4-х цилиндровый четырехтактный ДВС легкового автомобиля

Перечень чертежей:

1. Динамический расчет двигателя в виде диаграмм:

Суммарной силы, действующей на поршень

Силы, действующей вдоль оси шатуна и нормальная сила

Силы, действующей вдоль кривошипа и тангенциальная сила

Результирующей силы, действующей на шатунную шейку

Результирующей силы, действующей на коренную шейку

Нагрузки на шатунную шейку

Нагрузки на коренную шейку

Суммарного крутящего момента

2. Сборочный чертеж продольного разреза двигателя легкового автомобиля:

Мощность  100 кВт

Частота вращения коленчатого вала            5000 об/мин

Диаметр цилиндра 76 мм

Ход поршня  72 мм

Рабочий объем 1,3 л

Степень сжатия  11

Крутящий момент 238 Н*м

Удельный эффективный расход топлива  130 г/кВт*ч

Порядок работы цилиндров  1-2-4-3

При сборке картера и монтаже цилиндро-поршневой группы стыки герметизировать термостойким герметиком.

При сборке кривошипно-шатунного механизма посадочные места и подшипники смазать моторным маслом.

Момент затяжки резьбовых соединений в соответствии с руководящим документом.

После сборки в обязательном порядке произвести холодную обкатку в течение 5 часов.

3. Второй лист сборочного чертежа двигателя А1 с позициями.
4. Тепловой и кинематический расчет с:

Индикаторной диаграммой

Развернутой индикаторной диаграммой

Внешней скоростной характеристикой двигателя

Диаграммой скорости поршня

Диаграммой перемещения поршня

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 67 страницах, где ведется описание проектирования 4-х цилиндрового четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания мощностью 100 кВт с турбокомпрессором и охладителем наддувочного воздуха для автомобилей среднего класса.

          Разрабатываемый двигатель предназначен для бесперебойного режима работы на разных режимах нагрузки, который обеспечивает передвижение транспорта. Запланировано использование двигателя в различных климатических районах. Планируемый ресурс двигателя – 300000 км до переборки и 700000 км до капитального ремонта.

          В качестве аналогов выбраны двигатели автомобилей ВАЗ-21128 и Opel A16XER.  В виде таблицы приведена сравнительная характеристика этих двигателей. В результате определены следующие параметры проектируемого двигателя – ход поршня 70-80 мм, диаметр цилиндра 75-85 мм, мощность 100 кВт и объем двигателя не менее 1,5 л.

          Описана исходная конструкция двигателя, его механизмы и системы. При рассмотрении систем и механизмов аналоговых двигателей было определено, что необходимо усовершенствовать конструкцию аналоговых ДВС. Поэтому принято решение о модернизации системы питания, путем введения охладителя наддувочного воздуха и системы турбонаддува.

          Проведен анализ патентной документации: В результате проведенного анализа принято решение о проектировании теплообменника, т.к. рассмотренные конструкции громоздки, сложны в изготовлении и имеют множество элементов конструкции. Также принято решение о введении охладителя наддувочного воздуха и турбокомпрессора, что позволит без увеличения расхода топлива увеличить мощность ДВС и охладить наддувочный воздух для улучшения процессов наполнения и сгорания.

Перечислены исходные данные для расчета:

• частота вращения коленчатого вала - ;
• коэффициент избытка воздуха - ;
• степень сжатия - ;
• количество тактов -
• количество цилиндров (расположение) - (рядное);

Элементарный состав жидкого топлива:

• топливо - бензин;
• водород - ;
• углерод - 55;
• температура окружающей среды - ;
• давление окружающей среды - ;
• мощность двигателя - .

Выполнен тепловой расчет двигателя – параметры рабочего тела, процесс впуска, сжатия, сгорания и расширения. Данные занесены в таблицу:

Рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла и эффективные показатели двигателя. Определены основные параметры цилиндра и двигателя:

• литраж двигателя – 1,3 л;
• диаметр цилиндра – 76 мм;
• ход поршня – 72 мм;
• средняя скорость поршня – 12 м/с;
• мощность двигателя – 100,8 кВт;
• крутящий момент – 193 Н*м;
• литровая мощность – 8,3 кВт/дм³.

Построена индикаторная диаграмма двигателя и вычислен объем камеры сгорания – 32,4 см³. Проведен расчет теплового баланса: общее количество теплоты – 159007 Дж/с;  теплота, унесенная с отработавшими газами – 43739 Дж/с; неучтенные потери теплоты – 424 Дж/с. Построена внешняя скоростная характеристика и приведена таблица параметров внешней скоростной характеристики.

Выполнен кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма с результатами  в виде таблицы и построены диаграммы перемещения, скорости и ускорения поршня.

Проведен динамический расчет двигателя. Рассчитаны массы частей КШМ. Результаты приведены в таблице:

      Определены полные и удельные силы инерции, силы, действующие на шатунную и коренные шейки коленвала. Все расчеты представлены в табличном виде. На основе этих данных построены диаграммы.

      В ходе выполнения работ был проведен патентный обзор и рассмотрены конструкции аналогичных устройств.

      Проведен тепловой расчет, расчет кинематических и динамических параметров. Определены основные параметры двигателя и цилиндров. На основе расчетов построены индикаторная диаграмма, внешняя скоростная характеристика и другие диаграммы.

Спецификация – 1 лист

В программе: Компас 3D v