Бензиновый двигатель с повышенной степенью сжатия и непосредственным
впрыском топлива мощностью 70 кВт при частоте вращения коленчатого вала
4800 мин 1.
Аннотация
Содержание 5
ВВЕДЕНИЕ 8
Глава 1 Тепловой расчет двигателя на режиме номинальной мощности 11
1.1. Выбор исходных данных 12
1.2. Расчёт процесса впуска 16
1.3. Расчёт процесса сжатия 17
1.4. Расчет процесса сгорания 20
1.5. Расчет процесса расширения 22
1.6. Определение индикаторных показателей цикла 22
1.7 Определение эффективных показателей двигателя, диаметра цилиндра и хода поршня 23
Глава 2 Тепловой баланс двигателя 26
Глава 3 Внешняя скоростная характеристика 30
3.1. Определение мощностных показателей 31
3.2. Определение экономических показателей 32
Глава 4 Кинематика и динамика двигателя 34
4.1. Кинематический расчет 35
4.2. Динамический расчет 37
4.2.1. Силы давления газов 37
4.2.2. Приведение масс частей КШМ 38
4.2.3. Силы инерции 39
4.2.4. Суммарные силы 40
4.2.5. Крутящие моменты 42
4.2.6. Силы, действующие на шатунные шейки 45
4.2.7. Силы, действующие на коренные шейки 46
Глава 5 Уравновешивание двигателя и расчёт маховика 50
5.1. Уравновешивание двигателя 51
5.2. Расчет маховика 55
Глава 6 Расчет на прочность деталей кривошипно -шатунного механизма 56
6.1. Расчет поршневой группы 57
6.1.1. Расчет поршня 60
6.1.2. Расчет поршневого кольца 62
6.1.3. Расчет поршневого пальца 66
6.2. Расчет шатунной группы 70
6.2.1. Расчет поршневой головки шатуна 70
6.2.2. Расчет кривошипной головки шатуна 79
6.2.3. Расчет стержня шатуна 80
6.2.4. Расчет шатунного болта 82
6.3. Расчет коленчатого вала 83
6.3.1 Расчет коренной шейки 85
6.3.2. Расчет шатунной шейки 89
6.3.3. Расчет щеки 93
Глава 7 Расчет корпуса двигателя 97
7.1. Расчет гильзы цилиндра 98
7.2. Расчет шпильки головки блока цилиндров 100
Глава 8 Расчет механизма газораспределения 103
8.1. Основные размеры проходных сечений в горловине и в клапане 104
8.2. Профилирование кулачка 105
Глава 9 Расчет систем двигателя 110
9.1. Расчет элементов системы смазки 111
9.2. Расчет элементов системы охлаждения 114
9.2.1. Расчет жидкостного насоса 114
9.2.2. Расчет поверхности охлаждения радиатора 116
9.2.3. Расчет вентилятора 117
9.3. Выбор пускового устройства 118
Глава 10 Специальная часть 120
10.1. Система топливоподачи.Общие сведения 121
10.2. Разработка система непосредственного впрыска топлива 124
ЛИТЕРАТУРА 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133
Приложение 1 134
Приложение 2 137
Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее распространенными видами тепловых двигателей. На их долю приходится большая часть всей вырабатываемой в мире энергии. Благодаря компактности, высокой экономичности, надежности и долговечности, они используются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства.
При постоянном истощении мировых запасов нефти и газа, а также в виду ужесточения требований к экологическим характеристикам двигателей, возрастает необходимость создания совершенствования технико-экономических и
экологических показателей двигателей внутреннего сгорания.
Одним из методов повышения показателей бензиновых двигателей является повышение степени сжатия, одновременно с применением систем
непосредственного впрыска топлива. При этом достигаются следующие результаты:
• равномерное распределение топлива по цилиндрам, в результате чего повышается мощность, уменьшается вибрация и шум двигателя, повышается детонационная стойкость;
• повышение коэффициента наполнения в виду отсутствия карбюратора, а значит увеличение мощности двигателя;
• исключаются потери топлива при продувке цилиндров;
• применение электронного управления двигателем также улучшает мощностные и экономические параметры и позволяет двигателю удовлетворять современным нормам токсичности.
Цель данной дипломной работы - разработать двигатель с повышенной степенью сжатия и непосредственным электронным впрыском топлива в цилиндр на базе двигателя ВАЗ-2111, поднять эффективную мощность с 59,5 до 70 кВт при частоте вращения 4800 мин -1 и степень сжатия с 9,8 до 12, а также рассмотреть предпосылки к использованию низкооктановых сортов топлива в бензиновых
двигателях.
Известно, что эффективность бензиновых двигателей пропорциональна их степени сжатия. Главной причиной, ограничивающей степень сжатия бензиновых двигателей, является детонационная стойкость применяемых бензинов, в значительной степени определяющаяся скоростью образования и накопления в рабочей смеси активных перекисей (кислородосодержащих веществ), которые разлагаются в последней фазе горения, выделяют избыточную энергию и вызывают взрывное сгорание топлива. Скорость образования гидроперекисей находится в прямой зависимости от времени пребывания топливовоздушной смеси в цилиндре и ее нагрева в процессах впуска, сжатия и сгорания. Таким образом, для обеспечения высокой эффективности бензиновых двигателей необходимо снижать время пребывания топлива в цилиндре.
...
В результате выполнения теплового, кинематического и динамического расчетов, определены экономические и мощностные показатели проектируемого двигателя, а также силы и моменты действующие в кривошипно -шатунном механизме двигателя. На основе расчета систем двигателя определили геометрические параметры основных элементов систем: топливоподачи,
смазочной системы, системы охлаждения и других. Расчёт основных элементов конструкции двигателя на прочность показал, что они соответствуют требованиям по запасу прочности для двигателей такого типа. В специальной части рассмотрел бензиновый двигатель жидкостного охлаждения для легкового автомобиля без наддува ,мощностью 70 кВт при частоте вращения коленчатого вала 4800 мин-1 с повышенной степенью сжатия.
