Анкерные связи, крепеж цилиндра

Условия работы анкерных связей и крепежа цилиндра (шпилек крепления крышки) подобны. Усилия предварительного затяга этих элементов должны быть такими, чтобы во время работы двигателя, стягиваемые детали (цилиндр, станина, фундаментная рамаУстановка и центровка фундаментной рамы) не разгружались от усилия сжатия. Поэтому все исходные позиции и расчетные формулы, как для анкерных связей, так и для крепежа крышки, идентичны.

Максимальное усилие, возникающее в цилиндре при его работе, определяется давлением сгорания P_z. Для двигателя S70MC при P_z = 12.5 МПа это усилие составляет около 460 тонн. Оно стремится поднять вверх крышку и блок цилиндра. Усилие на крепеж крышки будет меньше на величину веса крышки, а на анкерные связи — это усилие снизится еще и на величину блока цилиндра в сборе. Однако вес крышки и блока несоизмеримо меньше усилия от давления P_z (для двигателя S70MC вес крышки — 3.84 т, вес втулки — 4.787 т и блока — 0.83 т). Поэтому в качестве исходной величины при расчете анкерных болтов и крепежа цилиндра принимается усилие от давления сгорания P_z.

Усилие предварительного затяга болтов должно быть равно:

Р_z — λ P_z πD² / 4 i

где λ — коэффициент предварительного затяга; принимается в пределах:

λ = 1.35 — 1.80

i — количество болтов на один цилиндр (при расчете анкерных связей i = 4, при расчете шпилек крышки цилиндра малооборотного двигателя обычно i = 16).

Максимальное усилие Р_a, действующее на болты при работе, равно сумме усилия предварительного затяга P_d и усилия от давления сгорания P_z:

Р_a = Р_d + P_z πD² /4 i

Максимальное напряжение растяжения болта определится как:

σ_a = 4Р_a /πD_a²

Здесь d_a — диаметр анкерного болта или шпильки крепежа крышки. Допускаемые напряжения для этих деталей могут быть приняты:

σ_a = 120 МПа — для углеродистых сталей;
σ_a = 180 — 200 МПа — для лучших легированных сталей.

Удлинение анкерной связи или шпильки крепления крышки может быть найдено по формуле:

δ = (4 P_d / πD_a²) L_a / E

• где L_a — длина связи (шпильки);
• Е — модуль упруг ости стали;
• Может быть принят равным Е = (1.5 — 2.0) 10⁵ МН/м².

Смотрите также:
а) Шатунный болт
б) Поршневое кольцо