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 рама) 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