Аннотация 2
Введение 4
1 Основы обеспечения надежности двигателей и силовых установок 6
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 12
3 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя 27
3.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя 27
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя 29
4 Анализ повышение надежности модернизированной силовой установки транспортного средства на базе двигателя ВАЗ-11186 36
4.1 Повышение надежности элементов кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы модернизированной силовой установки транспортного средства на базе двигателя ВАЗ-11186 37
4.2 Повышение надежности элементов механизма газораспределения и системы питания модернизированной силовой установки транспортного средства на базе двигателя ВАЗ-11186 43
Заключение 50
Список используемых источников 52
Надежность - это свойство объекта, в том числе автомобиля или его составной части, сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность как свойство характеризует и позволяет количественно оценивать, во-первых, текущее техническое состояние автомобиля и его составных частей, а во- вторых, насколько быстро происходит изменение их технического состояния при работе в определенных условиях эксплуатации.
Надежность является комплексным свойством автомобиля и его составных частей и включает в себя свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.
Это свойство обеспечивается на этапах проектирования и производства и поддерживается в период его эксплуатации. Наряду с усовершенствованием структурных схем отдельных устройств и систем в целом, применением высоконадежных элементов и структурного резервирования, снижением нагрузки и стабилизацией условий эксплуатации ОД мощным средством поддержания необходимого уровня надежности является научная организация процесса эксплуатации ОД. В ней особая роль принадлежит диагностированию, по результатам которого определяется действительное техническое состояние ОД и характер его изменения с течением времени.
В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий и т. п.) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).
Изменение технического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов и механизмов, воздействием внешних условий и хранения автомобиля, а также случайными факторами. К случайным факторам относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки конструкции и т. п.
Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации являлся изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а также физико-химические изменения материала деталей (старение).
Предотвращение внезапного отказа устройства (узла, агрегата, автомобиля) является важной задачей служб эксплуатации для сокращения затрат на ремонт и восстановление, а также экономических потерь.
В бакалаврской работе проведена модернизация двигателя ВАЗ-11186 с целью повышения надежности наиболее проблемных элементов двигателя, выполнены все необходимые расчеты и проведено конструирование предложенного объекта. Получены основные выводы по работе:
1. Применение привода клапана через роликовое коромысло привело к улучшению наполнения почти на 10%, это позволило повысить мощность двигателя на номинальном режиме работы на 10 кВт.
2. Из динамического расчета получено, что с улучшением наполнения резко возрастают нагрузки в зоне пикового давления 350 - 380 градусов ПКВ. Рост нагрузки составляет 5000 Н, что составляет 30% нагрузки при работе базового двигателя.
3. Применяемые технологии и подходы для повышения надежности силовых установок транспортных средств, как правило имеют значительно более высокую стоимость, а также сложности изготовления на современном дорогостоящем оборудовании.
Выводы по 1-му разделу
В целом надежность двигателей, как и любой другой конструкции, определяется видом и качеством проявляющихся дефектов. Ресурс двигателя определяют прочностные и параметрические дефекты, надежность - прочностные и производственные. Безопасность эксплуатации связана с проявлением прочностных, производственных и эксплуатационных дефектов. Обязательным условием возможности увеличения ресурсов в эксплуатации является наличие высоких показателей надежности.
Выводы по 2-му разделу
Тепловой расчет показал, что некоторые технические решения, повышающие надежность силовой установки транспортного средства, позволяют также и улучшить мощностные и эффективные показатели работы модернизированного двигателя.
Выводы по 3-му разделу
Как мы видим повышение наполнения цилиндра вследствие улучшения условий впуска при установке роликового толкателя с увеличенным ходом клапана не приводит к значительному росту нагрузок и принципиальным сложностям, связанным со снижением ресурса элементов кривошипно-шатунного механизма. Имеются локальные постоянные зоны повышенных нагрузок, с углом повышенного нагружения примерно в 40 градусов ПКВ. Узость зоны повышенных нагрузок позволяет, говорить об возможности эффективного локального упрочнения, что позволяет не повышать значительно габариты элементов КШМ.
Выводы по 4-му разделу
Проведенный анализ показал, что для эффективной повышения надежности силовых установок на примере двигателя ВАЗ-11186, необходимо провести следующую модернизацию:
• Водяной насос с электрическим приводом и электронный термостат.
• Выполнить гильзы цилиндров из легированной жаропрочной стали и залить их в чугунный блок цилиндров, для сохранения интенсивности теплоотвода от камеры сгорания.
• Выполнить привод клапанов через роликовые толкатели коромысла.
• Снизить частоту вращения и обеспечить высокий крутящий момент на низких оборотах.
• Седла клапана изготовить из спеченного сплава на основе железа с повышенным содержанием Ni, Co, Cr и W.
• Выполнить клапаны из нитрида кремния (Si3N4).
• Для повышения надежности поршня его нужно изготовить из высоколегированного сплава алюминия и кремния с содержанием кремния Si до 16% - 18%.
• Для усиления канавок под поршневые кольца применим процесс анодирования или местного оксидирования.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
