Порядок компоновки двигателя

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

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 h_П. 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

Для окончательной проверки длины зеркала цилиндра следует определить минимальный зазор между стержнем шатуна и нижней кромкой цилиндра (при больших значениях R/L_ш 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

Проектирование механизма газораспределения начинают с определения диаметра горловины проходного сечения d_гор 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 d_кл 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.

Заключение

В процессе расчета и проектирования двигателя было изучено и должным образом усвоено следующее:

1) сущность и значение процессов, происходящих в цилиндре ДВС при реализации действительного цикла, закономерности и наиболее эффективные методы превращения химической энергии топлива в работу ДВС;

2) влияние основных конструктивных, эксплуатационных и атмосферно-климатических факторов на протекание процессов в ДВС и на формирование внешних показателей работы двигателя, современные методы улучшения технико-экономических показателей и характеристик двигателя, основные критерии работы ДВС и общепринятые характеристики;

3) тенденции и направления развития ДВС, диктуемые современными требованиями к подвижному составу автотранспорта.

Спроектированный двигатель обладает повышенной надежностью (критерий Гинцбурга N'_П= 1,52 кВт/см), соответствует экологическим требованиям (по массовым долям СО и СО₂), удовлетворяет требованиям экономичности (эффективный удельный расход топлива g_е= 257 г/ (кВт ч), с учетом использования дизельного топлива марки ДТЛ.), имеет опрятный внешний вид (Лист 2), удовлетворяя тем самым требованию эстетичности.

Исходя из вышеперечисленного, можно сделать прогноз о достойной конкурентоспособности спроектированного двигателя.

Показатели рассчитанного двигателя и прототипа приведены в приложении А, техническая характеристика двигателя приведена в приложении Б.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности