Файл: Взоров, Б. А. Форсирование тракторных двигателей.pdf

подшипников. Таким образом, повышение средних давлений йср сопровождается снижением износостойкости вала. Максималь­ ные давления /гтах на шейках коленчатого вала характеризуют несущую способность вкладышей, т. е. их стойкость против раз­ рушения (растрескивание и выкрашивание). Следовательно, чем выше максимальные давления /гтах, тем при прочих равных условиях, ниже несущая способность шеек вала.

На рис. 48 и 49 показана взаимосвязь средних давлений на шатунные шейки с уровнем форсирования отечественных дизе­ лей. Как видно, форсирование за счет повышения частоты вра­ щения, практически осуществляемое на всех дизелях, приводит к резкому повышению средних давлений на шатунные шейки. При этом темп этого повышения снижается по мере перехода от

(штриховые линии). Форсирование наддувом сопровождается значительно меньшим ростом средних давлений. При этом мож­ но получить существенно большее повышение эффективной мощности при умеренных значениях kcv. Таким образом, для сохранения приемлемой износостойкости шатунных подшипни­ ков форсирование дизелей наддувом предпочтительнее.

На рис. 50 и 51 приведены максимальные давления на ша­ тунные шейки в зависимости от эффективном мощности дизеля. Как видно, форсирование по частоте вращения сопровождается снижением максимальных давлений, т. е. ростом несущей спо­ собности шатунных вкладышей. Обратное влияние оказывает

форсирование наддувом (Д-50 и А-01).

Влияние форсирования на среднее давление на среднем (наи­ более нагруженной1) коренной шейке иллюстрируется данными

8i

Рис. 48. Среднее давление на шатунную шейку при форсировании дизелей:

/ — Д-37Е; 2 — А-П; 3 — Д-50: — СМД*14И: 5 — Д-160 (ВТЗ)

Рис. 49. Среднее давление на шатунную шейку при форсировании дизелей:

82

кштах, кгс/см

Рис. 50. Максимальные давления на шатунную шейку при форсировании дизелей:

Рис. 51. Максимальные давления на шатунную шейку при форсиро­ вании дизеля А-01:

---------- по частоте в р а щ е н и я ------— наддувом

рис. 52 и 53. Зависимости как при форсировании по частоте вра­ щения, так и за счет наддува получились аналогичными соот­ ветствующим зависимостям для шатунной шейки (см. рис. 48

Рис. 52. Среднее давление на среднюю коренную шейку при форсировании дизелей:

/ — Д-37Е; 2 — Д-50: 3 — СМ Д -М Н; 4 — Д-100 (B T3 ): 5 — А-41, --------- по частоте в р а щ е н и я ;----------- наддувом

ккСр,кгс/сн ‘

Рис. 53. Среднее давление на среднюю коренную шейку при форснропамни дизелей:

и 49). В то же время значения /гк. ср превышают значения /гш. ср, что свидетельствует об относительно большей опасности износа коренных шеек при форсировании легких дизелей (Д-37, Д-50,

84

СМД-14Н). Для тяжелых дизелей [А-41, А-01, Д-160 (ЧТЗ)] значения /гк. ср ниже значений /еш. ср.

Максимальные давления на коренных шейках kmax всего на 30—40% превышают средние давления Ак. ср, а поэтому не опас­ ны с точки зрения несущей способности подшипника.

Для оценки значений kmas, приведенных на рис. 50 и 51, в табл. 9 даны их допустимые значения для различных подшип-

Таблица 9

Применяемые сплавы для вкладышей подшипников тракторных дизелей

с одного подшипникового сплава на другой по мере форсиро­ вания того или иного тракторного дизеля.

Запасы прочности элементов коленчатого вала. Коренные шейки рассчитывают только на кручение, без учета напряжений изгиба ввиду их незначительного влияния на запас прочности (обычно в пределах 3—4%). Набегающий (суммарный) крутя­ щий момент, действующий на каждую коренную шейку, вычис­ ляют путем суммирования моментов от каждого кривошипа в направлении от 1-го цилиндра к последнему (в сторону отбора мощности), с учетом порядка работы отдельных цилиндров и угла смещения кривошипов. Наименее прочными являются шейки, которые имеют максимальную амплитуду изменения крутящего момента.

85

Запас усталостной прочности опасных коренных шеек (опас­ ным местом является сечение по отверстию для смазки)

2

Шатунные шейки подвергаются одновременному изгибу и кручению от переменных моментов, изменяющихся по асиммет­ ричному циклу. Максимальные значения изгибающих и крутя­ щих моментов достигаются не одновременно, т. е. между ними имеется сдвиг фаз; однако от величины этого сдвига усталост­ ная прочность вала не зависит и в расчет он не вводится.

Выбор опасной шатунной шейки определяется после расчета шеек на кручение.

При расчете величин ттах и тпцп следует учитывать, что, как правило, шатунные шейки выполняют с внутренней полостью,

триситет внутренней полости по отношению к на­ ружной поверхности шейки.

Запас прочности на кручение определяют по приведенному выше уравнению для коренных шеек. Шатунные шейки, имею­ щие минимальное значение пх, рассчитывают на изгиб.

На каждом скоростном режиме подсчитывают максималь­ ные, минимальные, средние и амплитудные напряжения изгиба в плоскости смазочного отверстия.

Запас по усталостной прочности шатунной шейки на изгиб в плоскости расположения смазочного отверстия

- 7 - с г а + 0,ЗЗо>„

60

86