3.1 Расчет поршня

Поршень работает в тяжелых условиях, так как подвергается воздействию как механических нагрузок от давления газов и сил инерции, так и термических из-за необходимости отвода теплоты от нагретой газами головки в охлаждающую среду. Кроме того, направляющая часть работает на износ при высоких температурах. Основные требования к материалу поршня:

- хорошая теплопроводность;

- малые значения коэффициента линейного расширения;

- высокая механическая прочность и жаростойкость;

- малый удельный вес.

Для уменьшения износа юбка поршня имеет бочкообразный профиль по образующей и овальный профиль в поперечном сечении. Днище поршня имеет выемку, а в бобышках сделаны отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.

Материал поршня - алюминиевый сплав.

Исходные данные:

Толщина днища поршня =7,5мм

Высота поршня Н=94,6мм

Высота юбки поршня h_ю=67мм

Толщина стенки головки поршня S=7,25мм

Величина верхней кольцевой перемычки h_n=3мм

Число масляных канавок в поршне n_м=6

Диаметр масляных канавок d_м=0,6мм

Наружный диаметр пальца d_n=27мм

Длина втулки шатуна l_ш=34мм

Длина пальца l_n=70мм

Расстояние между торцами бобышек в=36мм

Рис.3.1. Расчетная схема поршня

Напряжения, возникающие по контору заделки

,

где t - радиальный зазор маслосъемного кольца (t = 3,225 мм);

?t - радиальный зазор компрессионного кольца (?t = 0,8 мм).

Напряжения в центре днища

Рассчитаем сечение Х-Х

Напряжения сжатия

Напряжение разрыва в сечении Х-Х

Напряжения в верхней кольцевой перемычке.

а) среза

б) изгиба

в) суммарное

Удельное давление на стенку цилиндра