Розрахунок товщини мастильного шару між першим компресійним кільцем та гільзою циліндра при робочому процесі двигуна внутрішнього згоряння.

, (2)

де η_i – динамічна в’язкість мастильного матеріалу в контакті залежно від і-го кута повороту кривошипа, [Па·с];

V_i – лінійна швидкість поршня, що відповідає і-му куту повороту кривошипа, [м/с];

E_пр – приведений модуль пружності матеріалів гільзи циліндра та компресійного кільця, [Па];

– приведений радіус кривизни пари гільза-кільце, [м].

Залежно від умов роботи двигуна внутрішнього згоряння розраховують динамічну в’язкість мастильного матеріалу.Обчислюють зміну динамічної в’язкості мастильного матеріалу в контакті залежно від і-го кута повороту кривошипа за наступною формулою:

, [Па·с] (3)

де η₀ – динамічна в’язкість мастильного матеріалу при 40˚С, [Па·с];

P_max – максимальне контактне навантаження по Герцу в зоні компресійного кільця, [Па];

P_i – тиск газів в циліндрі залежно від і-го кута повороту кривошипа, [Па];

T_i – температура стінки циліндра залежно від і-го кута повороту кривошипа, [К];

α_i – п’єзокоефіцієнт в’язкості мастильного матеріалу, який залежить від і-го кута повороту кривошипа, [МПа].

Параметри η₀, P_max, P_i та T_i – це вхідні чинники, залежно від варіанту завдання.

П’єзокоефіцієнт в’язкості мастильного матеріалу в контакті, який залежить від і-го кута повороту кривошипа розраховується за наступною формулою:

, [МПа] (4)

де υ₁₅₀ – кінематична в’язкість мастильного матеріалу при 150˚С, [мм²/с];

V_i – лінійна швидкість поршня, що відповідає і-му куту повороту кривошипа, [м/с];

– максимальне контактне навантаження по Герцу в зоні верхнього компресійного кільця розраховується за формулою:

, [МПа] (5)

Параметри υ₁₅₀ , V_i та P_max – це вхідні чинники, які вибираються залежно від варіанту завдання.

Дані розрахунків за формулами 3 та 4 занести в таблицю 1.

Приведений модуль пружності матеріалів гільзи циліндра та компресійного кільця обчислюється за формулою:

, [Па] (6)

де Е_ц – приведений модуль пружності матеріалу гільзи циліндра – чавуну, [Па];

Е_к – приведений модуль пружності матеріалу компресійного кільця – сталі, [Па].

Параметри та задані залежно від варіанту завдання.

Приведений радіус кривизни пари гільза-кільце визначається за формулою:

, [м] (7)

де R_ц – радіус гільзи циліндра, [м];

R_к – радіус компресійного кільця, [м].

Розрахункові значення основних параметрів мащення Таблиця 1

Відповідно R_ц та R_к визначаються за формулами:

,[м] (8)

, [м] (9)

де D_ц – діаметр гільзи циліндра, [м];

D_к – діаметр компресійного кільця, [м].

Конструкційні параметри D_ц та D_к – це вхідні чинники, які вибираються залежно від варіанту завдання.

За одержаними значеннями динамічної в’язкості мастильного матеріалу (η_і, таблиця 1), лінійної швидкості поршня (V_i, таблиця згідно варіанту завдання), приведеного модулю пружності матеріалу (за формулою 6) та приведеного радіусу кривизни контактних поверхонь (за формулою 7) розраховується параметр швидкості U_i залежно від і-го кута повороту кривошипа за формулою 2. Одержанні значення U_i занести в таблицю 1.