Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автомобили
Название:
Тепловой и динамический расчеты двигателя ВАЗ-2103

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автомобили

Цена:
1 грн



Подробное описание:


КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ

 


Политехнический факультет
Кафедра ЭиТ

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Автомобильные двигатели»

на тему: «Тепловой и динамический расчеты двигателя»
ВАЗ-2103 ВАЗ-2103
(марка двигателя и автомобиля)

 

 

 


Руководитель проекта ________________________________ Малышев В.С.
(подпись, дата)
Выполнил __________________________________________
(подпись, дата)

 

 

Мурманск
2007г.

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО РЫБОЛОВСТВУ
МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Политехнический факультет
Кафедра энергетики и транспорта
ЗАДАНИЕ
на выполнение курсового проекта
студенту группа АМ-341
(Ф.И.О.) (шифр группы)
1. Тема проекта «Тепловой и динамический расчеты двигателя»
2. Основные данные для выполнения проекта:
Марка автомобиля ВАЗ-2103
Марка двигателя ВАЗ-2103
Эффективная мощность двигателя, Nе, кВт 52,5
Номинальная частота вращения, n, об/мин 5600
Применяемое топливо АИ-92
3. Содержание проекта
3.1. Раздел 1. Анализ конструкции и эксплуатационных качеств двигателя и обслуживающих его систем.
3.2. Раздел 2. Расчет рабочих процессов, индикаторных и эффективных пока-зателей двигателя.
3.3. Раздел 3. Кинематический и динамический расчет двигателя.
3.4. Раздел 4. Расчет прочности детали КШМ.
3.5. Раздел 5. Построение скоростной характеристики двигателя.
4. Графическая часть
4.1. Поперечный и продольный разрез двигателя.
4.2. Индикаторная диаграмма и диаграмма сил, действующих в двигателе.

Дата выдачи задания «___» _____________________ 2007г.
Руководитель проекта _______________________________________________
(подпись)
Исполнитель _______________________________________________________
(подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
выполнения курсового проекта
студентом
Тема «Тепловой и динамический расчеты двигателя»


Содержание Объем
% Сроки
Выполнения
Разделы пояснительной записки
3.1 Анализ конструкции двигателя и его эксплуата-ционных качеств.
3.2 Расчет рабочих процессов, индикаторных и
эффективных показателей двигателя.
3.3 Кинематический и динамический расчеты дви-гателя.
3.4 Расчет прочности детали КШМ
3.5 Построение скоростной характеристики двига-теля.
1. Графическая часть
4.1 Поперечный или продольный разрезы двигателя
4.2 Индикаторная диаграмма и диаграммы сил, действующих в двигателе
4.3 Чертеж детали КШМ

Дата выдачи задания «____» _______________2007 г.
Руководитель _________________ Студент_________________--
СОДЕРЖАНИЕ, ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЕ КП
2.1. КП состоит из ПЗ с необходимыми иллюстрациями и таблицами. В ПЗ должны быть включены следующие материалы по порядку:
-Титульный лист установленной формы;
- Задание;
- Календарный план;
-Оглавление;
-Введение;
-Раздел 1. Анализ конструкции двигателя и его эксплуатационных ка-честв;
-Раздел 2. Расчет рабочих процессов, индикаторных и эффективных показателей двигателя;
-Раздел 3. Кинематический и динамический расчеты двигателя;
-Раздел 4. Расчет прочности деталей КШМ;
-Раздел 5. Построение скоростной характеристики двигателя;
-Заключение;
-Список использованной литературы.
2.2. Формы титульного листа и бланка задания приведены в Приложнии Б и Приложении В соответственно, они распечатываются обучающимся на принтере компьютера.
Бланк титульного листа заполняется и оформляется исполнителем, подпи-сывается исполнителем руководителем ПК.
2.3. Задание выдается преподавателем каждому обучающемуся индивиду-ально, оно оформляется на бланке, который затем подписывается руководи-телем КП и исполнителем (студентом).
Задание, оформленное на бланке, в соответствии с ГОСТ 15001 «Поста-новка продукции на производство», может считаться техническим заданием на КП и является юридическим документом.
2.4 Календарный план оформляется в соответствии с Приложением 3, вы-дается в начале соответствующего учебного семестра и подписывается руко-водителем проекта и исполнителем.
2.5. ПЗ выполняется в соответствии с ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам». Каждый раздел ПЗ должен начинаться с титульно-го листа, поле которого не заполняется. Текстовая часть раздела начинается со следующего листа. Формы титульного и последующих листов разделов приведены в Приложении 4 и Приложении 5 соответственно.
2.6. Текст ПЗ набирается на персональном компьютере и распечатывается на принтере с лентой одного черного цвета.
Допускается написание ПЗ от руки четко и аккуратно, без зачеркиваний знаков и слов, чернилами или пастой одного темного цвета, высота цифр и букв должна быть не менее 3 мм.
Сокращение слов и выражений в тексте ПЗ не допускается, кроме уста-новленных правилами русской орфографии, а также ГОСТ 2.150-95.
2.7. Расстояние от рамки формы листа до границ текста в начале и конце строк должны быть не менее 3-5 мм, а расстояние от строки текста до верхней или нижней линии рамки не менее 10 мм.
При составлении текста ПЗ необходимо делать ссылки на использованные литературные источники и нормативную документацию (инструкции, поло-жения, технические условия и др.).
2.8. Иллюстрации (графики, диаграммы, гистограммы, рисунки) в зависи-мости от их размеров должны размещаться по тексту, в котором впервые де-лается ссылка на нее, или на следующем листе. Допускается расположение их в конце ПЗ перед списком использованной литературы.
Иллюстрации должны иметь в ПЗ сквозную нумерацию арабскими циф-рами и обозначаться: Рисунок 1, Рисунок 2, …, Рисунок 12 и т.д. Допускается нумерация в пределах одного раздела, в этом случае номер иллюстрации должен состоять из номера раздела и порядкового номера рисунка в разделе, разделенной точкой, например, Рисунок 1.4.
Иллюстрации, при необходимости, могут иметь наименование и поясни-тельные данные (подрисуночный текст). Наименование должно быть точным и возможно кратким. Слово «Рисунок» и его наименование помещают под иллюстрацией после пояснительных данных. Если иллюстрация имеет со-ставные части, виды, позиции, то в ее наименовании приводится их название, например: Рисунок 2 – Среднегодовое количество отказов вспомогательного дизеля 6ЧН 25/34: 1 – форсунка; 2 – втулка цилиндра; … и т.д.
2.9. Таблицы, размещенные в ПЗ, должны иметь название, которое точно и кратко отражает их содержание. Они должны быть пронумерованы арабскими цифрами. Нумерация таблиц в ПЗ должна быть сквозной или в пределах ее разделов, аналогично с иллюстрациями.
Таблица, в зависимости от ее размеров, должна размещаться под текстом, в котором впервые дается на нее ссылка, или на следующей странице, а при необходимости в отдельном Приложении к ПЗ.
Таблица может занимать полностью один или несколько листов, допуска-ется ее размещать вдоль длинной стороны листа ПЗ. Номер таблицы и ее на-звание размещают над таблицей, начиная с левой части листа, например: Таблица 4 – Номенклатура и объем работ при № 2 двигателя 8ЧН 20/26.
2.10. ПЗ должна включать рубрику «Оглавление», которую располагают сразу после «Календарного плана» КП. Оглавление содержит названия всех разделов и пунктов КП, включая «Список литературы» с указанием страницы, на которой начинается каждый раздел. Перечисление названий разделов и граф начинается с «Введения». Оглавление включают в общее количество листов ПЗ, слово «Оглавление» записывают в виде заголовка с прописной буквы симметрично тексту. Наименования, включенные в Оглавление, запи-сывают строчными буквами, начиная с прописной буквы.
2.11. Введение. Во введении описывается состояние и развитие рассмат-риваемого вопроса. Дается обоснование необходимости его решения, приво-дится аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы. При этом двигатель необходимо рассматривать обязательно совместно с транс-портным средством, на котором он установлен. В анализе необходимо оце-нивать не только технические характеристики двигателя, но и его экологиче-скую чистоту, а также экономические аспекты использования. Введение за-канчивается постановкой задачи, где должна быть сформулирована цель кур-сового проекта. При этом следует помнить, что КП является квалификацион-ной работой, призванной обучить студентов современными методами расче-та, сбора, анализа и обработки полученных данных и информации.
2.12. Заключение. В заключении формулируются выводы и рекомендации по результатам проведенной в ходе выполнения КП работы.
2.13. В конце ПЗ приводится список литературы, которая была использо-вана при ее составлении. Список использованной литературы и ссылки на него в тексте ПЗ выполняются по правилам, изложенным в ГОСТ 7.32-91. Список литературы включают в содержание документа. Литература на русском языке приводится в алфавитном порядке. Литературные источники на иностранном языке помещаются после источников на русском языке также в алфавитном порядке. Сведения о литературном источнике включают в себя фамилию и инициалы автора, название источника, данные об издании (место издательства, год) и количественную характеристику источника (общее число страниц).
2.14. Нумерация листов ПЗ должна быть сквозной.

 

 

 

 

Раздел 1. Анализ конструкции и эксплуатационных качеств двигателя и обслуживающих его систем.
Корпусные детали и детали движения двигателя ВАЗ 2103



На автомобилях устанавливаются двигатели одинаковой конструкции, но с различным объемом цилиндров. Они различаются, в основном, размерами блока цилиндров, поршней, коленчатого вала и деталей цепного привода. Блок цилиндров 18 отлит из специального чугуна. Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С, D, Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса для обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0, 05-0.07 мм. Диаметры цилиндров каждого класса следующие, мм:

А 76,000-76.010
B 76,010-76,020
C 76,020-76.030
D 76,030-76,040
E 76,040-76,050


В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками 2. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы, и для различия на их наружной поверхности сделаны риски. В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 36, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. Спереди устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади - металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом.

АМ-341.15 Лист

Изм Лист № докум. Подпись Дата
Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0,26 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала. В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, закрытая крышкой 8. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 35 заднего сальника.

В крышку 8 и держатель 35 установлены самоподжимные сальники. В левой части блока установлен валик 12 привода вспомогательных агрегатов. В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминиевые втулки 51. Головка цилиндров 19 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В головку запрессованы чугунные седла и направляющие втулки клапанов. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены металлорезиновые маслоотражательные колпачки.

Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом. Поршни 15 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерной тепловой деформации поршня при нагреве. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя для уменьшения стука поршня при переходе через ВМТ. Поэтому около отверстия под поршневой палец есть метка "П", которая при сборке должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец - на три категории через 0,001 мм, обозначаемые цифрами 1. 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. Поршни по массе в одном и том же двигателе должны быть подобраны с максимально допустимым отклонением (2.5 г).

Поршневые пальцы 14. 16 и 17 изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца 17 хромирована для повышения износостойкости и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 16 - скребкового типа (с проточкой по наружной поверхности), фосфатированное. Кольцо надо устанавливать проточкой вниз. Масло- съемное кольцо 14 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель). Шатуны 49 - стальные, кованые, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, поэтому при сборке номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Коленчатый вал 1 - пятиопорный. отлит из чугуна. Шейки вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик 31. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну от оси коленчатого вала. Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные, сталеалюминиевые.

Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников одинаковые, с канавкой на внутренней поверхности, а нижние без канавки. Вкладыши З-го коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 


Газораспределительный механизм двигателя ВАЗ 2103

 

Двигатель (поперечный разрез) 1. Крышка шатуна; 2. Вклады шатуна: 3. Шатун; 4. Стартер; 5. Теплоизолирующий щиток стартера; 6. Выпускной коллектор; 7. Впускная труба; 8. Дренажная трубка впускной трубы; 9. Штуцер трубки для отвода охлаждающей жидкости; 10. Наружная пружина клапана; 11. Внутренняя пружина клапана; 12. Сухарь клапана; 13. Тарелка пружин; 14. Маслоотражательный колпачок; 15. Рычаг привода клапана; 16. Пружина рычага привода клапана: 17. Регулировочный болт клапана; 18. Контргайка регулировочного болта; 19. Распределитель зажигания; 20. Стопорная пластина пружины рычага клапана: 21. Втулка регулировочного болта; 22. Направляющая втулка клапана; 23. Седло клапана; 24. Поршень; 25. Эксцентрик для привода топливного насоса; 26. Валик привода вспомогательных агрегатов; 27. Шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания; 28. Топливный насос; 29. Штуцер крепления масляного фильтра; 30. Масляный фильтр; 31. Прокладка; 32. Валик масляного насоса; 33. Ось ведомой шестерни масляного насоса: 34. Корпус масляного насоса; 35. Ведущая шестерня масляного насоса: 36. Пружина редукционного клапана; 37. Редукционный клапан масляного насоса; 38. Крышка масляного насоса; 39. Ведомая шестерня масляного насоса; 40. Приемный патрубок масляного насоса; 41. Установочный выступ на корпусе подшипников распределительного вала; 42. Установочная метка на звездочке распределительного вала; 43. Звездочка распределительного вала; 44. Успокоитель цепи; 45. Звездочка привода вспомогательных агрегатов; 46. Цепь привода распределительного вала; 47. Установочная метка на блоке цилиндров; 48. Установочная метка на звездочке коленчатого вала; 49. Звездочка коленчатого вала; 50. Ограничительный палец; 51. Корпус натяжителя цепи; 52. Пружина натяжителя цепи; 53. Стержень натяжителя; 54. Зажимной сухарь стержня; 55. Колпачковая гайка; 56. 56. Пружинное кольцо; 57. Пружина плунжера; 58. Стопорное кольцо плунжера; 59. Плунжер натяжителя; 60. Башмак натяжителя; 61. Натяжитель; 62. Метка ВМТ на шкиве коленчатого вала; 63. Метка опережения зажигания на 0; 64. Метка опережения зажигания на 5; 65. Метка опережения зажигания на 10.


Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и выпуск отработавших газов в соответствии с принятым для двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. К деталям механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов.

Распределительный вал, управляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, литой. Трущиеся поверхности кулачков подвергнуты отбеливанию. Этот процесс заключается в электродуговом оплавлении поверхностей, в результате которого образуется слой так называемого "белого" чугуна, обладающего высокой твердостью. Вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 26, а от осевых перемещений удерживается упорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.

Клапаны (впускной и выпускной) расположены в головке цилиндров наклонно в один ряд. Головка впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава. Пружины 10 и 11 (рис. 4) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Верхняя опорная тарелка 13 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 12. имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.

Рычаги 15 передают усилие от кулачка распределительного вала к клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 17, а другим на торец клапана. Регулировочный болт ввернут во втулку 21 и стопорится контргайкой 18. Привод вспомогательных агрегатов. Вспомогательные агрегаты двигателя и механизм газораспределения приводятся в действие от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Она состоит из двухрядной втулочно- роликовой цепи 46. ведущей звездочки 49 на коленчатом валу, ведомой звездочки 43 распределительного вала, успокоителя 44 цепи и натяжителя 61 с башмаком 60. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины.

При отворачивании фиксирующей гайки 55 цепь натягивается башмаком 60. на который действуют пружины 52 и 57 через плунжер 59. Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки 55 стержень 53 зажимается пантами сухаря 54, вследствие чего блокируется пружина 52 натяжителя цепи. При работе двигателя на плунжер 59 воздействует только внутренняя пружина 57, обеспечивающая благодаря зазору 0,2-0,5 мм в механизме натяжителя компенсацию колебаний цепи. Успокоитель 44 цепи гасит колебания ведущей ветви цепи. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает ее натяжение, т.е. если цепь вытянулась не более, чем на 4 мм.

Валик 26 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик 25, который через толкатель приводит в действие топливный насос. Винтовая шестерня валика 26 находится в зацеплении с шестерней 27, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляный насос. Шестерня 27 вращается в металлокерамической втулке, запрессованной в блок цилиндров. В шестерне выполнено отверстие со шлицами, в которое входят шлицевые концы валиков распределителя зажигания и масляного насоса. Работа двигателя. За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта впуск горячей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за полоборота (180 ) коленчатого вала.

Впускной клапан начинает открываться за 12 до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз. Закрывается клапан через 40 после прохождения поршнем нижней мертвой точки (НМТ). Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает по- ступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра.

Выпускной клапан начинает открываться за 42 до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра. Закрывается клапан через 10 после прохождения поршнем ВМТ. Существует такой момент (22 поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и улучшает его наполнение.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на звездочках коленчатого и распределительного валов имеются метки 48 и 42, а также 47 на блоке цилиндров и 41 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 41 должна совпадать с меткой 42, а метка 48 с меткой 47. Когда полость привода распределительного вала закрыта крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и крышке привода распределительного вала.

Чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе, зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм на холодном двигателе. Если зазоры больше, то клапаны будут открываться с запаздыванием и закрываться с опережением. Если зазора нет, то клапаны на работающем двигателе будут оставаться немного приоткрытыми. В результате резко сократится долговечность клапанов и седел, упадет мощность двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Система охлаждения двигателя ВАЗ 2103

Охлаждение двигателя 1. Трубка отвода жидкости от радиатора отопителя в насос охлаждающей жидкости; 2. Шланг отвода охлаждающей жидкости от впускной трубы; 3. Шланг отвода охлаждающей жидкости из радиатора отопителя; 4. Шланг подвода жидкости в радиатор отопителя; 5. Перепускной шланг термостата; 6. Выпускной патрубок рубашки охлаждения; 7. Подводящий шланг радиатора; 8. Расширительный бачок; 9. Пробка бачка; 10. Шланг от радиатора к расширительному бачку; 11. Пробка радиатора; 12. Выпускной клапан пробки; 13. Впускной клапан; 14. Верхний бачок радиатора; 15. Заливная горловина радиатора; 16. Трубка радиатора; 17. Охлаждающие пластины радиатора; 18. Кожух вентилятора; 19. Электровентилятор; 20. Шкив привода насоса охлаждающей жидкости; 21. Резиновая опора; 22. Окно со стороны блока цилиндров для подачи охлаждающей жидкости; 23. Обойма сальника; 24. Подшипник валика насоса охлаждающей жидкости; 25. Крышка насоса; 26. Ступица шкива привода насоса; 27. Валик насоса; 28. Стопорный винт; 29. Манжета сальника; 30. Корпус насоса; 31. Крыльчатка насоса; 32. Приемный патрубок насоса; 33. Нижний бачок радиатора; 34. Отводящий шланг радиатора; 35. Ремень привода насоса охлаждающей жидкости; 36. Насос охлаждающей жидкости; 37. Шланг подачи охлаждающей жидкости в насос; 38. Термостат; 39. Резиновая вставка; 40. Входной патрубок (от радиатора); 41. Основной клапан; 42. Перепускной клапан; 43. Корпус термостата; 44. Патрубок перепускного шланга; 45. Патрубок шланга для подачи охлаждающей жидкости в насос; 46. Крышка термостата; 47. Поршень рабочего элемента; 48. I. Схема работы термостата; 49. II.Температура жидкости менее 80 С; 50. III. Температура жидкости 80 - 94 С; 51. IV. Температура жидкости более 94 С.

 

Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. Вместимость системы 9,85 л, включая систему отопления салона кузова. Система охлаждения состоит из следующих элементов: насоса 36 охлаждающей жидкости, радиатора, расширительного бачка 8, трубопроводов и шлангов, электровентилятора 19, рубашек охлаждения блока и головки блока цилиндров.

При работе двигателя жидкость, нагретая в рубашках охлаждения, поступает через выпускной патрубок 6 по шлангам 5 и 7 в радиатор или термостат в зависимости от положения клапанов термостата. Далее охлаждающая жидкость всасывается насосом 36 и подается вновь в рубашки охлаждения. Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. Вместимость системы 9,85 л, включая систему отопления салона кузова. Система охлаждения состоит из следующих элементов: насоса 36 охлаждающей жидкости, радиатора, расширительного бачка 8, трубопроводов и шлангов, вентилятора 19, рубашек охлаждения блока и головки блока цилиндров.

При работе двигателя жидкость, нагретая в рубашках охлаждения, поступает через выпускной патрубок 6 по шлангам 5 и 7 в радиатор или термостат в зависимости от положения клапанов термостата. Далее охлаждающая жидкость всасывается насосом 36 и подается вновь в рубашки охлаждения. Проверка уровня охлаждающей жидкости осуществляется на холодном двигателе (при температуре плюс 15- 20 С) по уровню жидкости в расширительном бачке 8, который должен быть на 3-4 мм выше метки "MIN". Для контроля температуры охлаждающей жидкости имеется датчик, установленный в головке цилиндров, и указатель на щитке приборов.

При нормальном температурном режиме работы двигателя стрелка указателя стоит у начала красного поля шкалы в пределах 80- 100 С. Переход стрелки в красную зону указывает на повышенный тепловой режим двигателя, который может быть вызван неполадками в системе охлаждения (ослабление ремня привода насоса, недостаточное количество охлаждающей жидкости, неисправности термостата или электровентилятора), а также тяжелыми дорожными условиями.

Слив жидкости из системы осуществляется через сливные отверстия, закрываемые пробками: одна - в левом углу нижнего бачка 33 радиатора, другая - в блоке цилиндров слева по ходу движения автомобиля. К системе охлаждения подключен отопитель салона автомобиля. Нагретая жидкость из головки цилиндров поступает по шлангу 4 через кран в радиатор отопителя, а по шлангу 3 и трубке 1 отсасывается насосом 36.

Насос охлаждающей жидкости - центробежного типа, приводится в действие от шкива коленчатого вала клиновым ремнем привода генератора. Насос крепится к блоку цилиндров с правой стороны через уплотнительную прокладку. Корпус 30 и крышка 25 насоса отлиты из алюминиевого сплава. В крышке подшипника 24, который стопорится винтом 28, установлен валик 27. Подшипник 24 двухрядный, неразборный, без внутренней обоймы. Подшипник заполнен смазкой при сборке и в дальней- шем не смазывается. На валик 27 с одной стороны напрессована крыльчатка 31, а с другой ступица 26 шкива привода насоса.

Торец крыльчатки, соприкасающийся с уплотнительным кольцом, закален токами высокой частоты на глубину 3 мм. Уплотнительное кольцо прижимается к крыльчатке пружиной через резиновую манжету 29. Сальник неразборный, состоит из наружной латунной обоймы 23, резиновой манжеты и пружины. Он запрессован в крышку 25 насоса. Корпус насоса имеет приемный патрубок 32 и окно 22 в сторону блока цилиндров для подачи насосом охлаждающей жидкости. При нормальном натяжении ремня привода насоса прогиб его под усилием 10 кгс должен быть в пределах 10-15 мм.

Электровентилятор. Вентилятор четырехлопастной, изготовлен из пластмассы. Лопасти вентилятора имеют переменный по радиусу угол установки и для уменьшения шума переменный шаг по ступице. Вентилятор устанавливается на вал электродвигателя и прижимается гайкой. Для лучшей эффективности работы вентилятор находится в кожухе 18, который крепится болтами к кронштейнам радиатора. Электродвигатель в сборе с вентилятором устанавливается на три резиновые втулки и крепится гайками на шпильки кожуха 18 вентилятора. Включение и выключение электровентилятора 19 осуществляется автоматически в зависимости от температуры жидкости с помощью датчика типа ТМ-108, установленного в нижнем бачке радиатора с левой стороны. Температура замыкания контактов датчика должна быть в пределах 89-95 С, а размыкания в пределах 84-90 С.

В вариантных исполнениях на автомобилях ВАЗ-21061 могут устанавливаться вентиляторы с механическим приводом от ступицы валика насоса охлаждающей жидкости.

Радиатор. Радиатор с верхним и нижним бачками, с двумя рядами латунных вертикальных трубок и лужеными охлаждающими пластинками крепится четырьмя болтами к передку кузова и опирается на резиновые опоры 21. Заливная горловина 15 радиатора закрывается пробкой И и соединяется шлангом 10 с полупрозрачным пластмассовым расширительным бачком 8. Пробка радиатора имеет впускной клапан 13 и выпускной 12, через которые радиатор соединяется шлангом с расширительным бачком.

Впускной клапан не прижат к прокладке (зазор 0, 5-1,1 мм) и допускает впуск и выпуск охлаждающей жидкости в расширительный бачок при нагревании и охлаждении двигателя. С 1988 г. на автомобилях устанавливаются радиаторы с алюминиевой сердцевиной и пластмассовыми бачками. Термостат и работа системы охлаждения. Термостат системы охлаждения ускоряет прогрев двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим работы двигателя. При оптимальном тепловом режиме температура охлаждающей жидкости должна быть 85 - 95 С. Термостат 38 состоит из корпуса 43 и крышки 46, которые завальцованы вместе с седлом основного клапана 41.

Термостат имеет входной патрубок 40 для впуска охлажденной жидкости от радиатора, патрубок 44 перепускного шланга 5 для перепуска жидкости из головки цилиндров в термостат и патрубок 45 для подачи охлаждающей жидкости в насос 36. Основной клапан установлен в стакан термоэлемента, в котором завальцована резиновая вставка 39. В резиновой вставке находится стальной полированный поршень 47, закрепленный на неподвижном держателе. Между стенками и резиновой вставкой помещен термочувствительный твердый наполнитель. Основной клапан 41 прижимается пружиной к седлу. На клапане закреплены две стойки, на которых установлен перепускной клапан 42, поджимаемый пружиной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Система смазки двигателя ВАЗ 2103


Смазка двигателя 1. Канал подачи масла к коренному подшипнику коленчатого вала; 2. Канал подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 3. Масляный картер; 4. Коленчатый вал; 5. Указатель уровня масла; 6. Масляный фильтр; 7. Перепускной клапан; 8. Фильтрующий элемент; 9. Противодренажный клапан; 10. Масляный насос; 11. Канал подачи масла от насоса к фильтру; 12. Горизонтальный канал подачи масла в масляную магистраль; 13. Канал в блоке цилиндров для подачи масла; 14. Передний сальник коленчатого вала; 15. Канал в шейке коленчатого вала; 16. Канал подачи масла от масляной магистрали к коренному подшипник; 17. Валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 18. Отверстие в звездочке для смазки цепи; 19. Звездочка распределительного вала; 20. Магистральный канал в распределительном валу; 21. Кольцевая выточка на средней опорной шейке распределительного вала; 22. Канал в кулачке распределительного вала; 23. Крышка маслоналивной горловины; 24. Канал в опорной шейке распределительного вала; 25. Корпус подшипников распределительного вала; 26. Наклонный канал в головке цилиндров для подачи масла к газораспр.механизму; 27. Вертикальный канал в блоке цилиндров для подачи масла к газораспр.механизму; 28. Магистральный канал в блоке цилиндров; 29. Датчик контрольной лампы и указателя давления масла: 30. Вытяжной коллектор вентиляции картера; 31. Пламегаситель; 32. Вытяжной шланг; 33. Крышка маслоотделителя; 34. Маслоотделитель; 35. Сливная трубка маслоотделителя; 36. Золотник на оси дроссельной заслонки первичной камеры карбюратора; 37. Калиброванное отверстие; 38. Впускная труба; 39. Дроссельная заслонка; 40. Карбюратор; 41. Шланг отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 42. Воздушный фильтр; 43. I. Схема вентиляции картера; 44. II. Работа золотникового устройства карбюратора; 45. III. При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя; 46. IV. При средней частоте вращения коленчатого вала двигателя.


Система смазки двигателя комбинированная: под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, опоры распределительного вала, втулки шестерни и валика привода масляного насоса и распределителя зажигания. Маслом, вытекающим из зазоров и разбрызгиваемым движущимися деталями, смазываются стенки цилиндров, поршни с поршневыми кольцами, поршневые пальцы в бобышках поршня, цепь привода газораспределительного механизма, опоры рычагов привода клапанов, а также стержни клапанов в их направляющих втулках.

Вместимость системы смазки 3,75 л. Уровень масла контролируется по меткам на указателе 5. Нормальное давление масла 0,35-0,45 Мпа (3.5-4,5 кгс/см) при частоте вращения коленчатого вала 5600 об/мин. Минимальное давление должно быть не менее 0,08 Мпа (0.8 кгс/см') В систему смазки входят: масляный насос 10, приемный патрубок с фильтрующей сеткой, прикрепленный к корпусу насоса, полнопоточный масляный фильтр 6, установленный на левой передней стороне двигателя; редукционный клапан давления масла, встроенный в приемный патрубок, датчики 29 указателя и контрольной лампы давления масла.

Циркуляция масла при работе двигателя происходит следующим образом. Масляный насос 10, приводимый в движение парой шестерен с винтовыми зубьями, засасывает масло из картера через фильтрующую сетку приемного патрубка и подает его по каналу 11 в полнопоточный фильтр 6. Отфильтрованное масло по каналу 12 попадает в продольный магистральный канал 28, проходящий вдоль блока с левой стороны, а оттуда по каналам 16, просверленным в перегородках блока цилиндров, подводится к коренным подшипникам коленчатого вала. К центральной опоре распределительного вала масло подводится по каналам, просверленным в блоке цилиндров 27, в головке цилиндров 26 и в корпусе подшипников распределительного вала.

В прокладке головки цилиндров имеется окантованное медью отверстие, по которому масло проходит из канала 27 блока в канал 26 головки. В каждом вкладыше первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников имеется по два отверстия, через которые масло попадает в кольцевые канавки на внутренних поверхностях вкладышей. Из канавок часть масла идет на смазывание коренных подшипников, а другая часть по каналам 2. просверленным в шейках и щеках коленчатого вала, к шатунным подшипникам, и от них через отверстия в нижних головках шатунов струя масла попадает на зеркала цилиндров в момент совпадения отверстия подшипника с каналом в шатунной шейке.

С 1990 г. шатуны изготавливаются без отверстия в нижней головке, и масло от нее на стенки цилиндра не подается. Масло, прошедшее к центральной опоре распределительного вала через кольцевую выточку 21 в опорной шейке, попадает в магистральный канал 20 распределительного вала, а из канала через отверстия в кулачках и опорных шейках к рабочим поверхностям кулачков, рычагов и опор вала.

Масло от первого подшипника валика 17 привода масляного насоса и распределителя зажигания поступает по каналу, просверленному в самом валике, ко второму подшипнику. К втулке шестерни привода масляного насоса и распредели- теля зажигания масло подводится по отдельному каналу 13 из полости перед масляным фильтром. Остальные детали смазываются разбрызгиванием и самотеком.

Масляный насос - шестеренчатого типа, установлен внутри картера и крепится к блоку цилиндров двумя болтами. Ведущая шестерня насоса закреплена на валике неподвижно, а ведомая шестерня свободно вращается на оси, запрессованной в корпус насоса. Масло поступает в насос по маслоприемному патрубку, пройдя фильтрующую сетку. В корпус маслоприемного патрубка встроен редукционный клапан. При повышении давления в системе смазки выше допустимого масло отжимает редукционный клапан, и избыточное масло перепускается из полости давления в полость маслоприемника.

Давление, при котором срабатывает редукционный клапан, обеспечивается пружиной соответствующей упругости, установленной на заводе. Это давление не регулируется. Масляный Фильтр навернут на штуцер и прижат к кольцевому буртику на блоке цилиндров. Герметичность соединения обеспечивается резиновой прокладкой, установленной между крышкой фильтра и буртиком блока. Фильтр имеет противодренажный клапан 9, предотвращающий отекание масла из системы при остановке двигателя, и перепускной клапан 7, который срабатывает при засорении фильтрующего элемента и перепускает масло помимо фильтра в магистральный канал 28. Фильтрация масла производится бумажным элементом 8. Вентиляция картера двигателя.
Вентиляция картера закрытая, принудительного типа, не допускает повышения давления в картере из-за проникновения в него отработавших газов. Картерные газы отсасываются в коллектор 30 воздушного фильтра 42 через маслоотделитель 34, вытяжной шланг 32 с пламегасителем 31. Из коллектора 30 газы могут идти двумя путями: непосредственно в воздушный фильтр 42, а также по шлангу 41, золотник 36 на оси дроссельной заслонки в задроссельное пространство карбюратора. С повышением частоты вращения коленчатого вала при открывании дроссельной заслонки золотник 36 поворачивается и открывает дополнительный путь картерным газам через канавку в золотнике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Система питания двигателя ВАЗ 2103

Система питания 1. Задняя трубка топливного трубопровода; 2. Передняя трубка топливного трубопровода; 3. Топливный насос; 4. Шланг от топливного насоса к карбюратору; 5. Карбюратор; 6. Ось рычага механической подачи топлива; 7. Седло нагнетательного клапана; 8. Нагнетательный клапан; 9. Верхний корпус насоса; 10. Фильтр; 11. Нагнетательный патрубок; 12. Крышка насоса; 13. Всасывающий патрубок; 14. Седло всасывающего клапана; 15. Всасывающий клапан; 16. Тарелка диафрагмы; 17. Внутренняя дистанционная прокладка; 18. Верхние диафрагмы; 19. Наружная дистанционная прокладка; 20. Нижняя диафрагма; 21. Шток; 22. Рычаг ручной подкачки топлива; 23. Пружина рычага; 24. Нижний корпус насоса; 25. Балансир; 26. Пробка топливного бака; 27. Воздушная трубка топливного бака; 28. Шланг сообщения топливного бака с атмосферой; 29. Приемная труба; 30. Блок цилиндров; 31. Эксцентрик валика привода масляного насоса и распределителя зажигания; 32. Толкатель; 33. Теплоизоляционная проставка топливного насоса; 34. Прокладка теплоизоляционной проставки; 35. Прокладка топливного насоса; 36. Рычаг механического привода насоса; 37. Кулачок; 38. Датчик указателя уровня топлива; 39. Топливный бак; 40. I. Схема работы топливного насоса; 41. II.Схема установки топливного насоса.

Система питания включает приборы подачи в карбюратор топлива и воздуха, приготовления горючей смеси и выпуска отработавших газов. Система питания состоит из топливного бака, топливного насоса, воздушного фильтра, карбюратора, впускной трубы, выпускного коллектора, глушителей и трубопроводов. Очистка топлива на автомобиле осуществляется топливными фильтрами, установленными на приемной трубке датчика уровня топлива в баке, в топливном насосе и карбюраторе.

Топливный бак 39 стальной, сварен из двух половин. Стальные листы с внутренней стороны освинцованы. Снаружи бак окрашен черной эмалью. Вместимость топливного бака 39 л, включая и резерв 4-6,5 л. Бак установлен в багажном отделении кузова справа по ходу автомобиля на резиновой прокладке и закреплен к кузову двумя хомутами, стянутыми болтом. Заливная горловина бака выведена в нишу в правом заднем крыле и закрывается глухой пробкой 26 на резьбе. Для доступа к пробке необходимо нажать на передний торец крышки на крыле, которая закрывает нишу.

Для вентиляции и доступа атмосферного воздуха топливный бак имеет шланг 28, который выведен вторым концом в нишу заливной горловины. Топливо, попавшее в петлю вентиляционного шланга при движении автомобиля по неровной дороге, образует жидкостный затвор, препятствующий испарению бензина из бака. Сверху на баке закреплен датчик 38 уровня топлива в сборе с патрубком и приемной трубкой 29, снабженной топливным сетчатым фильтром. Бак имеет сливную пробку, для доступа к которой в полу кузова находится отверстие, закрытое заглушкой.

С 1985 года на автомобилях сливные пробки на топливных баках не устанавливаются. Топливопроводы 1 и 2 изготовлены из стальных оцинкованных или освинцованных трубок. Топливопроводы соединены между собой, с баком, с топливным насосом, а также топливный насос 3 с карбюратором 5, резиновыми шлангами в тканевой оплетке и закреплены стяжными хомутами с винтом и гайкой. На кузове топливопроводы закреплены пластмассовыми держателями. Отверстия в кузове для прохода топливопроводов загер- метизированы резиновыми заглушками.

Топливный насос - диафрагменного типа, с механическим приводом; установлен на левой стороне блока цилиндров, закреплен на двух шпильках через теплоизоляционную проставку 33 и регулировочные прокладки 34 и 35. Снабжен рычагом 22 ручной подкачки топлива. Подача насоса не менее 60 л/ч при частоте качаний 2000 циклов в минуту. Давление, развиваемое насосом, 20-30 кПа. Привод топливного насоса осуществляется от эксцентрика 31 вала привода масляного насоса и распределителя зажигания через толкатель 32.

Насос состоит из нижнего корпуса 24 с рычагами привода, верхнего корпуса 9 с клапанами и патрубками. диафрагменного узла и крышки 12. Диафрагменный узел имеет три диафрагмы: две верхние 18 рабочие для подачи топлива, одну нижнюю 20 - предохранительную, работающую в контакте с картерным маслом и предохраняющую попадание топлива в картер двигателя при повреждениях рабочих диафрагм. Между рабочими и предохранительной диафрагмами установлены дистанционные наружная 19 и внутренняя 17 прокладки. Наружная прокладка имеет отверстие для выхода топлива наружу при повреждениях рабочих диафрагм.

Диафрагмы с тарелками и с внутренней дистанционной прокладкой 17 установлены на шток 21 и закреплены сверху гайкой. Диафрагменный узел установлен между верхним и нижним корпусами насоса. Под диафрагменный узел на шток установлена сжатая пружина. Шток 21 Тобразным хвостовиком вставлен в прорезь балансира 25. Такая конструкция позволяет, не разбирая диафрагменный узел, снимать его с двигателя.

В нижнем корпусе 24 на оси 6 установлены рычаг 36 механической подачи топлива и балансир 25. В нижнем корпусе также на оси с кулачком 37 установлен рычаг 22 ручной подкачки топлива, который под действием пружины 23 возвращается в исходное положение. В верхнем корпусе 9 насоса установлены текстолитовые шестигранные всасывающий 15 и нагнетательный 8 клапаны. Клапаны пружинами поджимаются к латунным седлам 7 и 14. Сверху к корпусу центральным болтом крепится крышка 12. Между крышкой и корпусом установлен пластмассовый сетчатый фильтр 10. В верхнем корпусе 9 насоса запрессованы всасывающий 13 и нагнетательный 11 патрубки.

При работе двигателя эксцентрик 31 вала привода через толкатель 32 действует на рычаг 36 и поворачивает балансир 25, который за шток 21 оттягивает диафрагмы насоса вниз. При этом пружина диафрагм еще более сжимается, создается разрежение, в результате которого топливо через всасывающий клапан заполняет рабочую полость (полость над диафрагмами). При сбеге эксцентрика с толкателя освобождается рычаг 36, балансир 25 и шток с диафрагмами. Диафрагмы под действием сжатой пружины создают давление топлива в рабочей полости, закрывается всасывающий клапан 15, и топливо через нагнетательный клапан 8 подается в поплавковую камеру карбюратора.

При небольшом расходе топлива ход диафрагм будет неполным; при этом ход рычага 36 частично будет холостым. При ручной подкачке топлива нажимают на рычаг 22, кулачок 37 действует на балансир 25 и оттягивает шток с диафрагмами. Происходит всасывание топлива в рабочую полость. При отпускании рычаг и кулачок под действием пружины 23 возвращаются в исходное положение, а диафрагмы нагнетают топливо в поплавковую камеру карбюратора.

При установке топливного насоса на двигатель подбирают регулировочные прокладки 34 и 35 таким образом, чтобы минимальное выступание толкателя 32 над привалочной плоскостью теплоизоляционной проставки 33 (с учетом прокладки между проставкой и топливным насосом) составляло 0,8-1.3 мм. Минимальное выступание толкателя устанавливается медленным проворачиванием коленчатого вала двигателя. Прокладки изготавливаются трех типов и имеют толщину 0,30; 0,75 и 1,25 мм. Между теплоизоляционной проставкой и блоком цилиндров всегда должна ставиться прокладка толщиной 0.30 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Карбюратор

1. Главный топливный жиклер первой камеры; 2. Винт регулировки подачи топлива ускорительным насосом; 3. Перепускной жиклер ускорительного насоса; 4. Кулачок привода ускорительного насоса; 5. Возвратная пружина дроссельной заслонки первой камеры; 6. Рычаг привода ускорительного насоса; 7. Винт, ограничивающий закрытие дроссельной заслонки 1-й камеры; 8. Диафрагма ускорительного насоса; 9. Регулировочный винт состава смеси холостого хода с ограничительной втулкой; 10. Патрубок для подачи разрежения к вакуумному регулятору распределителя зажигания; 11. (регулировочный винт количества смеси холостого хода; 12. Запорный клапан топливного жиклера холостого хода; 13. Корпус карбюратора; 14. Регулировочный винт пускового устройства; 15. Диафрагма пускового устройства; 16. Воздушный жиклер пускового устройства; 17. Крышка карбюратора; 18. Воздушный жиклер системы холостого хода; 19. Распылитель ускорительного насоса; 20. Главные воздушные жиклеры; 21. Эмульсионный жиклер экономайзера (эконостата); 22. Топливный жиклер экономайзера; 23. Воздушный жиклер экономайзера; 24. Эмульсионная трубка; 25. Поплавок; 26. Игольчатый клапан; 27. Топливный фильтр; 28. Корпус топливного жиклера переходной системы второй камеры; 29. Пневмопривод дроссельной заслонки второй камеры; 30. Малый диффузор смесительной камеры; 31. Распылитель; 32. Воздушная заслонка; 33. Рычаг оси воздушной заслонки; 34. Телескопическая тяга привода воздушной заслонки; 35. Рейка пускового устройства; 36. Корпус пускового устройства; 37. Винт крепления тяги привода воздушной заслонки; 38. Трехплечий рычаг; 39. Кронштейн возвратной пружины; 40. Патрубок отсоса кар- торных газов; 41. Возвратная пружина рычагов; 42. Рычаг привода дроссельных заслонок; 43. Ось дроссельной заслонки первой камеры; 44. Тяга соединения приводов воздушной и дроссельной заслонок; 45. Рычаг, ограничивающий открытие дроссельной заслонки второй камеры; 46. Рычаг связи с воздушной заслонкой; 47. Шток пневмопривода дроссельной заслонки второй камеры; 48. Рычаг связанный с рычагом 49 через пружину; 49. Рычаг. жестко закрепленный на оси 43; 50. Винт для регулировки закрытия дроссельной заслонки 2-й камеры; 51. Дроссельная заслонка второй камены; 52. Диафрагма пневмопривода дроссельной заслонки 2-й камеры; 53. Отверстия переходной системы второй камеры; 54. Корпус дроссельных заслонок; 55. Топливный жиклер холостого хода; 56. Игл запорного клапана; 57. Корпус запорного клапана; 58. Якорь электромагнита; 59. Обмотка катушки электромагнита.


На автомобиля ВАЗ-2103 выпуска 1972-74 гг. устанавливались карбюраторы 2103-1107010. С 1974 по 1976 г.г. на автомобили ВАЗ-2103 - 2106 стали ставить карбюраторы 2103-1107010-01, а с 1976 по 1980 г.г. 2106-110-7010. С 1980 г. устанавливают карбюратор "Озон" 2107-1107010-20 с распределителями зажигания, имеющими вакуумный регулятор опережения зажигания. Со старыми распределителями зажигания (без вакуумного регулятора) устанавливали карбюратор 2107-110-7010-10, поступающий в запасные части и отличающийся от 2107-1107010-20 только отсутствием патрубка отбора разрежения для вакуумного регулятора.

Карбюраторы с соответствующими распределителями зажигания взаимозаменяемы между собой. Основные данные карбюраторов приведены в таблице. На автомобили ВАЗ-21063 устанавливается карбюратор 2105-1107010-20. который отличается от карбюратора 2107-1107010-20 лишь следующими тарировочными данными: диаметры главных топливных жиклеров составляют 1,07 и 1,62 мм; диаметры главных воздушных жиклеров - 1,70 мм; диаметры жиклеров пневмопривода дроссельной заслонки второй камеры - 1,2 и 1,0 мм; пусковые зазоры воздушной заслонки - 5-10 мм, дроссельной заслонки - 0,7-0,8 мм.

На автомобиль ВАЗ-21065 устанавливается карбюратор типа "Солекс" 21053-1107010. На данном рисунке показан карбюратор 2107-1107010-20. Карбюратор 2107-1107010-20 эмульсионного типа, двухкамерный, с падающим потоком. Открытие дроссельной заслонки первой камеры осуществляется от педали в салоне. Карбюратор имеет сбалансированную поплавковую камеру, две главные дозирующие системы, диафрагменное пусковое устройство, экономайзер (эконостат) с пневматическим приводом, диафрагменный ускорительный насос с механическим приводом, автономную систему холостого хода и переходную систему второй смесительной камеры, а также золотниковое устройство для венти- ляции картера двигателя.

Карбюратор 2107-1107010-20 состоит из трех корпусных деталей: корпуса 13 карбюратора, крышки 17 и корпуса 54 дроссельных заслонок. Крышка 17 имеет входные горловины смесительных камер. В крышке установлена воздушная заслонка 32, игольчатый клапан 26, поплавок 25. топливный фильтр 27. На крышке крепится пусковое устройство. Рычаг 32 воздушной заслонки тягой связан с рейкой 35, а телескопической тягой 34 с трехплечим рычагом 38.

В крышке выполнены каналы экономайзера (эконостата). В корпусе 13 в больших диффузорах установлены легкосъемные малые диффузоры 30, изготовленные заодно с распылителями 31 главных дозирующих систем и распылителем эконостата. В корпусе выполнены каналы главных дозирующих систем, автономной системы холостого хода, переходной системы, ускорительного насоса, канал связи пускового устройства с за- дроссельным пространством.

В корпусе установлены распылитель 19 ускорительного насоса, топливные, воздушные и эмульсионные жиклеры вышеперечисленных систем. В корпусе 54 установлены заслонки первой и второй камер. На оси заслонки первой камеры установлены: рычаг 42 привода дроссельных заслонок от педали, рычаг 45, ограничивающий открытие заслонки второй камеры, рычаг 46 связи с воздушной заслонкой, кулачок 4 привода ускорительного насоса. На оси заслонки первой камеры находится золотник вентиляции картера двигателя. На оси заслонки 51 установлены рычаг 49, жестко закрепленный, и рычаг 48 привода заслонки, связанный через пружину с рычагом 49 и со штоком 47 диафрагмы пневматического привода. В корпусе выполнены каналы переходной системы и автономной системы холостого хода, установлены регулировочные винты 11 и 9 количества смеси и качества (состава) смеси холостого хода.

 

 

 

 

 

 

 


Работа карбюратора

1. Рычаг ускорительного насоса; 2. Винт регулировки подачи топлива ускорительным насосом; 3. Пробка обратного клапана ускорительного насоса; 4. Поплавковая камера; 5. Топливный жиклер переходной системы второй камеры; 6. 6. Воздушный жиклер экономайзера (эконостата); 7. 7. Воздушный жиклер переходной системы; 8. Топливный жиклер экономайзера; 9. Главный воздушный жиклер второй камеры; 10. Эмульсионный жиклер экономайзера; 11. Распылитель экономайзера; 12. Распылитель главной дозирующей системы второй камеры; 13. Малый диффузор второй камеры; 14. Клапан распылителя ускорительного насоса; 15. Распышталь ускорительного насоса; 16. Малый диффузор первой камеры; 17. Воздушная заслонка; 18. Соединительная втулка кацапов карбюратора: 19. Главный воздушный жиклер первой камеры; 20. Воздушный жиклер пускового устройства; 21. Тяга, соединяющая рычаг оси воздушной заслонки с рейкой пускового устройства; 22. Корпус пускового устройства; 23. Рейка пускового устройства; 24. Диафрагма пускового устройства; 25. Регулировочный винт пускового устройства; 26. Воздушный жиклер системы холостого хода; 27. Седло игольчатого клапана; 28. Игольчатый клапан; 29. Топливный фильтр; 30. Кронштейн поплавка с упором и язычком; 31. Шарик демпфера игольчатого клапана; 32. Поплавок; 33. Топливный жиклер системы холостого хода; 34. Главный топливный жиклер первой камеры; 35. Эмульсионная трубка первой камеры; 36. Регулировочный винт состава (качества) смеси холостого хода; 37. Регулировочный винт количества смеси холостого хода; 38. Седло регулировочного винта; 39. Дроссельная заслонка первой камеры: 40. Первая смесительная камера; 41. Вторая смесительная камера; 42. Дроссельная заслонка второй камеры; 43. Нерегулируемые отверстия переходной системы; 44. Эмульсионная трубка второй камеры; 45. Главный топливный жиклер второй камеры; 46. Обратный клапан ускорительного насоса; 47. Перепускной жиклер ускорительного насоса; 48. Диафрагма ускорительного насоса; 49. Жиклер пневмопривода. расположенный во второй камере; 50. Жиклер пневмопривода. расположенный в первой камере; 51. I. Схема работы карбюратора на максимальной мощности двигателя; 52. II.Схема работы пневмопривода дроссельной заслонки второй камеры; 53. III. Схема работы ускорительного насоса; 54. IV. Схема работы пускового устройства; 55. V. Схема работы карбюратора на режимах дросселирования; 56. VI. Схема работы карбюратора на холостом ходу.

 

При пуске холодного двигателя закрывают воздушную заслонку 17 вытягиванием рукоятки управления на себя до отказа. При этом тяга 21 займет крайнее левое положение в прорези рейки 23, а тяга 44, опускаясь вниз, под действием поворота трехплечего рычага 38 повернет рычаг 46 и приоткроет дроссельную заслонку первой камеры на требуемую величину. При этом возникающее разрежение передается как к отверстиям автономной системы холостого хода, так и через приоткрытую дроссельную заслонку 39 первой камеры к распылителю главной дозирующей системы.

Под действием разрежения топливо начинает интенсивно истекать из отверстий системы холостого хода и распылителя. Из отверстий системы холостого хода топливо поступает в виде топливовоздушной эмульсии. Подмешивание воздуха к топливу происходит через воздушный жиклер 26. Одновременно по каналу связи с задроссельным пространством разрежение передается в рабочую полость диафрагмы 24 пускового устройства, но оно недостаточно для того, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины диафрагмы.

При появлении устойчивых вспышек разрежение возрастает, диафрагма 24 с рейкой 23 втягиваются, и тяга 21 приоткрывает воздушную заслонку 17. При этом сжимается пружина, расположенная в телескопической тяге. Пусковое устройство, автоматически открывая или прикрывая воздушную заслонку, не допускает чрезмерного обогащения или обеднения смеси. Холостой ход двигателя. Дроссельные заслонки прикрыты, переходные отверстия системы находятся чуть выше верхней кромки заслонок, воздушная заслонка полностью открыта. Разрежение из-под дроссельной заслонки первой камеры через отверстия системы холостого хода передается в каналы системы.

Под действием разрежения топливо, поступающее в эмульсионный колодец из поплавковой камеры через главный топливный жиклер 34, поднимается к топливному жиклеру 33, смешивается с воздухом, поступающим через воздушный жиклер 26, дополнительно смешивается с воздухом, поступающим через переходные отверстия и через отверстие, регулируемое винтом 37, поступает под дроссельную заслонку. На этом режиме разрежение в малом диффузоре незначительно, и топливо из распылителя главной дозирующей системы на двигатель не поступает. Топливный жиклер 33 холостого хода имеет запорный электромагнитный клапан. При снятии напряжения с электромагнитного клапана игла клапана закрывает топливный жиклер 33, и поступление топлива прекращается, чем исключается возможность работы двигателя при выключенном зажигании.

Малые и средние нагрузки. Работает в основном первая смесительная камера, необходимый состав горючей смеси,, обеспечивается совместной работой главной дозирующей системы и системы холостого хода. При открытии дроссельной заслонки первой камеры разрежение в распылителе увеличивается, топливо в эмульсионном колодце поднимается, смешивается с воздухом поступающим через жиклер 19, и увлекается в распылитель. Разрежение в смесительной камере достаточное, поэтому топливо поступает также и из отверстий системы холостого хода.

Расход топлива обеими системами ограничивается главным топливным жиклером 34. При открытии дроссельной заслонки примерно на угол 48 пневмопривод начинает открывать дроссельную заслонку второй камеры. Топливо начинает истекать и из распылителя главной дозирующей системы второй камеры. Отсутствие провалов в работе двигателя- в момент начала открытия дроссельной заслонки второй камеры обеспечивают отверстия 43 переходной системы, вступающей в работу с этого момента. В дальнейшем вторая камера работает аналогично первой.

Максимальная мощность двигателя. Дроссельные заслонки обеих камер полностью открыты: работают главные дозирующие системы, система холостого хода, переходная система, а также при достижении необходимого разрежения и эконостат. В связи с некоторым снижением разрежения в каналах системы холостого хода и переходной системы при полностью открытых дроссельных заслонках истечение топлива из этих систем незначительно. При достижении достаточного разрежения в малом диффузоре второй смесительной камеры вступает в работу эконостат, обогащая горючую смесь при полной нагрузке. Топливо из поплавковой камеры поступает через жиклер 8 эконостата, смешивается с воздухом. поступающим из жиклера 6. и далее через эмульсионный жиклер 10 и распылитель 11 всасывается в смесительную камеру.

Ускорительный насос работает на режиме увеличения нагрузки двигателя, при этом необходимое обогащение смеси осуществляется впрыском дополнительной порции топлива в воздушный поток первой смесительной камеры. При резком увеличении нагрузки (резко открывается дроссельная заслонка) кулачок привода ускорительного насоса на оси заслонки воздействует на рычаг 1, который сжимает пружину, помещенную внутри телескопическо- го стакана рабочей диафрагмы 48. Разжимаясь, пружина перемещает диафрагму, обеспечивая плавный затяжной впрыск топлива через распылитель 15.

Работа дроссельной заслонки второй камеры. На малых нагрузках двигателя, когда дроссельная заслонка первой камеры открыта незначительно, разрежение в диффузорах недостаточное для срабатывания пневмопривода, и под действием пружины шток пневмопривода опущен вниз. По мере увеличения нагрузки и открытия дроссельной заслонки первой камеры разрежение в ней увеличивается и в определенный момент приводит к перемещению диафрагменного механизма вплоть до полного его хода с одновременным закручиванием пружины на оси дроссельной заслонки второй камеры.

Однако дроссельная заслонка второй камеры остается закрытой, пока дроссельная заслонка первой камеры не будет открыта на угол примерно 48 . При полностью открытой дроссельной заслонке первой камеры и большом расходе воздуха (большой частоте вращения коленчатого вала) дроссельная заслонка второй камеры открывается полностью. Регулирование положения дроссельной заслонки второй камеры происходит автоматически, в зависимости от скоростного режима работы двигателя. При резком закрытии дроссельной заслонки первой камеры принудительно закрывается и дроссельная заслонка второй камеры.

 

 

 

 

 

 

 

 


Раздел 2. Расчет рабочих процессов, индикаторных и эффективных показателей двигателя.
2.1 Выбор исходных данных
2.1.1 Топливо:
Показатели топлива Обознач. Двигатели
с искровым
зажиганием
(двигатели Отто)
бензин
Вид топлива АИ-93
Элементарный
состав, %
Углерод
85,4
Водород
14,2
Кислород
0,4
Низшая теплота сгорания, МДж/кг
44
Формула молекулы тв. С8,2Н16,7
2.1.2 Показатели двигателя
-мощность двигателя,
-механический КПД,
-частота вращения,
-диаметр цилиндра,
-ход поршня,
2.1.3 Показатели цикла
-степень сжатия,
-степень повышения давления,
-коэффициент наполнения,
-коэффициент избытка воздуха,
-коэффициент остаточных газов,
-подогрев заряда о стенки КС,

-коэффициент использования теплоты
в () z,
в () b,
-температура остаточных газов,
-давление остаточных газов,
-показатель политропы сжатия,
-показатель политропы расширения,
2.1.4 Параметры окружающей среды
-давление
-температура

2.2 Расчет параметров рабочего тела.
2.2.1 Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
;
.
2.2.2 Действительное количество воздуха в горючей смеси
.
2.2.3 Коэффициент остаточных газов
.
2.2.4 Количество молей остаточных газов
.

2.2.5 Суммарное количество свежей смеси при сгорании 1 кг топлива:
.
где т -молекулярная масса условного топлива;
x –число атомов С, y –число атомов Н, z –число атомов О.

2.2.6. Количество молей составляющих продуктов сгорания
2.2.6.1 Количество молей окиси углерода:
.
где -характеристика топлива, т.к. , то .
2.2.6.2 Количество молей водорода
.
2.2.6.3 Количество молей воды
.
2.2.6.4 Количество молей СО2
.
2.2.6.5 Количество молей азота
.
2.2.6.6 Количество молей кислорода
.
2.2.6.7 Суммарное количество молей продуктов сгорания


2.2.6.8 Коэффициент молекулярного изменения
- теоретический коэффициент молекулярного изменения.
- действительный коэффициент молекулярного изменения.
2.3 Расчет процесса наполнения.
2.3.1 Давление в конце впуска
,
где - потери во впускном тракте.
.

по опытным данным .
2.3.2 Температура заряда в конце пуска
.
2.3.3 Коэффициент наполнения

Сравниваем полученное значение : и
2.4 Расчет процесса сжатия.
2.4.1 Показатель политропы сжатия
, где n –частота вращения.

Рассчитывается n1 методом итерации из выражения
,
при n1 = 1,35 ,то
где Rм=8,314 кДж/мК –универсальная газовая постоянная,
аa, ba –коэффициенты в уравнении теплоемкости .
Для сухого воздуха: аа=20,758,
ba=0,0025.
2.4.2 Давление в конце сжатия
,
2.4.3 Температура в конце сжатия
,

2.5 Процесс сгорания.
2.5.1 Потери теплоты в следствие неполноты сгорания

2.5.2 Средняя мольная теплоемкость сухого воздуха
,
2.5.3 Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания
,
2.5.4 Температура в конце процесса сгорания
;подставим в ур-ие средние мольные теплоемкости, получим

Решаем квадратное ур-ие


2.5.5. Давление в конце сгорания

МПа
2.5.6. Степень повышения давления

2.6 Процесс расширения.

2.6.1. Показатель политропы расширения

2.6.2. Давление в конце расширения

2.6.3. Температура в конце расширения

2.7 Индикаторные показатели.

2.7.1. Среднее индикаторное давление теоретической диаграммы

2.7.2. Действительное индикаторное давление

где пд -коэффициент полноты индикаторной диаграммы,

2.7.3. Индикаторная мощность двигателя

где  -коэффициент тактности
2.7.4. Индикаторный КПД
,
для двигателей без наддува: рк=ро, Тк=То.
2.7.5. Удельный индикаторный расход топлива
.


2.8 Эффективные показатели.

2.8.1. Среднее давление трения
,
2.8.2. Среднее эффективное давление
.
2.8.3. Эффективный КПД
.
где
2.8.4. Удельный эффективный расход топлива
.
2.8.5. Эффективная мощность двигателя
.
Расчет можно считать верным, т.к. найденная в результате подсчетов эффективная мощность двигателя отличается от паспортной мощности для данного двигателя не более 3 %:

2.8.6. Крутящий момент
.

 

 

2.9 Построение индикаторной диаграммы по методу Гринивецкого.
Индикаторными диаграммами называют зависимости давления газа в цилиндре в функции от угла поворота коленчатого вала (развернутая индикаторная диаграмма) или в функции от текущего объема надпоршневого пространства (свернутая индикаторная диаграмма).
Целесообразно выполнять расчеты свернутой и развернутой индикаторных диаграмм одновременно, задаваясь значениями угла  и записывая их в табл. 2.
2.9.1 Задаемся рядом значений угла поворота коленчатого вала от 0 (положение поршня в ВМТ) до 180о (положение поршня в НМТ) с интервалом в 10о.
2.9.2 Рассчитываем текущее значение надпоршневого объема, используя зависимость

2.9.3 Рассчитываем текущую степень сжатия

2.9.4 При известных фазах газораспределения определяем объемы Vт в соответствующих точках и учитываем их при составлении таблицы.
Начало открытия впускного клапана (точка r’ ) устанавливается за 25о до прихода поршня в ВМТ, а закрытие (точка a’’ ) через 70о после прохода поршнем НМТ; начало открытия выпускного клапана (точка b’ ) принимается за 60о до прихода поршня в НМТ, а закрытие (точка a’ ) – через 30о после прохода поршнем ВМТ. Угол опережения зажигания на номинальном режиме работы двигателя равен θ = 35о.
2.9.5 Давления сжатия рассчитываем по уравнению

2.9.6 Давления на ходе расширения рассчитываем по уравнению

2.9.7 Температуры газов рассчитываем, используя уравнение состояния
,
где - текущее значение давления газов в цилиндре;
- на такте сжатия;
- на такте расширения,
где  - коэффициент молекулярного изменения;
R – газовая постоянная,
R=0,287 кДж/кгК – на такте сжатия,
R=0,300 кДж/кгК – на такте расширения.

2.9.8 Построение свернутой диаграммы
Свернутую диаграмму строят в координатах р –V, выбирая масштабы величин таким образом, чтобы отношение высоты диаграммы к ее длине составляло бы примерно 1,21,5 ( ), шкалы осей должны иметь деления с указанными значениями величин давлений, углов, объемов, температур. Полученные расчетные точки соединяют плавными кривыми, используя лекало. Линии процессов подвода и отвода теплоты сz и bа строят с помощью линейки, а затем скругляют, соединяя плавными кривыми точки r с a’, c’ с c’’(соответствует повышению давления в конце процесса сжатия, т.к. в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в ВМТ. pc’’=(1,15…1,25)• •pc=1,25•1,55=1,94 МПа) и далее zд и кривой расширения b’ с b’’ (точка b’’ располагается обычно между точками b и a) и линией выпуска b’’r’r , получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra’ac’c’’zдb’b’’r.
Таблица 1
Обозначение точек Положение точек φо
Расстояние точек от ВМТ (АХ), мм
r’ 25о до ВМТ 25 0,1191 10,8
a’ 30о после ВМТ 30 0,1695 15,4
a’’ 70о после НМТ 110 1,4674 133,4
c’ 35о до ВМТ 35 0,2276 20,69
b’ 60о до НМТ 120 1,6065 146,1



Процессы впуска и выпуска принимаются протекающими при V = const и p = const.
2.9.9 Построение развернутой диаграммы
Масштаб давлений на диаграммах рт= f (Vт) и рг= f (пкв) строят в одном масштабе. На оси абсцисс откладывают углы поворота коленчатого вала в диапазоне -360...+360о ПКВ. При этом положению ВМТ должна соответствовать середина диаграммы. Расчетные значения давлений берем из табл. 2 и соединяем их лекальными кривыми. Прямые линии процессов округляют и плавными линиями соединяют с линиями сжатия и расширения. Линии насосных ходов (процессов газообмена) на диаграмме строят по данным теплового расчета, где линии наполнения соответствует кривая рра, а линии выпуска – рr.
Таблица 2
Угол поворота коленчатого вала Vт, м^3 Eт Сжатие Расширение
Pгс, мПа Tг, К Pгр, мПа Tг,К
0 0,000048400 1 1,55 700 6,0435 2895
10 0,000051918 1,072688537 1,409183364 407,7192123 5,539890916 1508,500438
20 0,000062297 1,287127339 1,101838329 382,5246444 4,419344403 1443,94267
30 0,000079024 1,632717236 0,799239798 351,9719938 3,290628952 1363,830754
40 0,000101287 2,092701282 0,571678878 322,6854744 2,418864542 1284,959313
50 0,000128039 2,64542852 0,41661728 297,2715444 1,808812071 1214,674926
60 0,000158071 3,265937501 0,313470226 276,1367417 1,392896247 1154,774607
70 0,000190101 3,927699796 0,24435444 258,8681084 1,108044115 1104,754872
80 0,000222851 4,604351724 0,197164834 244,8600751 0,909828625 1063,404946
90 0,000255129 5,271250001 0,16425687 233,5378004 0,769335273 1029,437173
100 0,000285885 5,906713056 0,140860748 224,4170735 0,668066421 1001,69638
110 0,000314254 6,492850871 0,123970711 217,1073621 0,594112371 979,2072297
120 0,000339571 7,015937501 0,111658351 211,2987614 0,539687357 961,1663174
130 0,000361371 7,466335593 0,102662489 206,7470508 0,499614712 946,9200502
140 0,000379361 7,838034606 0,096145117 203,2611782 0,470404673 935,9429809
150 0,000393391 8,127907765 0,091545202 200,6939968 0,449691683 927,8210258
160 0,000403405 8,334821995 0,088490546 198,935933 0,435890173 922,2400854
170 0,000409403 8,458746685 0,086744869 197,9109592 0,427985507 918,9791738
180 0,000411400 8,5 0,086177 197,5742429 0,425411336 917,9067676

 

 

 

 

 

 


Свернутая индикаторная диаграмма

 

 



Развернутая индикаторная диаграмма

Рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в ВМТ и повышает давление в конце процесса сжатия (точка с’’):
Процесс сгорания происходит по кривой c’’zд. В точке zд достигается максимальное давление pzд=4,97 МПа.
Открытие выпускного клапана до прихода поршня в НМТ (точка b’) снижает давление в конце процесса расширения (точка b’’). Pb’’=0,4 МПа.
Давление на такте впуска pa=0,0861 МПа, оно меньше атмосферного за счет потерь давления из-за сопротивления впускной системы и затухании скорости движения заряда в цилиндре.

3.1 Общие сведения.
Кривошипно-шатунный механизм работает в условиях значительных быстропеременных нагрузок. Величины и характер изменения этих нагрузок определяются на основе кинематического и динамического расчетов КШМ. Детали КШМ совершают различные по характеру движения. Так поршень участвует в возвратно-поступательном движении, кривошип коленчатого вала – во вращательном, а шатун в сложном плоско-параллельном движении.
Расчетная схема КШМ представлена на рис. 3.1. КШМ выполняют нормальными и смещенными (дезаксиальными). Основной характеристикой КШМ является , т.е. отношение радиуса кривошипа коленчатого вала к длине шатуна. Для автотранспортных ДВС =0,240,31. В смещенных КШМ дополнительным параметром является величина дезаксажа а и относительное смещение . У автотранспортных ДВС величина k составляет 0,020,1.
Диаграммы перемещения поршня Sп, его скорости п и ускорения iп приведены на рис. 3.2.
В инженерных расчетах для их оценки используются следующие зависимости
,
,
.


Основными силами, действующими в двигателе и КШМ являются:
-силы давления газов pг,
-силы инерции движущихся частей рi,
-силы тяжести.
Силы тяжести деталей КШМ в расчетах не учитываются в силу их незначительности, а массы деталей учитываются в расчетах сил инерции.


В целях упрощения динамического расчета действительный механизм КШМ заменяют эквивалентной системой сосредоточенных масс (рис. 3.3). При этом рассматривают два типа движений – вращательное и возвратно-поступательное.
Массу деталей КШМ, совершающих возвратно-поступательное движение,
mпост составляет поршень mп, а также часть массы шатуна, отнесенную к оси пальца поршня ; для большинства существующих конструкций автомобильных ДВС mш.п=(0,20,3)mш: .
Эта масса создает силы инерции поступательно движущихся частей (в смещенном КШМ):
.
Массу деталей КШМ, совершающих вращательное движение, составляют: масса шатунной шейки коленчатого вала mшш, масса двух щек кривошипа, приведенных к радиусу R 2mщR, а также части массы шатуна, приведенной к оси кривошипной головки mшк. Эти массы совершают вращательное движение и создают силу инерции вращающихся частей
,
где ,
- масса щеки кривошипа, приведенная к радиусу R,
 - отстояние центра масс щеки от оси коленчатого вала,
mшк=(0,70,8)mш.
Результатом совместного действия сил инерции поступательно движущихся масс Рi пост и сил давления газов является суммарная движущая сила Р: . Она находится алгебраическим суммированием указанных сил.
Для анализа действия силы Р на элементы КШМ ее раскладывают на две составляющие S и N (рис. 3.4)
- нормальная сила,
- сила, действующая вдоль шатуна.
В свою очередь, сила S в сопряжении шатуна и кривошипа раскладывается на силы Т и К:

- сила, действующая вдоль кривошипа,
- тангенциальная сила.
Сила Т создает крутящий момент Мк=ТК.
Нормальная сила создает опрокидывающий момент
.
Другими словами, опрокидывающий момент равен по величине крутящему и противоположно направлен.
Для удобства выполнения расчетов, все силы относят к площади поршня Fп, т.е. ; .
3.2 Кинематический расчет двигателя.
3.2.1 Перемещение поршня.
Перемещение поршня (м) в зависимости от угла поворота кривошипа для двигателя со смещенным кривошипно-шатунным механизмом

где R – радиус кривошипа(R=S/2=80/2=40 мм); φ – угол поворота кривошипа, отсчитываемый по оси цилиндра в направлении вращения коленчатого вала по часовой стрелке; λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, λ=R/Lш= =40/144=0,28; k – величина относительного смещения, k=a/R=1/40=0,025 (a – величина смещения отверстия под поршневой палец от диаметральной плос-
кости поршня).
Рассчитываем значения перемещения поршня, задаваясь значениями угла  и записывая их в табл. 3.1, строим кривую Sп=f(φ).
При повороте кривошипа от ВМТ до НМТ движение поршня происходит под влиянием перемещения шатуна вдоль оси цилиндра и отклонения его от этой оси. Вследствие совпадения направлений перемещений шатуна при движении кривошипа по первой четверти окружности (0...90о) поршень
проходит больше половины своего пути. При движении кривошипа по второй четверти окружности (90...180о) направления перемещений шатуна не совпадают и поршень проходит меньший путь, чем за первую четверть.
3.2.2 Скорость поршня.
При перемещении поршня скорость (м/с) его движения является величиной переменной и при постоянной частоте вращения коленчатого вала зависит только от изменения угла поворота кривошипа и отношения λ=R/Lш. Для смещенного КШМ

где ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, ω=π•n/30=π•5600/30= =586,1мин-1.
Рассчитываем значения скорости поршня, записывая их в табл. 3.1, и строим кривую υп=f(φ).
3.2.3 Ускорение поршня.
Ускорение (м/с2) поршня в смещенном КШМ

Рассчитываем значения ускорения поршня, записывая их в табл. 3.1, и строим кривую jп=f(φ).
Таблица 3.1
φ○ Перемещение поршня Sп, мм Скорость поршня υп, м/с Ускорении поршня jп, м/с2
0 0 -1,64108 17587,87635
10 0,290335644 3,577424404 17314,12462
20 2,109714327 8,585941255 16188,08029
30 5,358983849 13,14321697 14304,23913
40 9,872202071 17,04466912 11812,19729
50 15,42978607 20,13657665 8900,966325
60 21,77512887 22,32499351 5779,56549
70 28,63297937 23,57860317 2656,129093
80 35,72775052 23,92542724 -282,0822403
90 42,8 23,444 -2885,510964
100 49,61960474 22,25023868 -5054,117674
110 55,99459084 20,48170444 -6742,945892
120 61,77512887 18,28120563 -7960,96291
130 66,85279484 15,7817152 -8763,516487
140 71,15575752 13,09435632 -9239,513567
150 74,64101615 10,30078303 -9495,054186
160 77,28512399 7,450699225 -9635,665999
170 79,07495588 4,564591351 -9749,433179
180 80 1,64108 -9893,180448
190 80,04738568 -1,332294736 -10083,47566
200 79,20043679 -4,366477693 -10293,60125
210 77,44101615 -7,458349091 -10456,89117
220 74,75536813 -10,58007589 -10476,02736
230 71,14264373 -13,67198342 -10237,13625
240 66,62487113 -16,64012563 -9626,913442
250 61,25686951 -19,3591396 -8550,608132
260 55,13452815 -21,68029758 -6948,56672
270 48,4 -23,444 -4809,18494
280 41,24267394 -24,49536835 -2176,531286
290 33,89525805 -24,701168 848,4668533
300 26,62487113 -23,96607351 4113,614958
310 19,71963495 -22,24630843 7427,346566
320 13,47181268 -19,55894955 10575,68349
330 8,158983849 -15,98565091 13342,40214
340 4,025027129 -11,67016279 15530,14504
350 1,262765439 -6,809721018 16980,08214
360 6,86083E-16 -1,64108 17587,87635

 

 


3.3 Динамический расчет двигателя.
3.3.1 По данным двигателя-прототипа определяем массы деталей КШМ, участвующих в поступательном и вращательном движениях:
Двигатель Масса поршневого комплекта, кг Массы шатунной группы, кг
отнесенная к верхней головке отнесенная к нижней головке общая
ВАЗ-2103 0,460 0,202 0,588 0,790

3.3.2 Используя развернутую индикаторную диаграмму, определяем значения сил давления газов по формуле: , и заносим их в таблицу 3.2.
3.3.3 Рассчитываем значения сил инерции поступательно движущихся масс

3.3.4 Суммарной движущей силы

3.3.5 Нормальной силы

3.3.6 Тангенциальной силы

3.3.7 Радиальной силы К, действующей вдоль кривошипа

Значения в зависимости от пкв и  берем из приложения. Все указанные силы заносим в таблицу 3.2.

Силы, действующие в КШМ.
Таблица 3.2
φпкв Pг, мПа Piпост, мПа PΣ, мПа tgβ N
K
T
-360 0,081875 -2,57313225 -2,491257 0 0 1 -2,49126 0 0
-350 0,082114 -2,50860291 -2,426489 0,049 -0,1189 0,976 -2,36825 0,221 -0,53625
-340 0,082353 -2,32024159 -2,237889 0,096 -0,2148 0,907 -2,02976 0,432 -0,96677
-330 0,082592 -2,02232112 -1,939729 0,141 -0,2735 0,795 -1,54208 0,622 -1,20651
-320 0,082831 -1,63755744 -1,554726 0,182 -0,283 0,649 -1,00902 0,782 -1,2158
-310 0,08307 -1,19449623 -1,111426 0,218 -0,2423 0,476 -0,52904 0,903 -1,00362
-300 0,083309 -0,72369344 -0,640384 0,248 -0,1588 0,285 -0,18251 0,99 -0,63398
-290 0,083548 -0,25630809 -0,17276 0,27 -0,0466 0,088 -0,0152 1,032 -0,17829
-280 0,083787 0,179918231 0,2637052 0,284 0,07489 -0,106 -0,02795 1,034 0,272671
-270 0,084026 0,562872679 0,6468987 0,289 0,18695 -0,289 -0,18695 1 0,646899
-260 0,084265 0,877880353 0,9621454 0,284 0,27325 -0,453 -0,43585 0,936 0,900568
-250 0,084504 1,118709449 1,2032134 0,27 0,32487 -0,596 -0,71712 0,847 1,019122
-240 0,084743 1,286566123 1,3713091 0,248 0,34008 -0,715 -0,98049 0,742 1,017511
-230 0,084982 1,389893464 1,4748755
0,218 0,32152 -0,81 -1,19465 0,626 0,923272
-220 0,085221 1,442160213 1,5273812 0,182 0,27798 -0,883 -1,34868 0,503 0,768273
-210 0,08546 1,459448445 1,5449084 0,141 0,21783 -0,937 -1,44758 0,378 0,583975
-200 0,085699 1,457840238 1,5435392 0,096 0,14818 -0,973 -1,50186 0,252 0,388972
-190 0,085938 1,450804329 1,5367423 0,049 0,0753 -0,993 -1,52599 0,126 0,19363
-180 0,086177 1,447386888 1,5335639 0 0 -1 -1,53356 0 0
-170 0,086744869 1,450804329 1,5375492 -0,049 -0,0753 -0,993 -1,52679 -0,126 -0,19373
-160 0,088490546 1,457840238 1,5463308 -0,096 -0,1484 -0,973 -1,50458 -0,252 -0,38968
-150 0,091545205 1,459448445 1,5509937 -0,141 -0,2187 -0,937 -1,45328 -0,378 -0,58628
-140 0,096145117 1,442160213 1,5383053 -0,182 -0,28 -0,883 -1,35832 -0,503 -0,77377
-130 0,102662489 1,389893464 1,492556 -0,218 -0,3254 -0,81 -1,20897 -0,626 -0,93434
-120 0,111658351 1,286566123 1,3982245 -0,248 -0,3468 -0,715 -0,99973 -0,742 -1,03748
-110 0,123970711 1,118709449 1,2426802 -0,27 -0,3355 -0,596 -0,74064 -0,847 -1,05255
-100 0,140860748 0,877880353 1,0187411 -0,284 -0,2893 -0,453 -0,46149 -0,936 -0,95354
-90 0,16425687 0,562872679 0,7271295 -0,289 -0,2101 -0,289 -0,21014 -1 -0,72713
-80 0,197164834 0,179918231 0,3770831 -0,284 -0,1071 -0,106 -0,03997 -1,034 -0,3899
-70 0,24435444 -0,25630809 -0,011954 -0,27 0,00323 0,088 -0,00105 -1,032 0,012336
-60 0,313470226 -0,72369344 -0,410223 -0,248 0,10174 0,285 -0,11691 -0,99 0,406121
-50 0,41661728 -1,19449623 -0,777879 -0,218 0,16958 0,476 -0,37027 -0,903 0,702425
-40 0,571678878 -1,63755744 -1,065879 -0,182 0,19399 0,649 -0,69176 -0,782 0,833517
-30 0,799239798 -2,02232112 -1,223081 -0,141 0,17245 0,795 -0,97235 -0,622 0,760757
-20 1,101838329 -2,32024159 -1,218403 -0,096 0,11697 0,907 -1,10509 -0,432 0,52635
-10 1,409183364 -2,50860291 -1,09942 -0,049 0,05387 0,976 -1,07303 -0,221 0,242972
0 1,55 -2,57313225 -1,023132 0 0 1 -1,02313 0 0
10 4,913989092 -2,50860291 2,4053862 0,049 0,11786 0,976 2,34766 0,221 0,53159
20 4,419344403 -2,32024159 2,0991028 0,096 0,20151 0,907 1,90389 0,432 0,906812
30 3,290628952 -2,02232112 1,2683078 0,141 0,17883 0,795 1,0083 0,622 0,788887
40 2,418864542 -1,63755744 0,7813071 0,182 0,1422 0,649 0,50707 0,782 0,610982
50 1,808812071 -1,19449623 0,6143158 0,218 0,13392 0,476 0,29241 0,903 0,554727
60 1,392896247 -0,72369344 0,6692028 0,248 0,16596 0,285 0,19072 0,99 0,662511
70 1,108044115 -0,25630809 0,851736 0,27 0,22997 0,088 0,07495 1,032 0,878992
80 0,909828625 0,179918231 1,0897469 0,284 0,30949 -0,106 -0,11551 1,034 1,126798
90 0,769335273 0,562872679 1,332208 0,289 0,38501 -0,289 -0,38501 1 1,332208
100 0,668066421 0,877880353 1,5459468 0,284 0,43905 -0,453 -0,70031 0,936 1,447006
110 0,594112371 1,118709449 1,7128218 0,27 0,46246 -0,596 -1,02084 0,847 1,45076
120 0,539687357 1,286566123 1,8262535 0,248 0,45291 -0,715 -1,30577 0,742 1,35508
130 0,499614712 1,389893464 1,8895082 0,218 0,41191 -0,81 -1,5305 0,626 1,182832
140 0,470404673 1,442160213 1,9125649 0,182 0,34809 -0,883 -1,68879 0,503 0,96202
150 0,449691683 1,459448445 1,9091401 0,141 0,26919 -0,937 -1,78886 0,378 0,721655
160 0,435890173 1,457840238 1,8937304 0,096 0,1818 -0,973 -1,8426 0,252 0,47722
170 0,427985507 1,450804329 1,8787898 0,049 0,09206 -0,993 -1,86564 0,126 0,236728
180 0,425411336 1,447386888 1,8727982 0 0 -1 -1,8728 0 0
190 0,42400 1,450804329 1,8748043 -0,049 -0,0919 -0,993 -1,86168 -0,126 -0,23623
200 0,40500 1,457840238 1,8628402 -0,096 -0,1788 -0,973 -1,81254 -0,252 -0,46944
210 0,38600 1,459448445 1,8454484 -0,141 -0,2602 -0,937 -1,72919 -0,378 -0,69758
220 0,36700 1,442160213 1,8091602 -0,182 -0,3293 -0,883 -1,59749 -0,503 -0,91001
230 0,34800 1,389893464 1,7378935 -0,218 -0,3789 -0,81 -1,40769 -0,626 -1,08792
240 0,32900 1,286566123 1,6155661 -0,248 -0,4007 -0,715 -1,15513 -0,742 -1,19875
250 0,31000 1,118709449 1,4287094 -0,27 -0,3858 -0,596 -0,85151 -0,847 -1,21012
260 0,29100 0,877880353 1,1688804 -0,284 -0,332 -0,453 -0,5295 -0,936 -1,09407
270 0,27200 0,562872679 0,8348727 -0,289 -0,2413 -0,289 -0,24128 -1 -0,83487
280 0,25300 0,179918231 0,4329182 -0,284 -0,1229 -0,106 -0,04589 -1,034 -0,44764
290 0,23400 -0,25630809 -0,022308 -0,27 0,00602 0,088 -0,00196 -1,032 0,023022
300 0,21500 -0,72369344 -0,508693 -0,248 0,12616 0,285 -0,14498 -0,99 0,503607
310 0,19600 -1,19449623 -0,998496 -0,218 0,21767 0,476 -0,47528 -0,903 0,901642
320 0,17700 -1,63755744 -1,460557 -0,182 0,26582 0,649 -0,9479 -0,782 1,142156
330 0,15800 -2,02232112 -1,864321 -0,141 0,26287 0,795 -1,48214 -0,622 1,159608
340 0,13900 -2,32024159 -2,181242 -0,096 0,2094 0,907 -1,97839 -0,432 0,942296
350 0,12000 -2,50860291 -2,388603 -0,049 0,11704 0,976 -2,33128 -0,221 0,527881
360 0,10100 -2,57313225 -2,472132 0 0 1 -2,47213 0 0

Полученные значения сил строятся на диаграмме. Они представляют собой силы, действующие в КШМ одного цилиндра двигателя ДВС.

3.3.8 Определение значения суммарной тангенциальной силы
Составляем таблицу 3.3, в которой указываем значения тангенциальных сил всех цилиндров с учетом порядка их работы и, полагая, что значения во всех цилиндрах одинаково при одинаковых углах поворотов соответствующих кривошипов.

Расчет суммарной тангенциальной силы Т


Таблица 3.3
φпкв Т1 Т2 Т3 Т4 Tсумм
-360 0 0 0 0 0
-350 -0,53625 -0,19373 -0,23623 0,669915 -0,296295
-340 -0,96677 -0,38968 -0,46944 0,906812 -0,919078
-330 -1,20651 -0,58628 -0,69758 0,788887 -1,701483
-320 -1,2158 -0,77377 -0,91001 0,610982 -2,288598
-310 -1,00362 -0,93434 -1,08792 0,554727 -2,471153
-300 -0,63398 -1,03748 -1,19875 0,662511 -2,207699
-290 -0,17829 -1,05255 -1,21012 0,878992 -1,561968
-280 0,272671 -0,95354 -1,09407 1,126798 -0,648141
-270 0,646899 -0,72713 -0,83487 1,332208 0,417107
-260 0,900568 -0,3899 -0,44764 1,447006 1,510034
-250 1,019122 0,012336 0,023022 1,45076 2,50524
-240 1,017511 0,406121 0,503607 1,35508 3,282319
-230 0,923272 0,702425 0,901642 1,182832 3,710171
-220 0,768273 0,833517 1,142156 0,96202 3,705966
-210 0,583975 0,760757 1,159608 0,721655 3,225995
-200 0,388972 0,52635 0,942296 0,47722 2,334838
-190 0,19363 0,242972 0,527881 0,236728 1,201211
-180 0 0 0 0 0
-170 -0,19373 0,669915 -0,53625 -0,23623 -0,296295
-160 -0,38968 0,906812 -0,96677 -0,46944 -0,919078
-150 -0,58628 0,788887 -1,20651 -0,69758 -1,701483
-140 -0,77377 0,610982 -1,2158 -0,91001 -2,288598
-130 -0,93434 0,554727 -1,00362 -1,08792 -2,471153
-120 -1,03748 0,662511 -0,63398 -1,19875 -2,207699
-110 -1,05255 0,878992 -0,17829 -1,21012 -1,561968
-100 -0,95354 1,126798 0,272671 -1,09407 -0,648141
-90 -0,72713 1,332208 0,646899 -0,83487 0,417107
-80 -0,3899 1,447006 0,900568 -0,44764 1,510034
-70 0,012336 1,45076 1,019122 0,023022 2,50524
-60 0,406121 1,35508 1,017511 0,503607 3,282319
-50 0,702425
1,182832 0,923272 0,901642 3,710171
-40 0,833517 0,96202 0,768273 1,142156 3,705966
-30 0,760757 0,721655 0,583975 1,159608 3,225995
-20 0,52635 0,47722 0,388972 0,942296 2,334838
-10 0,242972 0,236728 0,19363 0,527881 1,201211
0 0 0 0 0 0
10 0,669915 -0,23623 -0,19373 -0,53625 -0,296295
20 0,906812 -0,46944 -0,38968 -0,96677 -0,919078
30 0,788887 -0,69758 -0,58628 -1,20651 -1,701483
40 0,610982 -0,91001 -0,77377 -1,2158 -2,288598
50 0,554727 -1,08792 -0,93434 -1,00362 -2,471153
60 0,662511 -1,19875 -1,03748 -0,63398 -2,207699
70 0,878992 -1,21012 -1,05255 -0,17829 -1,561968
80 1,126798 -1,09407 -0,95354 0,272671 -0,648141
90 1,332208 -0,83487 -0,72713 0,646899 0,417107
100 1,447006 -0,44764 -0,3899 0,900568 1,510034
110 1,45076 0,023022 0,012336 1,019122 2,50524
120 1,35508 0,503607 0,406121 1,017511 3,282319
130 1,182832 0,901642 0,702425 0,923272 3,710171
140 0,96202 1,142156 0,833517 0,768273 3,705966
150 0,721655 1,159608 0,760757 0,583975 3,225995
160 0,47722 0,942296 0,52635 0,388972 2,334838
170 0,236728 0,527881 0,242972 0,19363 1,201211
180 0 0 0 0 0
190 -0,23623 -0,53625 0,669915 -0,19373 -0,296295
200 -0,46944 -0,96677 0,906812 -0,38968 -0,919078
210 -0,69758 -1,20651 0,788887 -0,58628 -1,701483
220 -0,91001 -1,2158 0,610982 -0,77377 -2,288598
230 -1,08792 -1,00362 0,554727 -0,93434 -2,471153
240 -1,19875 -0,63398 0,662511 -1,03748 -2,207699
250 -1,21012 -0,17829 0,878992 -1,05255 -1,561968
260 -1,09407 0,272671 1,126798 -0,95354 -0,648141
270 -0,83487 0,646899 1,332208 -0,72713 0,417107
280 -0,44764 0,900568 1,447006 -0,3899 1,510034
290 0,023022 1,019122 1,45076 0,012336 2,50524
300 0,503607 1,017511 1,35508 0,406121 3,282319
310 0,901642 0,923272 1,182832 0,702425 3,710171
320 1,142156 0,768273 0,96202 0,833517 3,705966
330 1,159608 0,583975 0,721655 0,760757 3,225995
340 0,942296 0,388972 0,47722 0,52635 2,334838
350 0,527881 0,19363 0,236728 0,242972 1,201211
360 0 0 0 0 0

 


Суммарная сила Т находится алгебраическим суммированием тангенциальных сил во всех цилиндрах.
3.3.9 Подсчитываем среднюю тангенциальную силу. строим кривую суммарной тангенциальной силы Т и методом графического интегрирования подсчитываем величину Тср


где F1 – положительная площадь, мм2
F2 – отрицательная площадь под кривой Т, мм2
ОА – продолжительность одного периода, мм
mт – масштаб, Н/мм.


10. Подсчитываем средний крутящий момент двигателя

где Fn – площадь поршня, м2.
Н•м.
11. Определяется значение эффективной мощности

Результаты :
При повороте кривошипа от ВМТ до НМТ поршень проходит расстояние больше половины своего пути. Это объясняется тем, что движение поршня происходит под влиянием перемещения шатуна вдоль оси цилиндра и отклонения его от этой оси. Вследствие совпадения направлений перемещений шатуна при движении кривошипа по первой четверти окружности (0-900) поршень проходит большее расстояние. При движении кривошипа по второй четверти окружности (90-1800) направления перемещений шатуна несовпадают и поршень проходит меньший путь, чем за первую четверть.
Максимальная скорость поршня достигается при φ=80 υп =23,9 и при φ=290 υп=-24,7 .
Из диаграммы ускорения видно, что максимальное значение ускорения поршня достигается в ВМТ: φ=0 и 360 jп =17587,8м/с2.

С достаточной степенью точности внешнюю скоростную характеристику можно построить по результатам теплового расчета, проведенного для одного режима работы двигателя – режима максимальной мощности, и использованияэмпирических зависимостей.
Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале: а) для бензиновых двигателей от nmin=600...1000 мин-1 до nmax=(1,05...1,20)•nном; б) для дизелей от nmin=300...800 мин-1 до nном, где nном – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.
Максимальная частота вращения коленчатого вала ограничивается: условиями качественного протекания рабочего процесса, термическим напряжением деталей, допустимой величины инерционных усилий и т.д.; минимальная – определяется условиями устойчивой работы двигателя при полной нагрузке.
Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по эмпирическим формулам С. Р. Лейдермана через каждые 500...1000 мин-1:

где Ne max и nном – номинальная эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) при номинальной мощности; Ne и n – эффективная мощности (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) в искомой точке скоростной характеристики двигателя.
По рассчитанным точкам в масштабе μN cтроят кривую эффективной мощности.
Точки кривой эффективного крутящего момента (Н•м) определяют по формуле

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт•ч), в искомой точке скоростной характеристики:

gен – удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, г/(кВт•ч).
Часовой расход топлива, кг/ч

А, В, А0, В0, С0 - постоянные коэффициенты, значения которых приводятся в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Тип двигателя А В А0 В0 С0
1. Бензиновый 1,0 1,0 1,2 1,0 0,8
2. Дизельный
с непосредственным впрыском 0,87 1,13 1,55 1,55 1,0
с вихревой камерой 0,7 1,3 1,35 1,35 1,0

Максимальный крутящий момент бензинового двигателя ( ) будет наблюдаться при частоте вращения nм=0,50nен.
Минимальный удельный расход топлива бензинового двигателя ( ) соответствует частоте вращения ng=0,80nен.
При построении характеристики рекомендуется пользоваться следующими масштабами: частота вращения – n при nмакс до 1800 мин-1 10 мм соответствует 100 мин-1, при nмакс до 3500 мин-1 – 200 мин-1; эффективная мощность Nе – при Nе=30…150 кВт 10 мм соответствует 5 кВт, при Nе свыше 150 кВт – 10 кВт; часовой расход топлива Gт – при Gт=10…20 кг/ч 10 мм соответствует 1 кг/ч, при Gт свыше 20 кг/ч – 2 кг/ч; удельный расход топлива gе – 10 мм – 50 г/кВтч.

 

 

 

 


Таблица 5.2
n об/мин Ne кВт Me Hм Ge г/(кВт ч) Gt кг/ч
800 8,418367347 100,4942602 351,0244898 2,955053103
1000 10,75015944 102,6640226 342,3489796 3,680306114
1200 13,14413265 104,605389 334,3408163 4,394620041
1400 15,5859375 106,3183594 327 5,096601563
1600 18,06122449 107,8029337 320,3265306 5,785489379
1800 20,55564413 109,0591119 314,3204082 6,461058454
2000 23,05484694 110,0868941 308,9816327 7,123524248
2200 25,54448342 110,8862803 304,3102041 7,773446962
2400 28,01020408 111,4572704 300,3061224 8,411635777
2600 30,43765944 111,7998645 296,9693878 9,039053088
2700 31,63255341 111,885513 295,5512755 9,349041509
2800 32,8125 111,9140625 294,3 9,65671875
3000 35,12037628 111,7998645 292,2979592 10,26561431
3200 37,34693878 111,4572704 290,9632653 10,86658726
3400 39,47783801 110,8862803 290,2959184 11,46025524
3600
41,49872449 110,0868941 290,2959184 12,04691034
3800 43,39524872 109,0591119 290,9632653 12,62642327
4000 45,15306122 107,8029337 292,2979592 13,19814765
4200 46,7578125 106,3183594 294,3 13,76082422
4320 47,64122449 105,3179847 295,821551 14,09330092
4400 48,19515306 104,605389 296,9693878 14,3124851
4600 49,45073342 102,6640226 300,3061224 14,85035801
4800 50,51020408 100,4942602 304,3102041 15,37077051
5000 51,35921556 98,09610172 308,9816327 15,86905428
5200 51,98341837 95,46954719 314,3204082 16,33944928
5400 52,36846301 92,61459662 320,3265306 16,77500807
5600 52,5 89,53125 327 17,1675

 

 

 

 

 

 

 


Скоростная характеристика:

Наиболее напряженным элементом поршневой группы является поршень, воспринимающий высокие газовые, инерцион¬ные и тепловые нагрузки. Его основными функциями являются уплотнение внутрицилиндрового пространства и передача газовых сил давления с наименьшими потерями кривошипно-шатунному механизму. Поршень представляет собой достаточно сложную де-таль как в отношении самой конструкции, так и в отношении технологии и подбора материала при его изготовлении.
Основными тенденциями совершенствования поршней современ¬ных двигателей является снижение их массогабаритных параметров, повышение прочности и износостойкости, а также снижение коэф¬фициента линейного расширения, что очень важно для получения минимального теплового зазора между поршнем и цилиндром без заклинивания.

Исходные данные:
Таблица 4.1
Параметр Буквенное обозначение Единица измерения Численное значение
Диаметр цилиндра D мм 76
Ход поршня S мм 80
Максимальное давление сгорания PzД МПа 4,97
Площадь поршня Fп см2 45,34
Наибольшая нормальная сила Nmax кН 0,463
Масса поршневой группы mп кг 0,460
Частота вращения nx.x.max мин-1 5600
Отношение R/L  0,28

 

 

В соответствии с существующими аналогичными двигателями и с учетом известных соотношений принимаем:

Таблица 4.2
Параметр Буквенное обозначение Единица измерения Численное значение
Высота поршня H мм 55,3
Высота юбки поршня hю мм 75
Радиальная толщина кольца t мм 3,16
Радиальный зазор в канавке поршня Δt мм 0,7
Толщина верхней кольцевой перемычки hп мм 3,55
Толщина стенки головки поршня s мм 7
Диаметр масляных каналов dм мм 1,65
Количество масляных каналов nм шт 10
Материал поршня aп алюминиевый сплав 0,000022 1/К
Материал гильзы цилиндра aц чугун 0,000011 1/К
Толщина днища поршня  мм 5,135

 



Расчётная схема поршневой группы:

Напряжение изгиба в днище поршня

где ri=D/2-(s+t+t)=76/2-(7+3,16+0,7)=27,14 мм.
Площадь сечения х-х





Напряжение сжатия в сечении x-x

Напряжение разрыва в сечении х-х:
- максимальная угловая скорость холостого хода

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

- максимальная разрывающая сила

- напряжение разрыва

Напряжения в верхней кольцевой перемычке:
- среза:

- изгиба:

- сложное:

Удельное давление поршня на стенку цилиндра:

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

 

Диаметральные зазоры в горячем состоянии

Проведенный расчет показал, что значение напряжения изгиба в днище поршня, напряжения сжатия и разрыва в сечении x-x, напряжений в верхней кольцевой перемычке не превышают допустимых значений напряжений ( =10,3 МПа < [ ] = 20 МПа; =20,3 МПа < [ ] =30 МПа; =3,6 МПа < [ ] =4 МПа; =12,2 МПа < [ ] =30 МПа). Также проверили правильность установленных размеров Dг и Dю: значения и положительны (зазор), значит поршень к работе пригоден.

Список использованной литературы
1. Автомобильные двигатели/ Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машино-строение, 1977. 591 с.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов/ В.Н. Луканин, К.А.Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.:Высшая школа, 2005.-479 с.: ил.
3. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.2. Динамика и конструирование: Учебник для вузов/ В.Н. Луканин, И.В. Алексеев, М.Г. Шатров и др.; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.:Высшая школа, 2005.-400 с.: ил.




Комментарий:

Тепловой и динамический расчеты двигателя ВАЗ-2103


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы