, (6.62)

где nх.х.max.=1,07n=1,07×5800=6206 мин-1- максимальная частота вращения вала двигателя в режиме холостого хода.

Напряжения sР не должны превышать для алюминиевых поршней 4…10 МПа. Напряжение от растяжения sР=4,44МПа не превышает допустимые. Прочность обеспечивается.

Напряжения при изгибе и срезе кольцевой перемычки [2]:

(6.63)

, (6.64)

где высота первой перемычки.

Суммарные напряжения согласно третьей гипотезе прочности[2]:

. (6.65)

Напряжения sS не должны превышать 30…40 МПа для поршней из алюминиевых сплавов. Суммарные напряжения sS=17 МПа не превышают допускаемые. Прочность обеспечивается.

Рассчитаем юбку поршня. Максимальное удельное давление на юбку поршня [2]:

, (6.66)

где Nmax-наибольшая нормальная сила, действующая на стенку цилиндра [2]:

, (6.67)

где hю-высота юбки, hю=60 мм.

Удельное давление на стенку цилиндра pю не должно превышать 1 МПа. Удельное давление pю=0,7543 МПа не превышает допустимого. Прочность обеспечивается.

Рассчитаем диаметры головки и юбки поршня.

Диаметры головки и юбки поршня в холодном состоянии [2]:

; (6.68)

, (6.69)

где =0,56мм ,=0,16 мм

Диаметральные зазоры в горячем состоянии [2]:

Статьи о транспорте:

Назначение и описание конструкции бульдозера
Бульдозером называют самоходную землеройную машину, представляющую собой гусеничный или колесный трактор, тягач или другую самоходную машину с навешенным с помощью рамы или брусьев рабочим органом - отвалом криволинейного профиля, расположенным вне базы ходовой части. Назначение бульдозера состои ...

Расчёт остойчивости
Остойчивость судна, то есть способность судна, отклоненного внешним моментом от положения равновесия возвращаться в исходное положение, после того как перестанет действовать этот момент, являются важнейшими мореходными качествами безопасности плавания. Остойчивость на малых углах крена характериз ...

Силы, возникающие при торможении
Если тормозные механизмы передних колес расположены в колесе, то при коэффициенте сцепления шины с дорогой Мк = 1,25 в подвеске могут возникнуть бόльшие перегрузки, чем при движении по дороге с разбитым покрытием. Для расчета сил в рычаге подвески автомобиля в положении, соответствующем номин ...