Расчет деталей кривошипно-шатунного механизма

Расчет деталей поршневой группы

Поршневая группа двигателя включает поршень, поршневой палец, поршневые кольца и детали крепления пальца (стопорные кольца, грибки).

Расчет поршня

Исходные данные:

- Диаметр цилиндра D = 110 мм;

- Максимальное давление сгорания Рzmax = 6,57 МПа;

- Максимальная нормальная сила Nmax = 2881 Н;

- Масса поршневой группы mпг = 2,38 кг;

- Максимальная частота вращения холостого хода nmax = 1850 мин-1;

- Высота поршня Н = 125 мм;

- Высота юбки поршня hю = 72 мм;

- Радиальная толщина кольца t = 5,0 мм;

- Радиальный зазор кольца в канавке ∆t = 0,75 мм;

- Высота верхней межкольцевой перемычки hп = 5,05 мм;

- Число масляных каналов nм = 10;

- Диаметр масляных каналов d = 2,5 мм.

Материал поршня – алюминиевый сплав,

;

Материал гильзы – чугун специальный,

.

Рис.4. Расчетная схема поршня.

Определяем площадь сечения А – А.

;

где

Максимальная сжимающая сила:

Напряжение сжатия:

Максимальная угловая скорость холостого хода:

Масса поршневой головки с кольцами, расположенными выше сечения

А – А:

Максимальная разрывающая сила:

Определяем напряжение разрыва:

Определяем напряжение в верхней межкольцевой перемычке.

Напряжение среза:

Напряжение изгиба:

Суммарное (третья теория прочности):

Определяем удельное давление поршня на стенки цилиндра:

Диаметры головки и юбки поршня в холодном состоянии:

где ∆г и ∆ю – соответственно теоретические диаметральные зазоры для верхнего и нижнего торцов поршня.

Диаметральные зазоры в горячем состоянии:

где Тц 380 º К (температура стенок цилиндров).

Тг – температура головки поршня.

Тг = 473 .723 º К 490 º К

Тю – температура юбки поршня.

Тю 420 º К.

Расчет поршневого кольца

Кольца чугунные, СЧ20.

Определяем среднее давление кольца на стенку цилиндра:

где Е = 1·105 МПа – модуль упругости материала поршневого кольца (СЧ20);

Ж – раствор замка (разность зазоров в замке кольца в свободном его состоянии и min допускаемого).

σпк – радиальная толщина кольца Sпк = 4,5 мм

Уmax = 1,6 .1,8.

Давление кольца на стенку цилиндра в любой точке:

Рφ – сводим в таблицу.

Форма кольца в свободном состоянии, обеспечивающая требуемый характер распределения давления:

Еще о транспорте:

Техническая документация
Документация, используемая в системе обслуживания подвижного состава АТП, классифицируется по способу получения, стабильности, характеру содержания и назначению информации. По способу получения документация может быть исходной и производной. В качестве исходной информации служат такие документы, ка ...

Упругие устройства подвески
Упругое устройство создает необходимый частотный диапазон колебаний подрессоренной части ТС, т.е. оказывает основное влияние на передаточную функцию подвески. Следовательно, основой проектирования подвески является выбор (создание) упругого элемента с требуемой характеристикой. Одним из основных па ...

Авиационная травма
Авиационной травмой называют повреждения, возникающие у членов экипажа, пассажиров и других лиц в процессе эксплуа­тации и обслуживания самолетов. Чаще всего такие поврежде­ния причиняются лицам, находящимся внутри самолета, при падении его на землю. В зависимости от условий и обстоятельств происше ...