Автомобильные двигатели внутреннего сгорания
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?м ДВС, [л]:
(1.77)
.2 Эффективная мощность [кВт]:
(1.78)
8.3 Эффективный крутящий момент, [Нм]:
(1.79)
.4 Диаметр цилиндра (см. п.3), ход поршня (см. п.4).
. Индикаторная диаграмма строится по методике [2, стр. 96-97].
2. Расчёт газораспределительного механизма
2.1 Определение проходных сечений клапанов
Исходные данные
. Диаметр цилиндра, D =…........мм
. Ход поршня, S =…........мм
. Угол открытия впускного клапана, ?вп откр =…........ пкв
. Угол закрытия впускного клапана, ?вп закр =…......... пкв
. Угол открытия выпускного клапана, ?вып откр =….... пкв
. Угол закрытия выпускного клапана, ?вып закр =…..... пкв
. Частота вращения при номинальной мощности, nNе =…....…мин-1
. Скорость топливовоздушной смеси в проходном сечении седла при максимальном подъёме впускного клапана, ?вп =………..м/с
. Скорость отработавших газов в проходном сечении седла при максимальном подъёме выпускного клапана, ?вып =……..м/с
. Рабочий чертеж распределительного вала, клапанов и пружин двигателя-прототипа.
2.2 Профилирование кулачков распределительного вала
Определение проходных сечений клапанов
Проектирование механизма газораспределения начинают с определения проходных сечений в седле клапана Fкл и в горловине Fгор (рис.2). Площадь проходного сечения в клапане определяют при условии неразрывности потока несжимаемого газа по условной средней скорости в сечении седла при максимальном подъеме клапана на режиме номинального числа оборотов:
(2.1)
где - средняя скорость поршня, м/с;п - площадь поршня, см2;кл - число одноименных клапанов;
?вп-скорость газа в проходном сечении клапана (для впускного клапана должна быть равна или меньше скорости, принятой в тепловом расчете при определении потерь давления на впуске ?ра), м/с.
Рис. 2.2. Расчетная схема проходного сечения в клапане
Проходное сечение в горловине не должно ограничивать пропускную способность впускного (или выпускного) тракта. Учитывая, что через горловину проходит стебель клапана, ее площадь обычно принимают
гор =(l.l-l.2)Fкл.
Диаметр горловины (мм)
(2.2)
Максимальный диаметр горловины ограничивается возможностью размещения клапанов в головке блока при заданных диаметре D цилиндра, конструктивной схеме газораспределения и типе камеры сгорания. В связи с этим значение dгор впускного клапана, полученное по формуле (4.2), не должно быть больше:
dгор = (0.42-0.46)D-для бензиновых двигателей с клиновидной и плоскоовальной камерами сгорания;
dгор = (0.46-0.52)D-для бензиновых двигателей с полусферическими камерами сгорания;
dгор = (0.35-0.52)D-для бензиновых двигателей с камерами сгорания прочих типов;
dгор = (0.35-0.40)D-для вихрекамерных и предкамерных дизелей;
dгор = (0.38-0.42)D-для дизелей с неразделённой камерой сгорания.
Диаметры горловин выпускных клапанов обычно принимают на 10-20% меньше dгор впускных клапанов.
Проходное сечение клапана с коническим уплотнением (см. рис. 2.2) при высоте подъема клапана hкл в рассматриваемый момент времени
(2.3)
где dгор = d1 диаметр горловины, равный малому диаметру посадочного конуса клапана (при dгор > d1 площадь Fкл определяют по формулам для двух участков подъема клапана), см; ?-угол фаски клапана (у современных двигателей ? =45 для выпускных клапанов, ? =45 и реже ? = 30 для впускных клапанов);
(2.4)
(2.5)
Максимальную высоту подъема клапана (см) при известных значениях Fкл и ? определяют из уравнений:
(2.6)
(2.7)
Максимальная высота подъема клапана в автомобильных двигателях изменяется в пределах hкл max=(0.18 - 0.30)dгор, а в тракторных- hкл max=(0.16 - 0.24)dгор. Для угла ? = 45 величину hкл max берут по верхнему пределу.
Окончательная проверка установленных значений диаметра горловины и высоты подъема клапана, а также выбранных в тепловом расчете фаз газораспределения проводится по условной скорости ?вп инт потока, определяемой по интегральной проходной площади в седле клапана.
Так как интегральную площадь (время-сечение)- определяют по диаграмме подъема клапана Fкл = F(t) за время его перемещения от в.м.т. (или н.м.т.) до н.м.т. (или в.м.т.), то ?вп инт находят после установления профиля кулачка и построения кривой подъема клапана.
.3 Определение основных параметров клапанного узла
Компоновка клапанного узла
Для газообмена в современных автомобильных двигателях применяются клапанные механизмы, выполненные по верхнеклапанной схеме.
При конструировании клапанного механизма необходимо стремиться к максимально возможному удовлетворению двух противоположных требований:
) получение максимальных проходных сечений, обеспечивающих хорошее наполнение и очистку цилиндра;
) сокращение до минимума массы подвижных деталей газораспределения для уменьшения инерционных нагрузок.
Выполнение этих противоречивых требований осуществляется в последние годы наиболее усиленно по следующим направлениям.
Первое направление - применение многоклапанных схем. С каждым годом растет число двигателей, особенно легковых автомобилей, имеющих не два клапана на цилиндр (впускной и выпускной), а три, четыре (Рис. 2.1.) и даже пять клапанов на цилиндр. Стремление перехода на многоклапанные конструкции обусловлено возможностью получения повышенных значений коэффициента наполнения, а