Calculul și construcția motorului diesel

Pistonul

ETAPA I

La constructia pistonului voi utiliza aliaj hipereutectic Mahle 138, matritat si tratat termic.

ETAPA II

Dimensiuni recomandate la constructia pistonului pentru diametrul D=240.56mm:

La dimensionarea B se alege valoarea de 20 mm deoarece nu era obligatoriu impusa valoarea maxima de 12.91 mm . In acest fel s-a incadrat in valorile impuse.

ETAPA III

Verificarea pistonului

Verificarea capului pistonului

Pentru diametre cuprinse intre 180..355 mm: Valori utilizate:

L/D= (1.2-1.8) L= 288.672 433.008 [mm] L= 310 [mm]

Hc/D= (0.7-1) Hc= 168.392 240.56 [mm] Hc= 190 [mm]

Lm/D= (0.8-1.2) Lm= 192.448 288.672 [mm] Lm= 220 [mm]

/D= (0.15-0.20) = 36.084 48.112 [mm] = 42 [mm]

H1/D= (0.15-0.22) H1= 36.084 52.9232 [mm] H1= 40 [mm]

H2/D= (0.045-0.055) H2= 10.8252 13.2308 [mm] H2= 13 [mm]

H= (4-6) H= 4 6 [mm] H= 6 [mm]

K/D= (0.36-0.42) K= 86.6016 101.0352 [mm] K= 90 [mm]

d/D= (0.37-0.42) d= 89.0072 101.0352 [mm] d= 90 [mm]

L'/L= 0.44 L'= 136.4 [mm] L'= 136.4 [mm]

A/D= (0.042-0.052) A= 10.10352 12.50912 [mm] A= 12 [mm]

B/D= (0.05-0.08) B= 12.028 19.2448 [mm] B= 20 [mm]

S/D= (0.02-0.04) S= 4.8112 9.6224 [mm] S= 9 [mm]

du/d= (1.4-1.7) du= 126 153 [mm] du= 130 [mm]

Di=D – 2*B-2*A=176.56 mm

Pmax*(Di/2*δ) = 34.36765 N/mm <30…40=

• Verificarea regiunii port-segmenti

1. la compresiune:

Aleg n – numarul de orificii , n=(4...20), n=6; asu=7.7mm; a’su=1mm.

Aleg diametrul gaurii orificiului de ungere dsu=3mm

Dsu=D – 2*Asu=223.16 mm

Asu= asu + a’su =8.7 mm

Saa= π/4(Dsu - Di ) – n*dsu*(Dsu- Di)/2= 14210.17 mm

σcAA= (πD /4)*Pmax/SAA= 33.17415N/mm

2. la smulgere

σi=mps*R*ω(1+Λ)/ Saa= 2.962286 N/mm < 4 N/mm = σadmisibil

mps=1/3*mp = 6.77 kg

• verificarea mantalei pistonului

pm max= Nmax/(Lm*D-Aev)= 0.416931 N/mm

Aev=2*x*d+hsu*d= 3015.667 mm

x= 8.735039 mm

• verificare umeri

τ=0.5*Pmax*D / (du - d) = 34.10332N/mm < 40 N/mm

Jocul la cald al pistonului:

a) la cap:

'cp/D= (0.002-0.004) 'cp= 0.48112 0.96224 [mm]

b) la baza mantalei:

'm/D= (0.0003-0.0013) 'm= 0.072168 0.312728 [mm]

Valori utilizate:

'cp= 0.66 [mm]

'm= 0.286 [mm]

Variatia temperaturii in lungul pistonului:

a) la capul pistonului:

tcp= (250-350) [ºC] Valoare utilizata: tcp= 300 [ºC]

b) la baza mantalei:

tm= (80-160) [ºC] Valoare utilizata: tm= 140 [ºC]

Temperatura cilindrului:

tcil= (110-120) [ºC] Valoare utilizata: tcil= 110 [ºC]

Coeficientii de dilatare:

a) piston:

-p= (17-24)*(10^-6) [1/K] Valoare utilizata: -p= 0.000024 [1/K]

b) cilindru:

-cil= (11-12)*(10^-6) [1/K] Valoare utilizata: -cil= 0.000012 [1/K]

Diametrul capului pistonului se determina cu relatia:

Dpc=(D*(1+αcil *(tcil-t0))-Δ’cp)/(1+αp(tcp- t0)= 238.5567038 mm

Diametrul pistonului la baza mantalei se determina cu relatia:

Dpm=(D*(1+αcil *(tcil-t0))-Δ’m)/(1+αp(tm- t0)= 239.8430568mm