Расчет тепловых зазоров многоопорных валов

Министерство науки и образования

 

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

 

 

Проектирование и доводка двигателей внутреннего сгорания

 

 

 

 

 

по теме:

РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ЗАЗОРОВ МНОГООПОРНЫХ ВАЛОВ

 

 

 

 

 

 

Проректор по

научно-исследовательской работе                                                С.В. Большаков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тольятти 2012

 

СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

 

Исполнители темы:        

Студент группы ДВС-0801                  ________________                

                                                                  

Студент группы ДВС-0801                  ________________            

 

Студент  группы ДВС-0801                ________________            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Отчет 9 с., 2 рис., 1 таб.

ДВС, КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ, ТЕПЛОВОЙ ЗАЗОР, ВАЛ, РАСЧЕТ

Объектом исследования является двигатель  внутреннего сгорания ВАЗ-2106.

Цель работы – определение тепловых зазоров для предотвращения защемления в многоопорных валах.

В процессе работы проводились исследования отдельных геометрических параметров коленчатого вала, тепловых зазоров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Δ_I – зазор для предотвращения защемления, мм;

α₁ – коэффициент линейного расширения материала коленчатого вала, 1/ºС;

α₂ - коэффициент линейного расширения материала картера, 1/ºС;

t_кол.в. – средняя рабочая температура коленчатого вала, ºС;

t_карт – средняя рабочая температура картера, ºС;

l_i – длина вала, мм;

Δ – торцевой холодный зазор, мм;

L_в – начальные длина шейки вала, мм;

L_п – начальная длина коренного подшипника, мм;

L^/_в – длина шейки вала при рабочей температуре, мм;

L^/_п – длина коренного подшипника при рабочей температуре, мм;

t^подш_кор – средняя рабочая температура коренного подшипника, ºС;

Δ^/ - торцевой зазор в рабочем состоянии, мм;

t₀ – температура окружающей среды, ºС;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

С развитием новой техники, конструкторы стремятся добиться безотказной  работы узлов и деталей двигателей. Обеспечение тепловых зазоров многоопорных валов значительно повышает срок службы поршневых двигателей. Эта задача является важной в проектировании и изготовлении двигателей внутреннего сгорания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Расчетная часть
1. Исходные данные

 

l₁ = 116,5 мм;

l₂ = 216,5 мм;

l₃ = 316,5 мм;

L_в = 36 мм;

L_п = 32 мм;

t₀ = 20 ºС;

α₁ = 11·10^-6 1/ ºС;

α₂ = 11·10^-6 1/ ºС;

t_кол.в = 150 ºС;

t_карт = 100 ºС;

t^подш_кор = 180 ºС;

 

2. Расчет

 

На рисунке 1 представлена система  “коленчатый вал - картер”.

 

 

Рисунок 1 – система “коленчатый вал - картер”.

Определим зазоры для предотвращения защемления по зависимости:

 

                                  D_I = l_i[a₁(t_кол.в - t₀) - a₂(t_карт - t₀)] , мм,                                

 

D₁ = 116,5·(11·10^-6(150 – 20)- 11·10^-6(100- 20))=0,064 мм;

 

D₂ = 216,5·(11·10^-6(150 – 20)- 11·10^-6(100- 20))=0,119 мм;

 

D₃ = 316,5·(11·10^-6(150 – 20)- 11·10^-6(100- 20))=0,174 мм;

 

Торцевой холодный зазор определяется по формуле:

 

                                              D = L_в- L_п= 36-32=4, мм,                                                      

 

На рисунке 2 представлена консоль.

 

 

Рисунок 2 - Консоль

 

При рабочей температуре длина  шейки вала:

 

               L^/_в = L_в [1+a₁(t_кол.в - t₀)] = 36[1+11·10^-6·(150-20)] = 36,051 мм          

 

длина подшипника:

 

          L^/_п = L_п [1+a₂(t^подш_кор - t₀)]= 32·[1+11·10^-6·(180-20)] = 32,056 мм           

 

торцевой зазор в рабочем состоянии:

 

            D^/ = L^/_в - L^/_п = L_в- L_п + L_вa₁(t_кол.в - t₀) - L_пa₂(t^подш_кор - t₀), мм,                

D^/=36,051–32,056=36-32+36·11·10^-6(150-20)-32·11·10^-6·(180-20)=3,995 мм

 

Обеспечить гарантированный рабочий  зазор D^/ =0,05мм.

Результаты расчетов приведены  в таблице 1.

 

Таблица 1 – Результат расчетов

 

	L1	L2	L3	Lв	Lп	Δ1	Δ2	Δ3	Δ	L/в	L/п	D/
ВАЗ-2106	116,5	216,5	316,5	36	32	0,064	0,119	0,174	4	36,051	32,056	3,995

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Были произведены расчеты зазоров  в многоопорных валах. Исследование некоторых геометрических параметров коленчатого вала двигателя ВАЗ-2106. По результатам расчетов обеспечивается гарантированный рабочий зазор D^/ =0,05мм.