
- •На курсовое проектирование по дисциплине
- •Содержание
- •Введение
- •Исходные данные
- •1. Тепловой расчет двигателя
- •1.1 Топливо
- •1.6 Процесс сжатия
- •1.7 Процесс сгорания
- •1.8 Процесс расширения
- •Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.10 Эффективные показатели двигателя
- •Основные параметры цилиндра и двигателя
- •Построение индикаторной диаграммы двигателя
- •Положение точек на индикаторной диаграмме
- •Индикаторная диаграмма.
- •1.13 Тепловой баланс дизеля
- •3 Динамика кривошипно-шатунного механизма
- •3.1 Силы давления газов
- •Индикаторная диаграмма.
- •Развернутая индикаторная диаграмма.
- •3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •3.3 Полные и удельные силы инерции
- •3.4 Удельные суммарные силы
- •Силы и момент
- •3.5 Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала
- •Развернутая диаграмма на шатунную шейку коленчатого вала
- •Сила, действующие на шатунную шейку коленчатого вала
- •3.6 Силы, действующие на коренные шейки коленчатого вала
- •Развернутая диаграмма на коренную шейку коленчатого вала
- •Сила, действующие на коренную шейку коленчатого вала
- •4 Расчет поршневой группы
- •4.1 Расчет поршня
- •4.2 Поршневые кольца
- •Каплевидная эпюра давления компрессионного кольца дизеля на стенку цилиндра.
- •4.3 Поршневой палец
- •5 Расчет шатунной группы
- •Шатунная группа
- •5.1 Расчет поршневой головки шатуна
- •5.2 Расчет кривошипной головки шатуна
- •6.3 Расчет стержня шатуна
- •5.4 Расчет шатунных болтов
- •6. Расчет корпуса двигателя
- •6.1 Блок цилиндров
- •6.2 Гильза цилиндра
- •6.3 Головка блока цилиндров
- •6.4 Расчет шпильки головки блока дизеля
- •7 Расчет элементов системы охлаждения
- •7.1 Расчет жидкостного насоса двигателя
- •7.2 Расчет поверхности охлаждения жидкостного радиатора
- •7.3 Расчет вентилятора для дизеля
- •Заключение
- •Список использованных источников
4 Расчет поршневой группы
Наиболее напряженным элементом поршневой группы является поршень, воспринимающий высокие газовые, инерционные и тепловые нагрузки. Его основными функциями является уплотнение внутрицилиндрового пространства и передача газовых сил давления с наименьшими потерями кривошипно-шатунному механизму. Поршень представляет собой достаточно сложную деталь, как в отношении самой конструкции, так и в отношении технологии и подбора материала при его изготовлении.
Его
рассчитывают на прочность без учета
переменных нагрузок, которые возникают
в цилиндре от давления в период работы
двигателя. Учитывают только нагрузки
от максимального давления газов
в цилиндре. Расчетными элементами
являются: днище, стенки головки, верхняя
кольцевая перемычка, опорная поверхность,
юбка.
Высота верхней части поршня над поршневым пальцем определяется количеством, геометрическими размерами, расположением компрессионных и маслосъемных колец и прочностью перемычек между ними.
4.1 Расчет поршня
Основные данные для расчетов:
диаметр
поршня:
ход
поршня:
максимальное
давление сгорания:
площадь
поршня:
масса
поршневой группы:
наибольшая
удельная нормальная сила:
В соответствии с существующими аналогичными двигателями и с учетом соотношений принимаем:
высоту
поршня:
высоту
юбки поршня:
радиальную
толщину кольца:
радиальный
зазор в канавке по диаметру:
толщину
стенки головки поршня:
величину
верхней кольцевой перемычки:
число
масляных каналов:
диаметр
масляных каналов:
материал
поршня – алюминиевый сплав:
материал
гильзы цилиндра – серый чугун:
Напряжение сжатия в сечении х – х.
Внутренний диаметр опасного сечения:
Внешний диаметр опасного сечения:
Площадь маслоотводных отверстий:
Площадь опасного сечения х – х:
Максимальная сжимающая сила:
Напряжение сжатия:
допустимое
значение
Напряжение разрыва в сечении х – х:
Максимальная угловая скорость холостого хода:
Масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения х – х:
Максимальная разрывающая сила:
Напряжение разрыва:
допустимое
значение
Напряжения в верхней кольцевой перемычке:
Среза:
Изгиба:
Сложное:
допустимое
значение
Удельное давление поршня на стенку цилиндра:
допустимое
значение
допустимое
значение
Гарантированная
подвижность поршня в цилиндре достигается
за счет установки оптимальных диаметральных
зазоров между цилиндром и поршнем при
различных тепловых нагрузках, возникающих
в процессе работы дизеля.
Диаметр головки поршня:
Диаметр юбки поршня:
Диаметральные зазоры в горячем состоянии:
где
;
;
и
приняты с учетом жидкостного охлаждения
двигателя.