Модернизация привода насоса охлаждающей жидкости
|
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Состояние вопроса 8
1.1 Назначение и виды системы охлаждения 8
1.2 Насос охлаждающей жидкости 10
1.3 Устройство и описание насоса охлаждающей жидкости 10
1.4 Принцип работы насоса охлаждающей жидкости 12
2 Тепловой расчет двигателя ВАЗ-21179 13
2.1 Исходные данные 13
2.2 Параметры рабочего тела 13
2.2 Параметры остаточных газов и атмосферы 15
2.3 Вычисление процесса наполнения 16
2.4 Параметры сжатия рабочего тела и начала воспламенения смеси 17
2.5 Термохимический расчет 18
2.6 Термодинамический расчет 19
2.7 Расчет процесса расширения и выпуска 21
2.8 Индикаторные показатели рабочего цикла 22
2.9 Эффективные показатели и параметры двигателя 23
3 Кинематический расчет 25
3.1 Исходные данные 25
3.2 Перемещение поршня 25
3.3 Скорость поршня 26
3.4 Ускорение поршня 27
4 Динамический расчет 28
4.1 Расчет масс кривошипно-шатунного механизма 28
4.2 Удельные и полные силы инерции 29
4.3 Суммарные силы, которые действуют в кривошипно-шатунном
механизме 30
4.4 Расчет крутящих моментов 31
4.5 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала 32
5 Расчет насоса охлаждающей жидкости 37
5.1 Расход и мощность насоса охлаждающей жидкости 37
5.2 Расчет привода насоса охлаждающей жидкости 41
5.3 Расчет прогрева двигателя 42
5.4 Подбор электромотора 45
5.5 Описание конструкции насоса охлаждающей жидкости 46
5.6 Алгоритм работы электрического насоса охлаждающей
жидкости 46
6 Экологичность и безопасность проекта 49
6.1 Описание проектируемой конструкции 49
6.2 Выводы по главе экологичность и безопасность проекта 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Результаты теплового расчета 56
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Результаты кинематического расчета 71
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Результаты динамического расчета
1 Состояние вопроса 8
1.1 Назначение и виды системы охлаждения 8
1.2 Насос охлаждающей жидкости 10
1.3 Устройство и описание насоса охлаждающей жидкости 10
1.4 Принцип работы насоса охлаждающей жидкости 12
2 Тепловой расчет двигателя ВАЗ-21179 13
2.1 Исходные данные 13
2.2 Параметры рабочего тела 13
2.2 Параметры остаточных газов и атмосферы 15
2.3 Вычисление процесса наполнения 16
2.4 Параметры сжатия рабочего тела и начала воспламенения смеси 17
2.5 Термохимический расчет 18
2.6 Термодинамический расчет 19
2.7 Расчет процесса расширения и выпуска 21
2.8 Индикаторные показатели рабочего цикла 22
2.9 Эффективные показатели и параметры двигателя 23
3 Кинематический расчет 25
3.1 Исходные данные 25
3.2 Перемещение поршня 25
3.3 Скорость поршня 26
3.4 Ускорение поршня 27
4 Динамический расчет 28
4.1 Расчет масс кривошипно-шатунного механизма 28
4.2 Удельные и полные силы инерции 29
4.3 Суммарные силы, которые действуют в кривошипно-шатунном
механизме 30
4.4 Расчет крутящих моментов 31
4.5 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала 32
5 Расчет насоса охлаждающей жидкости 37
5.1 Расход и мощность насоса охлаждающей жидкости 37
5.2 Расчет привода насоса охлаждающей жидкости 41
5.3 Расчет прогрева двигателя 42
5.4 Подбор электромотора 45
5.5 Описание конструкции насоса охлаждающей жидкости 46
5.6 Алгоритм работы электрического насоса охлаждающей
жидкости 46
6 Экологичность и безопасность проекта 49
6.1 Описание проектируемой конструкции 49
6.2 Выводы по главе экологичность и безопасность проекта 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А - Результаты теплового расчета 56
ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Результаты кинематического расчета 71
ПРИЛОЖЕНИЕ В - Результаты динамического расчета
В настоящее время двигатели внутреннего сгорания работают по принципу сжигания паров топлива, поступивших в цилиндр, для совершения полезной работы. И этому процессу должны следовать еще несколько систем для долговечного и бесперебойного функционирования. Одна из таких систем является система охлаждения.
Система охлаждения бывает трех видов: жидкостной, воздушной и комбинированной. На сегодняшний день, в современном автомобилестроении используется жидкостное охлаждение, так как оно считается более эффективным. Данная система состоит из радиатора охлаждения, насоса охлаждающей жидкости, термостата и патрубков, соединяющих эту систему в одно целое.
Поскольку область автомобилестроения в настоящее время борется за безопасность и минимизацию вредных выбросов, то каждую систему нужно дорабатывать до норм, установленных законодательством, а еще лучше их опережать. Система охлаждения не остается в стороне, так как климат, в котором эксплуатируются наши отечественные автомобили, имеет сильные перепады температур, что отражается на температуре двигателя и может составлять от -40 до +130 градусов. Поэтому усовершенствование данной системы - довольно актуальный вопрос для более точной настройки двигателя и модернизации режимов эксплуатации в целом.
В данной бакалаврской работе объектом исследования является автомобильная система охлаждения. Предметом исследования является насос охлаждающей жидкости двигателя ВАЗ-21179, в базе которого и будет представлена усовершенствованная система.
Цель данной модернизации - улучшение режимов работы самого двигателя: минимизирование периода прогрева двигателя, улучшенная производительность, независимая работа системы от самого двигателя и т.д.
Задачи для выполнения основной цели:
1. Рассчитать тепловой баланс двигателя для определения температурных данных, база которых необходима для проработки новой системы.
2. Методом расчетов определить характеристики новой конструкции насоса (такие так мощность, производительность и т.д.)
3. Модернизация влечет за собой применение электродвигателя, поэтому дополнительной задачей является его подбор для обеспечения функциональности всей системы в целом.
4. Поскольку система представляет собой комбинацию из механических и электрических устройств, следует рассмотреть, проанализировать, изучить и продемонстрировать упрощенный алгоритм работы привода насоса с электронным блоком управления двигателя.
В результате усовершенствованный насос охлаждающей жидкости будет обеспечивать улучшенную работу всей системы охлаждения, посредством точной настройкой режима работы самого привода насоса и независимой работы от механической составляющей двигателя, что позволит не допустить возможность перегрева двигателя и контролировать точную его температуру для оптимального функционирования.
Структура бакалаврской работы строится исходя из целей и задач.
В первой главе по исходным данным проводится расчет двигателя и его систем.
Во второй главе рассматривается и рассчитывается новая конструкция насоса охлаждающей жидкости.
В заключении описаны результаты выполненной работы, делаются выводы по рассматриваемой теме.
Система охлаждения бывает трех видов: жидкостной, воздушной и комбинированной. На сегодняшний день, в современном автомобилестроении используется жидкостное охлаждение, так как оно считается более эффективным. Данная система состоит из радиатора охлаждения, насоса охлаждающей жидкости, термостата и патрубков, соединяющих эту систему в одно целое.
Поскольку область автомобилестроения в настоящее время борется за безопасность и минимизацию вредных выбросов, то каждую систему нужно дорабатывать до норм, установленных законодательством, а еще лучше их опережать. Система охлаждения не остается в стороне, так как климат, в котором эксплуатируются наши отечественные автомобили, имеет сильные перепады температур, что отражается на температуре двигателя и может составлять от -40 до +130 градусов. Поэтому усовершенствование данной системы - довольно актуальный вопрос для более точной настройки двигателя и модернизации режимов эксплуатации в целом.
В данной бакалаврской работе объектом исследования является автомобильная система охлаждения. Предметом исследования является насос охлаждающей жидкости двигателя ВАЗ-21179, в базе которого и будет представлена усовершенствованная система.
Цель данной модернизации - улучшение режимов работы самого двигателя: минимизирование периода прогрева двигателя, улучшенная производительность, независимая работа системы от самого двигателя и т.д.
Задачи для выполнения основной цели:
1. Рассчитать тепловой баланс двигателя для определения температурных данных, база которых необходима для проработки новой системы.
2. Методом расчетов определить характеристики новой конструкции насоса (такие так мощность, производительность и т.д.)
3. Модернизация влечет за собой применение электродвигателя, поэтому дополнительной задачей является его подбор для обеспечения функциональности всей системы в целом.
4. Поскольку система представляет собой комбинацию из механических и электрических устройств, следует рассмотреть, проанализировать, изучить и продемонстрировать упрощенный алгоритм работы привода насоса с электронным блоком управления двигателя.
В результате усовершенствованный насос охлаждающей жидкости будет обеспечивать улучшенную работу всей системы охлаждения, посредством точной настройкой режима работы самого привода насоса и независимой работы от механической составляющей двигателя, что позволит не допустить возможность перегрева двигателя и контролировать точную его температуру для оптимального функционирования.
Структура бакалаврской работы строится исходя из целей и задач.
В первой главе по исходным данным проводится расчет двигателя и его систем.
Во второй главе рассматривается и рассчитывается новая конструкция насоса охлаждающей жидкости.
В заключении описаны результаты выполненной работы, делаются выводы по рассматриваемой теме.
Результатом данной бакалаврской работы служит модернизированный электропривод насоса охлаждающей жидкости. Основные его характеристики: максимальная частота вращения - 6000 мин-1, напор имеет порядка 14 метров (135 кПа), потребляемая мощность электромотора составляет 0,3 кВт, которые предварительно «забирались» у двигателя. Базовым двигателем, для которого предназначен данный насос с электроприводом, является ВАЗ-21179, мощностью 90 кВт, объемом 1,8 литра, крутящим моментом 160 Н м при 4500 об/мин.
При использовании нового электропривода насоса охлаждающей жидкости, появилась возможность регулировать его скорость вращения, поддерживать установленную температуру охлаждающей жидкости, а также регулировать независимую работу от оборотов коленчатого вала двигателя.
Так как в данной конструкции главную роль выполняет электропривод, исключаются факторы заклинивания и повышенного шума подшипника. С внедрением электрифицированного насоса охлаждающей жидкости, показатели по шуму не изменились, следовательно, компоновка мотора и модернизированного жидкостного насоса выполняет все требования по шуму, предъявляемые к автомобилю.
При использовании нового электропривода насоса охлаждающей жидкости, появилась возможность регулировать его скорость вращения, поддерживать установленную температуру охлаждающей жидкости, а также регулировать независимую работу от оборотов коленчатого вала двигателя.
Так как в данной конструкции главную роль выполняет электропривод, исключаются факторы заклинивания и повышенного шума подшипника. С внедрением электрифицированного насоса охлаждающей жидкости, показатели по шуму не изменились, следовательно, компоновка мотора и модернизированного жидкостного насоса выполняет все требования по шуму, предъявляемые к автомобилю.
Подобные работы
- Модернизация гидропривода телескопического крана на базе автомобиля «Камаз 53229» КС-3575А и исследования его динамических характеристик
Дипломные работы, ВКР, технология машиностроения. Язык работы: Русский. Цена: 4225 р. Год сдачи: 2017 - Методы повышения эффективности холодного пуска двигателя внутреннего сгорания
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4915 р. Год сдачи: 2020 - Разработка и исследование подшипников скольжения для ремонта насосных нефтеперекачивающих установок НПС 200-700 на Ачинском НПЗ
Магистерская диссертация, транспортно-грузовые системы. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2016 - Повышение эффективности двигателя ВАЗ за счет применения электронного регулирования системы охлаждения
Бакалаврская работа, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4650 р. Год сдачи: 2023