5_Chiulasa curs

8/13/2019 5_Chiulasa curs

1/7

Motoare pentru automobile

5. CONSTRUCIA I CALCULUL CHIULASEI

n acest capitol se prezint soluii constructive pentru diferite tipuri de chiulase i

elemente de calcul ale acestora. De asemenea, sunt prezentate unele principii care stau la

baza proiectrii chiulaselor.

Obiectie opera!ionale

Cunoaterea diverselor soluii constructive utilizate la chiulasele motoarelor rcite cu

lichid;

Cunoaterea diverselor soluii constructive utilizate la chiulasele motoarelor rcite cu

aer;

nsuirea avantajelor i dezavantajelor diferitelor soluii utilizate la construciachiulaselor;

nsuirea modului de alegere a soluiilor constructive n funcie de tipul i destinaia

motorului;

Cunoaterea materialelor i semifabricatelor utilizate n construcia chiulaselor;

Cunoaterea principiilor care stau la baza proiectrii i calculului chiulasei.

!"


2/7


5." Con#truc!ia c$iula#ei

#a proiectarea motorului cu ardere intern soluia constructiv adoptat pentru

chiulas depinde$ de tipul motorului; tipul rcirii, forma camerei de ardere; numrul iamplasarea supapelor i a arborelui de distribuie; numrul i amplasarea canalelor deadmisie i evacuare; amplasarea bujiilor sau a injectoarelor, i eventual de amplasarea unordispozitive de uurare a pornirii motorului.

5."." C$iula#a motorului r%cit cu lic$i&

#a motoarele pentru autoturisme i autoutilitare se folosesc n general chiulasemonobloc, chiulasele individuale fiind utilizate la motoarele cu aprindere prin comprimarede mare putere i la motoarele rcite cu aer.

#a motoarele cu aprindere prin sc%nteie, solicitrile mecanice fiind relativ mici, seadopt soluia cu chiulasa monobloc. Camerele de ardere cu larg rsp%ndire datorit

performanelor energetice obinute i a nivelelor de no&e sczut sunt$ de tip pan 'fig. (.)*,n acoperi 'fig. (.+*, sau semisferic 'fig. (.*.

#a motoarele cu aprindere prin comprimare pentru autoturisme se utilizeazchiulase monobloc sau pentru un grup de cilindri. #a motoare cu alezaje mari de )- mm/se utilizeaz chiulase individuale care au avantajul unor tensiuni termice mai reduse.

#a motoarele cu injecie direct chiulasele au o construcie relativ simpl deoarececamerele de ardere sunt amplasate n pistoane 'fig. (.0 i (.(*.

1tilizarea camerelor de ardere divizate complic construcia chiulasei. Camerele dev%rtej se realizeaz din dou pri$ partea superioar se toarn mpreun cu chiulasa; parteainferioar se constituie ca o pies separat confecionat din oel termorezistent sau materialceramic 'fig. (.!*.

Camerele de preardere sunt realizate din oel termorezistent, ca o pies separat fade chiulas 'fig. (.2*.

3ig. (.+. Camer de ardere tip acoperi3ig. (.). Camer de ardere tip pan

2-


3/7


Construcia chiulaselor la motoarele n patru timpi prezint particulariti comuneindiferent de tip.

Canalele de admisie trebuie s posede o geometrie i un traseu care s asigureumplerea c%t mai bun a cilindrilor cu ncrctur proaspt, de asemenea s genereze i sorganizeze micarea ncrcturii din cilindru.

#a proiectarea canalelor de admisie se ine seama de reducerea pierderilorgazodinamice, aceasta realiz%ndu4se printr4o seciune variabil descresctoare spre poartasupapei, iar raza de curbur spre poarta supapei se adopt -,(5-,! din diametrul taleruluisupapei.

#a motoarele cu aprindere prin sc%nteie cu carburator canalele de admisie ievacuare se dirijeaz pe aceiai parte a chiulasei pentru a favoriza vaporizareacombustibilului. n cazul injeciei cu benzin i la motoarele cu aprindere prin comprimare

3ig. (.0. Camer de ardere la 67C cuinjecie direct

3ig. (.. Camer de ardere de tip semisferic

3ig. (.(. Camer de ardere la 67C cuinjecie direct

3ig. (.!. Camer de v%rtej

2)


4/7


canalele de admisie se dirijeaz pe o parte, iar cele de evacuare pe cealalt parte a chiulasei.#a proiectarea cmii de ap se ine seama c trebuie s se gseasc acele soluii

constructive care s asigure rcirea pe o suprafa c%t mai mare a camerei de ardere,canalului de evacuare, bosajelor ghidului supapei de evacuare, bujiei sau injectorului.

#a nivelul chiulasei circuitul de rcire trebuie s fie simplu fr ramificaii importantei s asigure o vitez de4a lungul pereilor de minim )( m8s/.

#a proiectarea chiulasei trebuie s se in seama de asigurarea rigiditii acesteia n

acest scop, la adoptarea peretelui de aezare cu blocul cilindrilor se au n vedere valori de'-,-95-,)-*D iar pentru ceilali perei de (52 mm/, lu%nd n considerare ca element

principal valoarea dimensional a alezajului.:chimbul de gaze prezint pentru motor o importan deosebit, iar etanarea

supapelor un aspect particular, la chiulasele la care scaunul supapei se prelucreaz direct,grosimea peretelui este de '-,-95-,)-*dc 'dc 4 dimetrul canalului de admisie i poartasupapei* iar nlimea adoptat trebuie s se ncadreze n limitele '-,++5-,+(*dc.

#a chiulasele confecionate din font cenuie scaunele avomibile se utilizeaz numaipentru supapele de evacuare. :caunele se monteaz cu o str%ngere mic pentru a asigurareparabilitatea chiulasei '-,-0(5-,))( mm/*.

#a chiulasele realizate din aliaje de aluminiu se prevd n mod obligatoriu scaune de

supap din material termorezistent la ambele supape. entru proiectarea ghidului supapei deadmisie i evacuare trebuie s se respecte condiia de ghidare i de rcire a tijei supapei, nacest sens, lungimea ghidului se adopt de peste apte ori mai mare dec%t valoareadiametrului tijei supapei.

Cunosc%nd faptul c ghidul supapelor se monteaz prin presare, ajustajul adoptat sesitueaz n limitele '-,--5-,-(-*diametrul e&terior al ghidului.

7v%nd n vedere condiiile grele de ungere, jocul dintre tija supapei i ghid se adoptntre '-,--(5-,-)-*dts'dts4 diametrul tijei supapei* pentru supapa de admisie i '-,--95-,)+-*dtspentru supapa de evacuare.


5/7


6/7


Vs4 volumul descris de piston; 4 raportul de comprimare.entru motoarele cu aprindere prin sc%nteie i motoarele cu aprindere prin

comprimare cu injecie direct n funcie de volumul i forma camerei de ardere se potdetermina dimensiunile constructive ale camerei de ardere.

n cazul camerei de preardere dimensiunile principale se pot determina in%nd seama

de volumul camerei 'format din dou semisfere i un cilindru* plus canalul consideratcilindric.Camera de v%rtej prezint un caz aparte deoarece trebuie s in seama de micarea

ncrcturii din camer ? ?.

= k

'(.+.*

unde$ k4 viteza unghiular a aerului din camera de ardere;4 viteza unghiular a arborelui motor.>iteza unghiular de rotaie a ncrcturii n camera de turbulen se determin din

condiia egalitii momentului cantitii de micare a aerului care se gsete n camera de

ardere, cu integrala momentului cantitii de micare a aerului care intr n camer de lanceputul procesului.#a proiectare se adopt raportul de v%rtej @ +(50-, iar pentru coeficienii de

debit ai canalului de legtur @ -,25-,9, iar aria seciunii canalului de legtur se situeazntre -,95+,2A din aria capului pistonului.

>iteza ncrcturii proaspete prin canalul de legtur trebuie s se situeze n limitelea )--5+-- m8s/.

#a proiectarea antecamerei se vor adopta valori pentru aria relativ dintreantecamer, camera principal i aria capului pistonului, cuprinse ntre )8)--5)80--.

7ria seciunii canalului de legtur se calculeaz n general cu formule empirice.

5.'.' Calculul c$iula#ei la #olicit%ri mecanice

n timpul funcionrii motorului, chiulasa suport un comple& de solicitri variabilen timp datorate$ variaiei presiunii gazelor din cilindru, tensiunilor aprute la str%ngereachiulasei pe bloc, tensiunilor termice remanente n chiulas dup turnare i tensiunilortermice determinate de nclzirea inegal a diferiilor perei.

:e consider c chiulasa este supus la un ciclu de solicitare la oboseal, pentru aanaliza aceste solicitri se consider chiulasa ca o plac echivalent circular ncastrat ladiametrul mediu de str%ngere al uruburilor pe fiecare cilindru.


7/7


ensiunile n seciunea de ncastrare sunt date de urmtoarele relaii$

r

2

m

3

2

F

h

D

D

=

+ +)

+8mm+/ '(.(*

t r = - (, 8mm+/ '(.!*unde$ F@p D2pg/ /;

h4 grosimea plcii echivalente.n centrul plcii tensiunile se calculeaz cu relaiile$

( )r t2

m

2

m

2

F

h

D

D

D

D

= =

+ +

,

9) 0 ln 8mm+/ '(.2*

3ig. (.". :chema de calcul a chiulasei

2(

Documents

5_Chiulasa curs