9.4 Расчёт днища поршня

Днище поршня рассчитывается на изгиб от действия максимальных газовых усилий как равномерно нагруженная круглая плита, свободно опирающаяся на цилиндр. Для бензиновых двигателей наибольшее давления газов достигается при режиме максимального крутящего момента, т.е. при n=5800

Напряжение изгиба в днище поршня, МПа:

(стр. 259 [1])

где: (стр. 259 [1])

S=5 мм – толщина стенки головки поршня

– радиальная толщина компрессионного кольца

- радиальный зазор в канавке поршня

-толщина днища поршня

-максимальное давление сгорания.

Вывод: значения входят в допустимые пределы ( МПа), условие прочности выполняется.

Тепловые напряжения, возникающие из-за разности температур, МПа:

(стр. 259 [1])

где: - коэффициент линейного расширения для алюминиевых сплавов.

- модуль упругости для алюминия и алюминиевых сплавов.

Удельная тепловая нагрузка для четырехтактных двигателей:

(стр. 259 [1])

- коэффициент теплопроводности алюминия и алюминиевых сплавов.

Общие напряжения:

(стр. 260 [1])

Вывод: данное значение входит в допустимые пределы (150÷250)МПа, условие прочности выполняется.

9.5 Расчет поршневого пальца.

МПа – действительное максимальное давление газов, наружный диаметр пальца d_п = 26 мм, внутренний диаметр пальца

d_в = 18 мм, длина пальца l_п = 70 мм, длина втулки шатуна l_ш = 25 мм, расстояние между бобышек b = 37 мм, материал – сталь 15Х, Е = 2∙10⁵ МПа, палец закрепленного типа.

Расчетные силы, действующие на поршневой палец, МН

газовая:

(стр. 273 [1])

инерционная:

расчетная:

(стр. 273 [1])

Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна, МПа

(стр. 274 [1])

Удельное давление пальца на бобышки, МПа

(стр. 274 [1])

_{Отношение внутреннего диаметра пальца к наружному}

(стр. 274 [1])

Напряжение изгиба в среднем сечении пальца, МПа

Вывод: значения входят в допустимые пределы ( ), условие прочности выполняется.

Касательные напряжения среза в сечении между бобышками и головкой шатуна, МПа

(стр. 274 [1])

Вывод: значения входят в допустимые пределы ( ), условие прочности выполняется.

Максимальная овализация пальца (наибольшее увеличение горизонтального диаметра ) наблюдается в его средней, наиболее напряженной части: Напряжения, возникающие при овализации пальца:

Наибольшее напряжение овализации, возникающее на внешней поверхности пальца в горизонтальной плоскости, , МПа

Наибольшее напряжение овализации, возникающее на внешней поверхности пальца в вертикальной плоскости, , МПа

Наибольшее напряжение овализации, возникающее на внутренней поверхности пальца в горизонтальной плоскости, , МПа

Наибольшее напряжение овализации, возникающее на внутренней поверхности пальца в вертикальной плоскости, , МПа

Наибольшее напряжение овализации возникает на внутренней поверхности пальца в горизонтальной плоскости. Это напряжение не должно превышать 300-350 МПа.