Pojazdy Specjalne Motoryzacja

Kolejność projektowania

Na przykład modele elastooptyczne lub zmniejszone modele dużych konstrukcji umożliwiające zastosowanie metody kruchych pokryć (na prototypie często niewykonalnej ze względu na jego wielkość). Projektowanie silnika przebiega zwykle w następującej kolejności.

1. Ustalenie średniego ciśnienia użytecznego pe, na podstawie założeń wstępnych, przyjętych dla projektowanego silnika.

2. Ustalenie wymiarów głównych silnika, tj. średnicy cylindra D i skoku tłoka S.

3. Wykonanie rysunku i obliczeń wytrzymałościowych tłoka z pierścieniami i sworzniem.

4. Ustalenie X = r/l = S/2 l (a stąd długości korbowodu) oraz średnicy czopa korbowego.

5. Wykonanie szkicu korbowodu i wykorbienia wału, sprawdzenie nacisków i naprężeń występujących w tych elementach; w razie pozytywnego wyniku – wykończenie projektu tłoka, korbowodu i wykorbienia wału.

6. Ustalenie zarysu przeciwciężaru i obliczenie jego grubości oraz śrub mocujących.

7. Wyznaczenie na przekroju poprzecznym krzywych opisywanych przez zewnętrzne punkty obrysu korbowodu.

Dalsze kroki

W tym celu wycina się z papieru makietę korbowodu i na rysunku naśladuje jego ruch podczas pracy, tzn. przesuwa łeb korbowodu wzdłuż osi cylindra, a stopę – po okręgu zatoczonym promieniem wykorbienia zaznaczając na rysunku punkty krzywych opisywanych przez najbardziej wystające części korbowodu oraz największe wychylenia boczne obrysu trzon. Obwiednią tych krzywych określa granicę, do której można się zbliżyć projektując dalej silnik. 8. Obliczenie średnic zaworów i rozwiązanie układu komory spalania (rozmieszczenie zaworów, wtryskiwacza lub świecy, komory pomocniczej itp.) oraz kanałów dolotowych i wylotowych. 9. Ustalenie położenia wału rozrządu oraz zaprojektowanie jego napędu. 10. Zaprojektowanie tulei cylindrowej, bloku cylindrowego oraz reszty kadłuba i głowicy. Przebieg ostatnich z wymienionych prac jak również dalsze prace projektowe nad rozwiązaniem układu chłodzenia, układu olejenia, układu zasilania paliwem, koła zamachowego itp., zależą od konstrukcji i nie dają się ująć w ramowy schemat postępowania.

Obliczanie głównych wymiarów silnika

Podstawowymi parametrami geometrycznymi silnika są: średnica cylindra D i skok tłoka S, które określa się zwykle jako tzw. wymiary główne silnika. Średnicę cylindra D oraz skok tłoka S można obliczyć kilkoma metodami. Najczęściej stosowana w praktyce metoda opiera się na uprzednio ustalonej wysokości średniego ciśnienia użytecznego pe, którą określa się z obliczeń cieplnych (patrz rozdz. 5) lub też niekiedy dla silników szybkobieżnych przyjmuje się na podstawie starannej analizy danych charakterystycznych silników podobnego typu i zastosowania. Pewnym usprawiedliwieniem takiego postępowania jest wielka różnorodność konstrukcji utrudniająca dobór potrzebnych parametrów i współczynników, a istniejące dane doświadczalne nie zawsze są wiarygodne ze względu na trudności pomiarowe (silniki szybkobieżne – w odróżnieniu od silników średnio- i wolnobieżnych – z reguły nie są konstrukcyjnie przystosowane do indykowania; ponadto przy dużych prędkościach obrotowych uzyskanie dokładnych wyników indykowania nie jest sprawą łatwą).

Czas pracy maszyny

Wówczas czysty czas pracy maszyny wynosi 304-40 minut. Ostateczną ocenę wytrzymałości i sztywności nowych elementów silnikowych dokonuje się podczas badań prototypów prób eksploatacyjnych. Znaczne przyspieszenie opracowania nowych konstrukcji oraz zmniejszenie nakładów na ten cel można uzyskać stosując metody doświadczalne na modelach. Użycie do badań modeli umożliwia: – łatwe porównanie alternatywnych rozwiązań konstrukcyjnych, – uzyskanie dużych odkształceń przy małych obciążeniach, – obciążenie modelu w sposób, który jest trudny lub niewykonalny, bądź też zbyt kosztowny przy badaniach prototypu. Ponadto modele można szybko i tanio wykonać, ponieważ używane do tego celu materiały dają się zwykle łatwo kształtować i są powszechnie dostępne. Wreszcie modele mogą być badane aż do zniszczenia jeszcze przed skonstruowaniem i wykonaniem, co zmniejsza ryzyko wykonania kosztownego prototypu silnika. Modele mogą dostarczyć nawet więcej informacji niż badanie prototypu – jest zwykle to dość oczywiste.