Жұмысты орындау тәртібі. Поршеньді есептеу реті.

1. Иілу кернеуі.

_{Поршень табанындағы иілу кернеуі (МПа):}

σ_из = М_из/W_из = р_zmax(r_i/δ)²

_{мұндағы: Миз = (1/3) рzmaxri}³ _{— иілу моменті, МН · м}

W_из = (1/3)r_iδ— жазық табанның иілу моментіне қарсылығы, м³;

р_zmax = p_z — жанудың максималды қысымы, МПа;

r_i= [D/2-(s + t + Δt)] — табанның ішкі радиусы, м.

Егер табанның қатаңдық қабырғалары болмаған жағдайда, кернеудің (МПа) мүмкін шамалары келесі шектерде болады:

45

Алюминий құймасынан жасалған поршень үшін............20 — 25

Шойыннан жасалған поршень үшін....................................40 — 50

Егер қатаңдық қабырғалары болса, [σ_из] мәні жоғарлайды:

Алюминий құймасынан жасалған поршень үшін........................50 дейін — 150

Шойыннан жасалған поршень үшін..............................................80 — 200

2. Жылулық кернеу.

Поршень табанында газ қысымының күштерінен басқа, ішкі және сыртқы ортаның температураларының айырмашылығы салдарынан жылулық кернеу де болады. Салқындатылатын шойын поршеньдерінің жылулық кернеуі (МПа):

σ_теп = αEqδ/(200λ_теп)

мұндағы: α =11·10^-6 — шойынның сызықтық ұлғаю коэффиценті, 1/град;

Е = (1,0 ÷ 1,2)10⁵ — шойынның серпімділік модулі, МПа;

q — үлесті жылулық жүктеме, Вт/м²;

δ — табанның қалыңдығы, см;

λ_теп = 58 — шойынның жылуөткізгіштік коэффиценті, Вт/(м·К).

Төрттактылы қозғалтқыштар үшін

q = 11, 63 (6000 + 26n)p

мұндағы: n — айналу жиілігі, мин^-1 (бензинді қозғалтқыштар үшін n = n_м , ал дизельдер үшін n = n_N);

p_i — орташа индикаторлы қысым, МПа (бензинді қозғалтқыштар үшін n_м болғанда, ал дизельдерге n_N болғанда ).

3. Сығылу кернеуі

Салқындатылатын алюминий поршеньдерінің жылулық кернеулері әдетте тәжірибелік зерттеулер кезінде термометрлеумен анықталады. Майды айдау тесіктерімен әлсіздетілген, х-х қимасындағы (1 суретте) поршень басы сығылу мен ажырауға тексеріледі.

Сығылу кернеуі (МПа):

σ_сж = Р_zmax /F_x-x

мұндағы: Р_zmax= P_zF_п — газдардың поршень табанына түсіретін максималды қысым күші, МН;

F_x-x — х — х қимасының ауданы, м²:

F_x-x = (π/4)(d_к² – d_i²) – n'_MF'.

мұндағы d_к =D – 2(t+Δt) — жарықшалар түбі бойынша поршень диаметрі, м²; F'=[(d_к-d_i)/2]d_м – майлы каналдың бойлық диаметрлі қимасының ауданы, м².

Алюминий құймасынан жасалған поршеньдер үшін мүмкін сығылу кернеуі [σ_сж]= 30 — 40 МПа, ал шойын поршеньдер үшін - [σ_сж]= 60 — 80 МПа.

46

4. Ажырау кернеуі.

х-х қимасындағы ажырау кернеуі (МПа):

σ_p = P_j/F_x-x.

Қозғалтқыштың максималды айналу жиілігі режимі үшін ілгері – кейінді қозғалатын массалардың инеция күші (МН) қозғалтқыштың бос жүрісі кезінде анықталады:

P_j = mRω²_{x.x max}(1+ λ),

мұндағы: m_х-х — х-х қимасынан жоғары орналасқан сақинасы бар поршень басы (1 суретте), геометриялық мөлшерлермен немесе m_x-x ≈ (0,4 ÷ 0,6)m_п анықталады, кг;

m_п — поршеньді топтың массасы, кг;

R —кривошип радиусы, м;

ω_{x.x max} = πn_{x.x max}/30—қозғалтқыштың бос жүрісінің максималды бұрыштық жылдамдығы, рад/с;

λ=R/L_ш —кривошип радиусының шатун ұзындығына қатынасы

Алюминий құймасынан жасалған поршеньдер үшін мүмкін ажырау кернеуі [σ_сж]= 4 — 10 МПа, ал шойын поршеньдер үшін - [σ_сж]= 8 — 20 МПа.