Нагруженность деталей двигателя и расчетные режимы

Детали двигателя оказываются нагруженными в результате действия сил давления газов, инерции, трения, моментов сил, а также в результате развития колебательных процес­сов в деталях двигателя. Дополнительные напряжения развиваются в деталях двигателя из-за неравномерного их нагревания и использования технологических приемов сборки, связанных с деформациями сопрягаемых деталей.

Напряженное состояние детали в результате действия механических и тепловых нагру­зок оказывается сложным. От возникающих напряжений зависят механическая прочность, надежность, долговечность деталей д.в.с. затраты металла на его изготовление и при эксплуатации и капитальном ремонте.

Величина и характер изменения основных нагрузок, воздействующих на детали двига­теля, зависят от режима работы двигателя. При этом расчет деталей на прочность произ­водят для установившихся режимов работы, при которых рассчитываемые детали нахо­дятся в наиболее тяжелых условиях. Учитывают также и продолжительность работы дви­гателя на этих режимах, что является важным для установления зависимости между полу­ченными напряжениями, запасами прочности и показателями надежности.

Для двигателей с искровым зажиганием характерными являются следующие расчет­ные режимы:

- максимального крутящего момента М_к при частоте вращения п = (0,4...0,б)гс„, когда

давление газов в цилиндре достигает максимальных значений, а силами инерции можно пренебречь;

- номинальной мощности N_т при частоте вращения п_н в случае необходимости учета

совместного влияния сил давления газов и сил инерции;

- максимальной частоты вращения холостого хода, при которой силы инерции дости­гают наибольших значений, а давление газов незначительно.

Для двигателей с искровым зажиганием без ограничителя частоты вращения принима­ется п_ххтяк = (1,4...1,б)я_н, а с ограничителем частоты вращения п_ххтах = (1,4...1,б)«_н Расчетные режимы для быстроходных дизелей:

- номинальной мощности N_eH при частоте вращения п_н, когда достигаются наиболь­шие давления сгорания;

-максимальной частоты вращения холостого хода п_ххтах =(1,05...1,07)и_н, определяе­мой работой регулятора, при которой максимальные значения имеют силы инерции.

При работе на любом из упомянутых режимов существовать определенная степень на­грева деталей, что приведет к развитию дополнительных тепловых деформаций и соот­ветственно дополнительных напряжений в деталях. Уже из приведенного перечня так на­зываемых расчетных режимов видно, что наиболее четко выраженным свойством всех действующих сил, а отсюда и напряженного состояния всех деталей двигателя, будет их переменность или цикличность действия. Подчеркнем, что в данном случае речь идет о силах и нагрузках, развивающихся при работе на установившемся режиме. Если при­нять во внимание переменность режимов работы при эксплуатации двигателя, то стано­вится понятной известная неопределенность сочетания нагрузок на детали двигателя, на­пряженного состояния деталей, а отсюда и известная условность расчетных оценок проч­ности деталей.