Автомобильные двигатели (стр. 5 из 6)

Допустимое напряжение на разрыв для алюминиевых сплавов

.

3.1.4. Напряжение в верхней кольцевой перемычке:

- напряжение среза:

,

где

- относительная толщина первой кольцевой перемычки

- напряжение изгиба:

Cложное напряжение по третьей теории прочности:

3.1.5. Удельное давление поршня, отнесённое к высоте юбки поршня:

,

где относительная высота юбки поршня

3.1.6. Удельное давление поршня, отнесённое ко всей высоте поршня:

.

3.2. Расчёт поршневого кольца

3.2.1. Рассчитываем среднее давление на стенку цилиндра:

, где - модуль упругости для стали,

- относительная величина разности между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем сечении.

3.2.2. Рассчитываем эпюру давления кольца в различных точках окружности:

, где - коэффициент для различных углов ψ по окружности кольца.

При

Результаты расчёта эпюры удельного давления кольца:

Ψ, град	0	30	60	90	120	150	180
	1,06	1,06	1,14	0,90	0,46	0,67	2,85
	0,138	0,138	0,148	0,117	0,0598	0,087	0,34

По полученным данным строим эпюру давления кольца на стенку цилиндра.

3.2.3. Рассчитываем напряжение кольца в рабочем состоянии:

3.2.4. Рассчитываем напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

,

где m=1,57 – экспериментальный коэффициент, зависящий от способа надевания кольца.

Допустимое напряжение

.

3.3. Расчёт поршневого пальца

3.3.1. Рассчитываем удельное давление пальца на втулку верхней головки шатуна:

,

где

- относительная длина втулки поршневой головки шатуна,

- относительный наружный диаметр пальца.

,

где k=0,86 – коэффициент, учитывающий уменьшение инерционной силы за счётвычета массы поршневого пальца.

3.3.2. Рассчитываем удельное давление пальца на бобышку:

где

- относительное расстояние между бобышками,

- относительная длина пальца.

3.3.3. Напряжение от изгиба поршневого пальца:

где

.

3.3.4. Рассчитываем касательное напряжение от среза пальца в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна:

3.3.5. Рассчитываем увеличение горизонтального диаметра пальца в его средней части (овализация пальца):

где

3.4. Расчёт стержня шатуна

3.4.1. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы

.

В плоскости качения шатуна:

,

где

, - ширина шатуна в среднем сечении B-B;

- ширина шатуна в минимальном сечении;

- наружный диаметр поршневой головки шатуна;

,

- коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости качения шатуна.

3.4.2. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы

в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

где .

3.4.3. Рассчитываем напряжения от действия растягивающей силы:

3.4.4. Рассчитываем средние значения напряжения цикла:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.5. Рассчитываем амплитуды напряжения цикла:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.6. Рассчитываем амплитуды цикла с учетом концентрации напряжений в зависимости от размера и способа обработки поверхности детали:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.7. Определяем запас прочности шатуна по пределу усталости:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

4. РАСЧЁТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ

4.1. Расчёт системы смазки

4.1.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя маслом, учитывая, что в современных автомобильных двигателях отводится 1,5÷3 % от общего количества теплоты, веденной в двигатель с топливом.

4.1.2. Рассчитываем циркуляционный расход масла. Массовый циркуляционный расход масла равен:

, при удельной теплоёмкости масла

4.1.3. Рассчитываем стабилизационный расход масла:

4.1.4. Определяем расчетную производительность насоса с учетом утечек масла через радиальные и торцевые зазоры:

4.1.5. Рассчитываем мощность, затрачиваемую на привод масляного насоса:

,