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; α=0,92; To=288 К.
Описание особенностей прототипа ДВС
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, мм | |
| Ход поршня, мм | |
| Степень сжатия | 8.5 |
| Мощность 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, Нм | 105.8 |
| Литровая мощность, кВт/л | 28.59 |
| Средняя скорость поршня, м/c | 14.93 |
| Минимальный удельный расход топлива, г/кВт ч | |
| Среднее эффективное давление при номинальной мощности, МПа | 0.83 |
| Среднее эффективное давление при максимальном крутящем моменте, МПа | 0.91 |
| Контрольный расход топлива, л/100 км | 8,2 |
| Бензин | АИ-93 |
| Масса двигателя без смазочного масла, кг |
Двигатель
Двигатель ВАЗ-2103 рядный, четырехцилиндровый, четырехтактный, карбюраторный, с жидкостным охлаждением.
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.
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.