3.2.5 Розрахунок до побудови діаграми питомих тангенціальних сил Ординати діаграми визначаються за формулою, мПа:

(3.68)

Таблиця 3.8 – Ординат діаграми тангенціальних сил

	Рс , мм	sin(/cos	Т , МПа	Т , мм
0	-34,76	0	0	0
30	-27,8	0,613	-0,852	-17,04
60	-11,62	0,981	-0,57	-11,40
90	4,76	1	0,238	4,76
120	14,2	0,751	0,533	10,66
150	17,13	0,387	0,331	6,63
180	17,24	0	0	0
210	21,13	-0,387	-0,408	-8,17
240	18,2	-0,751	-0,683	-13,66
270	9,76	-1	-0,488	-9,76
300	-5,62	-0,981	0,275	5,51
330	-9,8	-0,613	0,3	6
360	95,24	0	0	0
390	38,2	0,613	1,170	23,41
420	28,38	0,981	1,392	27,84
450	26,76	1	1,338	26,76
480	27,2	0,751	1,021	20,42
510	27,13	0,387	0,525	10,50
540	23,24	0	0	0
570	21,13	-0,387	-0,408	-8,17
600	18,2	-0,751	-0,683	-15,66
630	8,76	-1	-0,438	-8,76
660	-7,62	-0,981	0,373	7,47
690	-23,8	-0,613	0,729	14,59
720	-30,76	0	0	0

4 Розрахунок деталей і складальних одиниць

4.1 Характеристика складальної одиниці або деталі

Описати призначення, будову, принцип роботи та характеристику складальної одиниці або деталі

4.2 Розрахунок поршня

Розрахунок основних конструктивних співвідношень розмірів елементів поршня згідно рисунку 4.1

Рисунок 4.1 – Схема поршня

Товщина днища поршня, мм:

, (4.1)

де D – діаметр циліндру

Висота поршня, мм:

, (4.2)

Висота жарового поясу, мм:

, (4.3)

Товщина першої кільцевої перемички, мм:

(4.4)

Висота верхньої частини поршня, мм:

, (4.5)

Висота юбки поршня, мм:

, (4.6)

Внутрішній діаметр поршня, мм:

(4.7)

Товщина стінки головки поршня, мм:

, (4.8)

Товщина стінки юбки поршня, мм

Приймаємо

Радіальна товщина кільця, мм:

• компресійного

_, (4.9)

• оливоз’ємного

, (4.10)

Радіальний зазор кільця в канавці поршня. мм:

компресійного t = 0,70…0,95 t = 0,9

оливоз’ємного t = 0,9…1,1 t = 1

Висота кільця, мм:

а = 1,5…4 мм

Приймаємо а = 3

Різниця між величинами зазорів замка кільця в вільному і робочому стані, мм:

, (4.11)

Кількість оливоз’ємних отворів, n_м

n_м = 6…12.

Приймаємо n_м = 10

Діаметр масляного каналу, мм:

, (4.12)

Діаметр бобики, мм:

(4.13)

Відстань між торцями бобишок, мм:

, (4.14)

Зовнішній діаметр поршневого пальця, мм:

(4.15)

Внутрішній діаметр поршневого пальця, мм:

(4.16)

Довжина пальця, мм:

- закріпленого

(4.17)

- плаваючого

(4.18)

Довжина головки шатуна, мм:

- при закріпленому пальці

(4.19)

- при плаваючому пальці

(4.20)

Розрахунок поршня на міцність

Вихідні дані: матеріал поршня Алюміньовий сплав; площа поршня А_п = 4534см² ; найбільша нормальна сила N_мах = 0,1•А_п•Р_z = 3010,5 МН при  = 390 ; частота обертання n_х.х. = 5885 хв^-1, маса поршневої групи m_п = 1,84 кг,  = 0,26, коефіцієнт лінійного розширення чавуну _п = 22 10^-6 1/К

Напруження стиснення у перетині Х – Х поршня, МПа:

(4.21)

де Р_zmax - максимальна стискаюча сила, МН

F_x-x – напруження стиснення в перерізі х – х

_, (4.22)

Для розрахунку напруження стиску (δ_ст) у перетині Х—Х, ослаблені дренажними масляними канавками, визначаємо

Діаметр поршня по дну канавок під поршневі кільця, мм²:

, (4.23)

Площа повздовжнього діаметрального перерізу масляного каналу оливоз’ємного кільця, мм

, (4.24)

Площа перерізу Х—Х, м²

, (4.25)

Для поршнів з алюмінієвих сплавів _ст  [ _ст ] = 30…40 МПа.

Для визначення напруження розриву (δ_Р) в перерізі Х–Х від дії сили інерції поступально рухомих мас в режимі максимальної частоти обертання холостого ходу n_x.x=5885хв^-1 визначаємо силу інерції Р_j. Масу головки поршня з кільцями, що розташовані вище перерізу Х–Х, приймаємо: т_х-х=0,5т_n=0,92 кг.

Максимальна кутова швидкість холостого ходу двигуна, рад/с:

, (4.26)

Сила інерції зворотно – поступальних рухомих мас, МН:

, (4.27)

Напруження розриву у перерізі Х-Х, МПа:

, (4.28)

Допустиме значення діаметрального зазору у холостому стані між стінкою циліндра і головкою поршня, мм

, (4.29)

Допустиме значення діаметрального зазору у холостому стані між стінкою циліндра і юбкою поршня, мм

, (4.30)

Діаметр головки поршня у холодному стані, мм

, (4.31)

Діаметр юбки поршня у холодному стані, мм

, (4.31)

Для визначення діаметральних зазорів у гарячому стані між стінкою циліндра і головкою поршня та між стінкою циліндра і юбкою поршня приймаємо наступне значення температури деталей: температура циліндра Т_ц = 388 К, температуру головки поршня Т_г = 593

К, температуру юбки поршня Т_ю = 413 К, початкову температуру циліндра і поршня Т_о = 293 К. Значення температур для двигунів з повітряним охолодженням приймаємо відповідно /5/ с. 262

Діаметральний зазор в гарячому стані між стінкою циліндра та головкою поршня, мм

, (4.32)

Діаметральний зазор в гарячому стані між стінкою циліндра і юбкою поршня, мм

, (4.33)