double arrow

Корпус двигателя

Корпус двигателя состоит из блока цилиндров, картера, головки блока, гильз, шпилек или болтов, стягивающих головку с блоком, и др. У большинства автотракторных двигателей блок цилиндров выполнен заодно с верхней частью картера и называется блок-картером. Различают следующие силовые схемы блок-картера двигателей:

1) с несущим блоком цилиндров (рис. 2.1, а), когда силы давления газов нагружают элементы блока цилиндров. Разновидностью данной силовой схемы при мокрых гильзах является схема «с несущей рубашкой» (рис. 2.1, б). В этом случае газовые силы нагружают (растягивают) только стенки водяной рубашки.

2) с несущими силовыми шпильками (рис. 4.1, в). Блок-картеры, выполненные по данной схеме, в силу их меньшей нагруженности могут отливаться из алюминиевого сплава.

Расчеты блок-картера и головки блока представляет большие трудности и здесь не рассматриваются.

В проекте выполняют расчеты на прочность гильзы цилиндров и шпильки (болта) головки блока.


Рис. 2.1. Силовые схемы ДВС с жидкостным охлаждением:

а – с несущим блоком цилиндров; б – с несущей рубашкой; в – с несущими силовыми шпильками.

Толщину стенки гильзы (δ г) принимают по прототипу проектируемого двигателя и проверяют на прочность по формуле, которая применяется для расчета цилиндрических сосудов, работающих под давлением

=0,5D (2.1)

где D – диаметр цилиндра, мм;

– расчетная толщина стенки гильзы, мм;

– давление в цилиндре в конце сгорания, МПа;

– допускаемое напряжение на растяжение, для стальных гильз , для чугунных гильз .

Шпильки головки блока цилиндров работают на растяжение. Сила растяжения меняется в течение цикла от минимума до максимума. Минимальное значение равно силе предварительной затяжки шпильки, а максимальное равно сумме сил предварительной затяжки и силы от давления в конце сгорания, приходящегося на одну шпильку, с учетом уменьшения этой силы из-за податливости (деформация материала от нагрузок) стягиваемых деталей. Приближенно расчет шпильки можно выполнить на растяжение исходя из статической прочности по известной формуле

(2.2)

где – максимальная сила растяжения шпильки;

– площадь минимального (опасного) сечения шпильки.

– допускаемое напряжение материала шпильки на растяжение.

Шпильки изготавливают из легированных сталей, например,18ХНМА, 20ХНВА, 40ХНМА и др.

Допускаемое напряжение можно определить по формуле

(2.3)

где – предел текучести материала шпильки;

– коэффициент запаса прочности шпильки на растяжение, должен быть не менее 2.

Максимальная сила растяжения шпильки определяется

(2.4)

где – сила предварительной затяжки шпильки;

– термическая сила, создаваемая деформациями элементов газового стыка при нагреве их до рабочей температуры;

– коэффициент дополнительной нагрузки резьбового соединения, для ДВС с короткими (жесткими) шпильками =0,06 – 0,07 (до 0,15), для ДВС с удлиненными (податливыми) шпильками =0,03 – 0,04;

–максимальная сила давления газов действительного цикла на расчетном режиме, приходящаяся на одну шпильку, МН;

,

– число шпилек, приходящихся на один цилиндр, .

,

– максимальное давление газов действительного цикла на расчетном режиме, Мпа;

Dпр – диаметр отверстия в прокладке головки блока. Для ДВС с верхним расположением клапанов Dпр=(1,05…1,14)D, для ДВС с нижним расположением клапанов Dпр=(1,3…1,48)D; D – диаметр цилиндра.

Сила предварительной затяжки шпильки определяется по формуле

, (2.5)

где – коэффициент запаса затяжки шпильки, меньшие значения для ДсИЗ, большие – для дизелей с наддувом.

В проекте при выполнении расчетов термической силой можно пренебречь.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: