Введение
1. Обоснование схемы проектируемого двигателя и выбор аналогов
2. Согласование режимов работы турбокомпрессора и
поршневой части ДВС
3 Тепловой расчет двигателя
3.1 Выбор недостающих данных
3.2 Выполнение теплового расчета
3.4. Выводы
4 Кинематический и динамический расчеты двигателя
4.1 Кинематический расчет двигателя
4.2 Динамический расчет двигателя
4.3. Выводы
5 Уравновешивание двигателя
6. Расчет на прочность основных деталей двигателя
6.1 Расчет поршневой группы
6.1.1 Прочностной расчет поршня
6.1.2 Прочностной расчет поршневых колец
6.1.3 Прочностной расчет поршневого пальца
6.2 Расчет шатунной группы
6.2.1 Расчет поршневой головки шатуна
6.2.2. Расчет кривошипной головки шатуна
6.2.3. Расчет стержня шатуна
6.2.4 Расчет шатунных болтов
6.3 Вывод
7. Расчет систем охлаждения и смазки двигателя
7.1. Расчет системы охлаждения
7.1.1. Основные параметры системы охлаждения
7.1.2. Расчет рубашки охлаждения
7.1.3. Расчет радиатора
7.1.4. Расчет центробежного насоса
7.1.5. Расчет вентилятора
7.2. Расчет системы смазки
7.2.1. Расчет масляного насоса
7.2.2. Расчет коренного подшипника
7.2.3. Расчет шатунного подшипника
7.2.4. Расчет масляного радиатора
7.3 Выводы
8 Исследовательская часть
8.1 Понятие о блоке цилиндров
8.2 Необходимость изменения конструкции
8.3 Выбор вариантов изменения
8.4 Анализ напряженно-деформированного состояния
5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
8.5 Выводы

Купить

Двигатели внутреннего сгорания принадлежат к наиболее
распространённому типу тепловых двигателей, то есть таких двигателей, в которых тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую.
Прогресс в автомобильной промышленности, дальнейшее увеличение грузооборота автомобильного транспорта предусматривает не только
количественный рост автопарка, но и значительное улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.
Создание автомобилей, работающих с высокой топливной экономичностью, зависит в первую очередь от двигателей, в которых максимальное количество тепла превращалось бы в полезную механическую работу при непременном условии повышения срока их службы. Автомобильные двигатели, кроме того, должны иметь малые габаритные размеры и вес.
Концепция автомобильного двигателя на сегодняшний день обусловлена следующими общими требованиями: существенное уменьшение
эксплуатационного расхода топлива и масла, безусловное соответствие постоянно ужесточающимся стандартам на выбросы вредных веществ, уменьшение расхода природных ресурсов, потребляемых на изготовление автомобиля. При удовлетворении указанных выше основных требований не должны ухудшаться остальные эксплуатационные характеристики автомобиля, его безопасность и комфортность.
Стоимость производства такого автомобиля должна обеспечивать его конкурентоспособность в условиях рынка.
Очевидно, что создание перспективного высокоэкономичного малотоксичного автомобиля представляет сложную комплексную задачу, связанную с коренным усовершенствованием большинства узлов автомобиля и технологии их производства.
Решение такой задачи не может быть достигнуто в рамках возможностей одного производителя автомобилей, а требует объединения значительного числа производственных предприятий и государственных организаций.
Современными направлениями развития дизелей являются повышение мощности, топливной и масляной экономичности, надёжности и снижение металлоёмкости.
Все более жесткие ограничения по нормам токсичности отработавших газов и постоянный рост мощности обусловили применение систем впрыска топлива с очень высоким рабочим давлением, что приводит к удорожанию системы топливопитания. 
Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сегодня сохраняется, и будет ещё сохраняться в ближайшей перспективе.
Среди ДВС дизель в настоящее время является таким двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу с наиболее высоким КПД в широком диапазоне изменения мощности. Это качество дизелей особенно важно, если учесть, что запасы нефтяных топлив ограничены.
В дизеле регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива. Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями.
Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше.
Явными недостатками дизелей являются помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизели крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизелей, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса.
Литровая мощность дизелей также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизели обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне.
Экологические показатели дизелей значительно уступали до последнего времени бензиновым двигателям. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов, работающих при температуре отработавших газов свыше 300 C, которые окисляют только окись углерода CO и несгоревшие углеводороды CHy до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи.
Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой системы CommonRail. В данном типе дизелей впрыск 
топлива осуществляется электрически управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный - и экологически такой же чистый, как и бензиновый - дизель ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар, то в новейших системах CommonRail оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар.
Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого сажевого фильтра. Сажевый фильтр представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в сажевом фильтре, поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки сажевого фильтра путём впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи.
Стандартом в конструкциях транспортных дизелей стало наличие ТКР, а в последствии и ОНВ. ТКР позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизелей, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.
В целом же, в своей основе конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако, аналогичные детали у дизеля обычно тяжелее и более устойчивы к высоким давлениям сжатия. 
Обоснование схемы проектируемого двигателя и выбор аналогов
Главным направлением развития автомобильного двигателестроения является повышение удельных энергетических и экономических показателей, увеличение моторесурса двигателя, при одновременном снижении удельной металлоемкости, уменьшение удельных затрат на изготовление, обслуживание и ремонт автомобиля.
Непосредственно, что касается пассажирского автотранспорта, то основные требования к его работе следующие:
- надежность;
- снижение затрат на топливо;
- улучшение экологических характеристик - снижение токсичности и дымности отработавших газов.
Аналогом проектируемого двигателя является двигатель зарубежного или отечественного производства, имеющий такой же или близкий рабочий объем и назначение. Сопоставление параметров технического уровня проектируемого двигателя с параметрами аналогов дает возможность судить о степени их соответствия.
При подборе аналогов должны выполняться следующие условия:
1. Рабочий объем аналога iVh не должен отличаться более чем на ± 5% от рабочего объема проектируемого двигателя.
2. В число аналогов целесообразно включать двигатели иных конструктивных схем, но при выполнении условия п. 1.
3. При наличии аналогов с разными типами охлаждения, должны рассматривать и те, и другие.
4. Число аналогов должно быть по возможности больше и желательно из разных стран. Минимальное число аналогов 2.. .3.
5. Показатели рабочего процесса аналогов должны отражать современный уровень двигателестроения.
В настоящее время основным типом силовой установки грузового автомобиля или автобуса является двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия или с принудительным воспламенением при применении газообразного топлива. Как правило, это четырёхтактные двигатели с числом цилиндров до 8 и, рядным или V-образным расположением цилиндров.
Основное преимущество V-образных двигателей перед однорядными такой же мощности - меньшие размеры и в первую очередь меньшая длина, вследствие чего увеличена жесткость таких ответственных деталей, как картера (блок - картера), крышки (головки) цилиндров и коленчатого вала.
Современные грузовые автомобили имеют двигатели высокой мощности. Для получения таких мощностей применяется форсирование по среднему эффективному давлению. В настоящее время наибольшее распространение среди 
агрегатов наддува нашли турбокомпрессоры. Двигатели с наддувом обладают рядом преимуществ по сравнению с безнаддувными двигателями. К ним относятся:
- улучшение экономичности;
- снижение шума выхлопа, так как турбина сама является хорошим глушителем шума;
- меньшая токсичность по сравнению с безнаддувными двигателями и др.
Имеется также ряд недостатков:
- высокие механические и тепловые нагрузки;
- менее благоприятное протекание кривой крутящего момента, особенно при высоких степенях наддува;
- худшая приемистость.
Исходя из назначения проектируемого дизельного двигателя в качестве аналогов были выбраны следующие дизели:
1. Renault MTDR 062356 - рядный 6-цилиндровый, жидкостного охлаждения,
-5
рабочим объёмом iVh = 11100 см .
2. Volvo D12C380 - рядный 6-цилиндровый, жидкостного охлаждения,
-5
рабочим объёмом iVh = 12100 см ;
3. Scania DC 12.14 - рядный 6-цилиндровый, жидкостного охлаждения,
-5
рабочим объёмом iVh = 11700 см ;
4. КАМАЗ-740.75-440- V-образный 8-цилиндровый, жидкостного охлаждения,
-5
рабочим объёмом iVh = 11760 см ;
5. ЯМЗ-650.10 - рядный 6-цилиндровый, жидкостного охлаждения, рабочим
-5
объёмом iVh = 11200 см .
Технические данные аналогов представлены в таблице 1.1. В качестве прототипа выбран двигатель КАМАЗ-740.75-440.


Купить