Date intrareDate de proiectareMotor cu aprindere prin scanteiePutere nominala P =112 kWTuratia nominala n =6000 rot/minNumar cilindrii i =4Dispunerea cilidrilor:liniarCilindreea totala Vt =1951 cm3Cursa pistonului S =91 mmAlezajul D =83 mmPresiunea maxima a gazelor74.8*10^5 N/m2

Bloc motorBlocul MotorConditii functionaleBlocul motorului constituie elementul structural al motorului, determinand constructia generala a acestuia. Contine cilindrii in care se desfasoara ciclul motor, prin peretii sai exteriori inchide camasa de racire la motoarele racite cu apa, pe acesta se prinde chiulasa si sustine in lagarele sale arborele cotit si arborele cu came. Prin peretii blocului se transmit fortele de presiune a gazelor de la chiulasa la corpul lagarelor, reactiunea momentului motor la sasiul autovehiculelor, iar la unele tractoare acesta constituie chiar o parte a sasiului. Pe bloc se monteaza toate agregatele si instalatiile auxiliare ale motorului: instalatia de ungere, instalatia de racire, instalatia de alimentare.Datorita rolului functional si conditiilor de exploatare, pentru blocul motorului se impun anumite cerinte: rigiditate si stabilitate dimensionala; usurinta montajului si intretinerii diferitelor parti componente ale motorului; masa mica; forma constructiva simpla si simplitate de fabricatie.

ChiulasaChiulasaConditii functionaleChiulasa, impreuna cu cilindrul si pistonul, formeaza spatiul inchis in care evolueaza fluidul motor. In chiulasa se amplaseaza, dupa caz, camera de ardere, se afla orificiile pentru bujii sau injectare si canalele de distributie a gazelor. De asemenea, chiulasa este locul de montare a unor piese din mecanismul de distributie. Datorita acestor particularitati, chiulasa este o piesa de dimensiuni mari, cu o pondere insemnata (12-15%) asupra masei motorului.

In timpul functionarii, chiulasa este supusa sarcinilor mecanice, datorita fortei de presi-une a gazelor si fortei de stringere a suruburilor. Totodata, din cauza incalzirii inegale a diferi-telor zone (diferenta de temperatura ajunge pina la 100-200C), chiulasa este supusa unor im-portante tensiuni termice, care pot provoca deformari si fisurari ale acesteia. Tensiuni supli-mentare sunt determinate de prezenta unor parti constructive care se monteaza pe chiulasa.Pentru a asigura conditii normale de functionare, chiulasei i se impun anumite cerinte: rigiditate, pentru a asigura etanseitatea fata de gaze; rezistenta mecanica si termica ridicata la o masa cat mai mica; posibilitatea realizarii formei optime a camerei de ardere si dirijarea convenabila a canalelor pentru distributia gazelor; Constructia chiulaseiConstructia chiulasei depinde de tipul motorului, de forma camerei de ardere, de amplasarea supapelor si traseul canalelor de distributie a gazelor, si de sistemul de racire. Pe langa aceste deosebiri, exista si unele elemente comune tuturor tipurilor constructive.

CilindrulPROIECTAREA CILINDRULUICalculul cilindruluiSe adopta ca solutie constructiva camasa de cilindru umeda cu perete de sprijin la partea superioaraDin calculul termic a rezulatat: valoarea alezajului:D =83mm presiunea la sfarsitul arderii pgpg=74.8*105 N/m27.48N/mm2Grosimea peretilor se adopta din conditii de rigiditate:pentru MAS d= 0,06D+2 mmd = 0.06D+2=7.0mmDimensionarea peretelui cilindrului se poate realiza si din relatia tensiunilor in plan longitudinal.Pentru constructia cilindrului se alege fonta cu l = 3859 [N/mm2]Se adopta l =40N/mm2=8mmCamasa umeda a cilindrului se verifica ca tensiunile sumare sa nudepaseasca valorile admisibile.Tensiunea de intindere in sectiunea transversalaunde:pg - presiunea maxima a gazelor [N/mm2]D1=2d+D=97mmDmed=90mmt=21.7N/mm2Tensiunea de incovoiere este data de relatiaW=41437.7547493561mm3i=1.9N/mm2unde: h - distanta din P.M.I pana la axa boltului [mm]se adopta h=40mm N - forta normala pe peretele cilindrului [Nm]Din calculul dinamic: forta normala maxima pe peretele cilindrului Nmax esteNmax=1985NTensiunea totala are urmatoarea expresie: =24N/mm2La proiectarea cilindrilor care se sprijina pe un guler la partea superioara, inaltimea H a gulerului camasii se considera desfasurataPe unitatea de lungime actioneaza forta:68896.8176116824N/mmunde: Fs - forta de strangere a camasii pe bloc si este egala cu forta ce actioneaza asupra suruburilor de chiulasa ale unui cilindru Dm diametrul mediu de etansareAlte dimnesiuni adoptate: De - diametrul de etansare101mm Dg - diametrul gulerului107mm Ds - diametrul zonei de centrare102mm Dm diametrul mediu de etansare95mmMomentul incovoietor care actioneaza in gulerul camasii este dat de relatia:1094.4488412Nmmunde : y - reprezinta bratul dintre cele doua forte Fs care actioneaza asupra gulerului cilindrului:5mmInaltimea gulerului cilindrului Hg:7mmunde :ai=80MpaTensiunea egala pentru o portiune egala cu unitatea este:120MpaElemente de etansare a cilindrilorEtansarea cilindrului la partea superioara fata de gazele arse se realizeaza cu garnitura de chiulasa iar fata de lichidul de racire n partea inferioara cu garnituri a caror forma depinde de solutia constructiva adoptata.Garnitura de chiulasaSe deformeaza sub efectul de strangere a chiulasei, in timpul arderii cand presiunea gazelor tinde s indeparteze chiulasa, materialul garniturii trebuie sa posede o elasticitate suficienta pentru a urmarii deplasarea chiulasei si, sa nu se compromita etansarea. Temperaturile inalte cu care vine n contact garnitura de chiulasa nu trebuie sa afecteze rezistenta si elasticitatea materialului.In functie de materialul din care se confectioneaza garnitura de chiulasa acesta poate fi: metaloplastica, plastica sau metalica.In cazul de fata ca solutie constructiva se alege pentru etansarea chiulasei cu blocul motor garnitura de chiulasa metaloplastica.Garnitura metaloplastica este constituita dintr-o foaie de azbest armata cu o tesatura din fire metalice sau o placa (inima) din cupru sau otel cu continut scazut de carbon. Protectia garniturii contra gazelor arse se realizeaza prin bordurare cu tabla din cupru sau aluminiu. La unele garnituri se bordureaza si orificiile de trecere ale lichidului de racire.Orificiile garniturii pentru circulatia uleiului si lichidului de racire se executa cu diametre mai mari cu 23 [mm] fata de cele din bloc sau chiulasa pentru a se elimina efectul de diafragma la curgerea acestora. Orificiile pentru suruburile (prezoanele) de chiulasa sunt cu 12 [mm] mai mari decat diametrul acestora.Etansarea fata de lichidul de racireEtansarea fata de lichidul de racire se realizeaza cu inele din cauciuc montate in canale executate n camase.Se alege inel O cu diametrul sectiuinii d:d =3mmDimensiunile canalului de etansare: Latimea canalului b:b =4.2mm Adancimea t:t =2.5mm

PistonulPROIECTAREA PISTONULUIDimensiunile principale ale pistonuluiDin punct de vedere constructiv, ansamblul piston, are urmatatoarele elemente functionale:1- camera de ardere2- capul3- bosajele pentru bolt4- fusta5- insertiile de otel sau fonta6- boltul7- sigurantele boltului8- segmentiiElementele dimensionale ale capului pistonului pentru motorul cu aprindere prin scanteieD- diametrul cilindruluiDb- diametrul exterior al boltuluiHN - distana de la generatoarea alezajului pentru bol la fundul pistonuluiSB - grosimea capului pistonuluiHM - nlimea camerei de ardere din capul pistonuluiCalculul pistonului Se alege piston cu cap plat datorita simplitatii constructive si suprafetei minime de schimb de caldura. Pistonul se face din aliaj de Al pe baza de Si din grupa aliajelor eutectice.Marca aliajului: ATC Si12CuMgNi KS 1275 MAHLE 124 Modulul de elasticitate: E=7500 [daN/mm2] Duritatea Brinell: 90...120 HB la 293 [K]70...90 HB la 423 [K]30...40 HB la 523 [K] Rezistenta de rupere la tractiune: la 293 K: 20...25 [daN/cm2] la 293 [K] la 423 K: 18...23 [daN/cm2] la 423[K] la 523 K: 10...15 [daN/cm2] la 523 [K] Rezistenta de rupere la oboseala: la 293 K: 8...12 [daN/cm2] la 293 [K] la 573 K: 5 [daN/cm2] la 523 [K] Densitatea = 2,682,70 [kg/dm3]Calculul pistonului la solicitari mecaniceCalculul capului pistonuluiPistonul se schiteaza in raport cu solutiile constructive alese. Dimensiunile alese se adopta pe baza datelor statistice: Lungimea pistonului HH = 0,800...1.100D =66.4mmse adopta :H =67mm Lungimea mantalei LL = 0,5000,800D =49.8mmse adopta :L =50mm Inaltimea de compresie llll = 0,5000,700D =49.8mmse adopta:ll =50mm Inaltimea de protectie a segmentului de foc hh = 0,0600,120D5.81mmse adopta:h =6mm Grosimea flancului hchc = 0,0350,450D=4.15mmse adopta:hc =4.2mm Grosimea capului = 0,0800,100D6.64mmse adopta: =7mm Distanta dintre bosajele alezajului boltului bb = 0,2500,400D =33.2mmse adopta:b =34mm Capul pistonului se verifica in ipoteza ca acesta este o placa circulara incastrata pe contur, de grosime constanta, incarcata cu o sarcina uniform distribuita, data de presiunea maxima a gazelor din cilindru:unde:di - diametrul interior al capului pistonului [m];rl - unitar(a=200300 105 [N/m2] pentru aluminiu);pgmax - presiunea maxim a gazelor din cilindrul motorului [N/m2].se adopta di=77mmrl=169702477.3125N/mm21697.024773125105 N/m2 Diametrul fundului segmentului d:d = D - 2 ( jr + t ) =72mmt = grosimea radiala a segmentului 24mmt =4mmjr = jocul radial al segmentului jr = 1,3 mm pt D < 100mmjr =1.3mmCalculul profilului pistonului: temperatura cilindrului :150350 oCTc =200oC473.2K temperatura capului pistonului : 200.. 300 oCTp =250oC523.2K temperatura mediului ambiant (motor rece):To =288K coeficient de dilatare termica al materialului: Camasii (fonta): c = (1012) 10-6 1/Kc =10.710-6 1/K Pistonului (Aluminiu): p = (20,521,5) 10-6 1/Kp =2010-6 1/KPentru asigurarea unei functionari normale a pistonului este necesar ca jocul relativ in stare calda, dintre piston si cilindru, sa fie in limitele urmatoare:'s = 0,0020,003 n zona superioar a pistonului's =0.0025mm'i = 0,0010,002 n zona inferioar a mantalei'i =0.0015mmJocurile diametrale in stare calda in zona superioara si inferioara0.21mm0.12mmDiametrul pistonului la cald la partea superioara:Dp = D - 's =82.79mmDiametrul exterior al pistonului in stare rece la partea superioara si partea inferioara82.57mm82.65mmJocurile diametrale n stare rece n zona superioar i inferioar0.43mm0.35mmCalculul zonei port-segmentiUmarul canalului pentru segment este supus la solicitari de incovoiere si forecare de catre forta de presiune a gazelor scapate prin interstitiul dintre piston si camasa cilindrului, care actioneaza asupra segmentuliValorile eforturilor uniotare se calculeaza astfel: la incovoiere26Mpaunde: Rp raza pistonului [mm] r raza fundului pistonului [mm] Mi momentul incovoietor care solicita umarul canalului segmentului Wz modulul de rezistenta la incovoiere la forfecare6Mpaunde:pg - presiunea maximapg =7.48N/mm2 efortul unitar echivalent:28Mpaech = 14.4 Mpa < echa=45 MpaIn regiunea port-segment , sectiunea A-A, din dreptul segmentului de ungere este redusa din cauza orificiilor pentru evacuarea uleiului.Ea se verifica la compresie:315105 N/m2unde :AA - aria sectiunii reduseAA =1277mm2c = 427105 [N/m2] < ac = 200450105 [N/m2]Cunoscandu-se coeficientul de dilatare termica al materialului pistonului, modulul de elasticitate si alti factori, se poate calcula grosimea peretelui pistonului in zona port-segment, respectiv diametrele. Pentru partea superioara a capului pistonului72.3074985103mmunde :l = distanta de la fundul pistonului la generatoarea alezajului boltului [mm].l =32mmpme = presiunea medie efectivapme =0.8N/mm2 Pentru partea inferioara a zonei port-segmenti70.2326970027mmunde :l' = distanta de la planul care delimiteaza zona port-segment si generatoarea alezajului pentru bolt [mm].l' =16mmpme = presiunea medie efectivapme =0.8N/mm2Calculul mantalei pistonuluiPresiunea specifica pe mantaua pistonului pentru a preveni intreruperea pelicului de ulei, nu trebuie s depaseasca o anumita valoare determinata conventional:0.223904407N/mm2unde: Nmax - forta normala care actioneaza intr-un plan perpendicular pe axa boltului [N]Nmax =1985NLN - lungimea mantalei [m]LN =50mm Aev - aria suprafetei proiectata pe un plan normal pe axa boltului [m2]13005.0154886166mm2Grosimea peretelui mantalei respectiv diametrele interioare se determina cu urmatoarele relatii:- in planul axei boltului72.3621256874mmunde :l1 = distanta de la partea inferioara a pistonului la axa boltului [mm];l1 =50mmpme = presiunea medie efectivapme =0.8N/mm2- la partea de jos a mantalei72.3744234857mmunde :l1' = distanta de la partea inferioara a pistonului la axa boltului [mm];l1' =22mmpme = presiunea medie efectivapme =0.8N/mm2Calculul jocurilor segmentului in canalGrosimea segmentului, b:4.0unde: K - constantaK =0.08 pgmax - presiunea maxima din cilindru [daN/mm2] a - efortul unitar admisibil, a = 5,56,5 [daN/mm2]a =6.5[daN/mm2]Distanta dintre segment si umarul de piston ja:ja1 =0.064mmja2 =0.020mmja3 =0.030mmunde : f-constantaf1 =0.075[mm] pt segmentul de focf2 =0.028[mm] pt ceilalti segmenti de compresief3 =0.046[mm] pentru segemtii de ungere t - grosimea radiala a segmentului [mm]t =4mm b - grosimea axiala a segmentului [mm]b =4mm Al - coeficientul de dilatare pentru materialul pistonului [1/K] T temperatura segmentului de foc [K]T =240C513.2K T temperatura segmentului de compresie [K]T =155C428.2K T temperatura segmentului de ungere [K]T =120C393.2KDistanta radiala dintre segment si peretele canalului jr :jr = jocul radial al segmentului jr = 1,3 mm pt D < 100mmjr =1.3mm

MBD001008B2.unknown

MBD001008B6.unknown

MBD001008B4.unknown

MBD001008B5.unknown

MBD001008B3.unknown

MBD001008AE.unknown

MBD001008B0.unknown

MBD001008B1.unknown

MBD0010089E.unknown

MBD001008A0.unknown

MBD001008A1.unknown

MBD0010089F.unknown

MBD0010089C.unknown

MBD0010089D.unknown