Тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2106

Рефераты / Транспорт / Тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2106

ВЫВОД: Вследствие применения новых более лёгких конструкционных материалов мы получили улучшенные параметры сил и моментов, действующих на кривошипно-шатунный механизм. После чего можно предположить, что повысится степень уравновешенности двигателя.

Конструирование и расчёт на прочность деталей двигателя

Расчет поршня бензинового двига

теля

На основании данных расчетов (теплового, скоростной характеристики и динамического) получили: диаметр цилиндра D =79 мм, ход поршня S=80, действительное максимальное давление сгорания Рд=6,233 МПа при nм=3000 об/мин, площадь поршня Fп= 48,99 см2 , наибольшую нормальную силу Nmax= 0,0044 МН при φ=370°, массу поршневой группы mn= 0,3916 кг, частоту вращения nx.x max=6000 мин-1 и λ=0,285.

В соответствии с существующими аналогичными двигателями и с учетом соотношений, принимаем толщину днища поршня δ=7,5 мм, высоту поршня Н= 88 мм; высоту юбки поршня hю=58 мм, радиальную толщину кольца t=3,5 мм, радиальный зазор кольца в канавке поршня ∆t=0,8 мм, толщину стенки головки поршня S=5 мм, величину верхней кольцевой перемычки hп=3,5 мм, число и диаметр масляных каналов в поршне =10 и dм=1 мм. Материал поршня — эвтектический алюминиевый сплав - 1/К; материал гильзы цилиндра — серый чугун, 1/К.

Напряжение изгиба в днище поршня:

МПа,

Где мм.

Днище поршня должно быть усилено ребрами жесткости. Кроме того, в целях повышения износо- и термостойкости поршня целесообразно осуществить твердое анодирование днища и огневого пояса, что уменьшит возможности перегрева и прогорания днища, также пригорания верхнего компрессионного кольца.

Напряжение сжатия в сечении х — x

МПа,

где МН;

м2;

мм;

мм2;

Напряжение разрыва в сечении х — х:

максимальная угловая скорость холостого хода

рад/с;

масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения х - х:

кг;

максимальная разрывающая сила

МН;

напряжение разрыва

МПа.

Напряжения в верхней кольцевой перемычке: среза

МПа;

Изгиба МПа;

Сложное МПа.

Удельное давление поршня на стенку цилиндра:

МПа;

МПа.

Ускорение приработки юбки поршня, а также уменьшение трения и снижения износа пары - юбка поршня — стенка цилиндра — достигается покрытием юбки поршня тонким (0,003 — 0,005 мм) слоем олова, свинца или оловянно-свинцового сплава.

Гарантированная подвижность поршня в цилиндре достигается за счет установления диаметральных зазоров между цилиндром и поршнем при их неодинаковом расширении в верхнем сечении головки поршня и нижнем сечении юбки .

Диаметры головки и юбки поршня с учетом монтажных зазоров:

мм;

мм,

где мм;

мм.

Диаметральные зазоры в горячем состоянии

где Тц=383 К, Тг=593 К, Тю =413 К приняты с учетом жидкостного охлаждения двигателя.

Расчёт элементов системы охлаждения

Расчет жидкостного насоса карбюраторного двигателя

По данным теплового баланса количество теплоты, отводимой от двигателя жидкостью: QВ = 60836 Дж/с; средняя теплоемкость жидкости сж = 4187 Дж/(кг∙К), средняя плотность жидкости рж ≈ 1000 кг/м3; напор, создаваемый насосом, принимается рЖ = 120000 Па; частота вращения насоса nВ.И.=4600мин-1. Циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения

Gж=QВ/(сжрж∆Тж)=60836/(4187∙1000∙9,6) = 0,00151 м3/с,

где ∆ТЖ = 9,6 К — температурный перепад жидкости при принудительной циркуляции.

Расчетная производительность насоса

Gж.р = Gж/η = 0,00151/0,82=0,00184м3/с,

где η = 0,82 — коэффициент подачи насоса.

Радиус входного отверстия крыльчатки

r1= = = 0,0206 м,