Расчет поршня.
Основные конструктивные размеры принимают согласно таблице и вычерчивают поршень (рис).
Таблица 5
Параметры |
Дизели |
Карбюраторного двигатели |
Длина поршня Н Толщина днища поршня δ Расстояние от днища до оси пальца H1 Длина направляющей части поршня L Расстояние от днища до первой канавки l Наружный диаметр пальца dп Расстояние между торцами бобышек l3
Средний диаметр бобышек dБ Толщина стенки направляющей части поршня S1, мм Толщина кольца а компрессионного маслосъемного Высота кольца b, мм Толщина стенки головки поршня S Радиальный зазор между кольцом и канавкой поршня Δa, мм компрессионного маслосъемного Внутренний диаметр поршня D1 Длина опорной поверхности под поршневой палец l2 |
(1,2…1,7)D (0,12…0,2)D
(0.6…1.0)D
(0.7…1.2)D
(0.12…0.2)D
(0.3…0.38)D
(0.3…0.5)D
(1,3…1,6)dп
2…5
(0.04…0.045)D (0.038…0.043)D 3…5
(0.05…0.1)D
0,7…0,95 0,9…1,1
D-2(S+a-Δa)
(0.25…0.5)D |
(1.0…1.3)D (0.05…0.1)D
(0.45…0.75)D
(0.6…1.0)D
(0.06…0.12)D
(0.22…0.28)D
(0.3…0.5)D
(1,3…1,6)dп
1,5…4,5
(0.04…0.045)D (0.038…0.043)D 2…4
(0.05…0.1)D
0,7…0,95 0,9…1,1
D-2(S+a-Δa)
(0.2…0.25)D .25)D |
Высоту канавок под поршневые кольца (рис) принимают
bк= b+Δb; где b – высота кольца, Δb – зазор между кольцом и канавкой по высоте, его принимают 0,02…0,08 мм.
Высоту пояска между кольцевыми канавками принимают равной высоте канавки b1=bк.
Днище поршня проверяют на статическую прочность как круглую плиту, защемленную по краям и равномерно нагруженную давлением pz. Напряжение изгиба в МПа определяют по формуле:
σи=0,17*pz*D12/δ2;
где pz – давление газов в конце видимого сгорания, МПа;
D1 – внутренний диаметр поршня, м,
δ – средняя толщина днища, м.
Допустимые значения напряжений [σи], МПа при отсутствии у днища ребер жесткости:
для поршней из алюминиевых сплавов________20…25
для чугунных поршней _____________________40…50
Рис. 10. Эскиз к расчету поршня
Приложение
Таблица 1
Технические характеристики автомобильных
и тракторных двигателей
Модель двига- теля |
Число и располож. цилинд-ров |
Мощность двигателя, кВт - частота вращ. к.в. об/мин |
Рабочий объем цил-ров, л |
Диаметр цил-ра мм |
Ход порш. мм |
Сте- пень сжатия |
Сред- нее эффект. давлен. Мпа |
Удельный расход топлива, г/кВт.ч |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Карбюраторные |
||||||||
ЗМЗ-53 ЗМЗ-4022 ЗМЗ-4025 ЗМЗ-4026 ЗМЗ-4061 ЗМЗ-4063 ВАЗ-21011 ВАЗ-2107 ЗИЛ-130 ЗИЛ-375 УМЗ-451М ГАЗ-24Д |
8V-900 4Р 4Р 4Р 4Р 4Р 4Р 4Р 8V-900 8V-900 4Р 4Р |
84,6-3200 77,2 -4750 66,2 -2400 73,5 -2400 73,5 -2600 80,9- 2600 47- 5600 56,6 -5600 110.3 -3200 132,4 -3200 55,2 -4000 69,9 -4500 |
4,25 2,445 2,445 2,445 2,3 2,3 1,295 1,45 6,0 7,0 2,45 2,445 |
92 92 92 92 92 92 79 76 100 108 92 92 |
80 92 92 92 86 86 66 80 95 95 92 92 |
6.7 8 6,7 8,2 8 9,3 8,5 8,5 6.5 6,5 6,7 8,2 |
0,745 0,795 1,353 1,502 1,486 1,633 0,778 0,84 0,686 0,713 0,675 0,76 |
324 306
313 326 326 341 306 |
Дизели |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
ЯМЗ-236 ЯМЗ-238 ЯМЗ-238Н ЯМЗ-238НБ ЯМЗ-240 ЯМЗ-240БМ КамАЗ-740.10 КамАЗ-740.20 КамАЗ-7403.10 CМД-60 СМД-62 СМД-80 Д240Л А-41 А-01 Д-108 Д-130 Д-160 |
6V-900 8V-900 8V-900 8V-900
12V-750 12V-750
8V-900
8V-900
8V-900
6V-900 6V-900 8V-900 4Р 4Р 6Р 4Р 4Р 4Р |
132.35-2100 176.47 -2100 235.3 -2100 158,1 -1700
264.7 -2100 220,7 -1900
154,4 -2600
162 -2600
191 -2600
110,3 -2000 121,4 -2100 195 -2100 58,84 2200 66,32 -1750 95,64 -1770 79,41 -1070 102,94 -1070 117,65 -1250 |
11,15 14,86 14,86 14,86
22,3 22,3
10,85
10,85
10,85
9,15 9,15 12,2 4,75 7,45 11,15 13,53 13,53 13,53 |
130 130 130 130
130 130
120
120
120
130 130 130 110 130 130 145 145 145 |
140 140 140 140
140 140
120
120
120
115 115 115 125 140 140 205 205 205 |
16.5 16.5 16.5 16,5
16,5 16,5
17
16
16-с/н
15-с/н 15-с/н 15-с/н 16 16,5 16,5 14 14-с/н 14,5-с/н |
0,677 0,677 0,902 0,75
0,677 0,623
0,654
0,688
0,812
0,721 0,76 0,91 0,677 0,61 0,605 0,658 0,853 0,863 |
238 238 245 238
238 238
225
245 245 231 238 251 251 251 238 238 |
Приложение Таблица 2
Массы поршневой и шатунной групп двигателя
Модель двига- теля |
Поршневая группа |
Шатунная группа |
λ=R/L |
||||||||||||||||
Мате- риал поршня |
Абсо- лютная масса, г |
Относи- тельная масса г/мм2 |
Мате- риал шатуна |
Абсо-лютная масса г/мм2 |
Относи- тельная масса г/мм2 |
||||||||||||||
Карбюраторные двигатели |
|||||||||||||||||||
ЗМЗ-53 |
ал.сплав |
722 |
0,108 |
сталь |
905 |
0,184 |
0,254 |
||||||||||||
ЗИЛ -130 |
-«- |
1200 |
0,153 |
-«- |
1272 |
0,136 |
0,255 |
||||||||||||
ЗИЛ-375 |
-«- |
1308 |
0,142 |
-«- |
1282 |
0,14 |
0,255 |
||||||||||||
ВАЗ |
-«- |
|
|
-«- |
|
|
0,295 |
||||||||||||
Дизели |
|||||||||||||||||||
Камаз-740 |
-«- |
3055 |
0,283 |
-«- |
|
0,354 |
0,267 |
||||||||||||
ЯМЗ |
-«- |
3524 |
0,268 |
-«- |
4335 |
0,326 |
0,263 |
||||||||||||
СМД-60 |
-«- |
|
|
|
|
|
0,28 |
||||||||||||
СМД-62 |
-«- |
|
|
|
|
|
0,295 |
||||||||||||
А-41 А-01М |
-«- |
3524 |
0,268 |
-«- |
4335 |
0,326 |
0,263 |
||||||||||||
Д-240 |
-«- |
2389 |
0,25 |
-«- |
3018 |
0,316 |
0,24 |
||||||||||||
Д-106 |
-«- |
5930 |
0,382 |
-«- |
9262 |
0,563 |
0,27 |
||||||||||||
СМД-60 |
-«- |
|
|
|
|
|
0,28 |
||||||||||||
СМД-62 |
-«- |
|
|
|
|
|
0,274 |
||||||||||||
Таблица 3
Конструктивные массы деталей КШМ
Тип двигателя |
Материал поршня |
Относи- тельная масса, г/мм2 |
Материал шатуна |
Относи тельная масса, г/мм2 |
Материал коленвала |
Относи тельная масса, г/мм2 |
Бензиновые |
Алюмин. сплав |
0,08…0,15 |
Сталь |
0,1…0,2 |
Стальной Чугунный с полыми шейками |
0,15…0,2 0,1…0,2 |
Автотрактор. дизели |
Чугунный Ал.сплав |
0,25…0,4 0,15…0,3 |
Сталь |
0,25…0,4 |
Стальной с полыми шейками |
0,2…0,4 |
Тракторные дизели |
Чугунный Ал.сплав |
0,35…0,45 0,25…0,3 |
Сталь |
0,3…0,5 |
Чугунные с полыми шейками |
0,15…0,3 |
Литература
Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. М.: Колос, 1992
Колчин А.И., Демидов В.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 2003.
Кнороз В.И. Тракторы и автомобили: Методические указания по изучению дисциплины. М.: МГИ, 1991.