Конструирование четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с одним цилиндром, работающего по схеме вращающегося цилиндра-клапана
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?о о четырёхтактных моторах, более сложных, но более экономичных, чем двухтактные, которые господствуют в секторе миниатюрных (10-50 "кубиков") ДВС.
Разрез нового 125-кубового двигателя RCV. На переднем плане видны шестерни привода цилиндра (рис. 1.2). В районе свечи и в районе красной шестерёнки - хорошо видны его подшипники. Цилиндр находится в положении впуска свежего заряда. Внизу видна выхлопная труба, перекрытая стенкой цилиндра
Во-первых, клапаны ограничивают просвет, через который проходит воздух или выхлопные газы. С этим борются при помощи четырёхклапанных головок цилиндров, что заметно усложняет и удорожает конструкцию двигателя.
Окна же в данной системе существенно больше. Почти как окна у двухтактника. Но это четырёхтактник, очень экономичный.
Ключевая деталь привода вращения цилиндра - промежуточная комбинированная шестерня.
Во-вторых, клапаны совершают возвратно-поступательное движение; и их инерционность мешает разгонять двигатели до больших оборотов. Клапаны отрываются от распредвала - пружины не успевают их закрывать.
В системе же RCV цилиндр, выполняющий и функцию универсального клапана, вращается равномерно в одну сторону. Ничто не мешает обороты такого четырёхтактника повысить против привычных для моторов равного объёма, но с клапанами.
Наконец, в-третьих, привод клапанов - это источник потерь на трение (пружины сильно прижимают "хвосты" клапанов к поверхности кулачков распредвала).
В RCV, правда, взамен появляется скользящее уплотнение верхней части цилиндра (там, где устроены окна для газообмена), но там нет сильного прижима. К тому же, привод цилиндра (шестерни) обладает меньшими потерями, чем потери в приводе распредвала обычных движков (цепь или зубчатый ремень).
Увы, новую технологию сложно представить масштабированной до многоцилиндровых и многолитровых автомобильных моторов. Хотя такая мысль выглядит соблазнительной.
Ведь линейка уже созданных маленьких движков с системой RCV показывает удельную мощность до 100 "лошадок" на литр (и это без всякого
наддува), заметно меньшую токсичность и лучшую экономичность, чем четырёхтактные соперники в этом классе, оборудованные двухклапанной головкой цилиндра.
Система RCV, идеальна для моторчиков с рабочим объёмом до 250 кубических сантиметров.
Рисунок 1.1 - Двигатель объёмом 49 см3 производства компании RCV
Рисунок 1.2 - Двигатель объёмом 125 см3 производства компании RCV
Таблица 1 Выигрыш в характеристиках существующих двигателей RCV в сравнении с клапанными аналогами [11]
Тип Литраж см3Тип трансмиссииВыигрыш в мощности от аналогичных четырёхтактных двигателей с обычным газораспределениемЭкономия топлива по сравнению с аналогичными четырёхтактными двигателями с обычным газораспределениемВыигрыш в стоимости от аналогичных четырёхтактных двигателей с обычным газораспределениемСкутер 49вариатор+15%+25%-15%Скутер125вариатор+11%+17%-14%Мотоцикл1004-х-ступенчатая механическая коробка передач+2%+10%-8%CUB1104-х-ступенчатая механическая коробка передач+10%+6%-7%Скутер125вариатор+11%+8%-7%Мотоцикл1255-ти-ступенчатая механическая коробка передач+5%+8%-8%
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ОПИСАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
.1 Техническое задание
Основные параметры и размеры
Таблица 2.1 - Основные показатели двигателей
Наименование параметраЗначение1. Число цилиндров 12. Масса полная, кгНе более 153. Длина, мм Не более 2504. Ширина, ммНе более 2305. Высота, мм. Не более 4006. Рабочий объем, см1757. Диаметр цилиндра, мм638. Ход поршня, мм569. Степень сжатия геометрическая7,510.Номинальная эффективная мощность, кВтНе менее 7,4411. Частота вращения коленчатого вала при нормальной мощности, 1/мин500012. Максимальный крутящий момент, Н.мНе менее 1413.Минимальный удельный расход топлива, г/кВт.ч Не более 40014.Частота вращения коленчатого вала на режимах холостого хода, 1/с (1/мин)100050
Система смазки
масла: авиационные МС-14, МС-20 по ГОСТУ 21743; моторные для автотракторных дизелей М10В2 по ГОСТУ 8581, масло смазочное МГД-14М по ТУ 38.101930.
Система питания
Таблица 2.2 - Система питания
1.Фильтр Сухой2. КарбюраторС диаметром диффузора не менее 26 мм.3.ТопливоБензин с октановым числом не менее 924.Бак или канистра для топлива со шлангомШтампосварнойСистема охлаждения - воздушная
Электрооборудование
1)Система зажигания
2)Катушка зажигания.
)Свеча зажигания
2.2 Характеристики
2.2.1 Прогретый и отрегулированный двигатель должен запускаться за время не более 15 сек. и устойчиво работать на всех режимах.
2.2.1Покрытия металлические, неметаллические, неорганические и лакокрасочные должны соответствовать ГОСТ 28617 и чертежам.
2.2.2Каждая партия комплектующих изделий и материалов, поставленных другими предприятиями-изготовителями, предназначенных для изготовления двигателя, должна иметь сертификат о качестве (или другой документ, подтверждающий качество) и соответствующую маркировку.
.2.3Установленный ресурс до капитального ремонта при условии соблюдения правил эксплуатации и ухода, указанных в паспорте, должен быть не менее 500 часов.
.2.4Установленная безотказная наработка должна быть не менее 100 часов.
2.3Безопасность конструкции
2.3.1Требования безопасности к конструкции должны соответствовать ГОСТ 28708.
2.3.2Содержание окиси углерода в отработавших газах на холостом ходу не должно превышать 3 %.
.3.3Уровень шума дв?/p>