Материал: Zapiska-1

7 Расчёт распределительного вала

Расчет газораспределения двигателя с электронным впрыском. Из тепло­вого расчета имеем: диаметр цилиндра D=93,7 мм, площадь поршня F=68,9см²; число оборотов при номинальной мощности n_N = 6000 об/мин; угловую скорость вращения коленчатого вала w = 628 рад/с; среднюю скорость поршня V_п.cp= =20,8 м/с; ско­рость смеси в проходном сечении седла при максимальном подъеме впускного клапана ω_вп =110 м/с; угол предварения открытия впускного клапана φ_пр=30°; угол запаздывания закрытия впуск­ного клапана φ_зп=30°. Механизм газораспределения верхнеклапан­ный с верхним расположением распределительного вала.

1. Основные размеры проходных сечений в горловине и в кла­пане:

а) площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме

(7.1)

б) диаметр горловины клапана

(7.2)

F_гор=1,1F_кл=1,113,1=14,4см² (7.3)

Принимаем d_гop = 42,8 мм;

в) максимальная высота подъема клапана при угле фаски клапана

α = 45°

(7.4)

2. Профиль впускного кулачка:

а) радиус начальной окружности

r_о= (1,3-2,0)h_max= 1.6612=20мм; (7.5)

принимаем r_о=20 мм;

б) радиус дуг выпуклого профиля кулачка г₂>1,5 мм, прини­маем

г₂ =10 мм, тогда:

(7.6)

(7.7)

(7.8)

Рисунок 7.1 Расчетная схема кулачка распределительного вала

2. Конструктивно принимаем массы подвижных деталей механизма газораспределения:

-масса клапана;

-масса пружин клапана;

-масса коромысла;

-масса толкателя;

-масса штока толкателя;

Размеры коромысла:

- длинна плеча клапана;

-длинна плеча толкателя;

-угловая скорость вращения распределительного вала;

-минимальная сила упругости пружины;

Для изготовления распределительного вала служит углеродистая сталь 45 или легированная сталь 15X и легированные чугуны.

При работе двигателя на распределительный вал со стороны клапанного привода действуют : сила упругости пружины , сила инерции деталей клапанного механизма и сила давления газов , приведенные к толкателю.

Наибольшая сила передается на кулачок от выпускного клапана в начальный период его открытия ().

3. Максимальная сила от выпускного клапана, действующая на кулачок:

(7.9)

где определено по индикаторной диаграмме (точка b');

(7.10)

Диаметр тарелки впускного клапана;

. (7.11)

диаметр тарелки выпускного клапана;

. (7.12)

; (7.13)

(7.14)

4. Стрела прогиба распределительного вала:

(7.15)

(7.16)

где - размеры пролета распределительного вала, приняты по конструктивным соображениям.

Наружный диаметр вала:

(7.17)

-внутренний диаметр вала, принят с учетом использования его для подвода смазки к кулачку и сохранения достаточной жесткости вала;

- модуль упругости стали;

Рисунок 7.2 Расположение участков распределительного вала

5. Напряжение смятия

(7.18)

где -принятая ширина кулачка.

8 Техническая характеристика двигателя

В результате теплового и динамического расчетов, а также проектирования данного 4-ёх цилиндрового бензинового двигателя с турбо надувом, получены технические характеристики, которые приведены в таблице 8.1.

Таблица 8.1 – Технические характеристики спроектированного двигателя

Заключение

В результате проведенной работы разработан 4 цилиндровый бензиновый двигатель для легкового автомобиля объемом 2,8 литра, рабочий объем цилиндра 0,7 литра и номинальной мощностью 115 кВт. Также в рамках данной курсовой работы был выполнен тепловой и динамический расчет двигателя Citroen C5 1.6 THP. Расчетами установлено: давление и температура окружающей среды равны 0,1 МПа 293 К соответственно; давление остаточных газов равно 0,1125 МПа; давление и температура в конце сжатия равны 3,36 МПа и 919,264 К соответственно; давление и температура теоретические 8,03 МПа и 2069,52 К соответственно; давление и температура в конце процесса расширения 0,444 МПа и 1200,31 К соответственно; теоретическое среднее индикаторное давление 0,98 МПа; среднее эффективное давление 0,8 МПа. Также установлено, что удельный эффективный расход топлива равен 387,49 г/(кВтч), часовой расход топлива 44,42 кг/ч. Приняты ход поршня 103,96 мм и диаметр цилиндра 93,66 мм.

По полученным данным построена индикаторная диаграмма разработанного двигателя, внешняя скоростная характеристика и графики давления от действующих сил, которые находятся на первом листе графической части.

Максимальная теоретическая скорость автомобиля, на который установлен полученный в результате расчета двигатель, равна 210 км/ч. По результатам динамического расчета КШМ суммарный крутящий момент двигателя составляет 211,92Нм, погрешность вычислений – 0,57 %.

Также по указанию руководителя были рассчитан и спроектирован распредвал, который расположен на втором листе графической части.

Список литературы

1 Требования к выполнению технологической и конструкторской документации в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности 1-37 01 06 Техническая эксплуатация автомобилей / Сост. И. С. Сазонов [и др.]. – Могилев : Белорусско-Российский университет, 2012. – 48 с.

2 Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 496 с.

3 Автомобильные двигатели. Курсовое проектирование: учеб. Пособие / М. Г. Шатров [и др.]. – М.: Академия, 2011. – 256 с.

4 Ерохов, В. П. Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика) / В. И. Ерохов. – М. : Горячая линия – Телеком, 2011. – 552 с.: ил.

5 Хрулев, А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей / А.Э. Хрулев. – М.: За рулем, 1999. – 440 с.

6 Официальный сайт компании «Motorhunter» [Электронный ресурс].

Режим доступа: http://www.motorhunter.ru/dvigatel/renault_k9k_15_dci.html.

– Дата доступа: 8.05.2017.

7 Официальный сайт компании «Superchips» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.superchips.co.uk. – Дата доступа: 8.05.2017. 8 Официальный сайт компании «Автодата24» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://autodata24.com/dacia/sandero/sandero-ii/15-dci-90-hp-fap/details. – Дата доступа: 7.03.2017.

9 Официальный сайт компании «VVM-AUTO» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vvm-auto.ru/renault/797-dizelnye-dvigateli-renault. – Дата доступа: 14.05.2017.