IC-Motor entwerfen [geschlossen]

Dies sieht aus wie Ihr erster Eintrag bei der Wartungs- und Reparaturstelle für Kraftfahrzeuge. Es sieht so aus, als wären Sie ein Ingenieurstudent, der sich ein mögliches Schulprojekt ansieht. Ist das richtig? Willkommen beim Stackexchange!

Sie haben eine Menge Entscheidungen zu treffen.

1. Erste Wahl: Motortyp? Ich nehme an, Sie wollen einen Verbrennungsmotor. Zur Auswahl stehen hier

   • Benzin-Zweitakt-Verbrennungsmotor
   • Benzin-Viertakt-Verbrennungsmotor
   • Dieselkolbenmotor Verbrennungsmotor
   • Wankel-Verbrennungsmotor
   • Jet Turbine Internal Combustion
   • Sterling-Motor mit externer Verbrennung

Es gibt andere Designs da draußen, aber diese sind die häufigsten.

2. Der nächste Schritt besteht darin, Ihren Strombedarf zu bestimmen. Sie haben angegeben, dass Sie 3000 HP wollen. Eindrucksvoll.

3. Als nächstes kommen Materialien. Welche Gießerei haben Sie zur Verfügung? An welche Materialien denken Sie? Haben Sie ein gutes Gespür für Wärmebehandlungsanforderungen? Haben Sie Maschinenwerkstätten, die bereit sind, Sie zu beraten, was für ihre Prozesse akzeptabel ist?

4. Der nächste Schritt besteht darin, zu versuchen, den Motor zu dimensionieren (für Hubraummotoren). Wie viel Hubraum benötigen Sie insgesamt? Von welchem ​​Druck sprechen wir? (Was sind Ihre Sicherheits- und Haltbarkeitsziele?) Verwenden Sie die entsprechenden thermodynamischen Tabellen für Ihre Wahl des Motortyps, um herauszufinden, was für Ihren vorgesehenen Kraftstofftyp möglich ist. Offensichtlich werden Sie den Otto-Zyklus für Benzinmotoren verwenden. Offensichtlich müssen Sie hier den Ansaugdruck prüfen. Wirst du Boost hinzufügen? Wie wollen Sie das anstellen?

5. Nachdem Sie den Hubraum (gesamt) ermittelt haben, können Sie die Anzahl der Zylinder, die Größe der Kolben und den Hub der Kurbelwelle ermitteln. Ich werde sagen, dass es eine Menge veröffentlichter Dinge gibt, die ein wenig über diesen Schritt sprechen, insbesondere in Bezug auf Drehzahlbereich und Drehmoment. Sie haben Ihre Ziele für diese nicht erwähnt.

6. Irgendwann sollten Sie wahrscheinlich nicht nur die Anzahl der Zylinder bewerten, sondern auch, wie sie angeordnet sind. Wie wichtig sind Vibrationen für Sie? Entscheiden Sie sich für Inline-Block, V-Block, Horizontal-Opposition oder vielleicht ein alternatives Design? Willst du eine Ausgleichswelle einbauen?

7. Und hier ist eine schwierige Frage. Wie werden Sie den Einlass und Auslass Ihres Motors steuern? Zwei Ventile pro Zylinder? Drei? Vier oder mehr? Vielleicht haben Sie ein alternatives Design im Sinn. Wieder großartig. Wie steuern Sie das Öffnen und Schließen der einzelnen Ventile? Wie werden Sie die Energie dafür übertragen? Entscheiden Sie sich für Ventilfedern oder ein desmodromisches Ventildesign?

8. Sie sollten sich auch einen Moment Zeit nehmen, um sicherzustellen, dass Sie Ihr Design auch für den Wärmeverlust berücksichtigen. Kühlersteuerung? Kühlmittel? Thermostat? Kühlmittelpumpe? Der Himmel ist die Grenze.

9. Weiter zur Schmierung. Vergessen Sie nicht, dass Sie alle beweglichen Teile in Ihrem Motor schmieren müssen. Ich gehe davon aus, dass Sie die Zugangslöcher in Ihrer Kurbelwelle quer bohren und verschweißen werden. Das ist hart für das Wärmebehandlungsdesign, aber das macht die Technik so interessant, oder?

10. Jetzt ist ein guter Zeitpunkt, um die genauen Details zum Mischen von Kraftstoff und Luft herauszufinden. Gehst du Vergaser? Hallo Druckinjektoren? Mechanische oder elektrische Kraftstoffpumpe? Kontrollsystem? Kalibrierung? Welche Sensoren benötigen Sie für Ihr integriertes System?

11. Ooooh, fast hätte ich es vergessen. Welche Emissionsvorgaben erfüllen Sie? aktuelle gesetzliche Vorgaben? Wie willst du das Zeug kontrollieren?

12. Ungefähr zu dieser Zeit sollten Sie wahrscheinlich alle Ihre Entwürfe in einem 3D-CAD-System platzieren. Ein System, das sich gut für die Finite-Elemente-Analyse integrieren lässt, spart Ihnen Zeit. An diesem Punkt können Sie beginnen, die Materialanforderungen einschließlich aller Wärmebehandlungen zu bestimmen. Das Ziel ist es, ein Modell zu erstellen, das gut genug ist, um eine Kostenanalyse für Ihren 3000-PS-Motor durchzuführen. Du hast nicht gesagt... was ist dein Budget für dieses Ding? Machen Sie nur eine oder eine ganze Reihe davon. Wenn Sie das Ding in ein Paket passen lassen, sagen wir 20" x 20" x 30", schätze ich, dass Sie einen großartigen Markt für den Verkauf haben werden. Nochmals, großartig. Oh ... und vergessen Sie nicht, dass wir alle gehen eine vollständige Maßanalyse zu benötigen, um zu wissen, wie eng die Toleranzen bei ALLEN Teilen im System sind.Ohne das kann ich den Auftrag nicht anbieten.

13. Wenn ich mir diese Liste ansehe, scheint der Hubraum und die Anzahl der erforderlichen Zylinder eher eine untergeordnete Entscheidung zu sein. Wollen Sie die Reise wirklich dort beginnen? Ich denke, das ist okay, es ist dein Projekt.

Lass uns wissen, wie das ausgeht. Ich werde sagen, es scheint eine ganze Menge zu sein, die man auf einmal angehen muss. Viel Glück damit. Und wenn du Hilfe willst, biete ich sie an. Ich habe fast 30 Jahre als Automobildesign-Ingenieur (und andere Jobs) bei einem in Detroit ansässigen Hersteller verbracht. Meine E-Mail-Adresse ist meinem Profil beigefügt.