Расчет на прочность деталей цилиндро-поршневой группы
Страница 1

Транспорт » Дизельные двигатели речных судов » Расчет на прочность деталей цилиндро-поршневой группы

Поршни судовых дизелей изготовляют из чугуна марок СЧ32, СЧ24, СЧ28 и из алюминиевых сплавов марок АЛ-1, АК-2, АК-4, литейного жаропрочного сплава АЛ-19. Алюминиевые поршни легче чугунных. Это весьма важное преимущество поршней, так как от их массы зависит значение силы инерции, действующей в кривошипно-шатунном механизме. Алюминиевые сплавы обладают высокой теплопроводностью, в связи с чем повышается теплоотдача от алюминиевых головок поршней к уплотнительным кольцам и цилиндровым втулкам. Температура таких поршней ниже чем у чугунных.

Недостатком поршней из алюминиевых сплавов является их более высокая стоимость. Кроме того, они быстро изнашиваются, а в результате значительного коэффициента линейного расширения алюминия приходится увеличивать зазор между поршнем и втулкой цилиндра, что нежелательно, так как при непрогретом двигателе поршни будут стучать.

Верхнюю часть головки поршня называют днищем, на которое действует давление газов. Форма его зависит от условий смесеобразования.

Толщину днища поршня выбирают обычно конструктивно и проверяют на прочность при испытании опытного образца. Точно рассчитать прочность днища сложно, так как необходимо учитывать его неплоскую форму, упругую заделку по контуру, тепловые напряжения.

Вследствие сильного нагревания головки при работе двигателя и ее расширения между головкой и втулкой цилиндра предусматривают значительный зазор, равный примерно 0,006*D.

Зазор между тронком и втулкой цилиндра составляет у чугунных поршней примерно 0,001*D, у поршней из алюминиевых сплавов – примерно 0,0015 – 0,0025*D.

Через уплотнительные кольца передается 75 – 80 % всего теплового потока от днища поршня. При этом через первое кольцо отводится 40 – 50 % всей теплоты, через второе – в 2 раза меньше, через третье – в 4 раза меньше.

Недостаточный отвод теплоты от днища поршня может привести к его перегреву и, как следствие этого, к появлению трещин.

В двигателях с высокими тепловыми напряжениями допускается изготовлять составной поршень, и применение проточного охлаждения поршня.

В таких поршнях, охлаждающее масло по каналам расположенным внутри стержня шатуна, через отверстие в головке шатуна впрыскивается в полость головки поршня, омывая центральную часть днища поршня, и по специальным каналам поступает в боковые полости головки поршня и затем стекает в картер двигателя. Головка у таких поршней обычно изготавливается из жаростойкого металла: сталь 2Х13 или из легированного чугуна.

Исходные данные:

Радиальный зазор в канавке поршня: t = 0.0009 м

Отношение длины мотыля к длине шатуна: = 0.25

Толщина стенки головки поршня:

Радиальная толщина кольца:

Внутренний диаметр поршня:

Диаметр поршня по дну канавок:

Толщина донышка поршня для поршней с искусственным охлаждением:

Расстояние от первого поршневого кольца до кромки донышка:

Толщина цилиндрической стенки головки поршня:

Чтобы устранить защемление поршня в цилиндре вследствие его расширения при нагревании, диаметр поршня должен быть меньше диаметра цилиндра.

Диаметральный зазор между головкой поршня и цилиндром:

Диаметральный зазор между направляющей частью поршня и цилиндром:

Напряжения сжатия в головке поршня:

Удовлетворяет условию

Внутренний радиус днища:

Страницы: 1 2

Составление технологической карты
Для организации ТО и ремонта топливной аппаратуры, составляют технологические карты, которые бывают постовыми и операционными. ...

Система забортной воды
Трубопровод забортной воды обеспечивает: - прием воды электронасосами охлаждения и опреснительной установки из перемычки, куда забортная вода подается из днищевого или бортового кингстонных ящиков через фильтры; - прокачку холодильников пресной воды, и отвод воды автоматически за борт или на циркул ...

Поезда, позволяющие осуществлять пассажирские перевозки
Фирменные поезда. История фирменных поездов на Российских железных дорогах насчитывает более 70 лет: 10 мая 1931 года отправился в путь первый фирменный поезд "Стрела". Сегодня фирменные поезда есть на всех магистралях страны, в основном они связывают российские регионы со столицей. Фирме ...