60316440 proiect motor ccmai 2 an iv

57
Dimensiunile fundamentale ale motorului Pn= 74 kw nn= 4000 rot/min Alezajul: D= 94 mm Cursa: S= 100 mm Numarul de cilindrii: i= 4

Upload: vandacum

Post on 22-Jul-2016

62 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Dimensiunile fundamentale ale motorului

Pn= 74 kwnn= 4000 rot/minAlezajul: D= 94 mmCursa: S= 100 mmNumarul de cilindrii: i= 4

Page 2: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

1.Calculul cilindrilor motorului

Se alege varianta construirii cu camasi umede.

In timpul functionarii peretii cilindrului sunt solicitati de forta de presiune a gazelor,

forta normala de sprijin a pistonului si dilatari.

Pentru a raspunde cerintelor impuse camasilor de cilindru (rezistenta sporita la uzura,

obtinerea unor suprafete cu rugozitate optima si cu o abatere minima de la forma

cilindrica), aceasta se realizeaza din materiale cu rezistenta sporita la uzura ( fonta

aliata cu Cr, Ni, Mo, Cu, Ti) carora li se aplica tratamente termice si termodinamice

(acoperirea cu strat de cupu poros cu grosime de 0,05 … 0,25 mm)

Se va alege fonta aliata cu crom avand duritatea = 250 HB

Rezistenta la incovoiere minima= 4300000

Calculul grosimii cilindrilor

Grosimea peretelui: 6.58 mm

Se adopta δ= 6 mm

6910325

D1 106 mm

Tensiunea in sectiunea transversala

28.79

100 mm

Tensiunea de incovoiere

0.48

192757.16

N= 2889 N

h= 32 mm

N/m2

Pgmax

= N/m2

N/mm2

N/mm2

δ=0 .070⋅D=

σ t=0.25⋅p g⋅Dmed

δ=

Dmed =DD1

2=

σ i=N⋅hW

=

W=0.1⋅D14D 4

D1

=

δ

δ1

δ2

Page 3: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Tensiunea totala

29.27

Calculul camasii de cilindru

Camasile umede

Cea mai mare utilizare o au camasile care se sprijina in partea superioara

pe un guler, iar partea inferioara se etanseaza cu inele de cauciuc, plasate

in canalele special realizate in camasa.

In timpul functionarii peretii cilindrului sunt solicitati de:

- forta de presiune a gazelor;

- forta normala de sprijin a pistonului;

- dilatari.

La proiectarea camasii umede, grosimea peretilor se adopta din conditi de rigiditate:

d= 0,065 … 0,075 D

Alegerea dimensiunilor constructive

Di reprezinta diametrul mediu de racire si se calculeaza astfel incit sa

existe cel putin ( 3 … 5 ) mm.

110 mm

114 mm

118 mm

N/mm2

σadm

<59N/mm2

σ rez=σ tσ i=

Dr=D14=D s=D

18⋅mm =

D g=Ds 4−5 ⋅mm=

Page 4: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

La partea superioara camasa cilindrului se afla deasupra fetei plane a blocului

motor cu:

0.1 mm

0.25 mm

Camasile demontabile se prevad la partea superioara cu o flansa

Presiunea de strangere a prezoanelor chiulasei

40*10^5

pentru blocul din fonta

Lungimea camasii

In partea superioara pistonul sa depaseasca nivelul primului segment de compresie

cand pistonul se afla la punctul mort superior P.M.S

In partea inferioara pistonul sa depaseasca nivelul segment de ungere cand pistonul

se afla la punctul mort inferior P.M.I

194 mm

S- cursa pistonului

H- inaltimea pistonului

94 mm

Dimensiunile principale ale elementelor de etansare

b t

110 4.25 2.53

Diametrul ( gulerului ) mediu de etansare

106 mm

δ1=(0,05 … 0,15) mm

Se adopta δ1=

δ2=(0,2 … 0,3) mm

Se adopta δ2=

P=(38-48x105)N/m2= N/m2

Di

l=SH=

H= 0.8−1.5 ⋅D=1⋅D=

Dm=DgD

2=

Page 5: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Inaltimea gulerului

7067.04 N

63.67 N*mm

46

2.35 mm

σai= N/mm2

σai=rezistenta minima la incovoiere

F s=1.3⋅π⋅D m2Pm ax

4=

M i=F s⋅3

π⋅Dm

=

H g=6⋅ M i

1. 5⋅σ ai

=

Page 6: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

2. Calculul pistonului

Pistonul este piesa care asigura evolutia fluidului motor in cilindru, avand

urmatoarele functii:

- transmite bielei prin intermediul boltului forta de presiune a gazelor;

- transmite cilindrului reactiunea normala produsa de biela;

- etanseaza impreuna cu segmentii cilindrului in ambele sensuri;

- evacueaza o parte din caldura dezvoltata prin arderea combustibilului;

- creaza miscarea dirijata a gazelor in cilindru;

- contine partial sau interal camera de ardere

In timpul functionarii pistonului, vanind in contact cu gazele fierbinti la o presiune de

-Se alege piston cu cap plat,datorita simplitatii constructive si suprafetelor

minime de schimb de caldura.

-Pistonul se face din aliaj de Al pe baza de Si din grupa aliajelor eutectice.

-Marca aliajului: ATC Si12CuMgNi. Aliaje entectice

-Starea: aliaj pentru turnarea in cochila.

-Elementul de aliere de baza: SI 12%.

-Densitatea: r=0,68...2,70 [Kg/dm^3].

-Conductivitatea termica: a=20,5...21,5 [1/K].

-Modulul de elasticitate: E=1500 [daN/mm^2].

-Duritatea Brinell: 90...120 HB la 293 [K]

70...90 HB la 423 [K]

30...40 HB la 523 [K]

-Rezistenta la rupere la tractiune: 20...25 [daN/cm^2] la 293 [K]

18...23 [daN/cm^2] la 423[K]

10...15 [daN/cm^2] la 523 [K]

-Alungirea relativa: Asmin=0,3%

-Rezistenta la rupere la obiseala: 8...12 [daN/cm^2] la 293 [K]

5 [daN/cm^2] la 523 [K]

Dimensionarea pistonului.

50 … 100 N/mm2, este supus unor intense solicitari termice si mecanice.

Page 7: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Grosimea mantalei pistonului: g= 5 mm

Grosimea capului pistonului: 14.1 mm

Grosimea flancului: 4.7 mm

Lungimea pistonului: 94 mm

Lungimea mantalei: 70.5 mm

Diametrul bosajelor: 47 mm

Distanta dintre bosaje: 32.9 mm

Inaltimea protectiei segmentului de foc: 14.1 mm

Diametrul interior: 84.6 mm

Verificarea pistonului

Efortul unitar de incovoiere la extremitatea capului pistonului:

Capul pistonului se considera o placa circulara, liber sprijinita pe un contur inelar,

6.22

Efortul unitar in sectiunea c-c:

Solicitarea de comprimare:

7.73

6939.78

Ap - aria capului pistonului

79 mm

Dc-c - diametrul pistonului in zona segmentului de

ungere

62.05

Ac-c - aria sectiunii pistonului in zona segmentului de ungere

incarcata cu sarcina uniform repartizata, data de Pgmax.

N/mm2

σia=(25 … 60) N/mm2

N/mm2

mm2

Dc-c

=

mm2

δ p=0.15⋅D=

hc=0.05⋅D=H=1⋅D=

L=0 .75⋅D=

d s=0.5⋅D=

b=0 .35⋅D=

h=0 .15⋅D=d i=0 .9⋅D=

σ i= pgmax⋅d i

2⋅δ p

2=

σ c−c= p g⋅π⋅D2

4⋅Ac−c

=

A p=π⋅D2

4=

Ac−c=π⋅Dc−c

2

4=

Page 8: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul zonei port - segmenti.

Umărul canalului pentru segment este supus la solicitări de încovoiere şi forfecare de

către forţa de presiune a gazelor scăpate prin interstiţiul dintre piston şi cămaşa

cilindrului, care acţionează asupra segmentului.

Grosimea flancului:

hcc= 3 mm pentru segmentii de compresie

hcu= 5.5 mm pentru segmentul de ungere

Umarul canalului pentru segment este supus la solicitari de incovoiere si forfecare de

catre forta de presiune a gazelor scapate prin interstitiile dintre piston si camasa

cilindrului,care actioneaza asupra segmentului:

Efortul unitar de incovoiere este:

47 mm raza piston

32.9 mm

pentru segmentii de compresie

34803990.07

103549061.36

Efortul unitar la forfecare este:

5251847

Efortul unitar echivalent:

36354440.06

104080428.98

În regiunea port-segment, secţiunea din dreptul segmentului de ungere este redusă din

cauza orificiilor pentru evacuarea uleiului.Ea se verifică la compresie:

772906730.38

σca

=(30 … 40) N/mm2

N/mm2

N/mm2

σic, σ

iu<σ

ia= (5,5 ,,, 6,5)*107 N/m2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

R p=D2=

r=D−2⋅h2

=

σ ic=2. 28⋅pgmax⋅ R p−r

hcc 2

=

σ iu=2.28⋅p gmax⋅ R p−r

hcu 2

=

τ f =0 .76⋅pg max=

σ e c h c=σ i c24⋅τ f

2=

σ e c h u=σ i u24⋅τ f

2=

σ c= pgmax⋅π⋅D p

2

4⋅AC

=

Page 9: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

AC

- aria secţiunii reduse

σ c= pgmax⋅π⋅D p

2

4⋅AC

=

Page 10: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Presiunea specifica pe manta

Presiunea specifică pe mantaua pistonului pentru a preveni întreruperea pelicului de

ulei, nu trebuie să depăşească o anumită valoare determinată convenţional:

Grosimea peretelui mantalei

3.83

2536.95 N

L- lungimea mantalei

p.sm=0,2

-jocul relativ in stare calda dintre piston si cilindru trebiie sa fie:

fs=0,003...0,004 ; fi=0,0009...0,0013 mm

se adopta fs=0,0035 mm - in zona superioara a pistonulu

se adopta fi=0,0011 mm - in zona inferioara a pistonului

-jocurile diametrale in stare calda in zona inferioara si superioara se determina astfel:

Ds=fs*D=0,0035x100= 0.33 mm

Di=fi*D=0,0011*E10= 0.1 mm

N/mm2

Nmax

- forţa normală care acţionează într-un plan perpendicular pe axa bolţului [N];

Nmax

=

p.smadm=0,7 N/mm2

N/mm2

psm=N max

D p⋅L=

Page 11: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

3. Calculul boltului

Proiectarea bolţului trebuie să satisfacă cerinţele privind obţinerea unei mase cât mai

reduse şi o rigiditate sufiecientă pentru funcţionarea mecanismului motor.

Se alege solutia constructiva cu bolt flotant

Boltul se confectioneaza din otel aliat: 34 Cr Al 6.

Dimensiunile boltului:

Diametrul exterior: 33.84 mm

Diametrul interior: 18.61 mm

Lungimea boltului: 78.96 mm

Lungimea de contact cu piciorul bielei: 34.78

Parametrul:

0.55

44.78 mm

d eb=0.36⋅D=

d ib=0.5 5⋅d e b=

Lb=0,84⋅D=

l b=0.37⋅D=

α=d ib

d eb

=

bb=lb2⋅g=

Page 12: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Verificarea la uzura

Rezistenţa la uzură poate fi apreciată după mărimea valorilor presiunilor specifice în

piciorul bielei (pb) şi în umerii pistonului (pp).

35102 N

12369.23 N

Presiunea in locasul din piston:

8.88

Fgmax

=

Fjmax

=

N/mm2

pap

=(25 … 54) N/mm2

pp=F gmaxF jmax

2⋅Lb⋅d eb

=

Page 13: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Presiunea in piciorul bielei:

40.33

Verificarea la incovoiere

Efortul unitar maxim la incovoiere:

111.64

j= 0.75

47471.23 N

Efortul unitar minim la incovoiere:

3.46

35.26 N

1436.2 N

1471.46 N

0.55

Coeficientul de siguranta

Pentru boltul flotant:

1.19

c1adm=1,,,2,2

1.1 coeficientul efectiv de concentrare la

sarcina variabila

ε= 0.85 factor dimensional

γ= 1.5 factor bolt calit

57.55

N/mm2

pab

=(40 … 90) N/mm2

N/mm2

N/mm2

Fgmin

=

Fjmin

=

σia=(340 … 380) N/mm2

adoptam σ-1=360 N/mm2

βk=

N/mm2

pb=F g maxF jmax

lb⋅d eb

=

σi max=Fmax⋅ l0,5⋅l b4j

1.2⋅d eb3 ⋅1−α4

=

F max=F gmaxF jmax=

c1=σ−1

β k

ε⋅γ⋅σ a

=3601,1

0, 85⋅1,5⋅350

=1, 19

σ im=σ imax σ imin

2=

σ ia=σ i max−σ imin

2=

σ i m in=F m in⋅ l0 ,5⋅lb4 j

1. 2⋅d e b3 ⋅1−α4

=

F min=F gmin xF jmin=

α=d ib

d eb

=

Page 14: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

54.09

coeficientul tensiunilor

0.33

rezistenta la oboseala dupa ciclul pulsator de incovoiere

540

360 otel aliat

Verificarea la forfecare

Efortul unitar la forfecare se determina in sectiunile amplasate in jocurile dintre

partile frontale ale bosajelor pisonului si a bucsei.

71.85

otel aliat

Verificarea la ovalizare

Pentru a se studia ovalizarea se consideră bolţul ca o grindă curbă în secţiune

N/mm2

N/mm2

σ-1= N/mm2

N/mm2

τa= (150 … 220) N/mm2

transversală încărcată cu o sarcină distribuită sinusoidal (p = p0sinφ).

σ ia=σ i max−σ imin

2=

ψ=2⋅σ−1−σ 0

σ 0=

σ 0=1. 4−1.6 ⋅σ−1=

τ=0.85⋅F max⋅1αα2

d eb2⋅1−α4

=

Page 15: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

pentru φ= 90

0.32

-0.09

13.11

3.81

1.5

10.5

12.5

14331.45

20638117.24

pentru φ= 0

0.5

0.09

13.11

3.81

1.5

17.1

7

28232944.39

11557345.66

η2=

η4=

N/mm2

N/mm2

η1=

η3=

N/mm2

N/mm2

f 1=0 .5⋅c o sϕ0. 3 1 8 5⋅ s i nϕ−ϕ⋅c o sϕ =

f 2= f 1−0 .406=

r=d eb⋅1α 4

=

hb=d eb⋅1−α 4

=

k=1.5−1.5⋅α−0 .4 3=

σ i=F max

lb

⋅η2=

σ i=F max

lb

⋅η4=

f 1=0.5⋅c o sϕ0. 3 1 8 5⋅s i nϕ−ϕ⋅c o sϕ =

f 2= f 1−0 .406=

r=d eb⋅1α 4

=

hb=d eb⋅1−α 4

=

k=1.5−1.5⋅α−0 .4 3=

σ i=F max

lb

⋅η1=

σ i=F max

lb

⋅η3=

Page 16: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Prin ovalizare se mareste diametrul boltului cu Δδ si se produce griparea

0

E= 21000000

0.01

0.02

Calculul jocului la montaj

Jocurile boltului depind de tipul imbinarii cu pistonul si biela

Jocul in bosajele pistonului:

-0.05

150 °C temperatura boltului

200 °C temperatura pistonului

20 °C temperatura mediului ambia

0 1/k

0 1/k

Δ=(-0,03,,,0,03)mm

N/mm2

Δ'=0,0005*deb=

tb=

tp=

t0=

αb=α

pl=

αp=α

AL=

Δδmax=0. 09⋅F max

lb⋅E⋅1α1−α

3⋅k=

Δδ max ≤Δ'

2=

Δ=Δd

e[αb tb−t0 −α p t p−t0 ]

1α p t p−t0

Page 17: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

4. CALCULUL SEGMENTILOR

Segmenti au rolul de a realiza etansarea camerei de ardere, de a uniformiza

pelicula de ulei de pe oglinda cilindrului si de a transmite cilindrului o

parte din caldura preluata de piston de la gazele fierbinti.

Segmenti de compresie indeplinesc functia de etansare a camerei de ardere,iar cei de

ungere regleaza cantitatea de ulei pe suprafata cilindrului si transmit caldura de la

piston la cilindru.

Se adopta fonta aliata cu grafit nodular avand urmatoarele caracteristici:

- duritatea 300 …380 HB

Se adopta solutia cu trei segmenti (doi de compresie si unul de ungere) deoarece

asigura o etansare buna a camerei de ardere si o ungere adecvata a cilindrului.

Calculul segmentului urmareste urmatoarele obiective:

Sa se stabileasca forma in stare libera si marimea fantei astfel incat,prin

strangere pe cilindru, segmentul sa dezvolte o repartitie de presiune determinata.

Sa se stabilesca cele doua dimensiuni de baza lae segmentului,t si b.

Sa se verificeca tensiunile care apar in segment la deschiderea lui pentru montaj sa nu

depaseasca limita admisibila.

Sa verifice fanta la cald pentru a preveni unirea capetelor in timpul functionarii.

0.17

pe adm= 0,1,,,0,4 de compresie

0,2,,,0,7 de ungere

-coeficientul ce depinde de forma epurei de presiune a segmentului:

g= 0.2

-modulul de elasticitate:

E= 200000

distanta inte capete, masurata pe fibra medie in stare libera:

14 mm

pentru D=( 90 - 200 ) mm avem:

t - grosimea segmentului. t=2…..4mm

se adopta t=3,5mm

3.24 mm

11.34 mm

- σr> 500 N/mm2

N/mm2

N/mm2

S0=

S0-deschiderea segmentului in stare libera la nivelul fibrei medii.

S0=t*3,5=

pe=0, 4253−ρ

×E×

S0t

Dt−1

3

×Dt

=

tD=120

−130

tD=129

⇒ t=D29

=

S 0t

= 2,5 −4=3,5

Page 18: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Grosimea radiala a segmentilor

Se obtine din relatia de calcul a rezistentei cu ecuatia lui Navier.

momentul incovoietor maxim al segmentilor: M[N/m]

3.26

350

1.74

inaltimea radiala a segmentului:

modulul de rezistenta al sectiunii: W [m3]

tensiunea admisibila σa= N/mm2

coeficientul: km=

σ=MW

[ N /m2 ]

Dt

=0,5 0, 816 ⋅σ a

K m⋅pc

=

t=D

0,5 0, 815 ⋅σ a

K m⋅pc

=

Page 19: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

pentru segmentii de etansare:

b=(1,5-4)mm

Se adopta: b=3 mm

pentru segmentii de ungere:

B=(3,5-6,5)mm

Se adopta: B=5 mm

Tensiunea maxima:

435.78

σmax adm= 300,,,340

Tensiunea de montare pe piston:

La montaj,prin desfacerea segmentului, in sectiunea opusa, capetelor apar tensiuni

unitare maxime, care trebuie verificate in scopul prevenirii ruperilor:

130.02

m= 2 montaj cu ajutorul clestelui

m - coeficient care depinde de metoda de montare pe piston

σ'max adm= 400,,,450

Verificarea segmentului in canal

vederea evitarii pericolului unui impact al capetelor cu dilatarea, sau a unui rost prea

mare care ar periclita etansarea.

primul segment de compresie:

al doilea segment de compresie:

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

Verificarea segmentului la dilatare se rezuma la determinarea rostului la montaj (D3) in

σ max=2⋅K M

π⋅3−g ×E×

S 0t

Dt−1

2=

σ'max=

2⋅E⋅[1−S 0t

π⋅3−g ]m⋅ D

t−1

2 =

Δ1= 0, 11−0, 20 mm

Δ1= 0,3 −0,7 mm

Δ2=0,3 −0,7 mmΔ2=0,5 mm

Δ1=0, 009 −0, 15 mmΔ1=0,1 mm

Δ2=0,3 −0, 07 mmΔ2=0,5 mm

Page 20: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

segmentul de ungere:

Jocul la capetele segmentului

0.17 mm

coeficientul de dilatare al segmentului:

coeficientul de dilatare al cilindrului:

Se adopta: 100000 1/k

incalzirea segmentului:

150 K

100 K

primul segment de compresie:

0.38 mm

al doilea segment de compresie:

0.28 mm

segmentul de ungere:

0.09 mm

Jocul la capetele segmentului in stare calda:

0.47 mm

5. Calculul bielei

Biela este elementulcomponent al mecanismului motor, care transmite, prin

intermediul boltului, forta de presiune a gazelor de la piston la arborele cotit. Este

compusa din trei parti: piciorul bielei, corpul bielei si capul bielei.

Datorita actiunii fortei de presiune a gazelor, biela este supusa la comprimare si flambaj.

La comprimare pot aparea deformatii remanente, care scurteaza biela. Flambajul corpului

bielei determina o perturbare a paralelismului axelor alezajelor bielei si o intensificare

a uzurii lagarelor.

Conditiile de solicitare la care este supusa biela in functionarea motorului

impun gasirea acelor solutii constructive ale bielei care sa asigure o

rezistenta si o rigiditate maxima in conditiile unei mase cat mai mici.

Δts=

Δtc=

Δ3=0,004*D=

Δ3=0,003*D=

Δ3=(0,001 … 0,002)*D=

Δ'3=(0,005 … 0,001)*D=

Δ1=0, 009 −0, 15 mmΔ1=0,1 mm

Δ2=0,3 −0, 07 mmΔ2=0,5 mm

Δ1= 0, 03−0,8 mm

Δ1=0,5 mm

Δ2= 0,5 −1,5 mm

Δ2=0,9 mm

αs=10−20 ×10−6 [ l /K ]

αc=10−20 ×10−6 [ l /K ]

== cs αα

Δts= t s−tc = 150 −200 K

Δtc=t c−t0 = 80−150 K

Δ3=Δ3' −π⋅D⋅α s⋅Δts−αc⋅Δtc =

Page 21: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul piciorului bielei

La proiectarea piciorului bielei trebuie sa se tina seama de dimensiunile

boltului si de tipul imbinarii piston-bolt-biela.

Diametrul exterior al piciorului

50.76 mm

Diametrul interior al piciorului

44.76 mm

Grosimea radiala

6.09 mm

Grosimea radiala a bucsei

2.81 mm

Tensiuni de intindere

Forta care supune piciorul bielei la intindere este maxima atunci cand forta

de presiune a gazelor este minima, cand pistonul se afla in p.m.s la inceputul

admisiei.

Piciorul bielei reprezinta o grinda curba incastrata in zona de racordare cu corpul

de=1,50*deb=

di=d

e-6=

hp=0,18*d

eb=

hb=0,083*d

eb=

Forta de intindere ( Fjp ) este distriduita uniform pe jumatatea superioara a bielei.

Page 22: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

2152.3

in sectiunea periculoasa apare momentul incovoietor.

-1.4

22.33

raza medie: mm

φi= 110=1,92rad °

1227.81

N

Tensiunea de intindere in sectiunea A-A

in fibra exterioara:

4.63

34.78 mm

K- coeficient de repartizare a fortei intre bucsa si piciorul bielei

0.8

210000

115000

N/mm2

a=lb=

Ep= N/mm2

Eb= N/mm2

( ))5,01()6,439(105510135

1233

2

+××⋅×⋅=

=+×××=−−

jp

pjp

F

rmF λω

M a=F jp⋅rm⋅0 ,0 0 0 3 3ϕi−0 ,0 2 9 7=

rm=2⋅d e−2⋅h p

4=

F n=F jp⋅[ 0 ,572−0 ,0008⋅ϕA ]=

σ ' A=1a⋅h p

⋅[2⋅M a⋅6⋅rmhp

h p⋅2⋅rmhp K Fn ]=

K=E p⋅a⋅h p

h p⋅E p⋅aE b⋅a⋅hb

=

Page 23: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

in fibra interioara:

4.63

σ'A adm= 150,,,450

Tensiuni produse de presiunea dintre bucsa si picior:

Se adopta Δm= 0.01 mm

0.03

1/K

1/K

T= 373 K

298 K

ν= 0.3 coeficientul lui Poison

11

Eforturile unitare:

in fibra interioara:

87.89

in fibra exterioara:

76.89

N/mm2

N/mm2

αbs

= 18*10-6

αb= 10*10-6

T0=

N/mm2

N/mm2

N/mm2

σ ' A=1a⋅h p

⋅[−2⋅M a⋅6⋅rmhp

h p⋅2⋅rmh p K Fn ]=

Δt=d i×αbs−αb ×T−T 0 =

P f =ΔmΔt

d i⋅[d

e2d i 2

de2−d

i 2μ

E b

d i 2−d eb2

di 2−d

eb2

−μ

E bs]=

σi=P f⋅d

e2d

i2

de2−d

i2

=

σ e=P f⋅2⋅d

i2

de2−d

i2

=

Page 24: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Coeficientul de siguranta conform ciclului simetric de incarcare:

-66

n adm= 2,5,,,5

350 otel aliat

1

ε= 0.85 coeficient de concentrare

γ= 0.75 coeficient de calitate a suprafetei

ψ= 0.16 coeficient ce depinde de caracteristica matarialului

Efortul unitar maxim si minim in fibra interioara:

-92.52

-81.53

-87.02

5.5

Deformatia piciorului:

8758066.99

107.54

I - momentul de inertie al suprafetei sectiunii piciorului

σ-1t

- rezistenta la oboseala pentru ciclul simetric

σ-1t

=

βk - coeficientul de concentrare

βk=

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

mm2

n=σ−1t

β k

ε⋅γ⋅σ aψ⋅σ m

=

σmax =σ iσ ' A=

σ max =σ min =σ eσ ' A=

σ min =

σ m=σ max σmin2

=

σ m=

σ a=σmax −σmin2

σ a=

σ p=8⋅F ip⋅r

m2×ϕc−90

o 2

106⋅E b⋅I=

I =a⋅hp

2

12=

Page 25: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Corpul bielei

Corpul bielei se calculeaza la oboseala fiind supus la:

- intindere de forta de inertie maxima a maselor aflate in miscare de

translatie;

- la compresiune de rezultanta dintre forta maxima a gazelor si forta

de inertie.

Dimensiunile caracteristice mm

24.7 mm

33.35

H II=0.73⋅d eb=

H III=1.35⋅H II=

Page 26: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul la oboseala:

Corpul bielei este supus la intindere de forta de inertie maxima:

12023.1 N

si la comprimare de forta: N

49544.14

Efortul unitar la comprimare in sectiunea I-I sau II II: 49.41

1.12

1123.12

Efortul unitar de intindere:

243.35

1123.12

243.35

Coeficientul de siguranta:

439.89

683.24

0.44

n adm= 2,,,2,5

Fjmax

=

F=Fgmax

+Fjmax

=

mm2

kf=

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

N/mm2

A=2⋅H II3⋅B=

σ 1≃σ 2=σ f =k f⋅FA=

σ t=F jmax

A=

σmax =σ f =

σ min =σ t=

σ a=σmax −σmax2

=

σ m=σ maxσmax2

=

n=σ−1t

β k

ε⋅γ⋅σ aψ⋅σm

=

Page 27: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Capul bielei

Capul bielei se verifica la incovoiere sub actiunea momentului dat de fortele de inertie

ale maselor in miscarea de translatie si a maselor in miscarea de rotatie,care se afla

deasupra planului de separare dintre corp si capac:

Ipoteze de calcul:

corpul bielei este o bara curba continua.

sectiunea cel mai mult solicitata e sectiunea incastrare.

capul bielei are sectiunea constanta,de diametru mediu egal distanta dintre axele

suruburilor.

forta de intindere e distribuita pe jumatatea inferioara a capacului dupa o lege sinusoidala.

cuzinetul se deformeaza impreuna cu capacul,preluand o parte din efortul proportional

cu momentul e inertie al sectiunii transversale.

Page 28: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul coeficientului de intindere

Forta care intinde capul bielei:

Capul bielei se verifica la intindere sub actiunea fortei de inertie,Fjc:

-15801.08 N

0.14 kg

0.2 kg

Efortul unitar de strangere in fibra interioara in sectiunea I-I:

Se adopta umatoarele dimensiuni:

grosimea cuzinetului: 2.4 mm

latimea cuzinetului: 53.21 mm

latimea capului: 28.22 mm

grosimea capacului: 45.69 mm

grosimea capului bielei: mm

diametrul interior: 56.4 mm

-190.59

σ adm= 160,,,300

aria sectiuni capacului:

127.7

aria sectiunii cuzinetului:

127.7

momentul de inertie al cuzinetului:

61.3

mp - masa pistonului

mIb, m

IIb - repartizarea masei bielei pe cele doua componente

mcp

- masa capacului

mcp

=

gcuz

=

hcuz

=

hcp

=

gcp

=

hc=

dc=

N/mm2

N/mm2

Icp

, Ic - momentul de inertie ale capacului si cuzinetului,

Acp

, Ac - ariile sectiunilor,

Wcp

- momentul de rezistenta al sectiunii capacului.

mm2

mm2

F jc=−R⋅ω2⋅[ m pmI b⋅1λ m2 b−mc p ]=

σ=F jc⋅[0, 023⋅d c

1 I c

I cp⋅W cp

0,4

AcpAc ]=

Ac p=hc p⋅g cp=

I c=hcuz⋅g

cuz

3

12=

Ac=hc u z⋅g c u z=

Page 29: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

momentul de inertie al capacului:

30130.74

modulul de rezistenta la incovoiere al sectiunii capacului:

60261.48

Coeficientul de siguranta pentru ciclul pulsator

0.55

n adm= 2,5,,,3

Deformatia

-5.02 <0,005mm

mm2

W cp=hcp⋅g cp

3

6=

n=2⋅σ−1 t

σm ax⋅1ε =

δ=0.0 0 2 4⋅F j c⋅l p

3

E⋅ I c p I c =

I cp=hcp⋅g

cp

3

12=

Page 30: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul suruburilor de biela

Calculul la intindere:

Suruburile de biela sunt elementele cele mai solicitate mecanic din motor.

Sunt solicitate de doua forte:

z= 2 numarul suruburilor de biela.

-7900.54 N

Forta de prestangere

-39502.69 N

Forta maxima de intindere a unui surub:

-40687.77 N

Χ - caracterizeaza elasticitatea si rigiditatea pieselor imbinate

Χ= 0.15

Forta minima:

-39502.69 N

Coeficientul de siguranta pentru ciclul asimetric

2.36

Suruburile sunt solicitate de forta de strangere prealabila (Fsp

) si de forta de inertie a

maselor in miscare rotativa (Fjc).

F sp=2.5⋅F jc=

F m a x=F s p χ⋅F j c=

F min=F sp=

n=σ−1t

β k

ε⋅γ⋅σ aψ⋅σ m

=

F jc=−R⋅ω2

z⋅[ m pmIb⋅1λ m2b−mc p ]=

Page 31: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

340

4

ε= 1

γ= 1.5

ψ= 0.2

n adm= 1,25,,3

Pentru ciclul ondulatoriu

2.68

735

n adm= 2,5,,,4

Diametrul fundului filetului:

1.3 factor ce tine seama de solicitarea la rasucire.

1.5 factor ce tine seama de curgerea materialului.

Cc= 3

13.34 mm

Diametrul partii nefiletate a surubului:

14.33

Verificarea la oboseala:

139.74

-282.69

-291.17

σ-1t

= N/mm2

βk=

σc= N/mm2

c1=

c2=

mm2

N/mm2

N/mm2

n=σ c

β k

ε⋅γ⋅σ aσ m

=

d f = 4π⋅cc

c1c2⋅

F sp

σ c

=

d n= 4π⋅cc⋅F sp

σ c

=

As=π⋅d f

2

4=

σ min =F s

As

=

σ min =F ps

As

=

Page 32: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul arborelui cotit

In procesul de lucru arborele cotit preia solicitarile variabile datorate fortei de presiune

a gazelor si fortei de inertie a maselor in miscare de translatie si de rotatie, solicitari

care au un caracter de soc. Aceste forte provoaca aparitia unor tensiuni importante

de intindere, comprimare, incovoiere si torsiune. In afara de acestea, in arborele cotit

apar tensiuni suplimentare cauzate de oscilatiile de torsiune si de incovoiere.

La proiectarea arborelui cotit se vor alege solutii care sa asigure o rigiditat maxima.

Pentru atingerea acestui deziderat la cele mai multe construct fusurile paliere se

amplaseaza dupa fiecare cot, diametrele acestora se maresc, iar lungimile acestora,

de asemenea aceste masuri fac posibil marirea dimensiunilor bratelor.

Alegerea dimensiunilor arborelui cotit

lungimea cotului: 108.1 mm

diametrul fusului palier: 70.5 mm

lungimea fusurilor palier: 35.25 mm

intermediare:

extreme sau medii: 45.83 mm

diametrul fusului maneton: 56.4 mm

l=1.15⋅D=

d p=0 .7 5⋅D=

l p=0.5⋅d p=

l p=0. 6 5⋅d p=

dm=0 .60⋅D=

σ min =F ps

As

=

Page 33: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

lungimea fusului maneton: 31.02 mm

diametrul interior: 36.66 mm

grosimea bratului: 16.92 mm

raza de racordare: 4.51 mm

latimea bratului: 95.88 mm

dimensiunile boltului:

grosimea boltului 18.05 mm

lungimea boltului: 31.37 mm

l m=0.55⋅dm=

d in=0.65⋅dm=

h=0 .3⋅dm=

ρ=0.08⋅dm=

b=1.7⋅dm=

h=0 .32⋅d m=

a=l p

2

h2=

Page 34: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul la oboseala

Verificarea se face la rezistenta ca pentru o grinda static nedeterminata in urmatoarele

ipoteze: se izoleaza o portiune cuprinsa intre mijlocul a doua paliere vecine, care

lucreaza in conditile amplitudinilor maxime ale momentelor de incovoiere si de torsiune

si a fortelor variabile ca semn; se considere aceasta portiune ca o grinda simplu rezemata;

reazemele sunt rigide si punctele de aplicare a fortelor se gasesc in planele de simetrie

cu suma momentelor coturilor care preced cotul de calcul, iar in reazemul din dreapta

actioneaza momentul Mp(i+1).

Calculul fusului maneton

Fusul maneton este solicitat la incovoiere si torsiune.

Momentul incovoietor in planul Mz si in planul perpendicular pe acesta Mt

Schema de calcul a reacţiunilor în reazeme

in planul z:

27053.97 Nm

-2034.28 N

-7284.13

0.8 g

ale cotului; in reazemul din stanga cotului actioneaza un moment de torsiune Mpi, egal

M z=0,5lAz zbr−z cg ⋅0,5l−a =

Az=0 , 5⋅ z−zb rzc g=

Z eg=−mcg⋅rω2=

mcg =

2⋅ a2 ⋅h

3⋅ρ=

Page 35: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Zbr= 8735.32 N

Z= 19235.02 N

in planul ‘’t’’:

-31551.73 Nm

Momentul rezultant: 41562.35 Nm

Momentul de incovoiere care actioneaza in planul orificiului de ungere:

41559.14 Nm

θ= 18 °

Eforturile unitare: maxime:

42.59

975.91

minime: -42.59

Coeficientul de siguranta la incovoiere pentru ciclul simetric

3.37

otel aliat

500

2

0.8

0.7

0.09

Verificarea la torsiune

momentul de torsiune:

963.22 pt. max

-985.21 pt. min

450.69

-498.37

9856.36

N/mm2

mm2

N/mm2

σ-1t

= N/mm2

βσ=

εσ=

γσ=

ψa=

Mpmax=

Mpmin

=

Ftmax

=

M t=0,5⋅lm⋅A z=

M i=±Mz 2M

t 2=

M n=M z cos θM t sin θ=

σ max=M imax

W=

W p=π⋅d

p2

16=

nσ=σ−1t

β σ

εσ⋅γσ

⋅σ aψ a⋅σm

=

M r=M piF t⋅R=

σ min=M imim

W=

Page 36: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

-9362.3Ftmin

=

Page 37: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Eforturile de torsiune

160

-163.65

6.02

μ= 0.25

Coeficientul de siguranta

3.6

otel aliat

320

2

0.7

1.4

0.1

Coeficientul de siguranta global

2.46

n adm= 3,,,3,5

N/mm2

N/mm2

mm2

σ-1t

= N/mm2

βτ=

ετ=

γτ=

ψa=

τmax =M r max

W P

=

τmin =M r min

W P

=

W p=μ⋅π

16⋅dm

3⋅1− dmi

dm4

=

nτ=σ−1t

βτ

ετ⋅γ τ

⋅σ aψ τ⋅σm

=

n=nσ⋅nτ

nσ2nτ

2=

Page 38: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Fusul palier

Fusurile paliere sunt supuse la torsiune si incovoiere. Deoarece ele au latimi mici,

momentele incovoietoare sunt reduse, motiv pentru care calculul se face numai la

torsiune.

Fusul palier A:

653.23 N*mm

12.36 N*mm

91735.19

Eforturile unitare:

0.01

0

Coeficientul de siguranta pentru ciclul simetric

3.81

Mmax

=

Mmin

=

mm2

N/mm2

N/mm2

W p=π⋅d p

3

12=

τmax =M max

W p

=

τmin =M min

W p

=

nτ=τ−1

τv⋅β τ

γ τ

ψ τ⋅τ m

=

Page 39: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

280

2.5

1.25

0.1

n adm= 3,,,3,5

0

0

Calculul arborelui cotit la presiune specifica si incalzire:

presiunile maxime in fusurile manetoane si in fusurile paliere:

20369.31 N

14879.36 N

11.64

5.99

presiunile specifice medii in fusurile manetoane (p mmed) si in fusurile paliere (p pmed) :

9865.45 N

4985.36 N

5.64

2.01

70,,,150

45,,,150

coeficientul de uzura pentru verificarea la incalzire a fusului maneton si a fusului palier:

3219383.49

τ-1= N/mm2

βτ=

γτ=

ψτ=

N/mm2

N/mm2

Rm=

Rp=

N/mm2

N/mm2

Rm med

=

Rp med

=

N/mm2

N/mm2

pm adm=

pp adm=

τ m=τmaxτmin

2=

τ v=τmax−τmin

2=

pmmax=Rm

dm⋅lm

=

ppmax=R p

d p⋅l pi

=

pmmed=Rm

dm⋅lm

=

p pmed=R p

d p⋅l pi

=

km= pmmed⋅ζ⋅π⋅dm⋅n

60 3

=

Page 40: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

5097931.85

n- turatia motorului

ξ- coeficientul care ia in considerare ascilatiile bielei= 1.04

N/mm2k p= p pmed⋅ π⋅d p⋅n

60 3

=

Page 41: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul de rezistenta al pieselor mecanismului de distributie

Mecanismul de distributie este un subsistem al motorului cu ardere interna care

asigura realizarea sistemuluidde gaze dintre cilindru motor si mediul exterior, respectiv

umplerea cilindrului cu incarcatura proaspata si evacuarea produselor de ardere.

Aceasta functie este realizata prin deschiderea si inchiderea periodica a orificiilor de

admisie si evacuare.

Dimensiunile supapelor:

Diametrul mare al talerului

pentru supapa de admisie:

47 mm

pentru supapa de evacuare: 39.48 mm

Diametrul canalului:

admisie 40.66 mm

evacuare 34.15 mm

Lungimea fetei:

admisie 4.09 mm

evacuare 3.55 mm

Grosimea talerului:

admisie 4.47 mm

evacuare 3.76 mm

Raza de racordare la tija:

admisie 15.04 mm

evacuare 12.63 mm

Diametrul tijei

supapa actionata indirect:

admisie 8.93 mm

evacuare 6.32 mm

d ad=0.50⋅D=

d ev=0.42⋅D=

d c=0 .8 6 5⋅d a d=d c=0 .8 6 5⋅d e v=

b=0 .09⋅d cad=

b=0 .09⋅d cev=

l=0 .11⋅d cad=l=0 .11⋅d cev=

rc=0. 25⋅d cad=

rc=0. 25⋅d cev=

δ=0 .16⋅d cad=

δ=0 .16⋅d cev=

Page 42: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

supapa actionata direct:

admisie 14.1 mm

evacuare 11.84 mm

Lungimea supapei:

admisie 141 mm

evacuare 121.99 mm

Grosimea radiala a scaunului supapei:

Inaltimea maxima de ridicare: 5.17 mm

admisie 8.46 mm

evacuare 7.11 mm

Aria sectiunii efective de trecere

1235.5

admisie: 99.59 m/s

mm2

Viteza de curgere a gazelor pentru hmax

δ=0 .30⋅d cad=δ=0 .30⋅d cev=

l=3⋅d c a d=l=3. 0 9⋅d c e v=

hmax=0.18⋅d cad=

hmax=0.18⋅d cev=

Ac=π4⋅d c2

−δ2 =

W s=W m⋅π⋅D2

4⋅Asmax

=

S sa=0.1 1⋅d a d=

Page 43: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

viteza medie a pistonului

12.3 m/s

admisie Ws= 70,,,90

evacuare Ws= 80,,,100

1080.52

h= 6 mm

γ= 45 °

evacuare: 99.59 m/s

857.14

γ= 45 °

h= 6 mm

Wm=

mm2

mm2

Asm a x=π⋅hm a x d cc o sγhs i nγ⋅c o s2γ =

W s=W m⋅π⋅D2

4⋅Asm a x

=

Asm a x=π⋅hm a x d cc o sγhs i nγ⋅c o s2γ =

Page 44: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Determinarea profilului camei

Raza cercului de baza

admisie: 16.92 mm

evacuare: 12.08 mm

Unghiul RAD: 66

Inaltimea maxima de ridicare

admisie: 4.23 mm

evacuare: 3.55 mm

Raza cercului lateral

admisie:

59.22 mm

evacuare:

49.74 mm

21.15 mm

8.53 mm

76.14 mm

61.83 mm

r sa0= 1.5. . . . . 2⋅h samax=

r s e0=1.5. . . . .2 ⋅hs em a x=

hc a=hsam ax

1.5=

hce=hsemax

1.5=

r1a=14⋅hca=

r1 e=14⋅hce=

H a=r sa0hca=

H e=r se 0−hce=

Ga=r1ar sa 0=

Ge=r1 er se 0=

Φ=0.5⋅132=

Page 45: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Raza cercului de varf

18.18 mm

Raza maxima a cercului de varf

15.74 mm

Deplasarea tachetului

Φ= 60 grd

21.15 mm

2.97 mm

-38.54

Unghiul β: 6

Viteza tachetului 21.88 mm/s

Acceleratia tachetului

5.29 mm/s2

r2a= H 2aG2a−r1a

2 2⋅H a⋅G a⋅cos deg φ 2⋅[ H aGa⋅cos deg φ r1a ]

=

r2 max=r sa 0−hca⋅cos deg φ 2

1−cos deg φ =

hT 1= r1 a−r s a0 ⋅1−c o sd e gφ =

D=r sa0hca−r2a=

hT 2=hs am a x−D⋅1−c o sd e gφ =

β=Φ−φ=

V T=0.5⋅r1 a−r s a0⋅s i nd e gφ =

aT=0.52⋅r1 a−r s a0 ⋅c o sd e gφ =

Page 46: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Profilul camei fara soc polinomial

Metoda polinomială W. Dulley consideră pentru fiecare porţiune a camei o variaţie a

acceleraţiei de tip polinomial având termenii polinomului de grade corespunzătoare

unei progresii aritmetice.

p,q,r,s sunt exponenţi succesivi determinaţi în progresie aritmetică de raţie p-2;

j este unghiul curent al camei considerat de la vârful acesteia;

f este unghiul total al profilului camei;

sunt constante ce se determină din condiţiile iniţiale. Aceştia au

următoarele expresii

h=hTm a x⋅1 ∑

i=2 ,p, q , r , s

C i ¿ϕΦ

i=

V=hTm a x⋅ωk

Φ¿ ∑

i=2 ,p , q , r , s

i⋅C i ¿ϕΦi−1 =

j=hT m a x⋅

ωk

Φ2¿ ∑

i=2 ,p , q , r , s

i⋅ i−1 ⋅C i ¿ϕΦ

i−2 =

C C C C Cp q r s2 , , , ,

C 2=− p⋅q⋅r⋅s

p−2 ⋅ q−2 ⋅ r−2 ⋅ s−2 =

C p=2⋅q⋅r⋅s

p−2 ⋅q− p ⋅ r− p ⋅ s− p =

C q=−2⋅p⋅r⋅s

q−2 ⋅ q− p ⋅r−q ⋅ s−q =

C r=2⋅p⋅q⋅s

r−2 ⋅ r− p ⋅ r−q ⋅ s−r =

C s=−2⋅p⋅q⋅r

s−2 ⋅ s− p ⋅ s−q ⋅ s−r =

Page 47: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Exponentul

Valorile sunt trecute in tabelul de mai jos:

fi psi omega Curba 2

[grd] [grd] [1/s] 2

0 60 418.88 I 2

-10 II 2

-20 III 2

-30 IV 2

-40 V 2

-50 VI C2

-60 VII

p q r s -2.46

-1.87

6 10 14 18 -1.62

8 14 20 26 -1.48

10 18 26 34 -1.39

12 22 32 42 -1.33

14 26 38 50 -1.28

16 30 44 60 Hmax

18 34 50 66 [mm]

Cp Cq Cr Cs 8.46

3.28 -2.95 1.41 -0.27

1.87 -1.6 0.75 -0.14

1.29 -1.08 0.5 -0.1

0.99 -0.81 0.37 -0.07

0.79 -0.64 0.29 -0.06

0.66 -0.51 0.22 -0.03

0.57 -0.45 0.21 -0.04

h v a

[mm] [mm/s] [mm/s^2]

8.46 0 -6662250

8.02 2111.92 -5065995.1

6.94 3649.45 -4357982.03

5.34 4983.39 -3830830.07

3.26 6079.21 -2287630.87

0.95 5429.88 9607767.9

0 0 451895361.33

Page 48: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 00

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RIDICAREA SUPAPEI

fi [grd]

Page 49: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul la rezistenta a pieselor mecanismului

Masele reduse ale mecanismului

sistem fara culbutor

24.33

md adm= 20,,,30

20 masa supapei

1 masa talerului pentru arc

2 masa tachetului

4 masa arcului

CALCULUL ARCULUI DE SUPAPA

Dimensiunile arcului:

32.52 mm

Diametrul sarmei

4.65 mm

Efortul la torsiune

1.15

120.05

g/cm2

g/cm2

ms= g/cm2

mt=

mT=

mr=

Χ= coeficient care depinde de raportul Dr/d

N/mm2

md=msmt13⋅mrmT=

Dr=0.8⋅d ca=

d=1⋅Dr

7=

χ=

Dr

d0.5

Dr

d−0.5

=

τ= χ⋅8⋅F r⋅Dr

π⋅d 3=

Page 50: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

τ adm= 300,,,600

forta arcului: 126 N

Fj= 70 N

K=(1,6..2,0) 1.8 coeficient de rezervă care ia în considerare

supraturaţiile sau vibraţiile arcului sub acţiunea

cărora forţa Fr poate varia în limitele foarte largi

Sageata maxima

14

Numarul de spire

6 spire

G= 80000 N/mm2

Numarul total de spire:

8

Pasul spirelor:

se alege astfel ca la deschiderea completă a supapei între spirele arcului să rămână

un joc

0.5 mm

Pasul spirelor pentru arcul în starea liberă :

7.48 mm

Se adopta: fmax

=

G=(0,8 ,,, 0,83)*105 N/mm2

F r=K⋅F j=

i r= χ⋅G⋅d⋅ f maxπ⋅Dr⋅τ

=

i=i r2 . . .3=

Δm in= 0 ,5. .0 ,9=

t=df maxi r

Δmin=

Page 51: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Lungimea arcului la deschiderea completă a supapei va fi:

40.17 mm

Lungimea arcului la închiderea supapei rezultă:

48.63 mm

Lungimea arcului în stare liberă devine:

54.17 mm

lm in=i⋅di r⋅Δm in=

l0=lminhmax=

l l=lmin f max=

Page 52: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Calculul arborelui de distributie

Forţa maximă care solicită arborele de distribuţie este transmisă de la supapa de

evacuare la începutul perioadei sale de deschidere.

Forţa maximă de inerţie va fi:

24.33 N

Forţa gazelor se calculează pentru diferenţa de presiune care acţionează asupra supapei:

24.36 N

p - presiunea din cilindru pentru poziţia dată a camei= 5

0.09

Forţa sumară care acţionează pe camă este:

174.69 N

de - diametrul exterior al supapei de evacuare

daN/cm2

pe - presiunea în conducta de evacuare= N/mm2

F j1m a x

=md ¿ j1m a x=

F g=π⋅d e

2

4⋅ p− pe =

F T=F rF jm a xF g =

Page 53: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Eforturile unitare de strivire pe suprafeţele de lucru ale camei tachetului:

pentru tachet plan:

74.08

b= 29.2 mm latimea camei

r= 40 mm raza de curbura a profilului camei de

tandenta cu tachetul

E= 210000 modul de elasticitate transversal

Săgeata de încovoiere

Se determină deoarece arborele trebuie să fie suficient de rigid pentru ca încovoierea

să nu manifeste influenţe esenţiale asupra funcţionării mecanismului de distribuţie

0

Se masoara pe desen:

δ= 4 mm

l= 19.61 mm

34.53 mm

d= 19.94 mm

f adm= 0,05,,,0,1

N/mm2

N/mm2

l1=

σ=0 ,4 1 8⋅ F T⋅E

b⋅r=

f =6 ,8⋅F T⋅l1

2⋅1−l1 2

E⋅l⋅d 4−δ4=

Page 54: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Solicitarea de torsiune

De la fiecare camă, atinge de obicei valoarea maximă la sfârşitul primei perioade de

ridicare a supape, când punctul de tangenţă este cel mai îndepărtat de axa tachetului.

3128.44 Nm

OB= 20.81 mm

Calculul tachetului

constă în verificarea presiunii specifice pe suprafaţa laterală

1.26

41.43 mm diametrul tachetului

l= 19 mm lungimea tachetului

d0=

M m ax=F rF j1αm ax

¿O B=

qmax=6⋅M max

d0⋅l2=

Page 55: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

-100000000

0

100000000

200000000

300000000

400000000

500000000

VITEZA SI ACCELERATIA

fi [grd]

Page 56: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV

Dm ed=D D12

=

Page 57: 60316440 Proiect Motor Ccmai 2 an IV