5.1.1 Днище поршня

Максимальное напряжение изгиба в диаметральном сечении днища поршня в МПа:

где размеры поршня, определяемые по таблице

- максимальное давление сгорания, МПа

Днище поршня должно быть усилено ребрами жесткости, поскольку расчетное напряжение превышает допускаемое 20...25 МПа.

5.1.2 Головка поршня

Головка поршня в сечении Х-Х, ослабленная отверстиями для отвода масла, проверяется на сжатие и разрыв.

Для определения напряжения сжатия определяем:

- диаметр поршня по дну канавок в м,

- площадь продольного диаметрального сечения масляного канала в м²

- площадь сечения Х-Х головки поршня в м²

- максимальную сжимающую силу в МН

Напряжение сжатия в МПа

Рассчитанное напряжение сжатия не превышает допустимые значения.

Для определения напряжения разрыва в сечении Х-Х определяем:

- максимальную угловую скорость вращения коленчатого вала на холостом ходу в рад/с

где

- массу головки поршня с кольцами в кг

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс в МН определяется для режима максимальной частоты вращения при холостом ходе двигателя

Напряжение разрыва в МПа

Рассчитанное напряжение разрыва не превышает допустимые значения.

5.1.3 Юбка поршня

Юбка поршня проверяется на износостойкость по удельному давлению в МПа на стенку цилиндра от максимальной боковой силы

Рассчитанное значение удельного давления не превышает допустимые значения напряжений для современных двигателей.

5.2 Поршневой палец

Расчетная сила Р в МН, действующая на поршневой палец, определяется по формуле

где р_z.max=(1.14…1,17) р_z-максимальное давление газов на режиме максимального крутящего момента по тепловому расчету,МПа;

к-(0.76…0,86)- коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца;

F_n- площадь поршня из динамического расчета;

P_j- сила инерции в МН.

Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна q_ш в МПа определяется по формуле:

,

где dn- наружный диаметр пальца по таблице,м;

lш- длина опорной поверхности пальца в головке шатуна по таблице ,м

Удельное давление плавающего пальца на бобышки q_b в МПа определяется по формуле:

где ln -общая длина пальца,м ;

b - расстояние между торцами бобышек,м;

Допустимые значения удельного давления(qш) для современных двигателей составляют (20..60)МПа ,а допустимые значения удельного давления(qб) составляют (15..50)

Напряжение изгиба пальца σ_из в МПа определяются по формуле:

где - отношение внутреннего диаметра пальца к наружному;

dв- внутренний диаметр пальца по таблице м;

допустимые значения напряжения изгиба(σ из) для современных двигателей составляют(100…250)МПа.

Касательное напряжение τ в МПа от среза пальца в сечениях ,расположенных между бобышками и головкой шатуна определяются по формуле:

рассчитанное касательное напряжение не превышает допстимые значения, которые составляют (60…250)мм

Максимальная овализация пальца

;

Рассчитанная максимальная овализация пальца не превышает допустимые значения, которые составляют (0,02…0,05)мм.