CALCULUL TERMIC

1.1. Alegerea parametrilor initiali

Pentru efectuarea calculelor se vor adopta urmatoarelor marimi:

- temperatura initiala: T₀ = 298 [K];

- presiunea initiala: p₀ =;

- temperatura gazelor reziduale: T_r = 900 [K];

- presiunea gazelor reziduale : p_r = ;

- coeficientul de exces de aer: l

- raportul de compresie: e

1.2. Parametrii procesului de schimb a gazelor

daN/cm²

4.3. Calculul arborelui cotit

4.3.1. Stabilirea dimensiunilor. Constructia

Având în vedere conditiile de functionare, prin calcul, arborele cotit se verifica la presiune specifica si încalzire, la oboseala si la vibratii de torsiune.

Calculul arborelui cotit are un caracter de verificare, dimensiunile lui adoptându-se prin prelucrarea statistica a dimensiunilor arborilor cotiti.

Se adopta urmatoarele dimensiuni:

- lungimea cotului sau distanta dintre reazeme: l = 100 mm;

- lungimea fusului palier: l _p = 34 mm;

- diametrul fusului palier: D_p = 48 mm;

- lungimea fusului maneton: l _m = 26 mm;

- diametrul fusului maneton:    D_m = 40 mm;

- grosimea bratului: h = 17 mm;

- latimea bratului:    b = 60 mm;

- raza de racordare: r = 3 mm.

Dimensiunile adoptate sunt prezentate în figura 4.1.

Fig. 4.1.

4.3.2. Verificarea fusurilor la presiune si uzura

Verificarea la presiune

- presiunea specifica conventionala maxima pe fusul maneton este:

, unde:

- rezultanta pe fusul maneton;

- presiunea specifica conventionala maxima pe fusul palier este:

, unde:

- rezultanta pe fusul maneton;

Verificarea la uzura

- coeficientul de uzura al manetonului se calculeaza c 242b14c u relatia urmatoare:

, unde:

x - coeficientul de corectare a vitezei relative

x

n - turatia de calcul (n _{p max} = 5800 min ^-1)

Deci pentru cuzinetii de biela se va adopta ca material un aliaj Al - Sn cu k _m > 300.

- coeficientul de uzura al palierului se calculeaza c 242b14c u relatia urmatoare:

Cuzinetii de palier se executa din acelasi material ca si cuzinetii de biela (Al - Sn).

4.3.3. Verificarea la oboseala a fusului maneton

Calculul manetonului se face la încovoiere si la torsiune.

Calculul la încovoiere

Momentul încovoietor apare datorita fortelor T si Z si a celor de inertie a bratelor. Din diagrama fortelor rezultante avem:

R _{m max} = 35949,14 N

R _{m min} = 2210,82 N

Din geometria fusului maneton calculam modulul de rezistenta W ^'

Se aduce o corectie acestui modul datorita canalelor de ungere care au diametrul d _u = 8 mm.

Tensiunea de încovoiere se calculeaza c 242b14c u relatia:

, unde:

Deci vom avea la a

Deci vom avea

M _i =0 la a = 360 ⁰ si la a

;

;

;

;

Coeficientul de siguranta pentru solicitarea de încovoiere se calculeaza c 242b14c u relatia:

, unde:

;

;

b _{k s}

g _r

e _s

Y _s

s = 280 N / mm ²

Calculul la torsiune

;

;

T_{s max} = 8230,52 N

T_{s min} = -6671,9 N

;

;

Coeficientul de siguranta la torsiune se calculeaza c 242b14c u relatia:

, unde:

, ,

;

;

Coeficientul de siguranta global va fi:

4.3.4. Verificarea la oboseala a fusului palier

Calculul la oboseala se face fara a lua în considerare tensiunile de încovoiere.

;

;

;

Dupa corectia adusa datorita gaurii de ungere d _u = 8 mm, modulul de rezistenta va fi:

;

M _{p max} = 461, N*m; M _{p min} = -93,07 N*m;

Coeficientul de siguranta va fi:

, unde:

, , ,

c = 4,08 > c _admisibil = 3

4.3.5. Verificarea la oboseala a bratului manivelei

Bratul arborelui cotit este supus la solicitari variabile de încovoiere, întindere, compresiune si torsiune.

Coeficientul de siguranta se determina la mijlocul laturii mari a sectiunii tangente la fusul palier.

, unde: iar ;

;

,

unde: Z _{s max} = 18325,26 N;

Coeficientul de siguranta:

   

II.5. CALCULUL SISTEMULUI DE DISTRIBUŢIE

Realizarea unei bune evolutii a gazelor arse si a unei umpleri cât mai bună a cilindrului cu gaze proaspete, respectiv detinerea unei diagrame de pompaj cât mai favorabilă sunt în strictă dependentă de fazele de distributie.

Valorile experimentale ale unghiurilor de închidere si deschidere a supapelor sunt:

- admisia

- avans deschidere fata de PMS 20^o

- întârziere închidere fata de PMI 35^o

- evacuare

- avans deschidere fata de PMI 50^o

- întârziere închidere fata de PMS 25^o

5.1. Parametrii principali ai distributiei

- diametrul talerului supapei:

- diametrul canalului:

- diametrul tijei supapei:

Viteza de curgere a gazelor prin canal:

Aria sectiunii efective de trecere:

Viteza de curgere a gazelor:

5.2. Profilarea camelor

Se folosesc came cu profil polinomial.

5.3. Calculul de rezistenta al pieselor mecanismului

Masele reduse ale mecanismului.

5.4. Calculul arcurilor supapei.

Arcurile trebuie sa mentina supapa închisa si sa asigure legatura cinematica între ea si cama când fortele de inertie tind sa desprinda tachetul de pe cama, la orice regim de functionare.

Forta minima a arcului (F0) se determina din conditia nedeschiderii supapei de evacuare la depresiunea din cilindru.

5.4.1 Dimensiunile arcului

Diametrul mediu:

Se adoptă din motive constructive diametrul spirei:

Momentul care solicită spirele la torsiune:

Efortul unitar maxim de torsiune în spire:

Săgeata arcului:

Modul de elasticitate transversala:

Sageata maxima:

Numarul de spire active:

Se adopta:

spire

Pasul spirei în stare libera:

Lungimea arcului la deschiderea supapei:

Lungimea arcului la închiderea supapei:

5.5. Calculul arborelui de distributie

Arborele de distributie se verifica la presiunea de contact pe suprafata activa a camei la încovoiere si torsiune. Forta care actioneaza asupra camei este:

Sageata de încovoiere:

Verificarea la flambaj:

Efortul unitar de strivire: