- •Содержание
- •Введение
- •1Тепловой расчёт рабочего цикла двигателя
- •1.1 Рабочее тело и его свойства
- •1.2 Процесс впуска
- •1.3 Процесс сжатия
- •1.4 Процесс сгорания
- •1.5 Процесс расширения
- •1.6 Процесс выпуска
- •1.7 Индикаторные показатели рабочего цикла
- •1.8 Эффективные показатели двигателя
- •1.9 Основные параметры и показатели двигателя
- •1.10 Оценка надежности проектируемого двигателя
- •1.11 Тепловой баланс двигателя
- •1.12 Построение индикаторной диаграммы
- •2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •2.1 Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •3 Подбор автотранспортного средства к двигателю
- •4 Порядок компоновки двигателя
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
- •Основные показатели двигателя Приложение б Техническая характеристика двигателя
3 Подбор автотранспортного средства к двигателю
Подбор автотранспортного средства (АТС) к проектируемому двигателю включает определение типа АТС, полной массы и максимальной скорости.
Тип АТС выбирается по номинальной мощности двигателя:
Ne> 80 кВт – грузовой автомобиль или автобус.
Для ориентировочной оценки полной массы АТС ma в кг пользуются статистическими данными по удельным мощностям двигателя по формуле:
, (4.1)
кг.
где Ne – максимальная (номинальная) мощность двигателя, кВт;
Nуд – удельная мощность двигателя, кВт/кг.
Для для грузовых – Nуд = 0,009…0,010
4 Порядок компоновки двигателя
Компоновка является первым этапом разработки конструкции двигателя. Уточнение и детализацию компоновки двигателя производят на последующих этапах проектирования.
В процессе компоновки получают наиболее рациональный вариант относительного расположения механизмов, агрегатов и отдельных деталей двигателя с одновременной увязкой их основных размеров.
Однорядные двигатели могут быть с вертикальным, горизонтальным или наклонным расположением продольных осей цилиндров. Их характерной особенностью является последовательное расположение цилиндров в одной плоскости. В той же плоскости находится и продольная ось коленчатого вала. Когда указанные плоскости параллельны, двигатель называется однорядным дезаксиальным.
Однорядные двигатели наиболее просты с конструктивной и технологической точек зрения. Техническое обслуживание таких двигателей также достаточно просто. На автомобилях используются двигатели с числом цилиндров не более шести в одном ряду. При большем числе цилиндров начинает сказываться основной недостаток такой компоновки - большие габариты двигателя, особенно его длина.
Однорядные двигатели с наклонным расположением цилиндров обеспечивают доступ к узлам и деталям при техническом обслуживании. Например, наклон оси цилиндров двигателя АЗЛК-2140 на 20° способствует существенному упрощению процесса регулирования механизма газораспределения, улучшению условий доступа к свечам накаливания, а также расширению компоновочных возможностей моторного отсека в целом.
Компоновку поршневой группы начинают с определения высоты поршня hП. Затем находят расстояние от верхней кромки поршня до оси пальца h1. Далее с учетом размещения предварительно выбранного числа колец в соответствии с рисунком 4.1 прорисовывают элементы поршневой группы по размерам.
Рисунок 4.1 – Схема поршня
Таблица 4.1 - Размеры элементов поршневой группы
Элементы поршневой группы |
Значения размеров в мм |
дизельные двигатели |
|
Высота поршня hП |
179,2 |
Расстояние от верхней кромки поршня до оси пальца h1 |
102,4 |
Толщина днища поршня δ |
20,48 |
Высота юбки поршня hю |
102,4 |
Диаметр бобышки dб |
51,2 |
Расстояние между торцами бобышек b |
51,2 |
Толщина стенки юбки поршня δю |
3 |
Толщина стенки головки поршня s |
8,96 |
Расстояние до первой поршневой канавки е |
19,2 |
Толщина первой кольцевой перемычки hп |
6,4 |
Радиальная толщина кольца t |
5,76 |
Высота кольца а |
4 |
Продолжение таблицы 4.1
|
|
Радиальный зазор кольца в канавке поршня ∆t |
0,9 |
Внутренний диаметр поршня di |
96,7 |
диаметр масляного канала dм |
1,6 |
Наружный диаметр пальца dп |
43,52 |
Внутренний диаметр пальца dв |
26,11 |
Длина пальца lп |
108,8 |
Длина втулки шатуна lш |
49,92 |
Для окончательной проверки длины зеркала цилиндра следует определить минимальный зазор между стержнем шатуна и нижней кромкой цилиндра (при больших значениях R/Lш возможно задевание им нижней кромки цилиндра). Минимальный зазор δ1 в соответствии с рисунком 4.1 должен составлять 3...5 мм.
Затем необходимо изготовить шаблон из картона или плотной бумаги, соответствующий внешнему контуру шатуна. В шаблоне делаются небольшие отверстия в точках А и В (центрах верхней и нижней головок). Перемещая точку А по продольной оси цилиндра, а точку В - по окружности движения центра шатунной шейки, находят ряд положений шатуна. Обводя карандашом ряд близких точек контура шатуна при перемещении точки В на полный оборот, получают смещенные контуры. Замерив минимальный зазор между контуром шатуна и нижней кромкой цилиндра, определяют правильность выбора длины шатуна.
Рисунок 4.2 – Схема шатунной группы
Таблица 4.2 – Размеры элементов шатуна
Элементы шатуна |
Значения размеров в мм |
дизельные двигатели |
|
Внутренний диаметр поршневой головки d: - с втулкой |
50,91 |
Наружный диаметр головки dг |
65,28 |
Минимальная радиальная толщина стенки головки hг |
9,14 |
Радиальная толщина стенки втулки sв |
3,35 |
Диаметр шатунной шейки dшш |
88,32 |
Толщина стенки вкладыша tв |
3,53 |
Расстояние между шатунными болтами Сб |
134,24 |
Длина кривошипной головки lк |
61,82 |
Размеры среднего сечения В – В шатуна: - hш min - hш - bш - tш = аш |
33,94 44,13 32,44 5,75 |
Проектирование механизма газораспределения начинают с определения диаметра горловины проходного сечения dгор клапана в мм по формуле:
(6.1)
мм.
В современных двигателях длина клапана l в мм определяется по формуле:
(6.2)
мм.
Диаметр стержня клапана dкл в мм определяется по формуле:
(6.3)
мм.
Основные конструктивные размеры гильз выбираются с учетом обеспечения необходимой их прочности и жесткости, исключающего появление овализации цилиндра при сборке двигателя и во время его эксплуатации. Толщину стенки гильзы в мм в первом приближении можно определить по формуле:
, (6.4)
мм.
где - допускаемое напряжение растяжения, которое для чугунных гильз равно ( = 50...60 МПа), для стальных - ( = 80...100 МПа);
- давление газов в цилиндре двигателя в конце процесса сгорания топлива, МПа.
Толщина нижней опорной стенки головки блока гол в мм и толщина стенок водяной рубашки р в мм определяются по следующим формулам:
- для дизельных двигателей
(6.5)
мм.
(6.6)
мм.