Avtomobilnye_dvigateli_Kursovoe_proektirovanie

Бочкообразность 0,015 мм

Молибденовое покрытие 0,1 ...0,3 мм

а

Пористый хром 0,1... 0,15 мм

Пористый хром 0,1... 0,15 мм

в

Рис. 3.8. Примеры эскизов поршневых колец:

а— верхнего компрессионного; б — второго компрессионного; в — маслосъемного

•обоснование числа, типа и расположения на поршне компрессионных и маслосъемных колец;

•эскизы и описание конструкции колец, выбор их материала и определение конструктивных параметров (рис. 3.8);

•характеристики материалов элементов колец и краткие сведения

отехнологии их изготовления;

•обоснование выбора типа эпюры радиального давления колец на зеркало цилиндра;

•конструкцию и размер зазора 8 в рабочем состоянии замка компрессионных колец.

Высота поршневых колец определяется по статистическим данным:

Радиальная толщина колец t = (0,040...0,045)Z>. Конкретные зависимости отношения D/t от диаметра/цилиндра D приведены на рис. 3.9.

Значение относительного пружинейия кольца SJt = 3 ...4, где S0 = = S - 8; S — зазор в замке кольца в свободном состоянии.

рср, МПа

Компрессионные

кольца

Рис. 3.9. Зависимости отношения D/t и рср кольца от диаметра цилиндра

Работоспособность кольца устанавливается на основе расчетного определения среднего значения удельного давления кольца на зеркало цилиндра (рср) и напряжений в его конструкции в рабочем состоянии (отах) и при надевании на поршень (а^), МПа:

Здесь ц = 0,2 для колец с неравномерной эпюрой давления; т —- коэффициент, зависящий от способа надевания кольца на поршень.

При поверочных расчетах т = 1,57.

Характерные для колец автотракторных двигателей значения среднего удельного давления /?ср определяются по зависимости, приведенной на рис. 3.9, а значения напряжений в конструкции находятся в следующих пределах: атах = 300...400 МПа; а'тгх = 400...450 МПа.

3.2.2.Шатунная группа

Всостав шатунной группы входят шатун, крышка кривошипной головки, втулка верхней (поршневой) головки, подшипниковые вкладыши, шатунные болты и элементы их фиксации.

Необходимо обосновать конструктивные решения по выбору типа шатуна (с разъемной или неразъемной кривошипной головкой, разрезной или цельной поршневой головкой) и его компоновки (типа и способа смазывания поршневого пальца, типа подшипниковых элементов верхней и кривошипной головок).

Шатун. В расчетно-пояснительной записке должны быть представлены:

•сведения о выборе материалов элементов шатуна и их механические характеристики;

•краткие сведения о технологии изготовления шатуна;

•эскиз и описание конструкции шатунной группы в сборе (рис. 3.10);

Рис. 3.10. Пример эскиза шатунной группы

Напряжение от натяга втулки для плавающего пальца, МПа,

2d2

Здесь удельное давление втулки на головку, МПа,

Д + Д,

Р =

где Д — технологический натяг при запрессовке втулки, Д = (0,05...

0,1)-10~3, м; Д, — температурный натяг, А, =tfA/(aBT- аш), м; ц — коэффициент Пуассона; Еш, Ет — модули упругости соответственно для материалов шатуна и втулки, МПа; 1st — разность температур поршневой головки на расчетном режиме и при непрогретом двигателе, At = 100... 120 К; авт, аш, — коэффициенты линейного расширения соответственно для материалов втулки и шатуна, К-1.

Напряжение от натяга втулки для защемленного пальца, МПа,

2d£H

Здесь удельное давление втулки на головку, МПа,

Здесь толщина стенки головки, м, h= DT-d

а средний радиус головки, м,

Коэффициент, учитывающий долю действующих усилий растя- жения—сжатия, воспринимаемых непосредственно головкой,

_d-d

где 8'ВТ = — — толщина втулки, м.

~~

При определении напряжения аА тах максимальный момент Мпmax? Н • м, и нормальная максимальная сила N ^ , Н, в расчетном сечении находятся по уравнениям для бруса малой кривизны:

-^тах ~ l^rnax |'ср *

х [(0,00033ф3-0,0297)+(0,572-0,0008фз)(1-со8ф3)-0,5(8тф3-со8фз)]= Н^ахКр/^Фз);

^тах =|^пах|[(0,572-0,0008ф3)СО8ф3 +0,5(8Шф3 -С08ф3)]=

= ^тах/2(Ч>з) -

Здесь Р^м = -m'nFntw2(l н- Л.); со — скорость вращения, KB; X — отношение г//ш.

Минимальный момент в расчетном сечении, Н • м,

~ Р т т ' с р У з ( ф з ) -

Аналогично находится нормальная минимальная сила, Н, при определении напряжений оА min:

В данных зависимостях угол заделки ф3 приведен в градусах. Для упрощения процедуры расчета напряжений аА тах и аА min ис-

пользуются функции/(ф3) ...f4(ф3), представленные в виде номограммы на рис. 3.11.

Характерные для автотракторных двигателей значения запасов прочности стержня шатуна находятся в пределах значений 2...3.

Шатунные болты. В расчетно-пояснительной записке должны быть представлены:

•сведения о типе и компоновке устройства крепления и фиксации от боковых смещений крышки кривошипной головки шатуна;

•обоснование выбора материалов элементов устройства и их механические характеристики;

•эскиз (рис. 3.12) и описание конструкции шатунных болтов с указанием способа предотвращения их проворачивания при затяжке;

•комплекс конструкторско-технологических мероприятий по упрочнению шатунных болтов и минимизации напряжений от их повторно-переменного изгиба;

•способ и устройство элементов, предотвращающих самопроизвольное отворачивание шатунных болтов.

При разработке шатунных болтов их конструктивные параметры определяются по следующим статистическим данным:

dQ = (0,11...0,14)2); d0p = (1,15... 1,20Н;

/

г1 = (0,15...0,20К; г2 = (0,2...0,5Н-

Оценка работоспособности шатунного болта выполняется по запасу прочности от его повторно-переменного нагружения суммой сил

Легкопрессовая

посадка

Стопорная отгабнаяi шайба

Рис. 3.12. Примеры эскизов шатунных болтов:

а — с фиксацией крышки по призонному поясу болта; б — для шатунов с косым разъемом; d0p — минимальный диаметр резьбы