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
6.1. Прочностной расчет поршня
6.2. Поршневое кольцо
6.3. Поршневой палец
6.4. Расчет поршневой головки шатуна двигателя
6.5. Расчет кривошипной головки шатуна двигателя
6.6. Расчет стержня шатуна двигателя
6.7. Расчет шатунного болта двигателя
7. Расчет систем охлаждения и смазки двигателя
7.1. Расчет системы охлаждения
7.2. Расчет системы смазки
8. Описание конструкции двигателя
9. Исследовательская часть
Подбор турбокомпрессоров на двигатель V8 мощностью 440 л.с.
9.1. Подбор и сравнение турбокомпрессоров
9.2. Применение регулируемых турбокомпрессоров.
9.3. Проведение испытаний
9.4. Результаты испытаний
9.5. Выводы
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.
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.ВКР13.03.03.19.02.00.00.00.ПЗ
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 3
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.
Из представленных данных видно, что наиболее предпочтительным
является 3-й вариант турбокомпрессора, т.к. двигатель с ним имеет на низких
частотах вращения коленчатого вала по ВСХ лучшие показатели топливной
экономичности и дымности, а также меньшие выбросы СО и твердых частиц.
Результаты испытаний показывают, что для комплектования двигателя
V8 мощностью 440 л. с. уровня Евро-5 из всех испытанных
турбокомпрессоров, наиболее предпочтительным является вариант 3.
