Лекция 2. Расчет поршневой головки
Поршневая головка нагружена циклической силой Рцп= Р2+Рj,
где Рj – сила инерции поршневой группы (поршня, пальца, колец), Р2 – давление газов, а также силой Рд от запрессованного пальца или бронзовой втулки.
Напряжение от Рд в элементах головки от прилегания внешней и внутренней поверхностей определяется по формулам Ляме:
а) для плавающего пальца:
, (9.1)
где d и Dr в миллиметрах;
б) для защемленного пальца
. (9.2)
Найдем давление ; где D – натяг от запрессовки.
Для плавающего пальца суммарный натяг , где aВ – коэффициент линейного расширения втулки; am – коэффициент линейного расширения шатуна. DТ 100...120 °С – разность температур поршневой головки на расчетном режиме и при «холодном» двигателе. Суммарный натяг достигает 0,12...0,14 мм, а давление:
1) для плавающего пальца, МПа,
, (9.3)
2) для защемленного пальца, МПа,
, (9.4)
где Еш и Еп – модули упругости шатуна и пальца.
Максимальные инерционные силы , МПа, при положении ВМТ в начале такта впуска и , МПа, в ВМТ на такте расширения.
Напряжения растяжения и сжатия определяют (рис. 9.1) из уравнения бруса малой кривизны при следующих допущениях:
1. Сила Рi раст – равномерно распределена по верхней полуокружности головки радиусом rср=(Dr + d)/4 с интенсивностью . Сила Pi сжат распределена по нижней полуокружности радиусом rср, с интенсивностью .
Расчетная схема
1. В местах перехода головки шатуна в стержень точки А предполагается заделка.
2. Правая половина шатуна заменяется силой N0 и моментом М0.
Расчет проводится для сечения II-II.
Напряжение на наружном волокне головки шатуна, МПа,
, (9.5)
на внутреннем волокне, МПа,
, (9.6)
где а – длина поршневой головки, м;
h – толщина стенки головки, м (рис. 8.1), h=(Dr-d)/2.
k=ЕшFrш / (Eш×Ег + ЕВFВ), где Fг=(Dr-d)a; и FB=(d-dш)a.
Максимальное напряжение в точке А на внешнем волокне в сечении II – II заделки.
Для этого сечения момент М и нормальная сила N при Рmax равны
, (9.7)
, (9.8)
где ;
w - угловая скорость, рад/с ( ); R. М; mп – масса поршневой группы; PxD – давление горящих газов; P0 – давление остаточных газов.
Значения , и для опасного сечения II –II берутся из табл. 7.1.
Таблица 9.1
Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 743;