- •Введение
- •1 Расчет и выбор исходных параметров
- •2.2 Параметры рабочего тела
- •2.3 Параметры окружающей среды и остаточных газов
- •2.4 Расчет параметров в конце процесса впуска
- •2.5 Процесс сжатия
- •2.6 Процесс сгорания
- •2.8 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя
- •2.9 Построение индикаторной диаграммы
- •3 Расчет и построение внешней скоростной характеристики
- •4 Динамический расчет кшм с применением эвм
- •4.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •4.2 Расчет сил инерции
- •4.3 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •5 Патентно-информационный поиск аналогов заданного типа двс
- •6 Обоснование и выбор механизмов и систем двигателя
- •7 Расчёт распределительного вала
- •Заключение
- •Список литературы
7 Расчёт распределительного вала
Расчет газораспределения двигателя с электронным впрыском. Из теплового расчета имеем: диаметр цилиндра D=93,7 мм, площадь поршня F=68,9см2; число оборотов при номинальной мощности nN = 6000 об/мин; угловую скорость вращения коленчатого вала w = 628 рад/с; среднюю скорость поршня Vп.cp= =20,8 м/с; скорость смеси в проходном сечении седла при максимальном подъеме впускного клапана ωвп =110 м/с; угол предварения открытия впускного клапана φпр=30°; угол запаздывания закрытия впускного клапана φзп=30°. Механизм газораспределения верхнеклапанный с верхним расположением распределительного вала.
-
Основные размеры проходных сечений в горловине и в клапане:
а) площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме
(7.1)
б) диаметр горловины клапана
(7.2)
Fгор=1,1Fкл=1,113,1=14,4см2 (7.3)
Принимаем dгop = 42,8 мм;
в) максимальная высота подъема клапана при угле фаски клапана
α = 45°
(7.4)
-
Профиль впускного кулачка:
а) радиус начальной окружности
rо= (1,3-2,0)hmax= 1.6612=20мм; (7.5)
принимаем rо=20 мм;
б) радиус дуг выпуклого профиля кулачка г2>1,5 мм, принимаем
г2 =10 мм, тогда:
(7.6)
(7.7)
(7.8)
Рисунок 7.1 Расчетная схема кулачка распределительного вала
2. Конструктивно принимаем массы подвижных деталей механизма газораспределения:
-масса клапана;
-масса пружин клапана;
-масса коромысла;
-масса толкателя;
-масса штока толкателя;
Размеры коромысла:
- длинна плеча клапана;
-длинна плеча толкателя;
-угловая скорость вращения распределительного вала;
-минимальная сила упругости пружины;
Для изготовления распределительного вала служит углеродистая сталь 45 или легированная сталь 15X и легированные чугуны.
При работе двигателя на распределительный вал со стороны клапанного привода действуют : сила упругости пружины , сила инерции деталей клапанного механизма и сила давления газов , приведенные к толкателю.
Наибольшая сила передается на кулачок от выпускного клапана в начальный период его открытия ().
3. Максимальная сила от выпускного клапана, действующая на кулачок:
(7.9)
где определено по индикаторной диаграмме (точка b');
(7.10)
Диаметр тарелки впускного клапана;
. (7.11)
диаметр тарелки выпускного клапана;
. (7.12)
; (7.13)
(7.14)
4. Стрела прогиба распределительного вала:
(7.15)
(7.16)
где - размеры пролета распределительного вала, приняты по конструктивным соображениям.
Наружный диаметр вала:
(7.17)
-внутренний диаметр вала, принят с учетом использования его для подвода смазки к кулачку и сохранения достаточной жесткости вала;
- модуль упругости стали;
Рисунок 7.2 Расположение участков распределительного вала
5. Напряжение смятия
(7.18)
где -принятая ширина кулачка.
8 Техническая характеристика двигателя
В результате теплового и динамического расчетов, а также проектирования данного 4-ёх цилиндрового бензинового двигателя с турбо надувом, получены технические характеристики, которые приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Технические характеристики спроектированного двигателя
Параметр |
Значение |
Тип двигателя |
R4 |
Объем двигателя, л |
2,86 |
Мощность, кВт/ мин-1 |
115 / 6000 |
Максимальный крутящий момент, Нм |
211,92 |
Степень сжатия |
10,5 |
Диаметр цилиндра, мм |
93,66 |
Марка топлива |
АИ-95-К5-Евро |
Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности, г/(кВтч) |
387,49 |
Часовой расход топлива на режиме максимальной мощности, кг/ч |
44,42 |
Скорость поршня, м/с |
20,8 |
Ход поршня, мм |
103,96 |
Число тактов двигателя |
4 |
Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин-1 |
6000 |
Эффективный коэффициент полезного действия |
0,21 |