Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Расчет элементов соединения корпусных деталей

Расчет фланцевого крепления цилиндров и рубашек блоков цилиндров к станине и картеру. В этом случае стенки цилиндра или рубашек блоков цилиндров воспринимают силы давления газа и называются несущими (рис. 273, а). Такая силовая схема корпуса двигателя называется схемой с несущими цилиндрами или рубашками блоков.
Сила давления газа, приходящаяся на каждую шпильку, где /-число шпилек, приходящихся на один цилиндр или на часть рубашки блока, соответствующей одному цилиндру; к -коэффициент распределения нагрузки, для одиночного цилиндра к = 1; для участков рубашки блока цилиндров, относящихся к средним цилиндрам, к =0,75-7-0,85; для участков рубашки блока цилиндров, относящихся к крайним цилиндрам, | = 0,85 4-0,95; р. - максимальное давление газов в цилиндре.
В результате предварительной затяжки шпилек на стыке создается уплотняющая сила Ri, которая предотвращает расхождение соединяемых поверхностей при сгорании смеси в цилиндре. Сила R, приходящаяся на каждую шпильку, должна быть пропорциональна газовой силе: где v-коэффициент пропорциональности, v = 0,25-j-1,0. Сила Рр, растягивающая шпильку при сгорании,
Для определения силы предварительной затяжки шпильки РП рассмотрим деформацию шпильки и фланца, допускаемую в пределах пропорциональности. Удлинение шпильки под действием силы Р где /0- начальная длина шпильки, равная начальной толщине фланца 1 (рис. 273,а); £0-модуль упругости материала шпильки; F0-площадь минимального сечения шпильки, определяемого по внутреннему диаметру резьбы и принимаемого обычно за сечение шпильки на всей длине /0; Х0- упругая постоянная шпильки, Щ = l0/(E0F0).
Сила Рп вызовет сжатие фланца на величину где Elt щ и Fx -соответственно модуль упругости материала, упругая постоянная и площадь сечения фланца, подвергаемого сжатию.
При определении F! считают, что деформации подвергается объем фланца, ограниченный (для большинства металлов) усеченным конусом с диаметрами оснований dx и Щ 1(рис. 273, а). За расчетное принимают сечение полого цилиндра с наружным диаметром щ + I и внутренним диаметром d0, равным диаметру отверстия для шпильки. Диаметр Щ принимается равным наружному диаметру шайбы под гайку.
Расхождение стыка нарушает герметичность соединения, вызывает наклеп на поверхностях и способствует дальнейшему уменьшению затяжки шпилек.
Для скрепляющих деталей уточненные значения Ка и ет
можно определить по зависимостям, представленным на
Расчет давлений на поверхностях корпусных деталей вы-
У_ полняют для неработающего двигателя по силе РП для
[а, опорных поверхностей фланцев втулок и гильз (или поверхно-
стей деталей, сопрягающихся с ними) и под опорными шайба-

Цилиндры и блоки цилиндров
Цилиндр является наиболее ответственным элементом корпуса двигателя. Его внутренняя поверхность совместно с днищами поршня и крышки образует камеру сгорания, а также служит направляющей при движении поршня. Цилиндр имеет полость охлаждения (рубашку) или в случае воздушного охлаждения-охлаждающие ребра, что обеспечивает теплоотвод от внутренней рабочей поверхности для поддержания необходимого теплового состояния деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.
В двигателях жидкостного охлаждения с одним цилиндром, а также в некоторых крупных многоцилиндровых двигателях цилиндры изготовляют в виде отдельной цельной литой детали, устанавливаемой на корпус двигателя. Широкое распространение индивидуальные цилиндры имеют в двигателях воздушного охлаждения, где конструкция оребрения, а также необходимость создания омывающих цилиндры воздушных потоков не позволяют использовать многоцилиндровую блок-картерную конструкцию.
У большинства многоцилиндровых двигателей жидкостного •°в охлаждения цилиндры выполняют в виде блока (общей отлив-
ки), соединяемого с картером или изготовляемого с ним заодно. В последнем случае получают широко распространенную блок-картерную конструкцию.
Блоки цилиндров четырехтактных двигателей представляют собой коробчатую конструкцию, включающую верхнюю и нижнюю утолщенные плиты с отверстиями под втулки цилиндров, соединенные перегородками и боковыми наружными стенками уменьшенной толщины (рис. 277). Толщина верхней плиты блока при размерности, характерной для тракторных двигателей, составляет (ОД4-0,22) D.
Размеры, а также жесткость блока и всего двигателя определяются в значительной мере относительным межцилиндровым расстоянием L0 = L0/D (см. рис. 277 и 278). Это расстояние зависит от размеров водяной полости, принятой конструкции втулки и, наконец, от компоновочной схемы двигателя (рядный, V-образный, и т.п.). Применительно к автомобильным и тракторным двигателям L.о ориентировочно составляет от 1,2-1,28 для рядных карбюраторных конструкций до 1,47-1,55 для V-образных тракторных дизелей (в последнем случае L0 определяется размерами элементов коленчатого вала и может быть уменьшено в результате применения роликоподшипников).
Поверхность верхней плиты блока не должна деформироваться под действием усилий затяжки силовых шпилек, крепящих головку к корпусу. В противном случае при неравномерной деформации поверхности верхний пояс втулки цилиндра деформируется, что ведет к искажению формы рабочей поверхности втулки.
Жесткость блока имеет важное значение, так как от его деформации зависит форма рабочей поверхности цилиндра, влияющая на расход масла и изнашивание цилин-лро-поришевой группы двигателя.
Чугунные блоки при прочих равных условиях имеют более высокую жесткость по сравнению с алюминиевыми.
Рис. 278. Моноблок двигателей ЧН 18/20: /-моноблок; 2-гильза; 3-втулка
Важное значение имеет протяженность полости охлаждения вдоль оси цилиндра.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.