Расчет двигателя типа 8ЧН 24/36

Расчет двигателя типа 8ЧН 24/36

Описание двигателя

Дизели устанавливаются на судах - перегружателях речного флота и на земснарядах в качестве приводов грунтовых насосов, а также поставляются для замены изношенных в дизельгенераторах.

Главный судовой дизель 8ЧНП 25/34 с понижающим редуктором и пневматической системой дистанционного автоматизированного управления предназначен для установки на буксирах-кантовщиках и транспортно-крановых судах ограниченного района плавания для работы на винт регулируемого шага.

№	Параметры	8ЧН 25/34
1	Мощность, кВт	400-800
2	Количество цилиндров	3
3	Диаметр цилиндра / ход поршня, мм	250/340
4	Рабочий объем цилиндров, л	133,44
5	Степень сжатия	12,5
6	Среднее эффективное давление, кг/см2	3,5-13,4
7	Максимальное давление сгорания, кг/см2	75-100
8	Частота вращения, об/мин	500-600
9	Средняя скорость поршня, м/с	5,67-6,3
10	Направление вращения, если смотреть на дизель со стороны маховика	правое
11	Удельный расход топлива, г/кВт ч	211
12	Удельный расход масла на угар, г/кВт ч	1,35
13	Срок службы масла, ч	1500-3000
14	Объем масла в системе смазки, л	340-500
15	Объем воды в системе охлаждения, л	250-350
16	Ресурсы, ч: - непрерывной работы -до переборки -до капитального ремонта	1000-1200 10000-16000 60000-70000
17	Габариты,мм: -длина - шрина - высота	4600 1370 2650
18	Масса, сухая, кг	14200

Общее устройство систем

Дизели четырехтактные, нереверсивные, с вертикальным однорядным расположением цилиндров, с непосредственным впрыском топлива, с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха.

Дизель 8ЧНП 25/34 с понижающим редуктором устанавливается на судовой фундамент и жестко крепится к нему. Дизель оборудован местным постом управления и дистанционным автоматизированным управлением режимами.

Остов дизелей состоит из блок-картера и фундаментной рамы, скрепленных анкерными связями, образующих жесткую конструкцию, на которой смонтированы все остальные детали и узлы.

На переднем торце дизеля размещены: турбокомпрессор, охладитель наддувочного воздуха, фильтр топлива, насосы воды, масла, топливоподкачивающий и маслопрокачивающий насосы.

Со стороны заднего торца размещены: щит приборов, главный пусковой клапан, распределитель воздуха, механизм безопасности, регулятор скорости, привод распредвала.

На верхней части дизеля размещены крышки рабочих цилиндров, к которым крепятся: впускной коллектор, выпускной коллектор и коллектор отвода воды из крышек цилиндров.

На стороне управления дизелем размещены: распределительный вал, топливные насосы и их приводы, привод впускных и выпускных клапанов, механизм регулирования подачи топлива, тяга с защелками механизма безопасности и фильтр тонкой очистки масла.

На противоположной управлению стороне дизеля расположены: коллектор подачи охлаждающей воды к втулкам рабочих цилиндров, предохранительные противовзрывные клапаны, охладители масла и воды с регуляторами температуры прямого действия.

Коленчатый вал стальной. Со стороны переднего торца на коленчатом вале располагаются шестерни привода насосов воды и масла, с заднего торца - шестерня привода распределительного вала.

Для гашения колебаний и обеспечения необходимой степени неравномерности вращения коленчатого вала дизель 8ЧНП 25/34 имеет силиконовый демпфер, который одновременно является маховиком, а также составляет часть упругой муфты отбора мощности.

Поршень цельный, чугунный, охлаждаемый маслом.

Шатун стальной, штампованный с прямым разъемом нижней головки.

Турбокомпрессоры с фильтром - глушителем на входе.

Регулятор скорости гидравлический, непрямого действия, со встроенным серводвигателем и стоп-устройством.

Топливная система состоит из шестеренчатого топливоподкачивающего насоса с редукционным клапаном, сдвоенного фильтра тонкой очистки, отдельных топливных насосов высокого давления для каждого цилиндра и форсунок.

Система смазки циркуляционная, под давлением, со свободным сливом масла в раму и откачиванием в отдельно расположенный маслобак. На дизеле установлен двухсекционный масляный насос. Первая секция насоса - нагнетает масло через фильтры из маслобака в дизель, вторая секция - откачивает масло из картера в маслобак. Предпусковая прокачка дизеля маслом производится пневмоагрегатом, смонтированным на подмоторной раме. Фильтрация масла производится фильтром полнопоточным тонкой очистки со сменными фильтрующими элементами и центробежным фильтром, расположенным на маслобаке.

Система охлаждения дизеля водяная двухконтурная, состоит из двух водяных насосов внутреннего и внешнего контуров, охладителя наддувочного воздуха, охладителя масла, охладителя воды, регулятора температуры масла, регулятора температуры воды и расширительного бачка. Дизель и турбокомпрессор охлаждаются циркулирующей пресной водой внутреннего контура, а наддувочный воздух, масло и вода охлаждаются в охладителях воздуха, воды и масла проточной водой внешнего контура (забортной водой).

Система пуска пневматическая (сжатым воздухом давлением 25-30 кГс/см2) состоит из пусковых баллонов, главного пускового клапана, воздухораспределителя золотникового типа и пусковых клапанов на крышках цилиндров.

Средства контроля над работой дизеля и состоянием параметров расположены на щите приборов дизеля:

Манометры масла, топлива, наддувочного воздуха.

Термометры воды, выходящей из дизеля; масла, поступающего в дизель.

Система для измерения температуры выпускных газов на выходе из каждого цилиндра, перед турбокомпрессором и за турбокомпрессором.

Тахометр частоты вращения коленчатого вала.

Топливо для работы применяется дизельное марки Л по ГОСТ 305-82, моторное ДТ ГОСТ 1667-68 и мазут Ф5 ГОСТ 10585-75.

Масло в дизеле должно применяться марок М-10Г2ЦС, М10ДЦЛ20, М14ДЦЛ20 ГОСТ 12337-84. Заменителями указанных масел могут быть масла зарубежных фирм с классом вязкости SAE-30.

Охлаждающая жидкость внутреннего контура - пресная вода с временной жесткостью 1,5-3,0 мГм.экв/л. с добавлением антикоррозионной присадки.

Выбор исходных данных

Среднее эффективное давление P_е=0,83 МПа

Диаметр цилиндра D=24 см

Ход поршня S=36 см

Частота вращения коленчатого вала двигателя n=500 об/мин

Атмосферное давление P₀=0,1033 МПа

Температура окружающей среды T₀=293K

Давление наддува P_K=(0,15ч0,2)P_e=0,2*0,83=0,166 МПа

Коэффициент избытка воздуха б=1,8ч2,2Принимаем б=2,0

Коэффициент остаточных газов г_г=0,01ч0,04Принимаем г_г=0,03

Коэффициент использования тепла в точке z: о_z=0,7ч0,85

Принимаем о_z=0,75

Коэффициент использования тепла в точке b: о_b=0,8ч0,92

Принимаем о_b=0,88

Коэффициент скругления индикаторной диаграммы о=0,95

Степень сжатия е=15ч16Принимаем е=16

Степень повышения давления при сгорании л=1,5

Механический к.п.д.: з_м=0,87ч0,94Принимаем з_м=0,88

Температура отработавших газов Т_г=700К

Массовый состав топлива:C=0,865 кг/кгO=0,004 кг/кг

H=0,126 кг/кг S=0,005 кг/кг

Низшая теплота сгорания:

Q_н^р=418, 7[81*C+300*H-26(O-S)-6(9*H+W)] кДж/кг

Q_н^р=418, 7[81*0,865+300*0,126-26*(0,004-0,005)-6*(9*0,126+0)]=42303 кДж/кг

Показатель политропы сжатия n_К=1,6

Подогрев заряда от стенок цилиндра ДT_а=10К

Снижение температуры в воздухоохладителе ДT_охл=40К

Потеря давления в воздухоохладителе ДP_охл=0,004 МПа



Расчёт процесса наполнения

Температура воздуха за компрессором

Температура воздуха перед двигателем

T_s=T_K-ДT_охл=350-40=310K

Температура заряда к концу процесса наполнения

Давление воздуха перед двигателем

P_s=P_K-ДP_охл=0,166-0,004=0,162 МПа

Давление заряда к концу процесса наполнения

P_a=k_a*P_s,k_a=0,97

k_a-коэффициент изменения давления при наполнении, зависящий от конструкции впускных органов и оборотности двигателя.

P_a=0,97*P_s=0,97*0,162=0,1571 МПа

Коэффициент наполнения

Расчёт процесса сжатия

Средняя мольная теплоёмкость воздуха

C_x'=a_v'+b'T=19,26+0,0025T

Средняя мольная теплоёмкость чистых продуктов сгорания

C_x''=a_v''+b''T=20,47+0,0036T

Средний показатель политропы сжатия

Принимаем n₁=1,372 в первом приближении

Принимаем n₁=1,372

Давление в конце сжатия

P_c=P_a*еⁿ¹=0,1571*16^1,372=7,05 МПа

Температура в конце сжатия

T_c=T_a* е^n1-1=331*16^1,372-1=928К

Расчёт процесса сгорания

Количество воздуха для сгорания

Действительное количество воздуха для сгорания

L=бL₀=2.0*0,4934=0,9868 кмоль/кг

Химический коэффициент молекулярного изменения

- изменение количества молей газов при сгорании 1 кг топлива

Действительный коэффициент молекулярного изменения

Доля топлива, сгоревшая в точке z

x_z= о_z / о_b=0,75/0,88=0,852

Коэффициент молекулярного изменения в точке z



Постоянная топлива

Средняя мольная изобарная теплоёмкость смеси в точке z

25,33

Принимаем T_Z=1850 K

Второе приближение:



Принимаем T_Z=1877 K

Максимальное давление сгорания

P_Z=л*P_C=1,5*7,05=10,58 МПа

Расчёт процесса расширения

Степень последующего расширения

Степень предварительного расширения

Принимаем T_b=1000K

Средняя мольная изохорная теплоёмкость смеси продуктов сгорания и избыточного воздуха в конце расширения точки b

Средний показатель политропы расширения



Первое приближение

Второе приближение

Принимаем n₂=1,241; T_b=1040°C

Давление в конце процесса расширения

Определение индикаторных показателей

Теоретическое среднее индикаторное давление

Действительное среднее индикаторное давление

P_i=P_i'*о=1,27*0,95=1,21 МПа

Индикаторный удельный расход топлива

Индикаторный к.п.д.

Определение эффективных показателей

Среднее эффективное давление

P_e=P_i*з_м=1,27*0,88=1,12 МПа

Эффективный удельный расход топлива

g_e=g_i/з_м=0,17/0,88=0,193 кг/(кВт*ч)

Эффективный к.п.д.:

з_е= з_i *з_м=0,500*0,88=0,44

N_i=13,1*D²*S*z*P_e*n*i=13,1*0,24²*0,36*0,5*1,12*500*8=608 кВт

N_e=N_i*з_м=608*0,88=535,5 кВт



Расчет и построение теоретической индикаторной диаграммы

Длина индикаторной диаграммы L_V=160 мм

m_V=L_V/е=160/16=10

Высота диаграммы L_P=211,6 мм

m_P= P_Z/L_p =10,58/211,6=0,05

Полный объём цилиндра

V_a=V_S+V_C=17+1,13=18,13 дм³

Рабочий объём цилиндра

V_S=17 дм³

Объём камеры сгорания

дм³

Процесс сжатия

Процесс расширения



Для процесса сжатия

V/VC	lg(V/VC)	n1(lg(V/VC))	(V/VC)n1	P, МПа	P, мм
1,00	0	0	1,0000	7,0500	141,0
1,25	0,0969	0,1329	1,3582	5,1907	103,8
1,50	0,1761	0,2416	1,7442	4,0420	80,8
1,75	0,2430	0,3334	2,1550	3,2715	65,4
2,00	0,3010	0,4130	2,5883	2,7238	54,4
3,00	0,4771	0,6546	4,5145	1,5616	31,2
4,00	0,6021	0,8261	6,6993	1,0524	21,0
6,00	0,7782	1,0677	11,6849	0,6033	12,1
8,00	0,9031	1,2391	17,3396	0,4066	8,1
10,00	1,0000	1,3720	23,5505	0,2993	6,0
12,00	1,0792	1,4807	30,2438	0,2331	4,7
14,00	1,1461	1,5724	37,3670	0,1887	3,8
16,00	1,2041	1,6520	44,8800	0,1571	3,1

Для процесса расширения

V/VC	lg(V/VC)	n2(lg(V/VC))	(V/VC)n2	P, МПа	P, мм
1,39	0,1673	0,2083	1,5048	10,5800	211,6
1,50	0,1761	0,2194	1,6540	9,6257	192,5
1,75	0,2430	0,3023	2,0027	7,9497	159,0
2,00	0,3010	0,3735	2,3636	6,7359	134,7
2,50	0,3979	0,4938	3,1178	5,1064	102,1
3,00	0,4771	0,5921	3,9094	4,0725	81,5
4,00	0,6021	0,7472	5,5867	2,8498	57,0
6,00	0,7782	0,9657	9,2403	1,7230	34,5
8,00	0,9031	1,1207	13,2049	1,2057	24,1
10,00	1,0000	1,2410	17,4181	0,9140	18,3
12,00	1,0792	1,3393	21,8406	0,7290	14,6
14,00	1,1461	1,4223	26,4451	0,6020	12,0
16,00	1,2041	1,4943	31,2114	0,5060	10,1



Динамический расчет

Динамика двигателя характеризуется теми силами, которые действуют в кривошипно-шатунном механизме. Этими силами являются силы давления газов и инерционные силы, возникающие при движении деталей. Инерционные силы, кроме величин ускорений движущихся деталей, зависят также от их массы.

Схема сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм двигателя

При работе двигателя суммарная сила, приложенная к центру поршневого пальца, представляет собой алгебраическую сумму силы P давления газов и сил инерции X поступательно движущихся частей:

F = P ± X,

Сила, приложенная к поршневому пальцу при работе кривошипно-шатунного механизма, может быть разложена на силу, действующую вдоль шатуна Рш, и силу, нормальную к оси цилиндра N. Сила Рш, действующая по шатуну и перенесенная к центру кривошипа, может быть разложена на силу тангенциальную Т и радиальную Z. Тангенциальная сила Т, действуя на радиусе r кривошипа, обеспечивает вращение коленчатого вала двигателя и развитие на нем крутящего момента Mкр. При вращении коленчатого вала от неуравновешенных вращающихся частей кривошипа возникает центробежная сила S, приложенная к центру шатунной шейки. Радиальная сила Z и центробежная сила S воспринимаются подшипниками коленчатого вала и создают соответствующую нагрузку на подшипники вала. Сила N, нормальная к стенке цилиндра, действуя на плече А от центра поршневого пальца до центра коленчатого вала, создает обратный крутящий момент Мобр, численно равный крутящему моменту Мкр двигателя. Обратный крутящий момент воспринимается от корпуса двигателя рамой автомобиля через детали подвески двигателя. Значения всех указанных сил периодически изменяются по своей величине и направлению за один полный оборот коленчатого вала. Нагрузка на подшипники определяется значениями максимальных и средних удельных давлений на шатунные и коренные шейки вала.

Постоянная кривошипа

r=s/2=34/2=17 см

L_ш=260 мм

л=r/L_ш=170/660=0,2576

Избыточное давление

P_из=P_Г-P₀

в=arcsin(л*sinц)

Движущая сила

P_дв=Р_Г-Р₀+Р_j+P_Т

Сила инерции

P_j=-m_Srw²(cosц+ л*cos2ц)

m_S - возвратно-поступательная масса

m_S=250ч700 Принимаем m_S=600

Угловая скорость

w=(р*n)/30=(3,14*500)/30=52,4 с^-1

Сила тяжести

P_Т=m_Sg=600*9,81=5886 Па

Нормальная сила

N=P_двtgв

Сила, действующая по оси шатуна

Q= P_дв/cosв

Радиальная сила

Касательная сила

Расчёты приведены в таблице

Средняя суммарная касательная сила

T_Уцср=УT_Уц*(Дц/б)б=720/i=720/6=120

УT_Уц=13,726

T_Уцср=13,726*(15/120)=1,716 МПа

Вращающий момент

M_вр= УT_Уц*r*F_n=13,726*0,17*0,0531=0,124 МН*м

r=170мм - радиус кривошипа

F_n - площадь поршня;

F_n=рD²/4=3,14*0,26²/4=0,0531 м²

M_вр.ср..= T_Уцср*r*F_n=1,716*0,17*0,053=0,0155 МН*м

Среднее индикаторное давление

P_i= (T_Уцср*р)/(i*z)=1,716*3,14/(6*0,5)=1,797 МПа

ц, град	ц, рад	в, рад	PГ, МПа	Pиз, МПа	Pj, МПа	Pдв, МПа	N, МПа	Q, МПа	Z, МПа	T, МПа
0	0,0000	0,0000	13,000	12,897	-0,280	12,623	0,000	12.623	12.623	0.000
15	0,2618	0,0667	13,400	13,297	-0,333	12,970	0,866	12.999	12.304	4.194
30	0,5236	0,1292	7,533	7,430	-0,279	7,157	0,930	7.217	5.733	4.384
45	0,7854	0,1832	4,267	4,164	-0,198	3,972	0,736	4.040	2.288	3.329
60	1,0472	0,2250	2,633	2,530	-0,104	2,432	0,557	2.495	0.734	2.384
75	1,3090	0,2515	1,800	1,697	-0,010	1,693	0,435	1.748	0.018	1.748
90	1,5708	0,2605	1,300	1,197	0,072	1,275	0,340	1.320	-0.340	1.275
105	1,8326	0,2515	1,067	0,964	0,135	1,105	0,284	1.141	-0.560	0.994
120	2,0944	0,2250	0,900	0,797	0,176	0,979	0,224	1.004	-0.684	0.736
135	2,3562	0,1832	0,800	0,694	0,198	0,898	0,166	0.913	-0.753	0.517
150	2,6180	0,1292	0,733	0,630	0,206	0,842	0,109	0.849	-0.784	0.326
165	2,8798	0,0667	0,700	0,597	0,208	0,811	0,054	0.813	-0.797	0.158
180	3,1416	0,0000	0,467	0,364	0,208	0,578	0,000	0.578	-0.578	-0.000
195	3,4034	-0,0667	0,125	0,022	0,208	0,236	-0,016	0.237	-0.232	-0.046
210	3,6652	-0,1292	0,125	0,022	0,206	0,234	-0,030	0.236	-0.218	-0.091
225	3,9270	-0,1832	0,125	0,022	0,198	0,226	-0,066	0.230	-0.189	-0.130
240	4,1888	-0,2250	0,125	0,022	0,176	0,204	-0,047	0.209	-0.142	-0.153
255	4,4506	-0,2515	0,125	0,022	0,135	0,163	-0,042	0.168	-0.083	-0.147
270	4,7124	-0,2605	0,125	0,022	0,072	0,100	-0,027	0.103	-0.027	-0.100
285	4,9742	-0,2515	0,125	0,022	-0,010	0,018	-0,005	0.019	0.000	-0.019
300	5,2360	-0,2250	0,125	0,022	-0,104	-0,076	0,017	-0.078	-0.023	0.075
315	5,4978	-0,1832	0,125	0,022	-0,198	-0,170	0,031	-0.173	-0.098	0.142
330	5,7596	-0,1292	0,125	0,022	-0,279	-0,251	0,033	-0.253	-0.201	0.154
345	6,0214	-0,0667	0,125	0,022	-0,333	-0,305	0,020	-0.306	-0.289	0.099
360	6,2832	0,0000	0,190	0,087	-0,352	-0,259	0,000	-0.259	-0.259	-0.000
375	6,5450	0,0667	0,190	0,087	-0,333	-0,240	-0,016	-0.241	-0.228	-0.078
390	6,8068	0,1292	0,190	0,087	-0,279	-0,186	-0,024	-0.188	-0.149	-0.114
405	7,0686	0,1832	0,190	0,087	-0,198	-0,105	-0,019	-0.107	-0.060	-0.088
420	7,3304	0,2250	0,190	0,087	-0,104	-0,011	-0,003	-0.011	-0.003	-0.011
435	7,5922	0,2515	0,190	0,087	-0,010	0,083	0,021	0.086	0.001	0.086
450	7,8540	0,2605	0,190	0,087	0,072	0,165	0,044	0.171	-0.044	0.165
465	8,1158	0,2515	0,190	0,087	0,135	0,228	0,059	0.235	-0.116	0.205
480	8,3776	0,2250	0,190	0,087	0,176	0,269	0,062	0.276	-0.188	0.202
495	8,6394	0,1832	0,190	0,087	0,198	0,291	0,054	0.296	-0.244	0.168
510	8,9012	0,1292	0,190	0,087	0,206	0,299	0,039	0.302	-0.278	0.116
525	9,1630	0,0667	0,190	0,087	0,208	0,301	0,020	0.302	-0.296	0.058
540	9,4248	0,0000	0,190	0,087	0,208	0,301	0,000	0.301	-0.301	-0.000
555	9,6866	-0,0667	0,228	0,125	0,208	0,339	-0,023	0.340	-0.333	-0.066
570	9,9484	-0,1292	0,233	0,130	0,206	0,342	-0,044	0.345	-0.318	-0.133
585	10,2102	-0,1832	0,267	0,164	0,198	0,368	-0,068	0.374	-0.308	-0.212
600	10,4720	-0,2250	0,300	0,197	0,176	0,379	-0,087	0.389	-0.265	-0.285
615	10,7338	-0,2515	0,333	0,230	0,135	0,371	-0,095	0.383	-0.188	-0.334
630	10,9956	-0,2605	0,433	0,330	0,072	0,408	-0,109	0.422	-0.109	-0.408
645	11,2574	-0,2515	0,600	0,497	-0,010	0,493	-0,127	0.509	0.005	-0.509
660	11,5192	-0,2250	0,933	0,830	-0,104	0,732	-0,168	0.751	0.221	-0.718
675	11,7810	-0,1832	1,600	1,497	-0,198	1,305	-0,242	1.327	0.752	-1.094
690	12,0428	-0,1292	3,167	3,064	-0,279	2,791	-0,363	2.814	2.236	-1.709
705	12,3046	-0,0667	6,133	6,030	-0,333	5,703	-0,381	5.716	5.410	-1.844
720	12,5664	0,0000	9,580	9,477	-0,352	9,131	0,000	9.131	9.131	0.000

б, град	1	2	3	4	5	6	7
0	0.000	0.736	-0.153	0.000	0.202	-0.285	0,500
15	4.194	0.517	-0.147	-0.078	0.168	-0.334	4,320
30	4.384	0.326	-0.100	-0.114	0.116	-0.408	4,204
45	3.329	0.158	-0.019	-0.088	0.058	-0.509	2,929
60	2.384	0.000	0.075	-0.011	0.000	-0.718	1,730
75	1.748	-0.046	0.142	0.086	-0.066	-1.094	0,770
90	1.275	-0.091	0.154	0.165	-0.133	-1.709	-0,339
105	0.994	-0.130	0.099	0.205	-0.212	-1.844	-0,888
120	0.736	-0.153	0.000	0.202	-0.285	0.000	0,500

ДT, Мпа

Расчёт на прочность кольца и клапана

Расчет поршневого кольца:

D=0,24 м - диаметр поршня

Толщина кольца в радиальном направлении .

Максимальное монтажное давление кольца на втулку P=0.05 МПа (с. 297 Танатар)

Напряжение изгиба в рабочем состоянии:

Удовлетворяет допустимые напряжения.

Допускаемые напряжения выбираем для поршневых колец (с. 296 Танатар)[у]=172 - 167 МПа ( при 180 <D<400 мм)

Напряжение изгиба при надевании:

где - модуль упругости материала (чугун) поршневого кольца.

Допускаемые напряжения выбираем для поршневых колец (с. 296 Танатар)[у]=250 МПа ( при 180 <D<400 мм)

Расчет клапана:

Ударник клапана рассчитывают на наибольшее усилие F_к, действующее в момент открытия выпускного клапана. Расчетные формулы зависят от конструкции ударника. Ударник, выполненный в виде регулировочного болта со сферической ударной частью, рассчитывают на смятие по формуле Герца:

где Е = 200 ГПа- модуль упругости I рода для стали 20 при температуре Т = 20є С;

R = 36 мм радиус опорной поверхности (ударника) коромысла;

В двигателях с наддувом сила, стремящаяся оторвать впускной клапан от седла во время такта выпуска:

где Р_к = 0.166*10⁶ Па - давление наддува при номинальной частоте вращения.

P₀ = 0.1033 МПа - атмосферное давление

- диаметр горловины седла впускного клапана

- диаметр (наружный) тарелки впускного клапана

Напряжения смятия у? для ударников клапанов двигателей (МПа) до 4000.

Седло клапана рассчитывают на удельное давление от наибольшей силы, действующей на клапан:

1.452 МПа

где d₁ = - наружный диаметры седла

d = - внутренний диаметры седла

Максимальное давление сгоранияP_z=13,4 МПа

Площадь поршня

S_п=рD²/4=3, 14*0,24²/4=0, 0531 м²

Максимальное усилие от давления газов

F_z=P_z*S_п=13, 4*10⁶*0, 0531=711,5 кН

Втулки коромысла проверяется на удельное давление, которое должно быть в пределах [к] ? 80 МПа.

Шток клапана рассчитывают условно на сжатие от наибольшей силы Р_к; напряжение сжатия

Из конструктивных соображений определяем размеры клапана

Элементы детали	Обозначение	Значение (в мм.)
Седло клапана
Диаметр горловины	dr	100
Рабочий клапан
Наружный диаметр тарелки:
впускного клапана	dкн вп	112
выпускного клапана	dкнвып	90
Внутренний диаметр тарелки:
впускного клапана	dкввп	100
выпускного клапана	dкввып	80
Диаметр стержня клапана	dc	16
Длина стержня клапана	lc	240
Толщина тарелки у фаски	дm	10
Ширина фаски	b	10
Радиус сопряжения тарелки со стержнем	rc	30
Угол наклона фаски:
впускного клапана	б	45o
выпускного клапана		45o
Угол сопряжения фаски клапана с галтелью перехода к стержню	бm	5-30o



Литература

1. Ваншейдт В.А. «Конструирование и расчеты прочности судовых дизелей». - Л.: «Судостроение» - 1969 г.

2. Танатар Д.Б. «Компоновка и расчет быстроходных двигателей с воспламенением топлива от сжатия» М.: «Морской транспорт».- 1952 г.

3. Фомин Ю.Я. «Судовые двигатели внутреннего сгорания» - Л.: «Судостроение». - 1989г.

4. Р.А. Зейнетдинов, И.Ф. Дьяков, С.В. Ярыгин «Проектирование автотракторных двигателей» Ульяновск 2004 г.