Расчет автомобильного двигателя (ЗИЛ-130 V8)

 

      Средний крутящий момент двигателя:

По данным теплового расчета:

   (2.24)

Максимальный  и минимальный крутящие моменты:

  и  

 

5 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ

 

Расчет поршня двигателя с впрыском топлива. На основании данных расчетов (теплового, скоростной характеристики и динамического) получили: диаметр цилиндра D= 97мм, ход поршня S= 78 мм, действительное максимальное давление сгорания, p_Zд= 5,73 МПа при n_м=3200 об/мин, площадь поршня F_п=73,8 см², наибольшую номинальную силу N_max= 0,0086 МН при φ= 370 , массу поршневой группы = 0,738 кг, частоту вращения n_x.max=3520 об/мин и λ=0,285.

В соответствии с существующими аналогичными двигателями, принимаем: толщину днища поршня δ=6 мм, высоту поршня Н=90 мм; высоту юбки поршня h_ю=60,9 мм, радиальную толщину кольца t=3,7 мм, толщину стенки головки поршня s=6,1 мм, величину верхней кольцевой перемычки h_п=3,48 мм, число и диаметр масляных каналов в поршне и d_м=1,2 мм. Материал поршня – алюминиевый сплав, α_п=22 10^-6 1/К; материал гильзы цилиндра – чугун, α_ц=11 10^-6 1/К.

Напряжение  изгиба в днище поршня:

 

                (5.1)

 

где .

Днище поршня должно быть усилено ребрами жесткости, необходимо применение ребер жесткости.

Напряжение  сжатия в сечении x – x:

 

                              (5.2)  

                  

где ; ; ; .

Напряжение  разрыва в сечении x – x:

Максимальная  угловая скорость холостого хода:

 

             (5.3)

           

Масса головки  поршня с кольцами, расположенными выше сечения x – x:

 

                      (5.4)

Максимальная  разрывающая сила:

 

  (5.5)

 

Напряжение  разрыва:

 

                    (5.6)

 

Напряжение  в верхней кольцевой перемычке:

Среза

                (5.7)

 

Изгиба

           (5.8)

Сложное

                          (5.9)

 

Удельное  давление поршня на стенку цилиндра:

 

               (5.10)

 

                (5.11)

 

Диаметры  головки и юбки поршня:

 

                           (5.12)

 

,                             (5.13)

 

где ;

 

Диаметральные зазоры в горячем состоянии:

 

                      (5.14)

 

,                   (5.15)

где Т_ц = 383 К, Т_г = 593 К

Т_ю = 413 К приняты с учетом водяного охлаждения двигателя.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Колчин А. И., Демидов В. П. «Расчет автомобильных и тракторных двигателей»: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980. – 400 с., ил.
2. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине  «Энергетические установки транспортной техники»:

С.И. Абильмажинов, А.Л. Дерман, А.К. Томашец, Петропавловск 2010 г

3. Колчин А. И., Демидов В. П. «Расчет автомобильных и тракторных двигателей»: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 2008. – 496 с., ил.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  А Индикаторная диаграмма

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  Б Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

ПРИЛОЖЕНИЕ  В Графики динамического расчета