«Проектирование судового двигателя внутреннего сгорания»

Термин «набегающее касательное усилие» является условным, так как вдоль вала складываются только крутящие моменты, а касательные усилия, вызывающие крутящий момент передаются валом на рамовые подшипники.

С целью упрощения расчетов определяются не набегающие крутящие мо-менты, а набегающие касательные усилия.

Сложение касательных усилий производится с учетом их начальных фаз, то есть периодов (в град. пкв) между вспышками в j-ом и последнем цилиндрах.

В рядном четырехтактном дизеле начальная фаза j-го цилиндра, град. пкв.,

ξj= 720 - ((720×(k-1))/i)

где j – номер цилиндра;

i – число цилиндров;

k – номер вспышки в j-ом цилиндре при условии, что в последнем k=1.

Значения k принимаются в соответствии с порядком работы цилиндров. Для 6-ти цилиндрового дизеля порядок работы цилиндров: 1-5-3-6-2-4.

Соответствие между j и k следующее:

Номер вспышки k 1 2 3 4 5 6

Номер цилиндра j 6 2 4 1 5 3

Расчёт усилий N,Z,T и набегающих касательных усилий выполняется на ЭВМ по программе «Динамика», для значений углов пкв от 0° до 720°, через каждые 15°.

В ЭВМ вводятся следующие значения:

1) Индикаторная цилиндровая мощность Pi1, посчитанная по формуле:

Где - средние значение за два оборота коленчатого вала

2) Число цилиндров: i = 6.

3) Радиус кривошипа: R = 17 см.

4) Частота вращения: n = 600 об/мин.

5) Масштаб давлений: mp = 50 кПа/мм.

6) Шаг разбивки углов пкв: Dj = 15°.

7) Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна: lш = 0,25.

8) Угол между осью кривошипа и осью отверстия в шатунной шейке для подвода масла: 90°.

9) Расстояние между серединами коренных шеек: H = (1,15…1,4)×D=

D= 1,5×26 = 39 см = 390 мм.

10) Вводятся значения давлений P1 для каждого угла пкв, запрашиваемых компьютером, в мм.

Далее программа выдает значение индикаторной цилиндровой мощности соответствующее данным по P1, снятых с развернутой диаграммы и равное произведению крутящего момента на угловую скорость:

Pi1 = 145 кВт при котором ошибка составляет 0,8%, что удовлетворяет условию допустимого значения погрешности равной 5%.

11) Порядок работы цилиндров: 1-5-3-6-2-4.

После ввода данных на экране выводятся значения набегающих приведённых

касательных усилий на каждую коренную и шатунную шейки в кПа.

Далее приводятся эти значения, сведённые в таблицы для каждого колена вала, причём для первого и последнего цилиндра делаем подробные таблицы, а для остальных цилиндров записываются только экстремальные значения усилий.

h = (0,5.1)в

Большое влияние на величину напряжений оказывает величина зазора в замке:

- зазор в свободном состоянии f

f = (0,12.0,1)d, мм,

зазор в замке после установки в цилиндр s

S = (0,004.0,006)d, мм.

Величина перемещения концов разрезанного кольца при установке его в ка-навку поршня f / определится как

f / = f – S

Деформация кольца при надевании его на поршень f // определится по соотношению:

f // = 8в – f /

Учитывая это, можно определить изгибающие напряжения в сечении конца, противоположного замку

где Е – модуль упругости материала кольца, для чугуна Е = 80930 Мпа

Напряжения изгиба при надевании кольца на поршень определятся как

У современных дизелей напряжения изгиба лежат в пределах:

МПа

МПа.

5 Ваншейдта В. А. Дизели. Справочник. [Текст]:. – Л.: Судостроение, 1977 – 480 с./