Шпильки головки блока

Силові шпильки служать для з’єднання головки блока з блок-картером (рис. 6.2). Шпильки головки блока працюють в умовах дії на них сил від попереднього затягування, тиску газів і навантажень, що виникають внаслідок неоднакових температур і коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів головки блока, блок-картера і шпильок.

Рис. 6.2. Розрахункова схема шпильки

Кількість силових шпильок, їх конструктивні розміри і попереднє затягування повинні забезпечувати надійне ущільнення газового стику на всіх режимах роботи двигуна.

Матеріалом для виготовлення шпильок для бензинових двигунів і дизелів є вуглецеві сталі з високою межею пружності і високолеговані сталі (18XHMA, 18XHBA, 20XHBA, 40XHMA і ін.), оскільки ці матеріали сприяють зменшенню залишкових деформацій, що забезпечує хорошу герметичність газового стику.

У випадку неробочого стану і холодному двигуні силові шпильки навантажені силою попереднього затягування Fпопер, яку приймають на підставі експериментальних даних у вигляді наступної залежності

  , (6.11)

де m – коефіцієнт затягування шпильки; χ – коефіцієнт основного навантаження різьового з’єднання; – сила тиску газів під час згорання, що припадає на одну шпильку.

Величина m змінюється в межах 1,5...2,0, а в з’єднанні з прокладками вона підвищується до 5 і більше.

Коефіцієнт основного навантаження різьового з’єднання

  , (6.12)

де Kпр, Kшп, Kгол – податність відповідно прокладки, шпильки і головки блока.

Для автотракторних двигунів величина χ змінюється в межах 0,15...0,25.

Під час роботи двигуна, крім зусилля затягування, на шпильки діє сила розтягу тиску газів, яка досягає найбільшого значення в момент згорання.

Сила тиску газів під час згоряння, що припадає на одну шпильку,

  , (6.13)

де – максимальний тиск згорання; Ак – проекція поверхні камери згоряння на перпендикулярну до осі циліндра площину; ішп – кількість шпильок, що припадають на один циліндр.

У випадку розташування клапанів: нижньому Акп=1,7...2,2; верхньому Акп=1,1...1,3, де Ап– площа поршня.

Під дією сили попереднього затягування відбувається розтяг шпильки і стиск з’єднаних деталей. Під час роботи двигуна сила тиску газів у разі згорання викликає додатковий розтяг шпильки і стиск головки.

З врахуванням зменшення сили тиску у ділянці з’єднання від сил тиску газів під час згорання, сумарна сила, що розтягує шпильку,

  , або , (6.14)

Мінімальна сила, що розтягує шпильку,

  , або . (6.15)

У випадку виготовлення головки і блок-картера з алюмінієвих стопів в стальних шпильках під час роботи двигуна з’являються додаткові теплові навантаження внаслідок підвищення температури і різних значень коефіцієнтів лінійного розширення матеріалів шпильок і з’єднаних деталей.

У разі попередніх розрахунків цими навантаженнями можна знехтувати.

Максимальне і мінімальне напруження в шпильці визначають у найменшому перерізі стрижня та у внутрішньому діаметрі різі:

  і ; і , (6.16)

де А0 – площа мінімального поперечного перерізу стрижня шпильки; А – площа поперечного перерізу шпильки у внутрішньому діаметрі різі.

Амплітуди і середні напруження циклу

  і ; і . (6.17)

Запаси міцності шпильки визначають за виразами, що наведені у розділі 2.

Коефіцієнт концентрації напружень ks визначають за формулою (2.4) з врахуванням виду концентратора і властивостей матеріалу.

Допустимі запаси міцності змінюються в межах: =2,5...4,0 і =1,5...2,5.








Дата добавления: 2014-12-22; просмотров: 1422;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.