Расчет топливной аппаратуры дизельного двигателя 16ЧН2527 (стр. 5 из 6)

Р_и = m·W·10^-6 = 1.5 · 242.791 ·10^-6 = 3.642·10^-4

5.2.5 Угол давления δ в момент когда достигается Р_{т max} ;

δ = arctg

= arctg = 29.16 град ;

X = R₀ + ρ + S = 0.05+0.03+0.014415= 0.095 м;

= = 49.717 с^-1 ;

5.2.6 Сила, передаваемая роликом на кулачек:

N =

= =0.062 МН ;

5.2.7 Контактные напряжения:

= 0,418 · =

= 1610 МПа < σ_д = [1200…2000] МПа;

контактные напряжения не превышают допускаемых.

5.3 Расчет кулачкового вала.

Кулачковый вал рассчитывается на изгиб и кручение , а также определяется значение его прогиба и угла закрутки.

5.3.1Суммарное приведенное напряжение , возникающее в кулачковом вале от совместного действия изгибающего и скручивающего моментов , определяемое по третей теории прочности:

= МПа

где σ_и =

= МПа - напряжение изгиба

М_и =

= МН·м - изгибающий момент

a = 0,1667, b_в = 0,1667, l = 0,333, L = 3 - геометрические размеры кулачкового вала, м

W_и =

= м³ - момент сопротивления изгибу

τ =

= МПа - напряжения кручения

М _{К max} = N _max · X· sin δ =

максимальный

крутящий момент на кулачке топливного насоса;

W_k = 2·W_и =

момент сопротивления кручению

Значение суммарного приведенного напряжения σ_п не превышает [σ_п] = 150 МПа σ_п = 85,12 МПа

5.3.2 Прогиб пролета кулачкового вала:

Y =

мм

где N_max – нормальная максимальная сила

а, b_в, l –геометрические размеры кулачкового вала

I =

= момент инерции поперечного сечения кулачкового вала

Прогиб пролета кулачкового вала не превышает 1% от хода плунжера.

5.3.3 Угол закрутки в градусах поворота кулачкового вала:

φ₃ =

= гр. п. к. в.

где L – длина от шестерни или муфты привода до наиболее от нее кулачка , м ;

G = 8.15·10⁴ МПа – модуль упругости сдвига для стали ;

I_п = 2·I =2·2,435·10^-6, м³ - полярный момент инерции поперечного сечения кулачкового вала.

Угол закрутки кулачкового вала не превышает допустимого [φ₃ ] = 1, гр.п.к.в.

5.4 РАСЧЕТ ТОЛКАТЕЛЯ

Расчет оси ролика, втулки ролика, направляющей поверхности толкателя . Ось толкателя рассчитывается на изгиб, срез и удельное давление на опорах.

Рисунок 5.4.1 Расчетная схема толкателя

5.4.1 Напряжениея изгиба оси толкателя :

МПа

где l_п = 0,068, l_в = 0,034, b = 0,03 - геометрические размеры элементов толкателя, м

5.4.2 Касательные напряжения среза в сечениях оси толкателя:

МПа

касательные напряжения среза в сечениях оси толкателя не превышают допускаемых

[τ_k] = 65 МПа

5.4.3 Удельная нагрузка в опорах:

К₀ =

МПа

удельная нагрузка в опорах не превышает допускаемое значение

[K₀] = 60 МПа

5.4.4 Удельная нагрузка на внутренней поверхности втулки:

K_вв =

МПа

удельная нагрузка на внутренней поверхности втулки не превышает допускаемое значение [K_вв] = 70 Мпа

5.4.5 Удельная нагрузка на наружной поверхности плунжера :

K_вн =

МПа

удельная нагрузка на наружной поверхности втулки не превышает допускаемое значение [K_вн] = 50 МПа

5.4.6 Максимальная нагрузка у нижнего края направляющей поверхности корпуса толкателя :

K_т =

МПа

Максимальная нагрузка у нижнего края направляющей поверхности корпуса толкателя не превышает допускаемое значение [K_т] = 18.5МПа

5.5 РАСЧЕТ ПЛУНЖЕРА

Расчет плунжера на сжатие в минимальном сечении и удельную нагрузку опорного торца.

5.5.1 Напряжение сжатия в минимальном сечении плунжера:

МПа

где F_{п min} =

м² – площадь минимального поперечного сечения плунжера ;

напряжение сжатия в минимальном поперечном сечении плунжера не превышают допустимых [σ_cж] = 300 МПа

5.5.2 Удельная нагрузка при плоских торцах плунжера и толкателя :

K_т =

МПа

где F_поп =

м² – площадь опорного торца плунжера

d_поп = 6 мм – диаметр опорного торца плунжера ;

удельная нагрузка при плоских торцах плунжера и толкателя не превышает допускаемой [K_т] = 2000 МПа

6 РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ФОРСУНКИ

6.1 РАСЧУТ ПРУЖИНЫ ФОРСУНКИ

6.1.1 Средний диаметр пружины форсунки :

Д_оф = 15 мм

6.1.2 Индекс пружины:

C_пр =

6.1.3 Число рабочих витков :

I_p =

принимаю i_p = и вычисляю новое значение K_ж :

K_ж =

КН/м

6.1.4 Полное число витков:

I_п = i_p + i_оп = 12 + 2,5 = 14,5

6.1.5 Сила предварительной затяжки пружины:

P₁ = p_нв · F_д = 28 ·10⁶ ·3,22·10^-5 = 901,6 Н

оцениваем возможность прорыва рабочих газов через запирающий конус распылителя

Р_то + Р_г = 0,785·[0.5·(P_z + P_cж )

]

Н

6.1.6 Сила сжимающая пружину при подъеме иглы до упора:

P_уп = Р₁ + К_ж · h_и = 901,6 + 137000 ·0,001 = 1038 Н

6.1.7 Сила действующая на пружину в момент отрыва от запирающего конуса распылителя

Р₂ =

Н

где М = m_и+m_ш +

=

, м/с

, с

так как Р_уп > Р₂ , то для дальнейших расчетов принимаю Р_п = Р_уп

6.1.8 Максимальная сила, сжимающая пружину до соприкосновения витков :

Н

где δ₃ = 0,25 – относительный инерционный зазор.