3.4.6 Розрахунок компресійного кільця

Вихідні дані: матеріал кільця – Сталь 20, модуль пружності Еобираємо в залежності від матеріалу кільця /2/,с 161

Визначення середнього тиску кільця на стінку циліндру, МПа:

(3.152)

МПа

Для компресійного кільця Р_ср= 0,11...0,37 МПа

Напруження згину кільця у робочому стані, МПа:

, (3.153)

МПа

Напруження згину кільця у робочому стані повинно відповідати наступній умові ,

Напруження згину при надіванні кільця на поршень, МПа:

(3.154)

де m = 1,57 – коефіцієнт, який залежить від способу надівання кільця

МПа

Напруження згину кільця у робочому стані повинно відповідати наступній умові ,

Монтажний зазор в замку поршневого кільця, мм:

_, (3.155)

де ∆_к′ = 0,08 мм – мінімально допустимий зазор у замку кільця під час роботи двигуна;

α_к = α_ц = 11 ∙ 10^-6 – коефіцієнти лінійного розширення матеріалу кільця і гільзи циліндра;

Т_к , Т_ц і Т_о – відповідно температура кільця, стінок циліндра у робочому стані і початкова температура Т_о =293 К; при рідинному охолоджені Т_ц=388 К; Т_к= 498 К.

мм

3.4.7 Розрахунок маховика з умов рівномірності ходу двигуна

При розрахунку маховика приймається, що його маса зосереджена в ободі, а поперечний переріз ободу має прямокутну форму.

Необхідний момент інерції двигуна з маховиком, кг•м²:

, (3.156)

де – кутова швидкість колінчастого вала двигуна на номінальному режимі, с^-1;

m_m– масштаб тиску сили Т, МН/м² в одному міліметрі;

m_φ – масштаб кута повороту кривошипу (з діаграми сумарного крутного моменту);1

A_над– площа, що виражає найбільшу надлишкову позитивну роботу дотичної сили, діючої на кривошип, мм²;

R – радіус кривошипу, м;

A_п– площа поперечного перерізу поршня, м².

м²

Момент інерції маховика двигуна, кг•м²:

_, (3.157)

кг•м²

Визначаємо масу маховика, кг:

_, (3.158)

де D_ср= (2,0...3,0)•S – середній діаметр обода маховика, м;

м

Окружна швидкість на зовнішньому діаметрі обода маховика, м/с:

_, (3.159)

м/с

= (40...45 ) – для стальних маховиків (25…30 для чавунних)

3.4.8 Основні параметри механізму газорозподілу

Основні параметри механізму газорозподілу : діаметри впускної та випускної горловини, максимальна висота підйому клапана, кути дії кулачків впускного та випускного клапанів, параметри профілю кулачка, розміри клапанної пружини та її запас міцності визначаються.

Площа прохідного перерізу клапана при максимальному підйому, см²:

, (3.160)

, (3.161)

де _вп – середня швидкість газу в горловині впускного клапана 40…90 м/с, випускного – 80…120 м/с

А_п – площа поршня в сантиметрах

м/с

м/с

Діаметри горловини впускного та випускного клапанів, см:

(3.162)

_{Площа горловини приймаємо Агор. = 1,1 …1,2 • Акл.вп}

см

Діаметр горловини випускного клапана приймають на 15% менше d_гор.вп. Приймаємо

Максимальна висота підйому клапана при куту фаски клапана α = 45º, для автомобільного двигуна, см:

, (3.163)

_{де dгор – діаметр горловини клапану підставляти у мм}

Визначення розмірів клапанної пружини

Основні конструктивні розміри пружини приймаємо з конструктивних міркувань в залежності від діаметра горловини клапана, мм:

(3.164)

Діаметр дроту пружини d_д = (3,5…6,0) мм , приймаємо d_д =5 мм.

Діаметр дроту внутрішньої пружини d_дв= (2,2…4,5) мм, приймаємо d_дв=3 мм. Число робочих витків пружини приймаємо і_п = 8.