Сила действующая на пружину в момент отрыва от запирающего конуса распылителя

Р₂ =  Н

где М = m_и+m_ш +  =

, м/с

, с

так как Р_уп > Р₂, то для дальнейших расчетов принимаю Р_п = Р_уп

 

6.1.8 Максимальная сила, сжимающая пружину до соприкосновения витков:

 Н

где δ₃ = 0,25 – относительный инерционный зазор.

 

6.1.9 Напряжения кручения материала пружины:

 МПа

При предварительной затяжке пружины

τ₁ = R· P₁ = 483500 · 901,6· = 435,906 МПа

при действии рабочей силы:

τ₂ = R·P_p = 483500 ·901,737· = 501,797 МПа < 675 МПа

при сжатии пружины до соприкосновения витков

τ₃ = R· P₃ = 483500 ·1110,8· = 669,063 МПа < 940 МПа

напряжения кручения не превышают допускаемых.

 

6.1.10 Относительный фактор запаса прочности:

значит, пружина обладает хорошими усталостными характеристиками.

Допускаемый размер колебаний:

α_д = 240·10⁶ – 0,51·10^-9 ·(τ₂ - 98·10⁶)²

α_д = 240·10⁶ – 0,51·10^-9 ·(501,979·10⁶ -98·10⁶)² = 1568 ·10⁶ Па

действительный размах колебаний:

α_τ = τ₁ – τ₂ = 290,603 – 268,524 = 65,89 МПа

 

6.1.11 Проверка отсутствия соударения витков пружины:

 значит соударение витков отсутствует:

где  м/с

 

6.1.12 Деформация пружины:

предварительная: , м

рабочая: , м максимальная до соприкосновения витков:

 , м

6.1.13Максимальная деформация одного витка:

, м

 

6.1.14Проверка пружины на резонанс:

 значит резонанса нет;

Низшая собственная частота колебаний пружины:

, мин^-1

6.1.15 Высота пружины, сжатой до соприкосновения витков:

, мм

высота пружины в свободном состоянии:

H₀ = H₃ + F₃ = 70 + 10 = 80 мм

Проверка пружины на устойчивость:

 пружина устойчива

высота пружины при предварительной деформации:

H₁ = H₀ – F₁ = 80 – 6,615 = 73,385 мм

высота пружины при рабочей деформации:

H₂ = H₀ - F_p = 80 – 7,615 =72,385 мм

 

6.1.16 Шаг пружины;

t = f₃ + d_пф =0,8462 + 5 =5,8462 мм

6.1.17 Длина развернутой пружины:

L = 3.2·Д_оф ·i_п = 3,2 ·15 ·14,5 =761,25 мм

РАСЧЕТ КОРПУСА РАСПЫЛИТЕЛЯ

 

Корпус распылителя проверяют на деформацию от усилия затяжки гайки форсунки и напряжения разрыва в сечении по распыливающим отверстиям.

 

 

 

Рисунок 6.2.1 Основные размеры корпуса распылителя.

 

6.2.1 Деформация корпуса распылителя от усилия затяжки гайки форсунки:

 мкм

где l₃ = 0.03 м – длина зажимаемой части корпуса распылителя;

F₃ = 5.1·10^{-4 м2} – площадь поперечного сечения зажимаемой части корпуса распылителя;

P₃ = q · F_γ = 233 · 5,1·10^-4 = 0,119 МН - осевое усилие затяжки накидной гайкой форсунки;

q = 50…200 МПа – удельное давление на торце распылителя, обеспечивающее уплотнение его канала высокого давления;

q =233 по двигателю прототипу.

F_γ = 5.1·10^-4 м² – площадь уплотняющего торца распылителя.

6.2.2 Напряжение разрыва в сечении по распыливающим отверстиям:

 МПа

где Р_{С max} = 85,32 МПа - максимальное давление топлива перед распыливающими отверстиями;

d_ko = 3 мм; d_нп = 6 мм; d_p = 0,45 – диаметры колодца распылителя, наружной части носика распылителя, распыливающего отверстия;

i_p = 8 - число распыливающих отверстий;

l_p = 0,0017 м - длина распыливающего отверстия;

напряжение разрыва в сечении по распыливающим отверстиям не превышает допустимого значения [σ_p] = 80 МПа.

 

РАСЧЕТ ИГЛЫ РАСПЫЛИТЕЛЯ

 

Иглу распылителя проверяют по удельной нагрузке между запирающим конусом иглы и корпуса распылителя, по удельной нагрузке на опорной торцевой поверхности иглы при ее полном ходе и по напряжению смятия в торцевом сопряжении иглы со штангой.

 

 

Рис. 6.3.1 Основные размеры иглы распылителя.

6.3.1 Удельная нагрузка между запирающими конусами иглы и корпуса распылителя, МПа:

 МПа

где Р_ив = 28 МПа – давление начала впрыскивания;

d_и, d_к, d_у – диаметр иглы, основания запирающего конуса и вершины запирающего конуса иглы.

Рассчитанное значение не превышает допускаемого [K_и] = 350 МПа.