1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна .

Для современных автотракторных двигателей составляет в пределах от 0,21 до 0,30. Принимаем соотношение радиуса кривошипа к длине шатуна равное 0,23. Выбираем это значение в сторону уменьшения, т. к. с увеличением повышается вероятность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра. Это ведёт за собой дополнительные нагрузки: увеличивается давление на стенку цилиндра, повышаются потери мощности на трение, тем самым ускоряется изнашивание цилиндров и поршней; силы инерции второго порядка возрастают, что способствует изнашиванию деталей двигателя; уменьшается габаритная высота, масса шатуна и двигателя.

1.2. Выбор размеров и числа цилиндров

Диапазон возможного изменения диаметра цилиндра можно определить, используя зависимость D=f(п_н ) для существующих моделей двигателей. Точки на графиках соответствуют реальным двигателям, степень концентрации точек указывает предпочтительность выбора размеров цилиндра по заданной частоте вращения.

При известных типах двигателя и частоте вращения можно определить диапазон предпочтительного диаметра цилиндра. На графике видно, что диапазон возможного диаметра цилиндра 90…115, при частоте вращения коленчатого вала . Принимаем предварительное значение D=100мм. по соотношению =1, определяем ход поршня S (расстояние по оси цилиндра между мёртвыми точками) и ориентировочно среднюю скорость поршня.

S=D,м

S =0,1 1=0,1 м

Среднюю скорость поршня определяем по формуле:

Следует помнить, что Мп является показателем тепловой напряжённости и динамической нагруженности деталей двигателя и существенное её повышение (выше значений, указанных в табл. 1.1.) нежелательно.

Исходя из таблицы 1.1. наиболее близкое значение , которое находится в интервале . Значит ;

По заданным номинальной мощности частоте вращения коленчатого вала , оцененным размером цилиндра определяем число. Следует учитывать, что число цилиндров в свою очередь, определяется уровнем форсирования двигателя по мощности, т. е. литровой мощностью.

Для определения литровой мощности по известному диаметру цилиндра целесообразно использовать график .

Выбираем из таблицы 1.1. пределы литровой мощности .

Устанавливаем цилиндровую мощность: , где -

рабочий объём цилиндра. Рабочий объём цилиндра, это объём цилиндра, освобождаемый поршнем при перемещении от в.м.т. к н.м.т.

Значение S и D принимаем в дм.

Требуемое число цилиндров определяем по формуле:

Полученное значение округляем до целого числа, однако желательно исключить значения =5,7,9…и т.д. Принимаем .

После определения числа цилиндров необходимо уточнить значение литровой мощности по формуле:

1.3. Выбор коэффициента избытка воздуха и степени сжатия

Коэффициент избытка воздуха определяет состав горючей смеси. Его значение зависит от типа смесеобразования, условий воспламенения и сгорания топлива, а также от режима работы двигателя. Для номинального режима работы карбюраторных бензиновых двигателей Выберем .

В двигателях с воспламенением от электрической искры степень сжатия ограничивается по условию предупреждения явления детонации и выбор ее зависит от антидетонационных свойств применяемого топлива. Выберем .

Необходимо иметь в виду, что повышение степени сжатия увеличивает термический КПД рабочего цикла двигателя и, как следствие – улучшает экономичность, однако одновременно с увеличением необходимо применять более дорогое топливо с большим октановым числом.