|
Fig. 1.1 Posibilitati de utilizare a materialelor neconventionale la proiectarea motoarelor |
Parametrii constructivi utilizati în proiectare sunt: puterea litrica, puterea specifica corectata, masa litrica si masa specifica.
Puterea litrica reprezinta criteriul de apreciere a gradului de utilizare a cilindreei motorului
(1.1)
unde: Pe - puterea nominala kW]; Vt - cilindreea totala [l]; pe - presiunea medie efectiva; n -turatia motorului; tm - coeficient care tine seama de numarul de timpi ai motorului. Valoarea puterii litrice da posibilitatea comparatie motorului din punct de vedere al perfectiunii procesului de lucru si al compactitatii constructiei. Cu cât valoarea puterii litrice va fi mai mare cu atât motorul va fi mai compact si mai usor (Tabelul 1.1.)
Puterea specifica corectata
(1.2)
unde: i - numarul de cilindri; D - alezajul cilindrului; S - cursa pistonului.
Masa litrica (ml) este indicele care apreciaza consumul de metal pe unitatea de cilindree
(1.3)
unde: ml - masa litrica; m - masa motorului; Vt - cilindreea totala.
Masa specifica (mp) reprezinta criteriul de evaluarea a consumului de metal pentru a realiza un motor de putere unitara
(1.4)
Luând în considerare relatiile (1.1) si (1.4) rezulta
(1.5)
Masa specifica exprimata prin relatia (1.5.) face legatura între aspectele constructive exprimata prin masa litrica si cele care privesc perfectiunea ciclului prin puterea litrica exprimate prin nivelul presiunii medii efective si viteza motorului.
Tabelul 1.1
Valori ale puterii si masei litrice si specifice
|
lb se afla cuprinse între limitele 0,25...0,35, limita inferioara fiind caracteristica motoarelor cu aprindere prin comprimare. La motoarele cu aprindere prin comprimare destinate tractoarelor lb are valori cuprinse între 0,26 ... 0,29, pentru a se micsora masa acestora. p |
|
|
|
Pentru fazele de distributie se pot adopta unghiurile de avans la deschidere si de întârziere la închiderea supapelor fata de PMS si PMI în functie de tipul motorului si turatia de functionare a acestuia (Tabelul 1.7.)
Tabelul 1.7
Valorile unghiurilor de avans si de întârziere la deschiderea si închiderea supapelor
|
|
Admisie |
Evacuare |
||
|
Tipul motorului |
deschidere înaintea PMS [oRAC] |
închidere dupa PMI [oRAC] |
deschidere înaintea PMS [oRAC] |
închidere dupa PMI [oRAC] |
|
Motoare cu aprindere |
|
|
|
|
|
prin comprimare |
|
|
|
|
|
Motoare cu aprindere |
|
|
|
|
|
prin scânteie |
|
|
|
|
|
Motoare supraalimentate |
|
|
|
|
Obs. Valorile mici sunt pentru motoare lente, iar valorile mari pentru motoare rapide.
La calculul procesului de ardere sunt necesare marimile care tin de natura combustibilului si de formare a amestecului carburant (Tabelul 1.8).
Tabelul 1.8
Caracteristicilor ale combustibilor pentru motoarelor autovehiculelor
|
|
Compozitia |
Cmin |
Lmin |
Qi |
||||
|
Combustibil |
Qi [kg/kg] |
|
|
|
|
|
||
|
|
c |
h |
o |
[kg/kg] |
[kmol/kg] |
[kg/kg] |
[kmol/kg] |
[kJ/kg] |
|
Benzina |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Motorina |
|
|
|
|
|
|
|
|
Iar pentru calcule sau verificari se pot folosi parametri prezentati în tabelul 1.9.
Tabelul 1.9
|
Motor |
Timpi |
pi [MPa] |
hi |
hu |
gr |
lb |
|
MAS |
|
|
|
|
|
|
|
MAC |
|
|
|
|
|
|
La verificarea corectitudinii valorilor adoptate sau calculate se poate utiliza tabelul 1.10.
Tabelul 1.10
|
Destinatia |
Tip motor |
Timpi |
nn [rpm] |
hm |
j=S/D |
wm [m/s] |
Pl [kW/l] |
|
Autoturisme |
MAS |
4L |
|
|
|
|
|
|
|
|
4V |
|
|
|
|
|
|
|
MAC |
|
|
|
|
|
|
|
Automobile sport |
MAS |
|
|
|
|
|
|
|
Automobile de curse |
MAS |
|
|
|
|
|
|
|
Auto- |
MAS |
|
|
|
|
|
|
|
camioane |
MAC |
|
|
|
|
|
|
|
|
MAC |
|
|
|
|
|
|
În timpul functionarii motorului piesele acestuia sunt solicitate de forte si momente cu caracter variabil, de aceea este necesar ca verificarea prin calcul a acestor piese sa se realizeze pentru conditiile cele mai grele de solicitare.
La motoarele cu aprindere prin scânteie se considera urmatoarele regimuri caracteristice pentru calculul pieselor:
- regimul cuplului maxim la o turatie de nM = (0,4...0,5) nn presiunea gazelor din cilindru la sfârsitul arderii atinge valorile maxime:
- regimul puterii nominale a motorului la turatia nn;
- regimul turatiei maxime de mers în gol nmax; la care fortele de inertie ating valorile maxime.
La motoarele cu aprindere prin comprimare valorile maxime ale presiunii de ardere depind de tipul camerei de ardere si de procedeul de formare a amestecului aer combustibil si nu întotdeauna se ating la regimul cuplului maxim, de regula aceste valori se ating la regimurile puterii nominale.
La aceste motoare se recomanda urmatoarele regimuri pentru calculul pieselor:
- regimul puterii nominale la turatie nominala (nn);
- regimul turatiei maxime de mers în gol (nmax).
Calcul de rezistenta pentru piesele motorului se realizeaza în conditii de functionare stationare, cu toate ca regimurile nestationare au o pondere importanta în exploatare este dificila cuantificarea prin calcul.
În timpul functionarii motoarelor la anumite regimuri se produc deformatii, de accea calculul de rezistenta al pieselor trebuie sa le aiba în vedere, fie la piesa luata în calcul, fie la piesa conjugata. Luarea în considerare a caracterului dinamic al fortelor prezinta dificultati suplimentare, calculul pieselor motorului realizându-se la sarcini statice si cu considerarea deformatiilor numai în domeniul elastic.
În cazul pieselor supuse la solicitari variabile, la calculul rezistentei la oboseala trebuie sa se aiba în vedere ca amplitudinea tensiunilor are o influenta mai mare decât tensiunile maxime.
Implementarea de noi metode de abordare a calculului pieselor motorului pot sa simuleze solicitarea si comportarea piselor în functionare.
|
