Тепловой расчет двигателя ВАЗ-2103

Тепловой расчет двигателя ВАЗ-2103

Введение

В настоящее время в Украине эксплуатируются значительное количество автомобилей, часть из которых физически или морально устарели. Поэтому целесообразным является при их обслуживании, ремонте осуществить модернизацию этих двигателей, с целью улучшения их технико-экономических показателей. К таким двигателям относится двигатель ВАЗ-2103.

Целью данного теплового расчета является модернизация двигателя ВАЗ-2103, для улучшения его технико-экономических показателей. При модернизации данного двигателя используем параметры, заданные кафедрой ДВС: n=5800 мин-1; e=9; ?=0,92; To=288 К.

1. Описание особенностей прототипа ДВС

1.1 Техническая характеристика

На автомобилях, тракторах, дорожных и строительных машинах применяются карбюраторные двигатели, дизели, а также двигатели, работающие на газовом топливе (сжатом и сжиженном газе).

На автомобильном транспорте, особенно на легковом, преимущественно применяют карбюраторные двигатели. Это объясняется их превосходство перед дизелями по массовым, скоростным и тяговым показателям, меньшему шуму и более низкой стоимости изготовления.

Прототипом модернизируемого двигателя служит карбюраторный, четырехтактный двигатель ВАЗ-2103, устанавливаемый на легковом автомобиле ВАЗ-2103, и имеющий свои характерные особенности.

Таблица 1.1 - Технико-экономические параметры двигателя

Рабочий объем, см3 (л)1,458 (1,5)Диаметр цилиндра, мм76Ход поршня, мм80Степень сжатия8.5Мощность максимальная при частоте вращения коленчатого вала 4500 мин-1, кВт (л.c.)56,6 (77)Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала 3400 мин-1, Нм105.8Литровая мощность, кВт/л28.59Средняя скорость поршня, м/c14.93Минимальный удельный расход топлива, г/кВт ч306Среднее эффективное давление при номинальной мощности, МПа0.83Среднее эффективное давление при максимальном крутящем моменте, МПа0.91Контрольный расход топлива, л/100 км8,2БензинАИ-93Масса двигателя без смазочного масла, кг179

1.2 Двигатель

Двигатель ВАЗ-2103 рядный, четырехцилиндровый, четырехтактный, карбюраторный, с жидкостным охлаждением.

1.3 Головка и блок цилиндров

Блок цилиндров. Цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера и представляют собой единую тонкостенную отливку из специального низколегированного чугуна - блок цилиндров. Он является базовой деталью двигателя и служит для установки и крепления механизмов, аппаратов и вспомогательных агрегатов двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока от неравномерного нагрева.

Головка цилиндров. Головка блока цилиндров отлита из алюминия прикреплена к блоку одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом. Сверху головка блока закрыта стальной штампованной крышкой, под которой установлена уплотнительная прокладка из резинопробковой смеси.

1.4 Кривошипно-шатунный механизм

Поршни. Поршни отлиты из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбки поршней сложной геометрической формы: по высоте конические, с большим основанием внизу юбки, а в поперечном сечении - овальные, с большей осью, расположенной перпендикулярно оси поршневого пальца. Оси отверстий под поршневые пальцы смещены от оси симметрии поршней на 2 мм в правую сторону двигателя. В канавках поршней установлены два чугунных литых компрессионных кольца и одно, также чугунное, маслосъемное.

Поршневые кольца (компрессионные). Все поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.

Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа (имеет проточку по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также дополнительную функцию и маслосбрасывающего кольца. Кольцо устанавливается обязательно проточкой вниз, иначе возрастают расход масла и нагарообразование в камере сгорания.

Маслосъемное кольцо Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину - расширитель, обеспечивающий дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра.

Поршневые пальцы. С коваными стальными шатунами поршни соединены с помощью стальных цементированных поршневых пальцев трубчатого сечения. Поршневые пальцы запрессованы в верхнюю бобышку шатуна с натягом и свободно вращаются в бобышках поршней.

Шатуны (стальные, кованые). Крышка шатуна обрабатывается в сборе с ним, поэтому при разборке и сборке двигателя нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На бобышках под болт на шатуне и крышке выбиты порядковые номера цилиндров, которые при сборке должны быть совмещены. При правильном положении крышки пазы для фиксирующих выступов вкладышей в шатуне и крышке также располагаются с одной стороны. На стержне шатуна выштампован номер детали; на крышке имеется выступ. При сборке номер и выступ должны быть обращены к задней стороне двигателя. Поршневые и кривошипные головки шатунов подбираются по массе.

Вкладыши изготовлены с большой точностью и при установке не требуют шабровки, подпиливания стыков или установки прокладок. Эти операции при тонкостенных вкладышах не допускаются.

Коленчатый вал пятиопорный. Отлит из высокопрочного чугуна, статически и динамически сбалансирован. Осевое перемещение вала ограничено двумя упорными шайбами, расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0.075-0.175 мм достигается подбором передней сталебабитовой упорной шайбы соответствующей толщины.

Маховик Отлит из серого чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод для пуска двигателя стартером.

1.5 Механизм газораспределения

Распределительный вал чугунный, литой с закаленными трущимися поверхностями кулачков, установлен в съемном алюминиевом корпусе, закрепленном на верхней плоскости головки блока цилиндров, отлитой из алюминиевого сплава. Он приводится во вращение от коленчатого вала двухрядной роликовой целью. Этой же цепью приводится во вращение и вал привода вспомогательных механизмов (масляного насоса и распределителя зажигания). Натягивают цепь пружинным натяжителем через башмак с накладкой. Колебания цепи гасятся успокоителем.

Клапаны. В каждом цилиндре двигателя по одному впускному и выпускному клапану. Выпускные клапаны сварные из двух частей: стержня из хромоникельмолибденовой стали и тарелки из хромоникельмарганцевой стали с наплавкой рабочей фаски специальным жаростойким сплавом. Впускные клапаны изготовлены из хромоникельмолибденовой стали. Стержни всех клапанов азотированы, а торцы стержней закалены токами высокой частоты. Клапаны перемещаются в направляющих втулках под действием кулачков распределительного вала через стальные рычаги, опирающиеся одним плечом на сферические головки регулировочных болтов, а другим - на торцы стержней клапанов. Регулировочные болты ввернуты во втулки и застопорены гайками.

Рычаг привода клапана Стальные кованые. Пятка рычага опирается на шаровую головку регулировочного болта, который установлен в резьбовой втулке головки блока. Рычаг прижимается к болту при помощи пружины.

Фазы распределения двигателя. Впускной клапан открывается за 12° до в.м.т. и закрывается через 60° после н.м.т. Выпускной клапан открывается за 54° до н.м.т. и закрывается через 18° после в.м.т.

Указанные фазы действительны при зазоре между коромыслом и клапаном, равном 0.45 мм.

1.6 Система смазки двигателя

Система смазки. Комбинированная - под давлением и разбрызгиванием. Она состоит из маслоприемника, масляного насоса, масляных каналов, масляного фильтра, редукционного клапана, масляного картера, стержневого указателя уровня масла, предохранительного клапана.

Масляный картер. Штампованный из листовой стали, крепится 21 болтом блоку цилиндров.

Маслоприемник. Снабжен сеткой, удерживаемой проволочной скобой. При чистой сетке масло поступает в насос через ее ячейки, а при засоренной через щель между сеткой и корпусом приемника.

Масляный насос. Насос шестеренчатого типа установлен внутри масляного картера и крепится к блоку цилиндров двумя шпильками. Корпус насоса изготовлен из алюминиевого сплава, крышка насоса из чугуна, ведущая шестерня - стальная, закреплена на валу штифтом, ведомая- из металлокерамики, вращается на оси, закрепленной в корпусе насоса. Расположен в крышке масляного насоса. Отрегулирован на заводе установкой тарированной пружины, для сжатия которой до длины 40 мм необходимо усилие в 4.35 - 4.85 кг×с.

Привод масляного насоса осуществляется от распределительного вала парой винтовых шестерен. Ведущая шестерня выполнена заодно с распределительным валом. Ведомая-стальная, цианированная, закреплена на валике привода, вращающемся в чугунном корпусе, снабженном в нижней части бронзовой втулкой.

Фильтр очистки масла - полнопроточный неразборной фильтр комбинированной (тонкой и грубой) очистки масла. В случае сильного загрязнения фильтрующего элемента открывается перепускной клапан и масло минует фильтрующий элемент. Фильтр также имеет обратный клапан, который предотвращает масляное голодание двигателя.

Вентиляция картера закрытая с отводом картерных газов в полость воздушного фильтра. Далее картерные газы направляются в цилиндры двигателя, где сгорают. Для того чтобы масляный туман не попадал в пространство воздушного фильтра, имеется маслоуловитель.

1.7 Система питания

Больше работ по теме: