CCMAI 2 - motor cu aprindere prin scânteie

Stabilirea marimilor specifice la proiectarea motoarelor de autovehicule.

Cerinte impuse motoarelor de autovehicule

Conditiile de functionare ale autovehiculelor impun motorului utilizat satisfacerea unor conditii care nu depind în principal de tipul motorului. Dintre cerintele care trebuiesc satisfacute cele mai importante sunt:

a) consum de combustibil redus pe o plajã de sarcini si turatii cât mai mare;

b) emisiuni nocive reduse, pe cât posibil se vor adapta acele solutii constructive care au impact asupra genezei noxelor si actioneazã în sensul diminuãrii acestora;

c) masã specificã cât mai redusã fãrã a afecta rezistenta si rigiditatea ansamblului;

d) adaptabilitate la regimul de functionare ale autovehiculului;

e) pornire si functionare sigurã în limite largi ale temperaturii mediului ambiant;

f) echilibrarea cât mai completã a fortelor si momentelor de inertie ale maselor aflate în miscare de translatie si rotatie;

g) adoptarea unui grad de neuniformitate care sã nu afecteze demarajul lin al autovehiculului;

h) sigurantã în functionarea motorului ca sistem complex: motor-instalatii auxiliare;

i) satisfacerea tuturor factorilor care influenteazã uzura motorului (materiale, calitate a suprafetelor, tratamente termochimice, filtrare, etc);

j) arhitectura motorului sã dea posibilitatea unei deserviri usoare.

Proiectantul trebuie sã analizeze cu atentie aceste cerinte în concordantã cu tipul motorului si natura autovehiculului pentru a se ajunge la cele mai bune solutii încã din faza de studiu, rãmânând ca pe parcursul proiectãrii propriu-zise pe baza simulãrilor de functionare sã se adopte acele detalii constructive care sã conducã la satisfacerea tuturor acestor cerinte. Verificarea si optimizarea constructiei efectuându-se prin încercãri pe stand si de drum.

La întocmirea studiului si elaborarea proiectului pentru motorul de autovehicul trebuie sã se analizeze cu atentie tendintele mondiale în domeniu.

În ultimii ani legislaþiile antipoluare au impus proiectantilor si constructorilor de motoare mutatii majore în abordarea solutiilor constructive, pentru a diminua nivelul de noxe la genezã. Un alt factor major care determinã noi presiuni în proiectare îl constituie utilizarea unor materiale noi neconventionale (materiale ceramice si compozite).

Studii recente au scos în evidentã cã o serie de componente ale motorului pot fi proiectate si confectionate din materiale neconventionale care conferã motorului noi performante privind: fiabilitatea; durabilitatea si greutatea acestuia.

Regimul de functionare al motorului la care se efectueaza calculul de proiectare

În timpul functionãrii motorului piesele acestuia sunt solicitate de forte si momente cu caracter variabil, de aceea este necesar ca verificarea prin calcul a acestor piese sã se realizeze pentru conditiile cele mai grele de solicitare.

La motoarele cu aprindere prin scânteie se considerã urmãtoarele 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.

Calcul de rezistentã pentru piesele motorului se realizeazã în conditii de functionare stationare, cu toate cã regimurile nestationare au o pondere importantã în exploatare este dificilã cuantificarea prin calcul.

În timpul functionãrii motoarelor la anumite regimuri se produc deformatii, de accea calculul de rezistentã al pieselor trebuie sã le aibã în vedere, fie la piesa luatã în calcul, fie la piesa conjugatã. Luarea în considerare a caracterului dinamic al fortelor prezintã dificultãti suplimentare, calculul pieselor motorului realizându-se la sarcini statice si cu considerarea deformatiilor numai în domeniul elastic.

În cazul pieselor supuse la solicitãri variabile, la calculul rezistentei la obosealã trebuie sã se aibã în vedere cã amplitudinea tensiunilor are o influentã mai mare decât tensiunile maxime.

Implementarea de noi metode de abordare a calculului pieselor motorului pot sã simuleze solicitarea si comportarea piselor în functionare.

Parametrii fundamentali al motorului:

Puterea nominala: Pn=45 kW

Turatia nominala: n=5200 rot/min

Dimensiuni fundamentale ale motorului:

Numarul de cilindrii: i=4

Raportul de comprimare: =8

Alezajul: D=72 mm

Cursa: S=64 mm

Cilindreea totala: Vt=1.3 l