Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

Конструкция ДВСРис. 3. Завдання ГУ задачі механікиПідтвердивши коректність схеми закріпленняклапана на експериментальному етапі дослідження,в розрахунковій його частині представилося можливимпроаналізувати вплив конструктивних факторівна напружено-деформований стан при прикладанніяк лише механічних, так і лише термічнихнавантажень. При розрахунковому моделюваннівикористовувалася вісесиметрична математичнамодель напружено-деформованого стану випускногоклапана дизеля СМД (програмне забезпечення«KROK», розробник ІПМаш НАН України). Розглядалися,в тому числі, варіанти клапанів серійногоі порожнистого на режимі номінальної потужно--1сті дизеля ( n = 1800 хв ,ep = 0,773 МПа ). Механічна складова напруженодеформованогостану клапана і найбільш напруженоїйого частини – тарілки залежить від рівня прикладеногодо тарілки тиску газів, який приймавсяпостійним і рівним максимальному на даному режиміN = 73,6 кВт,zp = 9,1 МПа . При розв’язанні задачі теплопровідностібули використані ГУ, розроблені наоснові проведених моторних досліджень дизеляСМД-18Н (4ЧН12/14) [5].При проведенні розрахункового аналізу розглядалисяінтенсивності напруженьта компонентитензора напружень:осьові,σo- колові,eσ iσR- радіальні,σZ-τR- дотичні. Для порівняльногоаналізу були вибрані найбільш напружені зони(точки) 1-4 тарілки клапана, показані на рис. 4.68Рис. 4. Розрахункові перетини досліднихваріантів клапаніва – серійний суцільний;б – порожнистийРезультати розрахункового дослідження длясерійного та порожнистого варіантів клапанів зведенов таблиці 2. Випускний клапан дизеля зазнаєскладне навантаження, зумовлене нерівномірнимтемпературним полем і складною геометрією меридіональногоперетину. Слід зазначити, що температурнеполе серійного клапана, від якого залежатьтермопружні напруження, є типовим для випускнихклапанів швидкохідних дизелів. При цьомурівень температур тарілки клапана достатньовисокий, досягає 720 – 750 °С, що свідчить про недостатнєтепловідведення через сідло серійногоклапана. При цьому термопружні напруження, якщооцінювати їх по інтенсивностям, далекі відкритичних на даному режимі ( = 200 МПа приot = 700 C ). Серед компонентів тензора напруженьпереважають колові і радіальні. Тарілка клапанастиснута до центру, максимальні напруження спостерігаютьсяв центрі тарілки, а також безпосередньона опорній фасці (зона 4). Роль механічних напружень,порівнюючи з чисто термічними,суттєвапо всім компонентам тензора напружень і для всіхконтрольних зон, однак при цьому не змінюєтьсяположення зон максимальних напружень. Максимальнінапруження (по всім компонентам) зосередженів центрі тарілки і на самій опорній фасці.Слід також відзначити, що прикладення механічногонавантаження може позитивно вплинути на рівеньсумарних напружень в зоні опорної фаски(точка 4), так як термічні і механічні напруженнямають різний знак (“-” – стискаючі, “+” – розтягуючі).ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010σ вσ i