Расчет выносливости коленчатого вала 6-ти цилиндрового V-образного поршневого двигателя со смещенными шатунными шейками


https://doi.org/10.24108/aplts.0217.0000061

Полный текст:


Аннотация

Современные конструкторские решения в двигателестроении направлены на увеличение многих технико-экономических показателей, а также на увеличение технологичности. При производстве V-образных шестицилиндровых двигателей угол развала часто принимают равным 90, что технологически выгодно при производстве двигателей V8. Однако такое решение приводит к неуравновешенности двигателя и ухудшению массогабаритных и вибрационных показателей двигателя. Решение к которому все чаще прибегают как западные так и отечественный разработчики силовых установок – коленчатый вал со смещенными шатунными шейками. Однако внедрение такого вала влечет за собой ряд сложностей, а главное – требует особых методов расчета.

Прямых аналитических методов расчета данного типа валов не существует. В статье приводится разработанная методика оценки выносливости с помощью программного комплекса «KVAL», разработанного на кафедре «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Данный программный комплекс не позволяет напрямую исследовать коленчатый вал данного типа, однако в совокупности с другими расчетами позволить провести оценку выносливости.

Суть методики заключается в двухэтапности расчета. Исходный коленчатый вал представляется сначала как вал с рядом сидящими щатунами и исследуется его выносливость в галтелях перехода шатунной шейки в щеку, а также в местах выхода двух маслоподводящих отверстий. Второй этап предполагает что вал с прицепным шатуном и с помощью однотипных расчетов проводится исследование галтели перехода шатунной шейки в промежуточную щеку путем представления ее как масляного отверстия.

На каждом из этапов проводится уточнение теоретических коэффициентов концентрации напряжений путем численного моделирования в программном комплексе «ANSYS», что и делает расчет более строгим.

Результаты, полученные в ходе работы, являются очень наглядными и показательными, а также позволяют выдвинуть ряд гипотез для дальнейшего исследования.

Методика предложенная в статье позволяет исследовать на выносливость коленчатые валы со смещенными шейками, а также неполноопорные коленчатые валы оппозитных двигателей.


Об авторе

М. Ю. Михайлов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия


Список литературы

1. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. 4-е изд. М.: Машиностроение, 1993. 639 с.

2. Конструирование двигателей внутреннего сгорания: учебник / Под ред. Н.Д. Чайнова. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2011. 495 с.

3. Чайнов Н.Д., Краснокутский А.Н., Карпов А.В. Расчеты нагрузок в элементах кривошипно-шатунного механизма и прочности коленчатых валов поршневых машин: учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 32 с.

4. Гоц А.Н. Методика и алгоритм расчета коленчатого вала ДВС // Двигателестроение. 1987. № 5. С.12–17.

5. Гоц А.Н., Куделя И.Н. Исследование напряженного состояния в галтелях коленчатого вала // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: VII Междунар. науч.–практ. семинар: Материалы. Владимир: Изд-во Владимир. гос. ун-та, 1999. С. 46–50.

6. Лейкин Л.С., Раскин В.И. Исследование концентрации напряжений и оценка пределов выносливости в галтелях коленчатых валов ЯМЗ // Технология, теплотехника и автоматизация металлургического производства: Сб. тр. М.: Металлургия, 1972. С. 578–581.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Михайлов М.Ю. Расчет выносливости коленчатого вала 6-ти цилиндрового V-образного поршневого двигателя со смещенными шатунными шейками. Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. 2017;(2):13-28. https://doi.org/10.24108/aplts.0217.0000061

For citation: Mikhailov M.Y. Calculating Endurance of the V6 Piston Engine Crankshaft with Offset Connecting Rod Journals. Machines and Plants: Design and Exploiting. 2017;(2):13-28. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/aplts.0217.0000061

Просмотров: 144

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2412-592X (Online)