Аннотация 2
Введение 4
1 Состояние вопроса 5
1.1 Общие сведения по системе охлаждения 5
1.2 Классификация систем охлаждения 10
1.3 Конструкция насосов охлаждающей жидкости и их устройство 18
2 Конструкторская часть проекта 21
2.1. Тепловой расчет 21
2.2 Тепловой баланс 28
2.3 Построение внешней скоростной характеристики 30
2.4 Кинематический расчет 31
2.5 Динамический расчет 35
2.6 Уравновешивание двигателя 45
3 Специальная часть 48
3.1 Система охлаждения двигателя с электронным управлением привода насоса охлаждающей жидкости 48
3.2 Расчет системы охлаждения 56
4 Безопасность и экологичность проекта 63
4.1 Схема жизненного цикла автомобиля 63
4.2 Экологические воздействия на окружающую среду в полном жизненном цикле автомобиля 64
4.3 Охлаждающая жидкость 65
Заключение 68
Список используемых источников 69
Приложение А 72
Двигатели внутреннего сгорания являются самыми распространенными установками, вырабатывающими механическую энергию, необходимую для привода различных видов транспортных средств и других механизмов.
«Существенным недостатком двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является относительно не высокий процент преобразования тепловой энергии в полезную работу» [1]. Коэффициент полезного действия современных ДВС составляет по различным оценкам величину порядка 30-45%. Основная часть теплой энергии, как показывает практика, отводится от двигателя в систему охлаждения и с отработавшими газами. Отвод теплоты в систему охлаждения необходим для обеспечения работоспособности деталей ДВС. Система охлаждения предотвращает пригорание поршневых колец, задиру и заклиниванию поршня, растрескиванию головок цилиндров, обгоранию седел клапанов, возникновению детонации и т. п. Кроме этого часть эффективной мощности ДВС расходуется на привод вспомогательных элементов системы охлаждения таких, как вентилятора и водяного насоса.
Через систему охлаждения отводится порядка 30 % от всей тепловой энергии, подведенной с топливом к двигателю. Поэтому поиск путей преобразования части теплоты, отводимой в систему охлаждения, в эффективную мощность двигателя является актуальной задачей.
Таким образом, целью работы является совершенствование систем охлаждения двигателей типа ЗМЗ, для повышения экономических и экологических показателей двигателя.
В результате проведенной работы была проведена оценка возможности совершенствования системы охлаждения двигателя ЗМЗ 409.10 за счет согласования работы насоса охлаждающей жидкости, электронного управления системы охлаждения. При этом были решены следующие задачи:
• выполнен анализ современного уровня техники;
• рассмотрены различные варианты решения поставленных в работе задач;
• проведены необходимые расчеты, позволившие оценить работоспособность предложенной системы охлаждения;
Получены следующие результаты:
• спроектирована система охлаждения;
• определены основные требования, предъявляемые к приводу насоса;
• использование системы позволяет увеличить ресурс двигателя, примерно, на 15-20 %, за счет снижения теплонапряженности элементов конструкции двигателя;
• уменьшается расход топлива примерно на 3-5%, вследствие уменьшения механических потерь и затрат полезной мощности на системы охлаждения и оптимального регулирования температурного состояния двигателя.
