1.2 Діаметр циліндра та хід поршня

Діаметр циліндра впливає на теплові втрати в охолодну рідину, теплову напруженість поршня й головки циліндра, навантаження на кривошипно-шатунний механізм і підшипники. Цей параметр пов'язаний безпосередньо зі швидкістю поршня й потужністю двигуна. У високооборотних двигунах значення S/D доцільно знижувати до певної межі для одержання помірної швидкості поршня підвищення механічного ККД, зменшення розмірів у напрямку осі циліндра (особливо у двотактних двигунах) і підвищення жорсткості колінчастого вала. Зі зменшенням радіуса кривошипа збільшується перекриття шатунних і корінних шийок; крім того, знижується знос поршневих кілець. При менших значеннях S/D легше розмістити деталі механізму газорозподілу в кришці циліндра. Зі зменшенням значень S/D збільшується довжина двигуна. При цьому знос гільз майже не зменшується, тому що він пропорційний частоті обертання вала й практично не залежить від ходу поршня. У двотактних двигунах із прямоточною схемою газообміну при низьких відносинах S/D погіршується якість процесу газообміну. Слід зазначити, що значення сил, що діють на вузли, визначаються більшою мірою діаметром циліндра й у меншому ступені ходом поршня.

В існуючих конструкціях автотракторних дизелів відношення S/D перебуває в межах 1,6 - 0,85.

Відношення ходу поршня до діаметра циліндра (S/D) є одним з основних параметрів, що визначають розміри й масу двигуна. Зменшення відносини S/D дозволяє збільшити число обертів колінчастого вала двигуна без зростання середньої швидкості поршня, підвищити коефіцієнт наповнення, знизити теплові втрати в охолодну рідину, збільшити перекриття шатунних і корінних шийок, і тим самим, підвищити жорсткість колінчастого вала.

Приймаємо хід поршня S= 140 мм, діаметр циліндра D= 120 мм.

1.3 Довжина шатуна

Довжина шатуна L визначається зі співвідношення λ = R/L, де R-радіус кривошипа. При збільшенні R (укорочений шатун) зростає максимальний кут відхилення шатуна, що змушує в нижній частині циліндра робити вирізи, підвищується бічний тиск на стінку циліндра, у зв'язку, із чим зростають втрати на тертя й, крім того, збільшуються сили інерції другого порядку, зменшується висота двигуна, вага двигуна й вага шатуна. Подовження шатуна дає зменшення кута нахилу, однак це приводить до збільшення його маси, а, отже, сил інерції. Довжину шатуна визначають за припустимим значенням питомих тисків на спідницю поршня від нормальної сили, тобто співвідношенням радіуса кривошипа й довжини шатуна. Для переважної більшості чотиритактних дизелів відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна () приймають у межах 1/3,2- 1/3,6.

Отже, з урахуванням того, що було приведене вище, приймаємо конструктивний параметр, аналогічно двигуну-прототипу =0,28. Тоді довжина шатуна складає L=250 мм.

1.4 Середня швидкість поршня та частота обертання

Одним з основних параметрів, що залежать від типу двигуна і його призначення, є швидкість поршня. Зі збільшенням середньої швидкості поршня підвищується теплова напруженість деталей двигуна (у першу чергу поршневої групи), і головки циліндрів збільшуються сили інерції, що навантажують деталі кривошипно-шатунного механізму, а також знос підшипників колінчастого вала, гільзи, циліндра, підвищується швидкість газів в органах газорозподілу, внаслідок чого зростають гідравлічні опори в них.

У швидкохідних дизелях середня швидкість поршня знаходиться в межах 8-12 м/с.

Частота обертання колінчастого вала сучасних двигунів становить 100 - 10000 хв^-1 і досягає в окремих випадках 12000 - 15000 хв^-1 і більше (малолітражні, гоночні автомобільні, мотоциклетні й ін.). Частота обертання вала стаціонарного двигуна, безпосередньо пов'язаного з електрогенератором, залежить від стандартного числа періодів змінного струму (50 періодів у секунду) при заданім числі пар полюсів електрогенератора. В останні роки спостерігається тенденція до відмовлення від значного підвищення частоти обертання двигунів. Підвищення частоти обертання дозволяє зменшити діаметр циліндра й хід поршня, і, отже, зменшити габарити двигуна і його вага, зменшити габарити коробки передач. Однак при цьому зростають механічні втрати й сили інерції мас, що поступально рухаються, а, отже, підвищується знос деталей двигуна. Частота обертання колінчастого вала є визначальною для моторесурса двигуна. Тому число обертів колінчастого вала вибирають, виходячи із призначення й умов роботи двигуна. Для автотракторних дизелів номінальна частота обертання змінюється в межах 1500 - 4000 хв^-1. Тому, виходячи із призначення двигуна, заданого терміну служби до капітального ремонту, обумовленого частотою обертання колінчастого вала на номінальному режимі, що становить для проектованого двигуна n= 2000 хвˉ^1.

Середня швидкість поршня для проектованого двигуна складає:

м/с.