Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Пермский национальный исследовательский политехнический университет"

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

Курсовая работа по дисциплине:

“Автомобильные двигатели. Элементы расчета и эксплуатационная надежность”

на тему: “Исследование работы четырехтактного автомобильного двигателя ВАЗ-2111”

Вариант № 40

Выполнил студент гр. А-12-2б

Суворов А.И.

Проверил старший преподаватель:

Щелудяков А.М.



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

2. ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ

3. сравнение двигателя ваз-2111 и d15z3 (honda)

4. тепловой расчет

4.1 процесс впуска

4.2 процесс сжатия

4.3 процесс сгорания

4.4 процессы расширения и выпуска

4.5 индикаторные параметры рабочего цикла

4.6 эффективные показатели двигателя

4.7 основные параметры цилиндра и двигателя

4.8 построение индикаторной диаграммы

4.9 тепловой баланс двигателя ваз 2111

вывод по тепловому расчету

5. кинематика кривошипно-шатунного механизма двигателя ваз 2111

5.1 перемещение поршня

5.2 СКОРОСТЬ ПОРШНЯ

5.3 УСКОРЕНИЕ ПОРШНЯ

ВЫВОД ПО КИНЕМАТИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

6. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ 2111

6.1 СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

6.2 ПРИВЕДЕНИЕ МАСС ЧАСТЕЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

6.3 СИЛЫ ИНЕРЦИИ

6.4 УДЕЛЬНЫЕ СУММАРНЫЕ СИЛЫ

6.5 КРУТЯЩИЕ МОМЕНТЫ

6.6 СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ШАТУННУЮ ШЕЙКУ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

ВЫВОД ПО ДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж



ВВЕДЕНИЕ

Закрепления знаний по дисциплине в сочетании со знаниями, полученными ранее при изучении общетехнических и специальных дисциплин и их практическое применение к проектированию и расчету двигателя;

Развитие творческих способностей при решении инженерно-конструкторских задач в двигателестроении;

Привитие навыков по проектированию и выполнение инженерных расчетов, умению пользоваться справочной литературой;

Получение практики по обоснованию применяемых решений и по критической оценке конструкций в процессе компоновки и конструктивной разработке двигателя, а также составлению технической документации.



1. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Задание: дан прототип двигателя ВАЗ - 2111 с параметрами (табл.1).

Таблица 1 - исходные данные

Параметры (показатели)	№ варианта
	0
Тип двигателя	Б
Марка прототипа	ВАЗ-2111
Эффективная мощность (максимальная) кВт	69
Максимальный крутящий момент, при частоте вращения коленчатого вала, Н м/мин -1	130/ 2900
Максимальная частота вращения коленчатого вала, мин -	5400
Степень сжатия	9,9
Число цилиндров	4
Ход поршня, мм	71
Диаметр цилиндра, мм	82
Рабочий объем, л	1,5
Вариант индивидуального задания	9
Исходные данные для расчета, (предпоследняя цифра зачетной книжки)	Вид топлива	Ne, кВт/е
4	Ж	74/10,3
Исходные данные для расчета	б	1,1
	S/D	0,86
	n, мин -1	5400



2. ОПИСАНИЕ ПРОТОТИПА И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ

Бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный с поперечным расположением, восьмиклапанный, с верхним расположением распределительного вала. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2, отсчет - от шкива коленчатого вала. Система питания - распределенный впрыск. Управление двигателем - контроллер (Bosch, «Январь» или GM). Большинство двигателей оснащается нейтрализатором отработавших газов. Часть двигателей для выполнения требований по максимальной мощности (58,3 кВт по DIN) комплектуются ресивером с укороченными каналами и распределительным валом 2110. На части двигателей установлена система фазированного впрыска. В этом случае на распределительном вале имеется штифт для датчика фазы (индекс распредвала - 2111).

Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат - единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая опора крепится к кронштейну двигателя, а левая и задняя - к кронштейнам картера коробки передач. Правая и левая опоры аналогичны по конструкции.

Справа на двигателе (по ходу автомобиля) расположены: приводы распределительного вала и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем) и генератора (поликлиновым ремнем). Слева расположены: термостат, датчики температуры охлаждающей жидкости, стартер (на картере сцепления). Спереди: свечи и провода высокого напряжения, датчик детонации, масляный щуп, шланг вентиляции картера, генератор (внизу справа). Сзади: ресивер, топливная рампа, форсунки, впускной и выпускной коллекторы, масляный фильтр, датчик давления масла.

Блок цилиндров отлит из чугуна и не отличается от блока двигателей 21083 и 2110. Цилиндры расточены непосредственно в блоке. Номинальный диаметр - 82 мм, при ремонте он может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм. Класс цилиндра маркируется латинскими буквами на нижней плоскости блока в соответствии с диаметром цилиндра в мм: А - 82,00-82,01, В - 82,01-82,02, С - 82,02-82,03, D - 82,03-82,04, Е - 82,04-82,05. Максимально допустимый износ цилиндра - 0,15 мм на диаметр.

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Отверстия под подшипники обрабатываются в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемые и для отличия маркированы рисками на наружной. В средней опоре имеются гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Сталеалюминевое полукольцо (белого цвета) должно быть обращено к шкиву коленчатого вала, а металлокерамическое (желтое) - к маховику. При этом канавки на них должны быть обращены к поверхностям коленчатого вала. Кольца поставляются номинального и увеличенного на 0,127 мм размеров. Если осевой зазор (люфт) коленчатого вала превышает 0,35 мм, то замените одно или оба полукольца (номинальный зазор 0,06-0,26 мм).

Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные сталеалюминевые. Верхние коренные вкладыши (устанавливаемые в блоке цилиндров) первой, второй, четвертой и пятой опор - с канавкой на внутренней поверхности. Нижние коренные вкладыши и верхний вкладыш третьей опоры - без канавки, так же как и шатунные вкладыши. Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мм.

Коленчатый вал - из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Вал снабжен восемью противовесами, отлитыми заодно с ним. Для подачи масла от коренных шеек к шатунным служат каналы, выходные отверстия которых закрыты запрессованными заглушками. Одновременно каналы участвуют и в очистке масла: под действием центробежной силы твердые частицы и смолы, прошедшие через фильтр, отбрасываются к заглушкам. Поэтому при любом демонтаже вала желательно (а при балансировке вала - обязательно) очищать каналы от скопившихся отложений. Заглушки повторно использовать нельзя - их заменяют новыми.

На переднем конце (носке) коленчатого вала на сегментной шпонке установлен зубчатый шкив привода распределительного вала. К нему на штифте крепится шкив привода генератора, одновременно служащий демпфером крутильных колебаний коленчатого вала (за счет упругого элемента между центральной и наружной частями шкива). На нем имеется зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала. Два зуба из 60 отсутствуют (образуя впадину) - это необходимо для определения датчиком ВМТ.

На заднем конце коленчатого вала шестью самоконтрящимися болтами через общую шайбу закреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец, служащий для пуска двигателя стартером. Маховик устанавливают так, чтобы конусообразная лунка около его венца находилась напротив шатунной шейки 4-го цилиндра - это необходимо для определения ВМТ после сборки двигателя.

Шатуны - стальные, двутаврового сечения, обрабатываются вместе с крышками. Чтобы при сборке не перепутать крышки, на них, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки). В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. По ее внутреннему диаметру шатуны подразделяются на три класса с шагом 0,004 мм. Номер класса клеймится на крышке шатуна. Также шатуны подразделяются на классы по массе, которая маркируется краской или буквой на крышке шатуна. Все шатуны двигателя должны быть одного класса по массе.

Поршневой палец - стальной, трубчатого сечения, плавающего типа (свободно вращается в бобышках поршня), от выпадения зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршня. На части двигателей поршневой палец запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается лишь в бобышках поршня (как на ВАЗ-2108). У таких двигателей другая вся шатунно-поршневая группа. По наружному диаметру различают три класса пальцев (через 0,004 мм): 1 - с синей меткой (наименьшего диаметра), 2 - зеленой, 3 - красной.

Поршень - из алюминиевого сплава. Юбка поршня имеет сложную форму: в продольном сечении - конусообразная, в поперечном - овальная. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Канавка маслосъемного кольца имеет сверления, выходящие в бобышки. По этим сверлениям масло, собранное кольцом со стенок цилиндра, поступает к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено на 1 мм от диаметральной плоскости поршня, поэтому при его установке необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на днище: она должна быть направлена в сторону шкива коленчатого вала. У поршней 8-клапанных двигателей (2111 и 2110) днище имеет овальную выемку, а днище поршней двигателя 2112 - плоское, с четырьмя углублениями под клапаны.

Поршни по наружному диаметру (измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня), как и цилиндры, подразделяются на пять классов (маркировка - на днище). Диаметр поршня (для номинального размера, мм): А - 81,965-81,975, В - 81,975-81,985, С - 81,985-81,995, D - 81,995-82,005, Е - 82,005-82,015. В запасные части поставляются поршни классов А, С и Е (номинального и ремонтных размеров), что вполне достаточно для подбора поршня к цилиндру: расчетный зазор между ними - 0,025-0,045 мм, а максимально допустимый зазор при износе - 0,15 мм. При этом не рекомендуется устанавливать новый поршень в изношенный цилиндр без его расточки: проточка под верхнее поршневое кольцо в новом поршне может оказаться чуть выше, чем в старом, и кольцо может сломаться о «ступеньку», образующуюся в верхней части цилиндра при его износе. У поршней ремонтных размеров на днище выбивается треугольник (+ 0,4 мм) или квадрат (+ 0,8 мм). По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса: 1 - 21,978-21,982, 2 - 21,982-21,986, 3 - 21,986-21,990. Класс поршня также выбивается на его днище. Поршень и палец должны быть одного класса. Для уменьшения дисбаланса кривошипно-шатунного механизма поршни одного двигателя подбирают по массе: разброс не должен превышать 5 г. Поршневые кольца расположены в канавках поршня. Верхние два кольца - компрессионные. Они препятствуют прорыву газов в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо - маслосъемное.

Головка цилиндров - из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Она центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой (на сухие поверхности) устанавливается безусадочная металлоармированная прокладка. Повторное ее использование не допускается. Если длина винтов превышает 135,5 мм, то их также следует заменить новыми. Порядок и момент затяжки винтов головки блока указаны в приложении.

В верхней части головки цилиндров расположены пять опор распределительного вала. Опоры выполнены разъемными, а отверстия в них обрабатываются в сборе с корпусами подшипников (передним и задним), поэтому заменять последние следует в сборе с головкой цилиндров. При сборке на поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, в зоне крайних опор распределительного вала наносят герметик типа КЛТ-75М или Локтайт № 574. Порядок и момент затяжки гаек корпусов подшипников указаны в приложении.

Распределительный вал - литой, чугунный, пятиопорный. Приводится во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. Для правильной установки распределительного вала относительно коленчатого, на приводных шестернях имеются метки (риски). Если метка на шкиве коленчатого вала совпадает с меткой на корпусе масляного насоса (метка на маховике находится против среднего деления шкалы на картере сцепления), то метка на шкиве распределительного вала должна совпадать с отогнутым усиком на крышке зубчатого ремня.

Седла и направляющие втулки клапанов запрессованы в головку цилиндров. Отверстия во втулках окончательно обрабатываются после запрессовки. На внутренней поверхности втулок для смазки сделаны канавки, напоминающие резьбу: у втулок впускных клапанов - на всю длину, у выпускных - до половины длины отверстия. Сверху на втулки надеты маслоотражательные колпачки из маслостойкой резины.

Клапаны - стальные, выпускной - с головкой из жаропрочной стали с наплавленной фаской. Они расположены в ряд, наклонно к плоскости, проходящей через оси цилиндров. Площадь тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Зазор в приводе клапана регулируется подбором толщины специальной регулировочной шайбы, устанавливаемой в гнездо толкателя (маркировкой вниз). В комплекте запасных частей поставляются шайбы толщиной от 3,00 до 4,50 мм с шагом 0,05 мм. Шайбы изготовлены из стали 20Х, для повышения износостойкости их поверхность нитроцементирована.

Толкатели - цилиндрические стаканчики, перемещающиеся в отверстиях головки цилиндров и опирающиеся на торцы стержней клапанов. Для повышения износостойкости поверхность толкателя, соприкасающаяся с клапаном, цементируется. При работе двигателя толкатели поворачиваются за счет смещения оси кулачка относительно оси толкателя на 1 мм, что способствует их более равномерному износу. Клапан закрывается под действием двух пружин. Нижними концами они опираются на шайбу, а верхняя тарелка удерживается двумя сухарями. Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а изнутри снабжены тремя упорными буртиками, входящими в проточки на стержне клапана.

Смазка двигателя - комбинированная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, пары «опора - шейка распредвала». Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее к поршневым кольцам и пальцам), к паре «кулачок распределительного вала - толкатель» и стержням клапанов. Остальные узлы смазываются самотеком. Масляный насос - шестеренчатый, с шестернями внутреннего зацепления, редукционным клапаном. Смонтирован на передней стенке блока цилиндров (со стороны коленчатого вала). Ведущая шестерня (меньшего диаметра) установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Предельный диаметр гнезда под ведомую (большую) шестерню при износе не должен превышать 75,10 мм, минимальная ширина сегмента на корпусе, разделяющего ведущую и ведомую шестерни, - 3,40 мм. Осевой зазор не должен превышать 0,12 мм для ведущей шестерни и 0,15 мм - для ведомой.

Маслоприемник крепится болтами к крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса.

Масляный фильтр - полнопоточный, неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами.

Система вентиляции картера - закрытая, принудительная, с отсосом газов через маслоотделитель (в крышке головки цилиндров) [1].



Рисунок 1 - Поперечный разрез двигателя ВАЗ-2111

1 - ресивер; 2 - впускной коллектор; 3 - выпускной коллектор; 4 - поршень; 5 - насос охлаждающей жидкости; 6 - масленый фильтр; 7 - пробка сливного отверстия поддона картера; 8 - шланг вентиляции картера; 9 - головка блока цилиндров; 10 - распределительный вал; 11 - регулировочная шайба клапана; 12 - пружина клапана; 13 - клапан; 14 - направляющая втулка клапана; 15 - блок цилиндров; 16 - поршневой палец; 17 - шатун; 18 - коленчатый вал; 19 - крынка шатуна; 20 - поддон картера; 21 - приемник масленого насоса.



3. СРАВНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-2111 И D15z3 (Honda)

Таблица 2 - сравнение двигателя ВАЗ-2111 и D15z3

Параметры	ВАЗ-2111	D15z3
Тип	рядный	рядный
Количество цилиндров	4	4
Ход поршня, мм	71	84,5
Диаметр цилиндра, мм	82	75
Степень сжатия	9,9	9,3
Объём двигателя	1,5	1,5
Мощность двигателя	69	65
Максимальный крутящий момент, при частоте вращения коленчатого вала, Н м/мин -1	130/2900	133/4500

Вывод: сравнивая два двигателя, ВАЗ-2111 и D15z3, что при одном и том же объёме двигателя, у D15z3 максимальный крутящий момент больше. Это связано с тем, что у D15z3 больше ход поршня [2].



4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Выбор топлива

В соответствии с заданной степенью сжатия е=10,3 можно использовать бензин АИ-95.

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:

С=0,855; Н=0,145; m₁=115 г/моль.

Низшая теплота сгорания бензина:

Н_u=33,91C+125,60H-10,89(O-S)-2,51(9H+W)=33,91•0,855+125,60•0,145-2,51•9•0,145=43,93 МДж/кг

Параметры рабочего тела.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

L₀ =•() =•() =0,516 кмоль возд/кг топл.;

l₀=•(C+8H-O) =•(0,855+8•0,145) =14,957 кг возд/кг топл.

Коэффициент избытка воздуха по заданию составляет б=1,1

Количество свежего заряда:

М₁=бL₀+:

М₁=1,1•0,516+=0,5763 кмоль гор.см./кг топл

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

==0,0712 кмоль /кг топл;

М_со=0 кмоль СО/кг топл;

== = 0,0725 кмоль Н₂/кг топл.;

=0,208(б-1)L₀=0,208•(1,1-1)•0,516=0,01 кмоль O₂/кг топл.;

= 0 кмоль /кг топл.;

= 0,792•1,1•0,516 = 0,4495 кмоль /кг топл.

Общее количество продуктов сгорания:

М₂=+ М_со++++=

М₂= 0,0712+0,0725+0,4495+0,01=0,603 кмоль пр.сг/кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува p_k=p₀=0,1 Мпа и Т_к=Т₀=293 К.

4.1 ПРОЦЕСС ВПУСКА

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальных скоростных режимах принимается ?T_N = 6 °C. Тогда на остальных режимах значение ?Т рассчитывают по формуле

?Т = А_Т(110-0,0125n),

где А_Т = ?T_N /(110-0,0125 n_N) и так как n_N = n, от сюда

?Т=?T_N=6°C



Плотность заряда на впуске

с₀ = p₀•10⁶/(R_BT₀) = 0,1•10⁶/(287•293)=1,189 кг/м³,

где R_B - 287 Дж/(кг•град) - удельная газовая постоянная для воздуха.

Плотность заряда на впуске. В соответствии со коростными режимами (n = 5400 мин ^-1) и при учете качественной обработки внутренних поверхностей впускной системы можно принять, в² + о_вп = 2,5 и щ_вп = 95 м/с.

Где в - коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра; о_вп - коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; щ_вп - средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении выпускной системы.

Тогда потери давления на впуске двигателя с впрыском топлива ?P_a, рассчитывается по формуле:

?P_a = (в² + о_вп)n² с₀ 10^-6/2, где A_n = щ_вп/n_N.

A_n = 95/5400 = 0,017593 МПа;

?P_a = 2,5•0,017593²•5400²•1,189•10 ^-6/2 = 0,0134 МПа.

Давление в конце впуска в двигателе с впрыском топлива при n_N = 5400 мин ^-1

Р_а = Р₀ - ?P_a = 0,1 - 0,0134 = 0,0866 МПа.

Коэффициент остаточных газов. Для определения г_r, для двигателей с впрыском топлива и электронным управлением принимается коэффициент очистки ц_оч=1,0 , а коэффициент дозарядки при n_N можно принять ц_доз = 1,145.

г_r = • == • =0,0347

где = 1040 К - температура в конце впуска для двигателей с впрыском топлива и = 0,110 МПа - давление остаточных газов для двигателей с впрыском топлива.

Температура в конце впуска:

Т_а = (Т₀ + ?Т + г_r • )/(1 + г_r) = (293+6+0,0347•1040)/(1+0,0347)=324 К.

Коэффициент наполнения:

=••()=293•/((293+6)•(10,3-1)•0,1)=0,9602

4.2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ

Средние показатели адиабаты k₁ определяются по нанограмме, а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше k₁.

При n_N=5400 мин^-1, е=10,3 и Т_а=324 К k₁=1,378, а n₁=1,377.

Давление и температура в конце сжатия:

P_C = P_a• = 0,0866•10,3^1,377 = 2,1488 МПа

Т_С = Т_а = 324•10,3^1,377-1 = 780 К.

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха) - =20,6+2,638•10^-3•t_c==20,6+2,638•10^-3•507=21,937 кДж/(кмоль•град),

где t_c=T_C - 273°C=780-273°C=507°C

б) остаточных газов - определяется методом интерполяции по таблице 3,8 (стр.59)

= 23,948+(24,373-23,948)• = 23,978 кДж/(кмоль•град)

в) рабочей смеси

=[] = [21,937+0,0347•23,978] = =22,005 кДж/(кмоль•град).

4.3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ

Коэффициент молекулярного изменения горючей м₀ = М₂/М₁ и рабочей смеси м = (м₀+г_г)/(1+ г_r):

м₀ = 0,603/0,5763=1,0463

м = (1,0463+0,0347)/(1+0,0347)=1,0447

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания, и теплота сгорания рабочей смеси

?H_u=119950(1-б)L₀ и Н_раб.см =

Так как б >1

?H_u=0

Н_раб.см = =80916 кДж/кмоль раб.см.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания

= [+M_CO++

++]

=(1/0,603)•[0,0712•(39,123+0,003349t_z)+0,0725(26,67+0,004438t_z)+0,4495(21,951+0,001457t_z)+0,01(23,723+0,001550t_z]==24,582+0,002041t_z кДж/(кмоль•град).

Коэффициент использования теплоты о_z зависит от совершенствования организации процессов смесеобразования и сгорания топлива. Он повышается за счет снижения потерь теплоты газов в стенки цилиндра и не плотности между поршнем и цилиндром. При увеличении скоростного режима о_z снижается. При проведении расчетов двигателя о_z выбирается по опытным данным в зависимости от конструктивных особенностей двигателя.

Температура в конце видимого процесса сгорания

о_z Н_раб.см+ t_c=м t_z:

0,986•80916+22,005•507=1,0447•(24,582+0,002041t_z)t_z,

или 0,002132+25,68t_z - 90939=0,

откуда

t_z=(-25,68+/(2•0,0022198)=2748 °С; T_z=t_z+273=2748+273=3021 K.

Максимальное давления сгорания теоретическое:

P_z=p_c•м?T_z/T_c=2,1488•1,0447•3021/780=8,6944 МПа.

Максимальное давление сгорания действительное:

=0,85•p_z=0,85•8,6944 =7,3903 Мпа

Степень повышения давления:

л = P_z/ P_C

л = = 4,046

4.4 ПРОЦЕССЫ РАСШИРЕНИЯ И ВЫПУСКА

Средний показатель адиабаты расширения k₂ определяется по номограмме при заданном е для соответствующих значений б и T_z, а средний показатель политропы расширения n₂ оценивается по величине среднего показателя адиабаты.

е=10,3 б=1,1 и T_z=3021 К определенно k₂=1,2489 и принято n₂=1,249

Давление и температура в конце процесса расширения:

p_b=p_z/ и T_b=T_z/

p_b = 8,6944 /10,3^1,249 = 0,472 МПа и T_b = 3021/10,3^1,249-1 = 1690 К

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

T_r =

T_r == 1040 K, ?T_r = (1040-1040)/1040 = 0%,

Где ?T_r - погрешность расчета.

4.5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА

Теоретическое среднее индикаторное давление:

1,295 МПа.

Среднее индикаторное давление:

p_i=ц_u=0,981,295=1,269 МПа.

Индикаторный КПД:

з_i=p_il₀б/(H_uс₀з_v)= 1,269•14,957•1,1/(43,93•1,189•0,9602)=0,4163.

Индикаторный удельный расход топлива:

g_i=3600/(H_uз_i)=3600/(43,93•0,4163)=197 г/(кВт•ч).

4.6 ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ

Среднее давление механических потерь:

p_м = 0,034+0,0113(Sn_N/(10⁴•3)) = 0,034+0,0113(74•5400/(10⁴•3)) = 0,178 МПа.

где S = 71 мм (ход поршня).

Среднее эффективное давление и механический КПД:

p_e=p_i - p_м=1,269 - 0,178=1,091 МПа

з_м=p_e/p_i=1,091/1,269=0,8597.

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:

з_e=з_iз_м=0,4163•0,8597=0,3579

g_e=3600/(H_uз_e)=3600/(43,93•0,3597)=229 г/(кВт•ч).

4.7 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИЛИНДРА И ДВИГАТЕЛЯ

Литраж:

V_л=30фN_e/(p_en)=30•4•74/(1,091•5400)=1,5 л;

Рабочий объем одного цилиндра:

V_h=V_л/i=1,5/4=0,375 л;

Диаметр цилиндра:

D=2•10³ = 2•10³=82 мм.

Окончательно принимаем D = 82 мм, S = 71 мм.

Площадь поршня:

F_n=рD²/400=3,14•82²/400=52,78 см²;

Объем камеры сгорания при степени сжатия 9,9:

V_к1 = = = 42135 мм²;

Объем камеры сгорания при степени сжатия 10,3:

V_к2 = = = 40326 мм²;

Необходимое уменьшение толщины прокладки для увеличения степени сжатия на 0,4:

Дh = = = 0,34 мм;

Толщина прокладки конечная:

S_п = S_пн - Дh = 1,15 - 0,34 = 0,81 мм;

Где S_пн - толщина прокладки начальна, равная 1,15 мм [1].

Литраж двигателя:

V_л=рD²Si/(4•10⁶)=3,14•82²•71•4/(4•10⁶)=1,5 л;

Мощность двигателя:

N_e=p_eV_лn/30ф=1,091•1,5•5400/(30•4)=74 кВт;

Крутящий момент:

M_e== = 130 Н•м;

Часовой расход топлива:

G_т=N_eg_e•10^-3=73,6•229•10^-3= 16,85 кг/ч.

4.8 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

Индикаторная диаграмма двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т.е. при N_e=74 кВт и n=5400 мин^-1, аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня M_s=1 мм в мм; масштаб давлений M_p=0,05 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

АВ=S/M_s=71/1=71 мм;

ОА=АВ/(е-1)=71/(10,3-1)=7,6 мм.

Максимальная высота диаграммы (точка z)

p_z/M_p=8,6944/0,05=174 мм.

Ординаты характерных точек:

p_a/M_p=0,0866/0,05=1,7 мм;

p_c/M_p=2,1488/0,05=43 мм;

p_b/M_p=0,472/0,05=9,4 мм;

p_r/M_p=0,11/0,05=2,2 мм;

p₀/M_p=0,1/0,05=2 мм.

Построение политропы сжатия и расширения аналитическим способом:

а) политропа сжатия p_x=p_a. Отсюда

p_x/M_p=(p_a/M_p)=1,7(78,6/ОХ)^1,377 мм,

где ОВ=ОА+АВ=7,6+71=78,6 мм;

б) политропа расширения p_x=p_b. Отсюда

p_x/M_p==(p_b/M_p)=9,4(78,6/ОХ)^1,249 мм.

Результаты расчета точек политропы сжатия приведены в табл. 3. Результаты расчета точек политропы расширения приведены в табл. 4.



Таблица 3 - расчет промежуточных точек политропы сжатия

№ точек	ОХ, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия
			(ОВ/ОХ)^1,377	рх/Mр, мм	рх, МПа
1	7,6	10,34	24,95	43	2,15
2	10	7,86	17,1	29,07	1,45
3	12	6,55	13,3	22,6	1,13
4	18	4,37	7,6	12,94	0,65
5	24	3,27	5,12	8,7	0,43
6	30	2,62	3,76	6,5	0,32
7	46	1,7	2,1	3,55	0,18
8	55	1,43	1,63	2,78	0,14
9	78,6	1,00	1,00	1,7	0,085

Таблица 4 - расчет промежуточных точек политропы расширения

№ точек	ОХ, мм	ОВ/ОХ	Политропа расширения
			(ОВ/ОХ)^1,249	рх/Mр, мм	рх, МПа
1	7,6	10,34	18,5	173,93	8,69
2	10	7,86	13,13	123,45	6,17
3	12	6,55	10,46	98,31	4,91
4	18	4,37	6,3	59,25	2,96
5	24	3,27	4,4	41,36	2,07
6	30	2,62	3,33	31,3	1,56
7	46	1,7	1,95	18,35	0,91
8	55	1,43	1,56	14,68	0,73
9	78,6	1,00	1.00	9,4	0,47

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Начало открытия впускного клапана (точка r') устанавливается за 18⁰ до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка a'') - через 60⁰ после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b') принимается за 55⁰ до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка a') - через 25⁰ после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания принимается равным 35⁰, а продолжительность периода задержки воспламенения Дц₁=5⁰. Точка f расположена за 30⁰=35⁰-5⁰ до в.м.т. [1].

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек , , , , , по формуле для перемещения поршня:

,

где л = 0,29? отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Таблица 5 - расчет ординат точек

Обозначения точек	Положения точек			Расстояние точек от в.м.т.(AX), мм
	180 до в.м.т.	18	0,062	2,22
	250 после в.м.т.	25	0,119	4,22
	600 после н.м.т.	120	1,606	57
	350 до в.м.т.	35	0,228	8,07
	300 до в.м.т.	30	0,169	6
	550 до н.м.т.	125	1,669	59,23

Положение точки с?? определяется из выражения:

p_c??=1,25•2,1488=2,686 МПа;

p_c??/M_p=2,686/0,05=53,72 мм.

Действительное давление сгорания:

=0,85p_z=0,85•8,6944=7,39 МПа;

/M_p=7,39/0,05=147,8 мм.

4.9 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ 2111

Q₀=Q_е + Q_г + Q_в + Q_н.с. + Q_ост.=Н_uG_т/3,6,

где Q₀ - общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом;

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Q₀=43930•16,85/3,6=205616,8 Дж/с.

Теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1 с:

Q_e=1000N_e=1000•73,6=73600 Дж/с.

Теплота, потерянная с отработавшими газами:

двигатель цилиндр тепловой цикл

Q_г=(G_т/3,6)(М₂(+8,315)t_г - (М₁+8,315)t₀=16,85/3,6•(0,603•(23,978+8,315)•507 - (0,5763•(21,937+8,315)•20=44577,44 Дж/с.

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

Q_в=сiD^1+2mn^m(H_u - ?H_u)/(бH_u)=0,5•4•8,2^1+2•0,64•5400^0,64•43930/(1,1•43930)=53934,28 Дж/с.

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива. равна 0, т.к. коэффициент избытка воздуха равен 1,1, т.е. вся смесь сгорает без остатка.

Неучтенные потери теплоты:

Q_ост=Q₀ - (Q_e+Q_г+Q_в)= 205616,8 - (73600+44577,44+53934,28)=33505,08 Дж/с [3].

Таблица 6 - данные теплового баланса

Общее количество теплоты, Qо ,Дж/с	205616,8	100%
Эквивалентное количество теплоты, введенной в двигатель, Qв,Дж/с	73600	35,8%
Теплота, потерянная с ОГ, Qг,Дж/с	44577,44	21,7%
Теплота, передаваемая охлаждающей среде, Qв,Дж/с	53934,28	26,2%
Неучтенные потери теплоты, Qост.,Дж/с	33505,08	16,3%

ВЫВОД ПО ТЕПЛОВОМУ РАСЧЕТУ

В данной части курсовой работе выполнены поставленные цели: степень сжатия увеличена с 9,9 до 10,3, в результате чего, мощность двигателя увеличена с 69 кВт до 74 кВт, но максимальный крутящий момент не изменился, так как объем двигателя остался неизменным. По результатам вычислений построена индикаторная диаграмма и проведена проверка теплового баланса двигателя.



5. КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ 2111

Таблица 7 - исходные данные для расчета кинематики КШМ

Параметр	Значение
Ход поршня, S, м	0, 071
Радиус кривошипа,R, м	0,0355
Средняя скорость поршня,хп, м/с	12,596
Длина шатуна ВАЗ 2111, Lш, м	0,122
Номинальные обороты двигателя, n, об/мин	5400

Для построения графиков перемещения поршня, скорости перемещения поршня и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала двигателя необходимо определить коэффициент кинематического подобия центрального кривошипно-шатунного механизма (КШМ) л:

л = R/L_ш = 0,0355/0,122 = 0,29

5.1 ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ПОРШНЯ

Перемещение поршня в зависимости от угла поворота кривошипа для двигателя с центральным кривошипно-шатунным механизмом определяем по формуле:

S_ц = R((1-cosц) + (1-cos2ц))

Результаты расчета перемещений поршня представлены в таблице 9 (Приложение Б). На основании результатов построен график зависимости ускорения от угла поворота кривошипа (Рисунок 2).



5.2 СКОРОСТЬ ПОРШНЯ

Для определения скорости поршня необходимо найти угловую скорость кривошипа при номинальных оборотах двигателя.

щ = n•р/30 = 5400•3,14/30 = 565,2 рад/с.

Скорость поршня определяем по формуле:

х_ц = Rщ(sinц +

Результаты расчета перемещений скорости поршня представлены в таблице 9 (Приложение Б). На основании результатов построен график зависимости ускорения от угла поворота кривошипа (Рисунок 3).

5.3 УСКОРЕНИЕ ПОРШНЯ

Ускорение поршня находим по формуле:

j_ц = Rщ²(cosц + лcos2ц)

Результаты расчета представлены в таблице 9 (Приложение Б). На основании результатов построен график зависимости ускорения от угла поворота кривошипа (Рисунок 4) [3].



Рисунок 2 - график зависимости перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала

Рисунок 3 - график зависимости скорости поршня от угла поворота коленчатого вала

Рисунок 4 - график зависимости ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала



ВЫВОД ПО КИНЕМАТИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

Поршень достигает максимума скорости при угле поворота кривошипа 75 градусов и 285 градуса соответственно. Однако наибольшее ускорение, которое воздействует на детали КШМ, приходится на 0 градусов и 360 градусов соответственно. Кроме того, ускорение, как и скорость, являются знакопеременными величинами, что позволяет сделать вывод о циклическом нагружении деталей КШМ.



6. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ 2111

6.1 СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа по методу Брикса.

Поправка Брикса:

где М_s - масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил M_p = 0,05 МПа в 1 мм; угол поворота кривошипа M_ц = 2,5°в 1 мм.

По развернутой диаграмме через каждые 2,5° угла поворота кривошипа определяем значения Дp_z и заносим в таблицу динамического расчета.

6.2 ПРИВЕДЕНИЕ МАСС ЧАСТЕЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

С учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого значения p_z устанавливаем:

Масса поршневой группы

Масса поршня из алюминиевого сплава

, m'_п = 80 кг/м²)

Масса шатуна (m'_ш = 125 кг/м²)



Масса неуравновешенных частей одного колена коленчатого вала без противовесов (для чугунного литого вала с полыми шейками m'_к = 150 кг/м²)

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца (3/стр.164):

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа (3/стр.164):

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение (3/стр.165):

Массы, совершающие вращательное движение (3/стр.165):

Проведем сравнительный анализ получившихся масс элементов кривошипно-шатунного механизма [1]. Получившиеся результаты сравнения приведены в таблицу 8.



Таблица 8 - сравнение масс частей кривошипно-шатунного механизма прототипа и оригинала.

	Масса прототипа, г.	Масса оригинала, г.
Масса поршня	443	340
Масса шатуна	692	680

6.3 СИЛЫ ИНЕРЦИИ

Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяют на силы инерции поступательно движущихся масс P_j и центробежные силы инерции вращающихся масс K_r.

Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:

р_j = = = -j_?141•10^-6 МПа

Центробежная сила инерции вращающихся масс

K_r = -m_rRщ²

K_r = -1,432•0,0355•565,2² = -16,24 кН

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

K_rш = -m_ш.к.Rщ²

= -•0,0355•565,2² = -6,827 кН

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

K_rк = -m_кRщ²



K_rк = -•0,0355•565,2² = -9,412 кН

6.4 УДЕЛЬНЫЕ СУММАРНЫЕ СИЛЫ

Удельные суммарные силы определяются путем сложения избыточного давления над поршнем Дp_г и удельных сил инерции p_j:

p = Дp_г + p_j = 0-1,85 = -1,85 МПа

Результаты расчета удельной суммарной силы и силы инерции от возвратно поступательного движения представлены в таблице 10 (Приложение В). На основании результатов построен график зависимости удельных суммарных сил, сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, избыточного давления над поршнем от угла поворота коленчатого вала (Рисунок 5).

Удельная нормальная сила

p_N = p•tgв = -1,85•0 = 0 МПа

Значение угла в находим по теореме синусов:

=

в =arcsin = arcsin = 0

Удельная сила, действующая вдоль шатуна:

p_s = p() = -1,85 = -1,85 МПа

Результаты расчета удельной нормальной силы и удельной силы действующей вдоль шатуна представлены в таблице 10 (Приложение В). На основании результатов построен график зависимости удельной нормальной силы и силы действующей вдоль шатуна от угла поворота коленчатого вала (рис. 6).

Удельная сила, действующая по радиусу кривошипа:

p_к = = = -1,85 МПа

Результаты расчета удельной силы, действующей по радиусу кривошипа представлены в таблице 11 (Приложение Г). На основании результатов построен график зависимости удельной силы действующей по радиусу кривошипа от угла поворота коленчатого вала (Рисунок 7).

Удельная и полная тангенциальные силы:

р_т = = = 0 МПа

T = p_тF_п = 0•0,005278 = 0 кН

Результаты расчета удельной и полной тангенциальной силы представлены в таблице 11 (Приложение Г). На основании результатов построен график зависимости удельной тангенциальной силы от угла поворота коленчатого вала (Рисунок 8).



Рисунок 5 - график зависимости удельных суммарных сил, сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, избыточного давления над поршнем от угла поворота коленчатого вала

Рисунок 6 - график зависимости удельной нормальной силы и силы действующей вдоль шатуна от угла поворота коленчатого вала



Рисунок 7 - график зависимости удельной силы действующей по радиусу кривошипа от угла поворота коленчатого вала

Рисунок 8 - график зависимости удельной тангенциальной силы от угла поворота коленчатого вала

6.5 КРУТЯЩИЕ МОМЕНТЫ

Крутящий момент одного цилиндра:

М_{кр. ц} = ТR =T•0,355 Н•м



Результаты расчета крутящего момента одного цилиндра представлены в таблице 11 (Приложение Г).

Суммарный крутящий момент:

? М_кр = М_{кр 1ц} + М_{кр 2ц} + М_{кр 3ц} + М_{кр 4ц}

Результаты расчета крутящего момента в каждом цилиндре и суммарный крутящий момент представлены в таблице 12 (Приложение Д). На основании результатов построен график суммарного крутящего момента двигателя (Рисунок 9).

Средний крутящий момент двигателя:

по данным теплового расчета

М_{кр. ср} = M_e/з_м = 130/0,8597 = 151,2 Н•м;

по площади, заключенной под кривой М_кр

М_{кр. ср} = = = 153,32 Н•м;

ошибка

Д = 100 = 1,4%

Максимальный крутящий момент двигателя: М_{кр. max} = 417,4 кН.

Минимальный крутящий момент двигателя: М_кр.min = -84,52 кН.



Рисунок 9 - график суммарного крутящего момента двигателя

6.6 СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ШАТУННУЮ ШЕЙКУ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Суммарная сила, действующая на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

P_к = К + = (К - 6,827) кН

где К - сила действующая по радиусу кривошипа:

К = р_кF_п кН

Результаты расчета силы, действующей по радиусу кривошипа, и суммарной силы, действующей на шатунную шейку по радиусу кривошипа, представлены в таблице 13 (Приложение Е). На основании результатов построена полярная диаграмма (Рисунок 10).



Рисунок 10 - полярная диаграмма

Результирующая сила R_шш, действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов T и Р_к при построении полярной диаграммы.

R_шш = = = 16,6 кН

Результаты расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку, представлены в таблице 13 (Приложение Е). На основании результатов построена развернутая индикаторная диаграмма нагрузки на шатунную шейку (Рисунок 11).

По развернутой диаграмме нагрузки на шатунную шейку R_ш.ш определим среднее, минимальное и максимальное значения R_ш.ш:

R_шш.ср = = = 10,95 кН

где F - площадь под диаграммой, мм².

R_шш.min = 1,84 кН

R_шш.max = 23,52 кН

R_шш.ср = 10,95 кН

Рисунок 11 - развернутая индикаторная диаграмма нагрузки на шатунную шейку

В соответствии с полярной диаграммой строят диаграмму износа шатунной шейки. Расчет сил, действующих по соответствующим лучам, занесен в таблицу 14 (Приложение Ж). По результатам расчета построена диаграмма износа шатунной шейки (Рисунок 12) [3].

Рисунок 12 - диаграмма износа шатунной шейки

ВЫВОД ПО ДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

В результате динамического расчета были определены силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм. Были определены массы элементов кривошипно-шатунного механизма и сравнены с элементами кривошипно-шатунного механизма оригинального двигателя. Масса поршня была увеличена в результате увеличения толщины стенок жарового и уплотняющего пояса. Это необходимо для повышения надежности поршня, так как была увеличена степень сжатия и мощность двигателя.

Был определен крутящий момент двигателя в соответствии с динамическим расчетом и сравнен с крутящим моментом двигателя, полученный в результате теплового расчета. В результате теплового расчета крутящий момент двигателя получился М_{кр. ср} = 151,2 Н•м, а в результате динамического расчета крутящий момент двигателя получился М_{кр. ср} = 153,32 Н•м. В результате сравнения была выявлена ошибка Д = 1,4%, что допустимо и обусловлено некорректным округлением данных и не точностью вычисления площади под графиком крутящего момента, методом суммирования площадей трапеции. По диаграмме износа шатунной шейки можно сказать, что наиболее нагруженная ее часть находится между лучами 11 и 3 - именно там происходит наибольший износ. Ось масляного отверстия проходит с наклоном в 68° от вертикали - в наименее нагруженной части.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках курсовой работы достигнуты поставленные цели, была увеличена степень сжатия с 9,9 до 10,3, и увеличена мощность двигателя с 69 кВт до 74 кВт, путем уменьшения камеры сгорания с помощью уменьшения толщины прокладки между блоком цилиндра и головкой блока цилиндра с 1,15 мм, до 0,81 мм. Был проведен тепловой расчет, в результате которого построена индикаторная диаграмма, которая отображала изменение давления в цилиндре при каждом угле поворота коленчатого вала.

В результате кинематического расчета сделан вывод о цикличности нагружения кривошипно-шатунного механизма, и выяснены углы поворота коленчатого вала, при которых поршень имеет максимальные и минимальные перемещение, скорость и ускорение.

В результате динамического расчета вычислены силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Построена диаграмма нагружения шатунной шейки, благодаря которой была выяснена область максимального нагружения и соответственно максимального износа, а так же определена ось масляного отверстия.

Так же построен чертеж прототипа двигателя ВАЗ 2111 с параметрами, полученными в результате вычислений, а именно, с уменьшенной толщиной прокладки между блоком цилиндра и головкой блока цилиндра, и с увеличенной толщиной стенок жарового и уплотняющего пояса на поршне.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Ремонт, обслуживание, эксплуатация ВАЗ 2110, 2111, 2112 (жигули). [Электронный источник]. http://www.autoprospect.ru/vaz/2110-zhiguli/4-1-dvigatel-vaz-2111.html/

2) Запчасти для двигателя D15Z3 HONDA. [Электронный ресурс]. http://motorzona.ru/shop/model.0/part-search/default.asp?pro-search=1&more-click=1&eid=8762&engine=D15Z3/

3) Колчин А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов./ А. И. Колчин, В. П. Демидов - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003. - 496 с.: ил.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 9 - результаты расчетов перемещения, скорости и ускорения поршня.

ц, град	Перемещение поршня, м	Скорость поршня, м/с	Ускорение поршня, м/с2	cosц	cos2ц	sinц	sin2ц
0	0,0000	0,00	14572,56	1,00	1,00	0,00	0,00
2,5	0,0000	1,12	14549,47	1,00	1,00	0,04	0,09
5	0,0002	2,25	14480,30	1,00	0,98	0,09	0,17
7,5	0,0004	3,36	14365,41	0,99	0,97	0,13	0,26
10	0,0007	4,46	14205,35	0,98	0,94	0,17	0,34
12,5	0,0011	5,55	14000,92	0,98	0,91	0,22	0,42
15	0,0015	6,62	13753,13	0,97	0,87	0,26	0,50
17,5	0,0021	7,67	13463,18	0,95	0,82	0,30	0,57
20	0,0027	8,70	13132,49	0,94	0,77	0,34	0,64
22,5	0,0034	9,70	12762,67	0,92	0,71	0,38	0,71
25	0,0042	10,67	12355,51	0,91	0,64	0,42	0,77
27,5	0,0051	11,61	11912,98	0,89	0,57	0,46	0,82
30	0,0060	12,51	11437,19	0,87	0,50	0,50	0,87
32,5	0,0070	13,37	10930,41	0,84	0,42	0,54	0,91
35	0,0081	14,20	10395,03	0,82	0,34	0,57	0,94
37,5	0,0092	14,98	9833,55	0,79	0,26	0,61	0,97
40	0,0104	15,71	9248,58	0,77	0,17	0,64	0,98
42,5	0,0116	16,40	8642,79	0,74	0,09	0,68	1,00
45	0,0129	17,05	8018,95	0,71	0,00	0,71	1,00
47,5	0,0143	17,64	7379,85	0,68	-0,09	0,74	1,00
50	0,0156	18,19	6728,30	0,64	-0,17	0,77	0,98
52,5	0,0171	18,68	6067,15	0,61	-0,26	0,79	0,97
55	0,0185	19,12	5399,23	0,57	-0,34	0,82	0,94
57,5	0,0200	19,51	4727,33	0,54	-0,42	0,84	0,91
60	0,0215	19,85	4054,23	0,50	-0,50	0,87	0,87
62,5	0,0231	20,14	3382,64	0,46	-0,57	0,89	0,82
65	0,0247	20,37	2715,19	0,42	-0,64	0,91	0,77
67,5	0,0262	20,56	2054,42	0,38	-0,71	0,92	0,71
70	0,0278	20,69	1402,79	0,34	-0,77	0,94	0,64
72,5	0,0294	20,78	762,62	0,30	-0,82	0,95	0,57
75	0,0310	20,81	136,11	0,26	-0,87	0,97	0,50
77,5	0,0326	20,80	-474,69	0,22	-0,91	0,98	0,42
80	0,0342	20,74	-1067,87	0,17	-0,94	0,98	0,34
82,5	0,0358	20,63	-1641,68	0,13	-0,97	0,99	0,26
85	0,0374	20,48	-2194,55	0,09	-0,98	1,00	0,17
87,5	0,0390	20,29	-2725,08	0,04	-1,00	1,00	0,09
90	0,0406	20,06	-3232,05	0,00	-1,00	1,00	0,00
92,5	0,0421	19,80	-3714,41	-0,04	-1,00	1,00	-0,09
95	0,0436	19,49	-4171,33	-0,09	-0,98	1,00	-0,17
97,5	0,0451	19,15	-4602,15	-0,13	-0,97	0,99	-0,26
100	0,0466	18,78	-5006,39	-0,17	-0,94	0,98	-0,34
102,5	0,0480	18,38	-5383,76	-0,22	-0,91	0,98	-0,42
105	0,0494	17,95	-5734,17	-0,26	-0,87	0,97	-0,50
107,5	0,0508	17,50	-6057,69	-0,30	-0,82	0,95	-0,57
110	0,0521	17,02	-6354,57	-0,34	-0,77	0,94	-0,64
112,5	0,0534	16,52	-6625,23	-0,38	-0,71	0,92	-0,71
115	0,0547	15,99	-6870,23	-0,42	-0,64	0,91	-0,77
117,5	0,0559	15,46	-7090,29	-0,46	-0,57	0,89	-0,82
120	0,0570	14,90	-7286,28	-0,50	-0,50	0,87	-0,87
122,5	0,0582	14,33	-7459,17	-0,54	-0,42	0,84	-0,91
125	0,0593	13,75	-7610,08	-0,57	-0,34	0,82	-0,94
127,5	0,0603	13,16	-7740,18	-0,61	-0,26	0,79	-0,97
130	0,0613	12,55	-7850,78	-0,64	-0,17	0,77	-0,98
132,5	0,0622	11,94	-7943,23	-0,68	-0,09	0,74	-1,00
135	0,0631	11,33	-8018,95	-0,71	0,00	0,71	-1,00
137,5	0,0640	10,71	-8079,41	-0,74	0,09	0,68	-1,00
140	0,0648	10,08	-8126,10	-0,77	0,17	0,64	-0,98
142,5	0,0655	9,45	-8160,52	-0,79	0,26	0,61	-0,97
145	0,0662	8,82	-8184,18	-0,82	0,34	0,57	-0,94
147,5	0,0669	8,19	-8198,57	-0,84	0,42	0,54	-0,91
150	0,0675	7,56	-8205,15	-0,87	0,50	0,50	-0,87
152,5	0,0681	6,92	-8205,33	-0,89	0,57	0,46	-0,82
155	0,0686	6,29	-8200,48	-0,91	0,64	0,42	-0,77
157,5	0,0690	5,66	-8191,87	-0,92	0,71	0,38	-0,71
160	0,0695	5,02	-8180,70	-0,94	0,77	0,34	-0,64
162,5	0,0698	4,39	-8168,10	-0,95	0,82	0,30	-0,57
165	0,0701	3,76	-8155,06	-0,97	0,87	0,26	-0,50
167,5	0,0704	3,13	-8142,47	-0,98	0,91	0,22	-0,42
170	0,0706	2,51	-8131,09	-0,98	0,94	0,17	-0,34
172,5	0,0708	1,88	-8121,58	-0,99	0,97	0,13	-0,26
175	0,0709	1,25	-8114,41	-1,00	0,98	0,09	-0,17
177,5	0,0710	0,63	-8109,97	-1,00	1,00	0,04	-0,09
180	0,0710	0,00	-8108,47	-1,00	1,00	0,00	0,00
182,5	0,0710	-0,63	-8109,97	-1,00	1,00	-0,04	0,09
185	0,0709	-1,25	-8114,41	-1,00	0,98	-0,09	0,17
187,5	0,0708	-1,88	-8121,58	-0,99	0,97	-0,13	0,26
190	0,0706	-2,51	-8131,09	-0,98	0,94	-0,17	0,34
192,5	0,0704	-3,13	-8142,47	-0,98	0,91	-0,22	0,42
195	0,0701	-3,76	-8155,06	-0,97	0,87	-0,26	0,50
197,5	0,0698	-4,39	-8168,10	-0,95	0,82	-0,30	0,57
200	0,0695	-5,02	-8180,70	-0,94	0,77	-0,34	0,64
202,5	0,0690	-5,66	-8191,87	-0,92	0,71	-0,38	0,71
205	0,0686	-6,29	-8200,48	-0,91	0,64	-0,42	0,77
207,5	0,0681	-6,92	-8205,33	-0,89	0,57	-0,46	0,82
210	0,0675	-7,56	-8205,15	-0,87	0,50	-0,50	0,87
212,5	0,0669	-8,19	-8198,57	-0,84	0,42	-0,54	0,91
215	0,0662	-8,82	-8184,18	-0,82	0,34	-0,57	0,94
217,5	0,0655	-9,45	-8160,52	-0,79	0,26	-0,61	0,97
220	0,0648	-10,08	-8126,10	-0,77	0,17	-0,64	0,98
222,5	0,0640	-10,71	-8079,41	-0,74	0,09	-0,68	1,00
225	0,0631	-11,33	-8018,95	-0,71	0,00	-0,71	1,00
227,5	0,0622	-11,94	-7943,23	-0,68	-0,09	-0,74	1,00
230	0,0613	-12,55	-7850,78	-0,64	-0,17	-0,77	0,98
232,5	0,0603	-13,16	-7740,18	-0,61	-0,26	-0,79	0,97
235	0,0593	-13,75	-7610,08	-0,57	-0,34	-0,82	0,94
237,5	0,0582	-14,33	-7459,17	-0,54	-0,42	-0,84	0,91
240	0,0570	-14,90	-7286,28	-0,50	-0,50	-0,87	0,87
242,5	0,0559	-15,46	-7090,29	-0,46	-0,57	-0,89	0,82
245	0,0547	-15,99	-6870,23	-0,42	-0,64	-0,91	0,77
247,5	0,0534	-16,52	-6625,23	-0,38	-0,71	-0,92	0,71
250	0,0521	-17,02	-6354,57	-0,34	-0,77	-0,94	0,64
252,5	0,0508	-17,50	-6057,69	-0,30	-0,82	-0,95	0,57
255	0,0494	-17,95	-5734,17	-0,26	-0,87	-0,97	0,50
257,5	0,0480	-18,38	-5383,76	-0,22	-0,91	-0,98	0,42
260	0,0466	-18,78	-5006,39	-0,17	-0,94	-0,98	0,34
262,5	0,0451	-19,15	-4602,15	-0,13	-0,97	-0,99	0,26
265	0,0436	-19,49	-4171,33	-0,09	-0,98	-1,00	0,17
267,5	0,0421	-19,80	-3714,41	-0,04	-1,00	-1,00	0,09
270	0,0406	-20,06	-3232,05	0,00	-1,00	-1,00	0,00
272,5	0,0390	-20,29	-2725,08	0,04	-1,00	-1,00	-0,09
275	0,0374	-20,48	-2194,55	0,09	-0,98	-1,00	-0,17
277,5	0,0358	-20,63	-1641,68	0,13	-0,97	-0,99	-0,26
280	0,0342	-20,74	-1067,87	0,17	-0,94	-0,98	-0,34
282,5	0,0326	-20,80	-474,69	0,22	-0,91	-0,98	-0,42
285	0,0310	-20,81	136,11	0,26	-0,87	-0,97	-0,50
287,5	0,0294	-20,78	762,62	0,30	-0,82	-0,95	-0,57
290	0,0278	-20,69	1402,79	0,34	-0,77	-0,94	-0,64
292,5	0,0262	-20,56	2054,42	0,38	-0,71	-0,92	-0,71
295	0,0247	-20,37	2715,19

Подобные документы

• Расчет двигателя ВАЗ 21011

  Частота вращения коленчатого вала. Выбор топлива. Средний элементарный состав бензинового топлива. Процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла. Основные параметры цилиндра и двигателя.
  
  курсовая работа [905,1 K], добавлен 28.01.2015
  

• Тепловой и динамический расчет дизельного двигателя ЯМЗ-236

  Общие сведения об автомобиле ЯМЗ-236. Тепловой расчет и внешняя скоростная характеристика двигателя. Сущность процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя. Конструкторский расчет его деталей.
  
  курсовая работа [539,1 K], добавлен 07.12.2011
  

• Рабочие процессы и энергетические установки

  Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания, параметры окружающей среды и остаточных газов. Описание процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла. Характеристика эффективных показателей двигателя.
  
  курсовая работа [786,4 K], добавлен 22.03.2013
  

• Тепловой расчет ДВС

  Выбор расчетных режимов автомобильного двигателя. Топливо. Параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Процесс пуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла. Эффективность параметров двигателя.
  
  курсовая работа [131,1 K], добавлен 05.11.2008
  

• Техническое обслуживание и диагностика неисправностей двигателя автомобиля ВАЗ 2111

  Назначение, устройство, принцип работы двигателя автомобиля ВАЗ 2111. Диагностика неисправностей и методы их устроения. Повышенный расход топлива, недостаточное давление в рампе системы питания. Техническое обслуживание двигателя, охрана труда.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 10.05.2011
  

• Разработка четырехтактного автомобильного двигателя

  Выбор параметров к тепловому расчету, расчет процессов наполнения, сжатия, сгорания и расширения. Индикаторные и эффективные показатели работы двигателя, приведение масс кривошипно-шатунного механизма, силы инерции. Расчет деталей двигателя на прочность.
  
  курсовая работа [1,4 M], добавлен 09.04.2010
  

• Тепловой расчет двигателя ЯМЗ-236

  Параметры окружающей среды и остаточные газы. Процессы впуска, сжатия, сгорания и расширения четырехтактного шестицилиндрового двигателя ЯМЗ-236. Параметры рабочего тела. Построение индикаторной диаграммы. Температура подогрева свежего заряда.
  
  курсовая работа [347,5 K], добавлен 25.03.2013
  

• Параметры двигателя марки КАМАЗ-740.11-240

  Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Расчет рабочего цикла двигателя, определение индикаторных и эффективных показателей рабочего цикла. Параметры цилиндра и тепловой баланс двигателя. Расчет и построение внешней скоростной характеристики.
  
  курсовая работа [220,0 K], добавлен 10.04.2012
  

• Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)

  Расчет четырехтактного дизельного двигателя ЯМЗ-238, предназначенного для грузовых автомобилей. Параметры окружающей среды и остаточные газы. Определение количества компонентов продуктов сгорания. Описания процесса впуска, сжатия, расширения и выпуска.
  
  курсовая работа [827,8 K], добавлен 17.06.2013
  

• Тепловой расчет двигателя автомобиля

  Основные параметры автомобильного двигателя. Определение давления в конце процессов впуска, сжатия, расширения и выпуска. Построение индикаторной диаграммы карбюраторного двигателя. Расчет массы поршневой группы, силы давления газов и крутящих моментов.
  
  курсовая работа [147,8 K], добавлен 20.01.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам