Dalej >>
OBLICZANIE GŁOWNYCH WYMIARÓW SILNIKA SPALINOWEGO
- 63-
- 64 -
1. Wymagania stawiane silnikom spalinowym w pojazdach trakcyjnych 
    - Niezawodność pracy w różnych warunkach klimatycznych, 
    - Dostateczna trwałość, 
    - Małe wymiary zewnętrzne i niski ciężar, 
    - Duża sprawność przy małym zużyciu paliwa, 
    - Wygodny i łatwy w obsłudze, 
    - Cichobieżny, 
    - Ograniczona zawartość składników toksycznych w spalinach, 
    - Niskie koszty produkcji, 
    - Estetyczny wygląd.
            
2. Założenia wstępne do projektowania nowego silnika 
    - Przeznaczenie silnika, 
    - Moc znamionowa, 
    - Prędkość obrotowa silnika, 
    - Liczba suwów na 1 cykl pracy (tzn. czy czterosuwowy czy dwusuwowy), 
    - Liczba i układ cylindrów, 
    - Sposób chłodzenia i rozruchu, 
    - Ewentualne ograniczenia wymiarów zewnętrznych i masy, 
    - Ewentualnie dodatkowe wymagania specjalne.
       
3. Tok projektowania silnika spalinowego 
3.1. Ustalenie założeń wstępnych, wybór komory spalania, sposobu zasilania paliwem, 
sterowania zaworami itp. (do tego celu mogą posłużyć również katalogi firm produkujących 
silniki oraz najnowsza literatura). 
3.2. Założenie wartości średniego ciśnienia użytecznego pe wykorzystując do wyboru 
następujące sposoby: 
       - zaprojektować wykres indykatorowy w układzie 
p-V w celu określenia wielkości pracy 
         dodatniej, a tym samym określenie średniego ciśnienia użytecznego (patrz 
         wcześniejszy temat pt.  Średnie ciśnienie użyteczne ), lub 
       - na podstawie katalogu firmy produkującej silniki lub innej literatury przyjąć określone 
         parametry silnika tj. wymiary silnika, moc efektywną jaką posiada przy określonej 
         prędkości obrotowej i mając te dane obliczyć średnie ciśnienie użyteczne według 
         wzoru: 
      - lub na podstawie wskaźników pracy i wskaźników porównawczych silników 
        spalinowych zawartych w literaturze specjalistycznej. 
3.3. Obliczenie głównych wymiarów silnika i parametrów silnika 
3.4. Wykonanie projektu wstępnego na podstawie obliczonych wymiarów, obliczenia 
wytrzymałościowe itp. oraz zapis konstrukcji (rysunki). 
Poniżej przedstawiono realizację punktu 3.3.
 
4. Postępowanie przy obliczaniu głównych wymiarów silnika i parametrów  silnika 
4.1. Dobór stosunku skoku tłoka 
S do średnicy cylindra D.  
Stosunek ten decydujący o wysokości i długości silnika, o jego masie oraz średniej 
prędkości tłoka, mieści się w następujących granicach:  
Dobór wartości k musi być bardzo staranny, gdyż wpływa na wiele własności i wymiary 
silnika. 
Poniżej pokazano jak zmieniają się wymiary silnika i inne jego parametry, gdy przyjmie się 
graniczne wartości 
k
Dla 
k = 0,8 
    - bardzo krótki skok tłoka, 
    - duża średnica cylindra, 
    - większa trwałość silnika (większe przebiegi międzynaprawcze), 
    - niskie straty mechaniczne, 
    - duża sztywność wału korbowego w wyniku skrócenia jego ramion, 
    - łatwiejsze umieszczenie zaworów o większych średnicach (lepsze napełnianie 
      cylindra i dokładniejsze usuwanie spalin), 
    - mała wysokość silnika, 
    - łatwiejszy demontaż silnika. 
Dla 
= 1,25 
    - duży skok tłoka, 
    - mała średnica cylindra, 
    - większa wysokość silnika, 
    - obniżenie wysokości komory spalania i zwiększenie jej powierzchni, 
    - większe straty cieplne przez zwiększenie powierzchni komory spalania, 
    - lepsze warunki chłodzenia, 
    - spadek sprawności mechanicznej, 
    - lepszy przebieg spalania. 
4.2. Obliczenie średnicy cylindra na podstawie założonego (lub obliczonego) średniego 
ciśnienia użytecznego 
Uwaga: Oznaczenia występujące w tym wzorze i poniższych wyjaśniono na lekcjach 
                poprzednich. 
4.3. Skok tłoka