35. Компоновка корпуса двигателя

Этот этап является заключительной частью компоновки двигателя. На компоновочной схеме уже вычерчены цилиндр, рубашка охлаждения, головка блока, коренные подшипники, поршневая и шатунная группы, подшипники распределительного вала, детали клапанного механизма. Чтобы закончить отработку корпуса двигателя необходимо определить стенки картера (в последние годы освоено литье блоков с толщиной стенки 2,5…3,5 мм), нанести плоскость разъема картера с поддоном (желательно ниже оси коленчатого вала). Поддон или нижняя половина картера выполняется чаще всего штампованным из листовой стали толщиной 1,5…2мм. Размеры поддона определяются зоной движения деталей шатунной группы а также заправочной емкостью смазочной системы. Сверху механизм газораспределения закрывается крышкой. Необходимо отметить, что в процессе проектирования и компоновки используются соответствующие конструктивные элементы уже существующих двигателей, близких по типу и назначению. В качестве примера на рис.20. приведены компоновочные схемы рядного и V-образного двигателей, которые могут быть оформлены как сборочные чертежи при выполнении следующих требований:

соблюдается масштаб согласно ЕСКД,

обеспечивается возможность сборки-разборки механизмов двигателя,

указываются размеры, которые необходимо контролировать и выполнять,

указываются габаритные размеры,

указывается характер сопряжений деталей,

указываются номера позиций деталей, и составляется спецификация по установленной форме, указывается техническая характеристика двигателя в табличной форме.

а б

Рис.22. Компоновочные схемы двигателей:

а – рядный двигатель, б – V-образный двигатель

7. Примеры теплового расчета двигателя

Исходные данные для расчета:

тип двигателя – четырехтактный дизель тракторного типа, номинальная мощность (Р_е=160кВт), номинальная частота вращения (n_н=2100 мин^-1),

степень сжатия (ε=16).

Расчет процессов впуска и выпуска

а). Задаемся значениями: Т₀; р₀; Т_r; р_r; DТ; g_r; р_а.

Температура То и давление ро окружающей среды принимаются в соответствии со стандартными атмосферными условиями: То=273+25=298 К; ро=0,1 Мпа.

Температура Тr и давление рr остаточных газов зависят от частоты вращения и нагрузки двигателя, сопротивления выпускного тракта, способа наддува.

рr=0,8р_к=0,8·0,17=0,136МПа.

давление наддувочного воздуха:

рк=1,7р₀=1,7·0,1=0,17МПа.

Температуру остаточных газов (Т_r) принимаем 800К.

Температуру подогрева свежего заряда (ΔТ) принимаем 10 град.

Коэффициент остаточных газов (g_r) принимаем 0,03.

Температура воздуха за компрессором:

=,

где - показатель политропы сжатия в компрессоре, принимается 1,65.

Давление в конце впуска (р_а ) принимаем из следующего соотношения:

р_а=р_к- Dр_а .

Потери давления (Dр_а) за счет сопротивления впускного тракта:

,

Принимаем коэффициент сопротивления впускного тракта к=2,5; скорость заряда на впуске ω=90 м/с.

Плотность заряда на впуске:

р_а=0,17- 0,017=0,153МПа.

б). Определяем величину температуры в конце впуска :



 Определяем коэффициент наполнения:

=.

в). В зависимости от принятого значения коэффициента избытка воздуха (a=1,7) определяем массу свежего заряда, введенного в цилиндры двигателя (ориентировочно):

М₁ = a l_о / 29; кмоль.

l_o = 14,5 кг. воздуха / кг. топлива – для дизеля;

Масса воздуха в кмолях: L_o =l_o/29. (29 –масса 1 кмоль воздуха).

М₁=1,7·14,5/29=0,85 кмоль.