Максимальное  и минимальное нормальные напряжения  асимметричного цикла шатунной  шейки:

         s_max= М_{j max}/W_{s ш.ш}=149,6*10^-6/0,00001085=13,73 МПа;

         s_min= М_{j min}/W_{s ш.ш}=-461,5*10^-6/0,00001085=-42,53 МПа,

где W_{s ш.ш}=0,5*W_{t  ш.ш}=0,5*21,7*10^-6=10,85*10^-6 м³.

   Среднее напряжение  и амплитуда напряжений:

         s_m=(s_max+s_min)/2=(13,73-42,53)/2=-28,8 МПа;

         s_a=(s_max -s_min)/2= (13,73+42,53)/2=28,13 МПа;

         s_aк=s_а*k_s/(e_мs*e_пs)=28,13*1,8/(0,76*1,2)=55,52 МПа,

где k_s=1+q(a_кs-1)=1+0,4*(3-1)=1,8 -коэффициент концентрации напряжений; q=0,4-коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений принимаем по данным §43[1,с.197-204]; a_кs=3 - теоретический коэффициент концентрации напряжений принимаем по табл.47 [1,с.201]; e_мs=0,76 - масштабный коэффициент определяем по табл.48 [1,с.203] при d_ш.ш=65 мм; e_пs=1,2 - коэффициент поверхностной чувствительности определяем по табл.49 [1,с.203] с учетом закалки шатунных шеек токами высокой частоты на глубину2-3 мм.

   Запас  прочности шатунной от нормальных  напряжений шейки определяем  по пределу усталости (при s_m<0): n_s=s_-1/(s_aк+a_s*s_m);

         n_s=250/(55,52+0,16*(-28,8))=4,91.

   Общий запас  прочности шатунной шейки: n_ш.ш= n_s*n_t/Ö( n_s²+n_t²),

где n_t - запас прочности шатунной шейки от касательных напряжений (вследствие отсутствия расчета n_t принимаем n_t=3,87)

         n_ш.ш=4,91*3,87/Ö(4,91²+3,87²)=3,04. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Расчет элементов системы охлаждения 

    Охлаждение  двигателя применяется в целях  принудительного отвода тепла  от нагретых деталей для обеспечения  оптимального теплового состояния  двигателя и его нормальной  работы.

     При  воздушном охлаждении тепло от  стенок цилиндров и головок двигателя отводится обдувающим их воздухом. Интенсивность воздушного охлаждения зависит от количества и температуры охлаждающего воздуха, его скорости, размеров поверхности охлаждения и расположения ребер относительно потока воздуха .

    Количество  тепла (Дж/с), отводимого от двигателя  системой воздушного охлаждения, определяется из уравнения: Q_возд=Т_возд*С_возд*( Т_{возд вых}- Т_{возд вх})

    В расчетах  принимают, что от стенок цилиндров  отводится 25-40% общего количества тепла Q_возд , остальная часть – от головок двигателя.

    Количество  охлаждающего воздуха, подаваемого  вентилятором, определяется исходя  из общей величины отводимого  от двигателя тепла Q_возд:

     Т_возд= Q_возд/( С_возд*( ( Т_{возд вых}- Т_{возд вх}))

     Т_возд=48617,47/(1000*(363-293))=69,45  кг/с

    Поверхность  охлаждения ребер цилиндра:

      F_цил=Q_цил/((К_в*(Т_{цил о}-Т_{цил вх}))

    Q_цил – количество тепла, отводимого воздухом от цилиндра двигателя (Дж/с)

     К_В – коэффициент теплоотдачи поверхности цилиндра ,

     Т_{цил о} – средняя температура у основания ребер цилиндра

     К_В=1,37(1+0,0075Т_ср)(w_в/0,278)^0,73

     Т_ср – среднее арифметическое температур ребра и обдувающего воздуха,

      w_в – скорость воздуха в межреберном пространстве, при D=75-125 мм, w_в=20-50 м/с.

     Поверхность охлаждения ребер головки цилиндров:

      F_гол=Q_гол/(К_В(Т_{цил гол} - Т_{цил вх})

     Q_гол – количество тепла, отводимого воздухом от головки цилиндров,

     Т_{цил гол} – средняя температура у основания ребер головки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

    В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла двигателя, по результатам расчетов была построена индикаторная диаграмма тепловых характеристик. 

    Расчеты динамических показателей дали размеры  поршня, в частности его диаметр  и ход, радиус кривошипа, были построены  графики составляющих сил, а также график суммарных набегающих тангенциальных сил и суммарных набегающих крутящих моментов.

Список  литературы

    1. КОЛЧИН А. И. ДЕМИДОВ В. П.  РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ  ДВИГАТЕЛЕЙ. М.: Высшая школа, 1980г.;

    2. АРХАНГЕЛЬСКИЙ В. М. и другие. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. М.: Машиностроение, 1967г.;

    3. Автомобили ЗАЗ-968М. Руководство  по эксплуатации.