Двигатель ВАЗ 2107
Довольно удачной разработкой отечественного автопрома стал двигатель ВАЗ 2107, который предусматривал 1690 кубических сантиметров рабочего объема. Такие характеристики позволяют силовому агрегату развивать максимальную мощность в 79 лошадиных сил. При этом пиковый крутящий момент мотора составляет 127 Нм при 3200 оборотах в минуту.
Инжекторный двигатель ВАЗ 2107 был несколько переработан производителями, поскольку они добавили туда моновпрыск топлива. Благодаря этому решению рядный четырехцилиндровый мотор начал работать намного лучше, а проблемы с ним возникали куда реже.
Технические характеристики
| Объем двигателя, куб.см | 1690 |
| Максимальная мощность, л.с. | 79 |
| Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. | 127 (13) / 3200 |
| Используемое топливо | Бензин АИ-92 |
| Расход топлива, л/100 км | 6.9 |
| Тип двигателя | Рядный, 4-цилиндровый |
| Доп. информация о двигателе | моновпрыск |
| Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 79 (58) / 5200 |
| Количество клапанов на цилиндр | 2 |
Особенности
Двигатель ВАЗ 2107 с инжектором предусматривал блок цилиндров из качественного чугуна. В нем все 4 цилиндра располагаются в один ряд. Масса блока довольно большая, поскольку он является самой тяжелой частью конструкции, так как изготовлен из чугуна.
Двигатель ВАЗ 2107 с карбюратором также производился, и ничем от своего собрата на инжекторе он не отличался. Коленчатый вал также выливался из чугуна, а размещается он на пяти опорах, которые известны среди людей как шейки. Шейки проходят закалку током высокой частоты, а коленвал обрабатывается с большой точностью.
Шатуны — это детали, которые испытывают в конструкции максимальные нагрузки, поэтому для их производства использовалась кованая сталь. В двигателе размещается 4 шатуна — по одному в каждый цилиндр. Внутри размещаются поршневые пальцы, которые установлены с завода. Маркировка на этих деталях соответствует цилиндрам, поскольку между собой поменять местами их нельзя.
Рабочий объем двигателя ВАЗ 2107 также достигается благодаря тому, что его поршни отливаются из легкого алюминия, как и головка блока цилиндров. Чтобы поршни лучше контактировали со стенками цилиндров, на наружные поверхности наносится слой олова.
Газораспределительный механизм приводится в движение с помощью цепи. Вместе с ним работает успокоитель и натяжитель, которые производители использовали для более тихой работы силового агрегата. Но на практике этого практически не замечается.
Номер двигателя ВАЗ 2107 также как и на большинстве классических моделей от отечественных производителей, размещается возле масляного фильтра. Это своеобразная маркировочная табличка, которую очень трудно перепутать с другими данными, а найти сравнительно просто.
Преимущества
Вот с чем с чем, а с положительными качествами у отечественных моторов постоянно возникают проблемы. Но несмотря на это, преимущества у таких двигателей все-таки существуют, поэтому их и используют на автомобилях даже сегодня. Основными положительными качествами являются следующие:
- Ремонт двигателя ВАЗ 2107 осуществляется очень просто. Его конструктивные особенности предусматривают то, что даже откапиталить мотор не составит особого труда. Стенки цилиндров имеют достаточную толщину, позволяющую растачивать двигатель далеко не один раз.
- Простота в обслуживании. Максимально простая конструкция мотора предусматривает то, что его можно подчинить практически от любой поломки без особого труда. Владельцы таких автомобилей возят с собой только минимальный набор инструментов.
- Обороты мотора ВАЗ 2107 распределены таким образом, что автомобиль с ним под капотом получился достаточно тяговитым.
- Ресурс двигателя — вот его главное преимущество. На практике таким моторы могут проехать больше 200 тысяч километров без необходимости капитального ремонта. Только для того, чтобы достичь подобных показателей необходимо правильно обслуживать силовой агрегат.
Проблемы
Вот с частыми поломками у автомобилей с такими моторами под капотом проблем хватает. Нельзя забывать о том, что двигатель сконструирован советскими инженерами, поэтому уязвимые места в нем превосходят по своему количеству положительные качества. Самые частые поломки мотора заключаются в следующем:
- Часто случается так, что троит двигатель ВАЗ 2107. Это распространенная поломка, которая связана с тем, что элементы питания выходят из строя. Тут стоит обратить внимание не только на зажигание и его компоненты, но еще и посмотреть на топливный насос.
- Мощность двигателя ВАЗ 2107 может существенно упасть, и это очень сильно ощущается, поскольку автомобиль перестает нормально разгонятся. Это первый звонок к тому, что необходимо отрегулировать клапана, поскольку гидрокомпенсаторов в системе не предусмотрено.
- Часто масло в двигатель ВАЗ 2107 приходится подливать. Тут уже все выглядит куда печальнее, поскольку это сигнал к тому, что мотору постепенно приходит конец. Стоит готовится морально и финансово к тому, что придется делать капитальный ремонт.
- Температура двигателя ВАЗ 2107 может не достигать рабочих показателей или автомобиль начинает быстро перегреваться. Тут все просто — как правило, причиной такого явления является то, что термостат заклинивает на большой или малый круг соответсвенно.
Техническое обслуживание
Для того, чтобы получить беспроблемную эксплуатацию, а также гарантировать себе то, что двигатель проработает максимально долго, нужно качественно его обслуживать. Благо дело, что сделать это достаточно просто, поскольку обслуживание можно провести даже в гараже. Многие задаются вопросом о том, сколько масла в двигателе ВАЗ 2107, и ответ тут достаточно прост — блок рассчитан на 3.75 литра, но во время замены заливать нужно 3.5.
Регулировать клапана на таком моторе нужно спустя каждые 10 тысяч километров. Но как показывает практика, владельцы машин с таким силовым агрегатом под капотом делают это только тогда, когда машина перестает ехать. Бензиновый фильтр нужно менять через каждые 15 тысяч километров. Цепь натягивается каждые 40 тысяч километров, а подлежит замене после 100 тысяч пробега.
Расход
Этот мотор проектировался инженерами под топливо низкого качества, поэтому отечественный 92-й бензин будет оптимальным решением. Во время движения в смешанном цикле стоит рассчитывать на расход в 7 литров топлива на каждые 100 км.
Куда устанавливался
Этот силовой агрегат, несмотря на своё название, нашел место под капотом только одного автомобиля — ВАЗ 2104. Это тот самый универсал, который выпускался Волжским автомобильным заводом с 1994 по 1997 годы.
Источник
Тяговые и динамические характеристики автомбиля ВАЗ 2107
1. Исходные данные для расчета
2. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя
3. Тяговый расчет автомобиля
6. Выводы по работе и сравнение исследуемого автомобиля с аналоговыми моделями
1. Исходные данные для расчета
Номинальные обороты n, об/мин
Коэф. перераспределения веса на ведущие колеса л
Коэф. сопротивления воздуха К,
Горизонтальный участок дороги
с асфальтобетонным покрытием:
коэф. сопротивления качению, f
2. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя
Внешняя скоростная характеристика двигателя — это зависимость крутящего момента, мощности двигателя, расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива.
Определение минимальной частоты вращения коленчатого вала:
где — номинальная частота вращения коленчатого вала, рад/с.
где n — номинальная частота вращения коленчатого вала, об /мин.
Для построения внешней скоростной характеристики, зная значения максимальной и минимальной частот вращения коленчатого вала, разделим всю область значений щ на 9 примерно равных промежутков.
С помощью формулы Лейдермана определяем значения мощности двигателя соответственно для каждого значения частоты вращения щ коленчатого вала
где — текущее значение мощности, кВт
— номинальная мощность двигателя, кВт
— текущее значение частоты вращения коленчатого вала, (рад/с)
— номинальная частота вращения коленчатого вала, (рад/с)
A, B, C — коэффициенты зависящие от типа двигателя (A, B, C=1)
Определим значение соответствующее значению щдв=100 (рад/с)
Аналогично определяем остальные значения мощности для каждого значения частоты вращения коленчатого вала .
Определение крутящего момента двигателя
Аналогичным образом определяем остальные значения .
Рассчитанные значения , , сводим в таблицу 2.1
По полученным данным (таблицу 2.1) строим внешнюю скоростную характеристику двигателя (Рисунок 1).
3. Тяговый расчет автомобиля
Определение скорости движения автомобиля
d — посадочный диаметр колес, дюйм;
B — условная ширина профиля шины, мм;
л — коэффициент высоты профиля шины;
? — коэффициент деформации шины.
В соответствии с параметрами шины ( раздел 1 ) d = 16 (дюймов) и B = 175 (мм), л = 0,80 см, параметры шины в разделе 1.
Для радиальных шин ? = 0,14 — 0,2. Принимаем ? = 0,14.
где: Un — передаточное число k-той передачи,
Uo — передаточное число главной передачи.
Значения передаточных чисел всех передач приведены в разделе 1.
Определим значение Va для первой передачи при щ = 107 рад/с:
Аналогичным образом определяем значения скорости движения автомобиля на других передачах и значениях щ.
Рассчитанные значения скорости сводим в таблицы 3.1 — 3.5.
Тяговая сила на ведущих колесах определяется по формуле:
где — коэффициент полезного действия трансмиссии, которая зависит от типа и конструкции автомобиля, усредненные значения для механических трансмиссии легкового автомобиля равны 0,9.
Определим первое значение тяговой силы на I-ой передаче:
Аналогичным образом определяем значения автомобиля на других передачах и значениях щ и заносим их в таблицы 3.1 — 3.5.
Максимальное значение тяговой силы по сцеплению колес с дорогой Pсц определяем выражением:
где — сцепной вес автомобиля (вес приходящийся на ведущие колеса), Н.
— коэффициент сцепления с дорогой.
где — полная масса автомобиля, кг.
g — ускорение свободного падения, м/с.
Сила сопротивления качению Pk определяется выражением:
f — коэффициент сопротивления качению.
f = 0,014-0,018. Принимаем f = 0,014.
Сила сопротивления воздуха рассчитывается по формуле:
где k — коэффициент обтекаемости;
F — площадь лобовой поверхности, ;
— скорость движения автомобиля, м/с.
где B и H ширина и высота автомобиля соответственно, м.
Рассчитаем значения на первой передаче:
Остальные значения на других передачах рассчитываем аналогично
приведенному примеру и заносим полученные данные в таблицы 3.1 — 3.5.
Строим тяговую характеристику автомобиля (Рисунок 2).
Расчет динамического фактора автомобиля
Динамически фактор — это удельная избыточная тяговая сила, которая затрачивается на преодоление дорожных сопротивлений и разгон автомобиля.
(3.10) — формула для определения динамического фактора.
Таким же образом рассчитываем остальные значения динамического фактора и заносим их в таблицу 3.1 — 3.5.
Динамически фактор по сцеплению с дорогой рассчитывается по формуле:
где — коэффициент сцепления с дорогой.
Строим динамическую характеристику автомобиля (Рисунок 3).
Определение ускорения автомобиля
Выражение для определения ускорения автомобиля имеет вид:
где — суммарный коэффициент дорожных сопротивлений;
g — ускорение свободного падения, м/с.
— коэффициент учета вращающихся масс.
Так как расчет ведется для сухой горизонтальной асфальтобетонной дороги, то =0.
Поэтому справедливо равенство:
где Uk — передаточное число k-той передачи;
Рассчитаем значение на I -ой передаче:
Остальные значения на других передачах рассчитываем аналогично приведенному выше примеру.
Значение на всех передачах:
Для примера определим одно из значений ускорения автомобиля на I-ой передаче:
Аналогично приведенному примеру рассчитываем остальные значения ускорения на других передачах и заносим их в таблицы 3.1-3.6.
Строим график ускорения автомобиля на всех передачах в и — координатах (Рисунок 4).
Для каждого из рассчитанных значении определяем обратную величину и заносим полученные значения в таблицы 3.1 — 3.5.
Строим графическую зависимость в , Va — координатах (Рисунок 5).
Определение времени разгона автомобиля
Для определения времени разгона автомобиля до какой-либо скорости необходимо разбить всю область под кривыми графика в , — координатах на вертикальные участки, нижние основания которых — отрезки оси абсцисс, а верхние представляют собой части кривых графика. Рассчитав значения площадей , всех участков, можем определить время разгона автомобиля до скорости соответственно по формуле:
где: =- площадь k-го участка, мм(l- длинна основания, h- средняя высота);
— масштаб скорости автомобиля Va на графике обратной ускорению величины ;
Полученные результаты заносим в таблицу 3.6.
Строим график времени разгона автомобиля (Рисунок 6).
Определение пути разгона автомобиля
Для определения пути разгона разбиваем все пространство по левую сторону от кривой времени разгона автомобиля на 9 горизонтальных областей, левые основания которых — отрезки на оси координат , а правые представляют собой участки кривой времени разгона.
Рассчитав значения площадей всех областей, можем рассчитать путь разгона …, который необходимо проехать автомобилю для разгона до скорости по формуле:
где: — масштаб времени разгона автомобиля , .
Рассчитаем значения пути разгона …до скорости соответственно .
Полученные значения запишем в таблицу 3.7.
Строим график пути разгона автомобиля (Рисунок 7).
Расчет и построение графика пути торможения автомобиля
Тормозные свойства автомобиля можно оценить величиной минимального тормозного пути за время торможения с максимальной эффективностью. Для этого используем зависимость :
— время запаздывания тормозов (принимаем = 0,05с);
— время нарастания ( принимаем = 0,4с).
Считаем два варианта торможения: на сухой и мокрой дороге с асфальтобетонным покрытием с коэффициентами
Полученные значения занесем в таблицу 3.8.
Строим график пути торможения автомобиля (Рисунок 8).
Источник
