5.1.3 Расчет поршневого пальца
Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные стали.
Расчет поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации.
Основные конструктивные размеры поршневого пальца берем из таблицы 51[1]:
Принимаем nм=1650 об/мин при Mmax = 277 Н∙м;
Наружный диаметр пальца dп = 28 мм;
Внутренний диаметр пальца dВ = 18,2 мм;
Длина пальца Lп = 78 мм;
Длина втулки шатуна Lш = 33 мм;
Расстояние между торцами бобышек b = 37 мм;
Материал поршневого пальца – сталь 15Х, Е=2∙105 МПа;
Палец плавающего типа.
Расчетная сила, действующая на поршневой палец:
– газовая:
(150)
МН
– инерционная:
(151)
МН,
где ωМ = π ∙ n /30 = 3,14 ∙ 1650 / 30=173 рад/с.
– расчетная:
(152)
МН,
где k – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца; k=0,76÷0,86; принимаем k=0,83.
Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна:
(153)
Мпа.
Удельное давление пальца на бобышки:
(154)
Мпа.
Напряжение изгиба в среднем сечении пальца:
(155)
где - отношение внутреннего диаметра к наружному;
Касательные напряжения среза в сечениях между бобышками и головкой шатуна:
(156)
Наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации:
(157)
Напряжения, возникающие при овализации пальца на внешней и внутренней поверхностях, определяют для горизонтальной и вертикальной плоскостей по следующим формулам:
Напряжение на внешней поверхности пальца:
– В горизонтальной плоскости (точки 1; Ψ=0º):
– В вертикальной плоскости (точки 3; Ψ=90º):
(159)
Напряжения овализации на внутренней поверхности пальца:
– В горизонтальной плоскости (точки 2; Ψ=0º)::
(160)
– В вертикальной плоскости (точки 4; Ψ=90º):
(161)
... и точки расширения соединяем плавными кривыми. После этого достраиваем процессы газообмена. Полученная индикаторная диаграмма двигателя внутреннего сгорания дизеля MAN изображена на рисунке 14.1. Рисунок 14.1 - Индикаторная диаграмма ДВС MAN. Выводы Результаты расчетов и общепринятые границы изменения расчетных параметров сводим в таблицу. Таблица - Результаты расчетов. НАЗВАНИЕ ...
... 137.1 31.2 217.5 1590 634.3 105.6 29.7 360 1060 582.0 64.60 27.9 630 530 482.5 26.78 25,63 957.1 4. Заключение Первый раздел курсового проекта “Тепловой и динамический расчет двигателя” выполнен в соответствии с заданием на основе методической и учебной технической литературы. Рассчитанные показатели рабочего цикла, работы, размеров, кинематики и динамики проектируемого ...
... (кг.град.) – удельная газовая постоянная для воздуха. (1) Потери давления на впуске. При учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для карбюраторного двигателя можно принять β2 + ξВП = 2,8 и ωВП = 95 м/с. β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении ...
... из уравнения: (24) где – коэффициент выделения тепла; – низшая теплотворная топлива принимаем = 42,8 МДж/м3. Отсюда: 1.3.13 Давление конца сгорания Давление конца сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия определяется: (25) 1.3.14 Степень предварительного расширения Степень предварительного расширения для двигателя с воспламенением от сжатия определяется по ...
0 комментариев