3.3.4 Розрахунок сумарних сил, що діють в кшм
Для їх визначення розкладемо сумарну силу РΣ на два напрямки, один з яких (сила N) перпендикулярний до осі циліндра, другий (сила S) – вздовж осі циліндра. Бокова сила N притискує поршень до стінки циліндра, а сила S, що діє вздовж осі шатуна, стискує або розтягує його. Залежності для цих сил такі:
,
(3.84)
де β – кут відхилення шатуна від осі циліндра.
,
(3.85)
Перенесемо силу S у центр шатунної шийки й розкладемо на два напрямки: вздовж радіуса кривошипа (сила К), ц перпендикулярно до нього (сила Т). Залежності цих сил мають вигляд:
,
(3.86)
(3.87)
Результати розрахунків формул 3.84 – 3.87 доцільно представити у вигляді таблиці 3.6
φºПКВ |
РГ |
cosφ+λcos2φ |
Рj |
РΣ |
tgβ |
N |
cos(φ+β)/cosβ |
K |
sin(φ+β)/sinβ |
T |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
0 |
-1 |
1,24 |
-25 |
-26 |
0 |
0 |
1 |
-26 |
0 |
0 |
|
|
-1 |
0,986 |
-20 |
-20 |
0,121 |
-2,42 |
0,806 |
-16,1 |
0,605 |
-12 |
|
60 |
-1 |
0,38 |
-7 |
-8 |
0,211 |
-1,68 |
0,317 |
2,53 |
0,972 |
-7 |
|
90 |
-1 |
-0,24 |
4 |
3 |
0,245 |
0,735 |
0,245 |
0,735 |
1 |
3 |
|
120 |
-1 |
-0,62 |
12 |
11 |
0,211 |
2,32 |
-0,683 |
-7,5 |
0,76 |
8 |
|
150 |
-1 |
-0,764 |
15 |
14 |
0,121 |
1,69 |
-0,926 |
-12,9 |
0,395 |
5 |
|
180 |
-1 |
-0,76 |
15 |
14 |
0 |
0 |
1 |
14 |
0 |
0 |
|
210 |
2 |
-0,76 |
15 |
17 |
-0,121 |
-2,05 |
-0,926 |
15,7 |
-0,395 |
-6 |
|
240 |
2,6 |
-0,764 |
12 |
14,6 |
-0,211 |
-3,08 |
-0,683 |
-9,97 |
-0,76 |
-11 |
|
270 |
4 |
-0,62 |
4 |
8 |
-0,245 |
-1,96 |
-0,245 |
-1,96 |
-1 |
-8 |
|
300 |
802 |
-0,24 |
-7 |
1,3 |
-0,211 |
-0,27 |
0,317 |
0,41 |
-0,972 |
-1 |
|
330 |
25,8 |
0,38 |
-20 |
6,8 |
-0,121 |
-0,82 |
0,806 |
5,4 |
-0,605 |
-3 |
|
360 |
140,16 |
0,986 |
-25 |
115,16 |
0 |
0 |
1 |
115,16 |
0 |
0 |
|
390 |
83 |
0,986 |
-20 |
64,1 |
0,121 |
7,75 |
0,806 |
51,6 |
0,605 |
38 |
|
420 |
28,4 |
0,38 |
-7 |
21,4 |
0,211 |
4,51 |
0,317 |
6,78 |
0,972 |
20 |
|
450 |
14,3 |
-0,24 |
4 |
22,6 |
0,245 |
5,53 |
-0,245 |
5,53 |
1 |
18 |
|
480 |
9,4 |
-0,62 |
12 |
22,2 |
0,211 |
4,68 |
-0,683 |
15,16 |
0,76 |
16 |
|
510 |
7,6 |
-0,764 |
15 |
14 |
0,121 |
1,69 |
-0,926 |
12,9 |
0,395 |
8 |
|
540 |
7,2 |
-0,76 |
15 |
11 |
0 |
0 |
1 |
11 |
0 |
0 |
|
Продовження таблиці
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
570 |
-1 |
-0,76 |
15 |
3 |
-0,121 |
0,363 |
-0,926 |
2,78 |
-0,395 |
-5 |
600 |
-1 |
-0,764 |
12 |
-8 |
-0,211 |
1,68 |
-0,683 |
5,4 |
-0,76 |
-8 |
630 |
-1 |
-0,62 |
4 |
20 |
-0,245 |
-4,9 |
-0,245 |
-4,9 |
-1 |
-3 |
660 |
-1 |
-0,24 |
-7 |
26 |
-0,211 |
-5,48 |
0,317 |
8,2 |
-0,972 |
7 |
690 |
-1 |
0,38 |
-20 |
20 |
-0,121 |
-2,42 |
0,806 |
16,1 |
-0,605 |
12 |
720 |
-1 |
0,986 |
-25 |
26 |
0 |
0 |
1 |
26 |
0 |
0 |
3.4 Розрахунок основних параметрів, механізмів та систем двигуна
3.4.1 Розрахунок основних параметрів
Товщина днища поршня, мм:
,
(3.88)
де D =131 діаметр циліндру.
мм
Висота поршня, мм:
,
(3.89)
мм
Висота верхньої частини поршня, мм:
,
(3.90)
мм
Висота юбки поршня, мм:
,
(3.91)
мм
Відстань між торцями бобишок, мм:
,
(3.92)
мм
Товщина стінки юбки поршня, мм: ю = 1,5…4,5
Приймаємо ю = 2,5 мм
Товщина стінки головки поршня, мм:
,
(3.93)
мм
Відстань до першої поршневої канавки, мм:
,
(3.94)
мм
Радіальна товщина кільця, мм:
компресійного
,
(3.95)
мм
оливоз’ємного
,
(3.96)
мм
Радіальний зазор кільця в канавці поршня, мм:
компресійного tк = 0,70…0,95 мм tк = 0,8
оливоз’ємногоtо = 0,9…1,1 мм tо = 1
Висота кільця а = 2…4 мм. Приймаємо а = 3мм
Різниця між величинами зазорів замка компресійного кільця в вільному та робочому стані, мм:
,
(3.97)
мм
Внутрішній діаметр поршня, мм:
(3.98)
мм
Зовнішній діаметр пальця, мм:
(3.99)
мм
Внутрішній діаметр пальця, мм:
(3.100)
мм
Довжина пальця, мм:
(3.101)
мм
Кількість оливоз’ємних отворів nм – 6…12. Приймаємо nм=8мм
Діаметр масляного каналу, мм:
,
(3.102)
мм
Товщина
стінки циліндра
.
Приймаємо ц=9мм
Довжина гільзи, мм:
(3.103)
мм
Довжина втулки шатуна, мм:
(3.104)
мм
Внутрішній діаметр верхньої головки шатуна, мм:
(3.105)
мм
Довжина
головки шатуна приймається конструктивно
та дорівнює
Зовнішній діаметр верхньої головки шатуна, мм:
(3.106)
мм
Розміри перерізу шатуна
Розрахунок мінімальної висоти шатуна, мм:
(3.107)
мм
Розрахунок висоти шатуна, мм:
(3.108)
мм
Розрахунок ширини стрижня шатуна, мм:
(3.109)
мм
Вибір ширини шатуна
аш=tш –2,5…4,0 мм. Приймаємо аш=tш= 3 мм
Діаметр шатунної шийки, мм:
(3.110)
мм
Ширина кришки шатуна, мм:
(3.111)
мм
Товщина вкладиша, мм:
(3.112)
мм
Відстань між шатунними бовтами, мм:
(3.113)
мм
Діаметр корінної шийки, мм:
(3.114)
мм
Діаметр тарілки впускного клапана, мм:
(3.115)
мм
Діаметр тарілки випускного клапана, мм:
(3.116)
мм
Діаметр стержня клапана, мм:
(3.117)
мм