Материал: Разработка двигателя на базе дизеля 6ЧНР 36/45 (Г70) с лучшими удельными показателями

Площадь щеки:

Момент сопротивления щеки:

Сила, растягивающая щеку: S = P_z

Напряжения определяются по формуле:

Реакция:

(кН) ,

тогда , составляем таблицу для поиска максимального и минимального напряжения.

Напряжения, возникающие в щеке.

Таблица 6

Максимальное напряжение:

σ_max = 103,78 МПа

Минимальное напряжение:

σ_min = -13,77 МПа

Амплитудное значение:

Среднее значение:

Запас прочности:

Предел выносливости:

Запас прочности не превышает допустимые значения 2…3,2

4.1.7 Расчет шатунного болта

Шатунные болты работают на усталость и статические нагрузки. Рассчитываются на кручение.

Сила действующая на стык болта.

Р_бол=3385 Н.

Где Р_j сила инерции, λ постоянная КШМ, F_n площадь поршня, i количество шатунных болтов i=2.

Сила затяжки.

Р_зат=8462,5 Н.

Где ν коэффициент запаса, принимаем ν = 2,5.

Статическое напряжение.

22,87 МПа.

Где F₀ площадь сечения по внутреннему диаметру резьбы, F₀= 0,00037м.

Полученное напряжение не превосходит допускаемое [σ]=0,5 σ_тек=47,5 МПа, где σ_тек предел текучести материала σ_тек=95 МПа(сталь 40ХНМА).

Суммарное нормальное напряжение.

15,4 МПа.

Где χ коэффициент нагрузки, принимаем χ=0,2.

Момент кручения14,98 Н∙м.

Где β коэффициент трения в резьбе, β=0,13.

Напряжение кручения.

4,79 МПа.

Запас статической прочности.

2,27

Полученный запас статической прочности не превышает допускаемый [n]=1,5…3.

Амплитуда напряжений.

1,14 МПа.

Среднее напряжение.

15,5 МПа.

Запас прочности по переменному напряжению.

9,8 .

Где σ_-1б предел усталости болта, σ_-1б=13,3 МПа.

полученный запас прочности больше допускаемого [n]=2,5.

4.1.8 Расчет втулки цилиндра

Рис.3.7 Стенка цилиндра.

Нормальное напряжение сжатия.

1,73 МПа.

Где Р_z сила максимального давления сгорания, r₁ внутренний радиус цилиндра r₁= 0,180 м, r₂ внешний радиус цилиндра r₂= 0,207 м.

Нормальное напряжение растяжения.

23,59 МПа.

Где α коэффициент линии расширения α=10,7∙10^-6 1/град, Е модуль упругости Е=10⁵МПа, μ коэффициент Пуассона μ=0,3, ∆t перепад температур ∆t= δ+∆t₁, где δ толщина стенки цилиндра δ=21мм, принимаем ∆t₁=3, температурный градиент, зависящий от толщины стенки, ∆t=63 град/мм.

Суммарное напряжение.

25,32 МПа.

Полученное напряжение не превышает допускаемое [σ]=80…90 МПа

5. Расчет основных систем двигателя

.1 Расчет топливной системы

Цикловая подача:

г/цикл

- цилиндровая мощность

- удельный эффективный расход топлива

- частота вращения коленчатого вала

 принимаем m=1.5

Диаметр плунжера:

Принимаем

Полный ход плунжера:

Принимаем

Форсунка:

где - суммарная площадь сопловых отверстий (необходимо определить)

- скорость истечения

; ; - частота вращения коленчатого вала

- коэффициент истечения

Определяем суммарную площадь сопловых отверстий из формулы объема топлива:

Определяем площадь одного сопла:

где - количество сопловых отверстий

Диаметр соплового отверстия:

_c= 0,15…1 мм

Ход иглы:

Угол распыливания:

α_р = 130⁰

- давление в форсунке.

5.2 Расчет системы смазки

Теплота отводимая с маслом от двигателя (с учетом охлаждаемых поршней):

Объемная производительность масляного насоса:

где - перепад температуры на входе и выходе

- теплоёмкость масла

5.3 Расчет системы охлаждения

Количество тепла отводимое с водой:

,

где - доля тепла от сгорания топлива отводимая в воду

- мощность двигателя

- удельный эффективный расход топлива

- низшая теплотворная способность топлива

Производительность водяного насоса:

где - теплоёмкость воды

- перепад температур на входе и выходе

Давление воды в системе:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Теория двигателей внутреннего сгорания. Под ред. Дьяченко Н. Х., Л., «Машиностроение», 1974г.

.Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А. С., М.: «Машиностроение», 1984г.

. Дизели. Справочник. Под ред. Ваншейдта В. А.,Л.: «Машиностроение» 1977г.

. Теория рабочих процессов Поршневы и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А. С., М.: «Машиностроение», 1971г.

. Справочник конструктора-машиностроителя. Том-1. Анурьев В.И. «Машиностроение», 1979г.