Улучшение конструкции и модернизация двигателя ВАЗ – 21214 путём форсирования коленчатого вала

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида двигателя ВАЗ-21214М со спецификацией на формате А1 с техническими характеристиками:

• Тип бензиновый, четырехтактный, с распределительным впрыском топлива.
• Число и расположение цилиндров 4, рядное
• Диаметр цилиндра и ход поршня, мм 77,0 х 77,0
• Рабочий объём, л 1,43
• Степень сжатия  9,5
• Номинальная мощность, кВт 49,6
• Номинальная частота вращения, мин 5200
• Максимальный крутящий момент (M), Нм 91                  
• Частота вращения коленчатого вала при M, мин 3700
• Минимальный удельный эффективный расход 258,8
  топлива (g), г/кВт ч
• Частота вращения коленчатого вала
  при g, мин (0,6...0,7) n  3700     
• Топливо   Аи - 92

 Даны размеры для справок и проставлены позиции:

• Шатун – 1 поз.
• Поршень – 2 поз.
• Палец поршневой – 3 поз.
• Вал коленчатый – 4 поз.

2. Сборочный чертеж шатуна формата А1 с указанием технических требований и проставленных установочными и присоединительными размерами, указанными шероховатости поверхностей обработки. Также дано указание цветовой маркировки по размерным группам отверстия Д.

Дополнительные материалы: прилагается пояснительная записка на 40 листах по улучшению конструкции и модернизации двигателя ВАЗ – 21214 путём форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала. Пояснительная записка состоит из разделов:

• Содержание
• Введение
• Техническая характеристика двигателя-прототипа. Краткий анализ его недостатков
• Выбор исходных данных для проведения теплового, силового
  и прочностного расчётов. Расчёт характерных диаметров деталей КШМ
• Тепловой расчетт
• Кинематический и динамический анализ кривошипно-шатунного механизма
• Уравновешивание двигателя
• Расчёт деталей поршневой и шатунной групп на прочность
• Сравнительная оценка разработанного двигателя по отношению
  к прототипу
• Список использованных источников
• Приложение А Результаты теплового, силового и
  прочностного расчётов
• Приложение Б Внешняя скоростная характеристика двигателя

Для проведения теплового, силового и прочностного расчетов, а также расчета характерных диаметров деталей КШМ приняты исходные данные:

Расчёт значений характерных диаметров происходит исходя из значений:

• Диаметр цилиндра (по заданию) 0,078 м.
• Наружный диаметр поршневого пальца 0,022 м.
• Внутренний диаметр поршневого пальца 0,015 м.
• Наружный диаметр втулки поршневой головки шатуна, он же внутренний диаметр поршневой головки шатуна 0,026 м.
• Наружный диаметр поршневой головки шатуна 0,036 м.
• Наружный диаметр шатунного болта, м, по прототипу равен 0,01 м.

По итогам кинематического и динамического анализа кривошипно-шатунного механизма было построено графически перемещение поршня по методу Брикса. При ходе поршня 120 мм, степени повышения давления равной 0,25 и μs  равному 1мм/мм поправка Брикса равна 7,5 мм. После чего был произведен расчет и построение кривой скорости поршня: скорость поршня равна 255,84 с^-1, радиус 0,06 м. Построена зависимость скорости поршня от его перемещения. Были определены:

• Площадь поршня проектируемого двигателя - мм
• Диаметр поршня (в квадрате) - мм²
• Отношение площади поршня проектируемого двигателя к площади поршня прототипа – 0,91
• Подвижные массы - 2,45 кг
• Постоянный коэффициент К – 1,1

После чего строится кривая удельных сил инерции, суммарная кривая давления газов и удельных сил инерции. Производится расчет и построение кривой крутящего момента двигателя в целом, при этом ввеличина среднего крутящего момента двигателя равна  мм (величина среднего крутящего момента в натуральных единицах – 286 Н*м). Производят уравновешивание двигателя, расчет деталей поршневой и шатунной групп на прочность. Полученные параметры сведены в таблицу:

Спецификация – спецификация присутствует на чертеже

В программе: Компас 3D v