Computer Engineering and Design of Cast Parts for Internal Combustion Engine Crankcase

Abstract

This paper discusses the formulation of the problem of designing the cast parts block-crankcases engine in order to ensure its quality for the case study of cast iron parts of the cylinder block inline four-cylinder gasoline engine with the capacity of 1.4 dm3. Material Ch190B is gray cast iron with optional chemical composition, and sulfur – no more than 0.15 %, phosphorus – no more than 0.1 %, structure – perlite plate. The results obtained in this work confirm the conclusions about the possibility of reducing the metal content of the casting and changing the technical conditions of its manufacture. According to the results of the research, the developed recommendations are aimed at stabilizing the characteristics of the metal, reducing metal consumption, and changing the technical conditions for the defectiveness of this type of castings. Recommendations for changing the configuration of the partition in order to reduce the metal content of the casting and recommendations for changing the Technical Conditions for casting defects were stated for the casting block crankcase 4ChN12/14. For defects of discontinuity type, the maximum size was defined, and controlled places of their detecting were defined.

Відповідно до критерію функціональної і параметричної надійності при конструкторсько технологічному проектуванні корпусних деталей були поставлені та вирішені наступні задачі: ідентифікація браку литих деталей двигунів внутрішнього згорання; виявлення «вузьких» місць у конструкції деталі з технологічної точки зору; моделювання напружено-деформованого стану литих деталей; моделювання процесів кристалізації; виявлення факторів формування залишкових напружень на етапі виготовлення литих деталей. У цій статті розглядається вирішення вищезазначених питань з метою забезпечення якості першого об’єкта дослідження – чавунної литої деталі блоку циліндрів рядного чотирициліндрового бензинового двигуна об’ємом 1,4 дм3 для автомобілів DAEWOO SENS. Для вирішення поставленої проблеми, пов’язаної з кристалізацією металу, були проведені дослідження процесів затвердіння литих деталей блоку циліндра. Була обрана система автоматизованого моделювання ливарних процесів LVMFlow. Рівняння моделі розв’язувались методом скінченних різниць (FDM) на регулярній прямокутній різницевій сітці. Отримані у даній роботі результати підтверджуються висновками про можливість зниження металоємності виливки і зміни технічних умов її виготовлення. За результатами проведених досліджень були розроблені рекомендації, спрямовані на стабілізацію характеристик сплаву, зниження металоємності ливарної форми та зміни технічних умов щодо дефектності даного виду виливок. Були надані рекомендації щодо зміни конфігурації перегородки з метою зниження металоємності виливки та рекомендації щодо зміни технічних умов на дефекти виливки, що проявляються на стінках і перетинах ливарного блок-картера 4ЧН12/14. Було встановлено, що для ливарних дефектів типу несуцільності визначається максимальний розмір і перевизначаються контрольовані місця.