Курсовая работа: Расчет привода и поршневого двигателя автомобиля

9.1 Поршень

Поршень рассчитывается на сжатие от силы давления газов Р_г по наименьшему сечению, расположенному выше поршневого пальца, на удельное давление тронка, на прочность днища, а поверхность опорных гнезд пальца (бобышек) проверяется на наибольшее удельное давление (рис. 7).

Напряжение сжатия определяется из выражения:

s_сж = Р_г /F_min £[s_сж ] Н/мм² ,

где F_min – наименьшее сечение поршня над пальцем (в большинстве конструкций проходит по канавке последнего кольца), мм² .

F_min = (π*Д² / 4)- (π*Д₁ ² / 4)= π / 4*( Д² - Д₁ ² )

Д₁ =Д-(0,05…0,07)*Д=Д*(1-0,06)=82*0,94=77,08 мм

F_min =3,14/4*(82² -77,08² )=614,4 мм²

т.к. Р_г = Р_г ^max * (π*Д² / 4);

P_г =5*(3,14*82² /4)=26391,7 Н.

s_сж =263917/614,4=42,96 Н/мм² £[s_сж ]

Допустимое напряжение для поршней из алюминиевых сплавов [s_сж ] = 50,0 … 70,0 Н/мм² , и для стальных [s_сж ] = 100 Н/мм² .

Расчет тронка поршня на удельное давление и определение длины направляющей части производится по формуле

L_p = P_{н. max} / Д*к,

где P_{н. max} = (0,07…0,11) P_г ; [к] = 2…7 кг/см² .

L_p =0,09*26391,7/(8,2*5)=57,933

Днище поршня рассчитывается на изгиб. При плоском днище условие прочности (максимально-допустимое напряжение изгиба) имеет вид

s_и = P_{г. max} / 4d² £[s_и ],

где d - толщина днища поршня, мм.

Допустимое напряжение на изгиб днищ для алюминиевого поршня

[s_и ] = 70 н/мм² , а для стальных - [s_и ] = 100 н/мм² .

При проектировании пользуются эмпирическими зависимостями, установленными практикой.

Толщина днища алюминиевых поршней d = (0,1 … 0,12) Д и стальных (0,06 … 0,1) Д.

Для алюминиевых: s_и = 26391,7/ 4*(0,12*82)² =68,14£[s_и ]

Для стальных: s_и = 26391,7 / 4*(0,1*82)² =98,125 £[s_и ]

Толщина стенки поршня за кольцами принимается равной (0,05 … 0,07) Д;

Общая длина поршня L = (1,2 … 1,8)S,

Где S – ход поршня, S = 2R, [мм]S=2*75=150 мм

Расстояние от нижней кромки поршня до оси пальца