Изучение закономерности ползучести в накоплении остаточных деформаций шатунов, страница 4

Значения остальных параметров уравнения 2.2, заключенных в скобках, выполняют роль компенсаторов угловых погрешностей элементов КШМ и ЦПГ.

                                                                                          (2.6)

где S_п.ц – зазор между поршнем и стенкой гильзы цилиндра, мм.

L_п – длина поршня в плоскости поршневого пальца, мм;

δ_п..п –величина сближения от диаметральных зазор в соединениях поршневого пальца, приведённая к ширине вкладыша, мм.

                                                           (2.7)               где S_п.ш – зазор в соединении поршневой палец - втулка шатуна, мм;

S_п.ц – зазор в соединении поршневой палец - бобышка поршня, мм.

Выражение для определения сближения вкладыша δ_р с шатунной шейкой под действием рабочей нагрузки, действующей в направлении стержня шатуна в работающем двигателе, можно представить в следующем виде:

                                                      δ_р = Р / j _ш                                              (2.8)      

где Р – рабочая сила,  действующая по оси стержня шатуна, Н;

j _ш  – жесткость шатуна в сборе с поршнем, Н/мм;

Из-за сложности расчёта параметра δ_р его величина, по данным работы [2], может быть принята равной δ_р = 0,003 мм.

Фактическая длина линии контакта (мм), поверхностей вкладыша и шейки вала  определяется следующим  выражением.

                                                                        (2.9)

Суммарное влияние упомянутых погрешностей в конечном итоге ведёт к отклонению параллельности осей нижней головки шатуна и шатунной шейки, что приводит к изменению, площадки контакта поверхностей вкладыша подшипника и шейки вала. Полный контакт поверхностей вкладыша и шейки вала  достигается в том случае, когда  неравенство (2.2) удовлетворяет условию: Δδ  ≥ 0.

Неполный контакт сопряжения вкладыша с шатунной шейкой вала наступает в том случае, когда величина Δδ становится меньше нуля. Отклонение замыкающего звена, определяемое по формуле (2.3), компенсируется перекосом поршня в пределах зазора между поршнем и стенкой гильзы цилиндра, а также величиной зазоров в соединениях поршневого пальца, приведённой к ширине вкладыша, мм.

Оценка состояния реального контакта шатунных вкладышей с шейкой вала  производится по трём безразмерным показателям.

1) φ _ш..ш – безразмерная величина соотношения погрешностей контактируемых поверхностей шатунного подшипника. Формула для определения этого показателя, согласно выражения  (2.2) и с учётом уравнения (2.8) получит следующий вид

                                          (2.9)

2) По коэффициенту относительного увеличения удельного давления при фактическом линейном контакте, который определяется из следующего соотношения

                                                                             (2.10)

3) По коэффициенту  запаса прочности несущей способности пар трения принят показатель, в основу которого положена относительная величина удельной нагрузки по задиростойкости, определяемая экспериментально по методике  РД 50-662-88. Величина коэффициента определяется из следующего соотношения

                                                                         (2.11)

где Р_пр – удельное давление по образованию задира (предельная несущая способность) вкладыша шатунного подшипника с шейкой вала;

Р_min –удельное давление при минимальном коэффициенте трения.

Коэффициент, определяемый по формуле (2.11), характеризует запас прочности от влияния удельной нагрузки по задиростойкости соединения шатунный вкладыш-шейка коленчатого вала. На рис. 2.1 представлены  графические зависимости безразмерного показателя φ _ш.ш , полученные расчетным путем по формуле  (2.9).

Рисунок 2.1. Схема погрешностей сборочной цепочки КШМ и ЦПГ

(обозначение погрешностей дано в соответствии с таблицей 2.2.)