Студопедия — Компоновка и расчет деталей поршневой группы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Компоновка и расчет деталей поршневой группы






 

Практика конструирования двигателя рекомедует определенные соотношения между элементами поршня. Компоновку рекомендуется начинать с отработки головки поршня. Учитывая конструкцию двигателя-прототипа и установившиеся тенденции в мировом двигателестроении выбирают количество поршневых колец,их размеры (hk, hm, t) и расположение, определяются размеры жарового пояса (с) и перемычек между поршневыми кольцами (hм.к.). Исходя, из этих данных намечается высота головки поршня (Нг). Относительные размеры деталей поршневой группы приведены в таблице. Задавшись затем толщиной днища (d) и формой его внутренней части, очерчивают контур камеры сгорания (в случае расположения ее в поршне) или контур наружной поверхности днища и наносят очертание внутренней поверхности днища.

Выбрав основные размеры поршня наносят его контур на компоновочную схему и намечают положение оси поршневого пальца, отложив по оси цилиндра от основания юбки расстояние Н1. Вокруг полученного центра вычерчивают контур бобышки и, проведя силовые ребра к внутренней поверхности днища окончательно вычерчивают внутренний контур головки и юбки поршня. Изобразив на схеме поршневые кольца, каналы для отвода масла от маслосъемных колец оформляют внешний контур деталей поршневой группы. При компоновке V-образного двигателя поршневая группа в разрезе изображается только в одном (правом или левом) цилиндре, во втором цилиндре поршень вычерчивается без разреза. После компоновки поршневой группы выполняется проверочные расчеты на прочность.

Расчет поршня. При работе двигателя в поршне возникают сложные напряжения от сил давления газов, инерционных и термических нагрузок. Вместе с тем определяющим параметром при расчете на прочность является толщина днища (d) поршня. Приближенная проверка прочности днища поршня, как круглой пластинки, защемленной по краям и нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, может быть определена по формуле:

=0,17*12,91*(0,132)2/0,022=50 ≤ [ ],

где рz –максимальное давление газов в цилиндре, МПа.

Допускаемое напряжение изгиба для поршней из алюминиевых сплавов АЛ10; АК 4 - [ ] =40…60 МПа.

Юбка поршня проверяется по удельному давлению от максимальной боковой силы по формуле:

= 12,87/132*106=0,92 ≤ ,

где =0,5…1,0 МПа,

Ню - высота юбки поршня,

Нюп – Нг. =152-46=106 мм.

 

 


Рис. 6.2 Компановка поршня

Таблица 6.1

Относительные размеры деталей поршневой группы

 

  Наименование размера   Обозначение Предел значений размеров
Дизели
Высота поршня Нп 152 мм
Высота жарового пояса c 20 мм
Толщина днища d 20 мм
Высота компрессионных колец hk 4 мм
Высота маслосъемных колец hm 6 мм
Ширина поршневых колец t 7 мм
Высота перемычки между канавками под поршневые кольца hм.к 8 мм
Высота головки поршня Нг 46 мм
Расстояние от нижней кромки юбки до оси поршневого пальца Н1 59 мм
Толщина стенки юбким dю 5 мм
Диаметр бобышек db 66 мм
Наружный диаметр поршневого пальца dн.п 49 мм
Внутренний диаметр поршневого пальца dв.п 34 мм

 

 

Расчет поршневого пальца. Проверяются удельные давления во втулке верхней головки шатуна и в бобышках поршня.

Удельное давление во втулке верхней головки шатуна:

=100790/49*40,9=39,9 МПа,

где F S - суммарная сила, действующая на поршень,

lг.ш – длина верхней головки шатуна, для бензиновых двигателей и дизелей:

lг.ш =(0,30…0,40)D=0,4*132=40,9 мм.

 

Удельное давление в бобышках поршня:

= 100790/49*2*35=30 МПа,

где lб – длина бобышки поршня, для бензиновых двигателей и дизелей:

lб = (0,8…0,9)D/2-lг.ш – 2= 0,85*132/2-40,9-2=35 мм.

 

В современных двигателях допускаемые удельные давления равны (материал-сталь 20,15Х,15ХН): для дизелей - =32…40МПа; =30…35МПа.

Рис. 6.3 Компановка поршневого пальца

 

Расчет поршневых колец. Размеры кольца определяются на основе нормативов, установленных ГОСТ на поршневые кольца.

Последовательность расчета следующая:

а) Задаются величиной D/t=20, определяющей упругость кольца.

б.) Определяют зазор в замке кольца S0 при его установке в цилиндр из соотношения S0/t=3.

в) Определяют среднее давление кольца на стенку цилиндра (для грушевидной эпюры давления), МПа:

= 0,152*1,2*105*3/20(20-1)=0,4 МПа,

где Е – модуль упругости материала кольца (для чугуна Е =1,2.105 МПа).

Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности при каплевидной формы эпюры давления:

.

г) Строим эпюру радиальных давлений кольца на стенку цилиндра.

 

Рис. 6.4 Компановка компрессионного и маслосъемного колец


Таблица 6.2

Относительные радиальные давления для грушевидной эпюры

Угол f град.              
μж 1,05 1,05 1,14 0,90 0,45 0,67 2,85
р 0,4 0,4 0,46 0,36 0,18 0,27 1,14

 

 

 

Рис. 6.5 Эпюра давления поршневого кольца на стенке цилиндра

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 2168. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Гальванического элемента При контакте двух любых фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку электрических зарядов...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия