Обозначения и сокращения
Введение
1. Анализ аналогов и выбор прототипа проектируемого двигателя
2. Тепловой расчет двигателя
2.1. Выбор недостающих исходных данных
2.2 Вывод к тепловому расчету
3. Кинематический и динамический анализ
3.1. Кинематический расчет
3.2. Динамический расчёт
4. Расчет уравновешивания двигателя
5. Расчёт на прочность деталей двигателя
5.1. Расчёт шатунной группы
5.1.1. Расчёт поршневой головки шатуна
5.1.1.1. Расчёт основных параметров
5.1.1.2. Расчёт на прочность поршневой головки шатуна
5.1.2. Расчёт кривошипной головки шатуна
5.1.2.1. Расчёт основных параметров
5.1.2.2. Расчет на прочность
5.1.3. Расчёт стержня шатуна
5.1.3.1. Расчёт основных параметров
5.1.3.2. Расчёт на прочность
5.1.4. Расчёт шатунных болтов
5.1.5. Вывод
6. Расчёт системы охлаждения
6.1. Основные параметры системы охлаждения
6.2. Рубашка охлаждения
6.3. Расчёт жидкостного радиатора
6.4. Расчёт жидкостного насоса
6.5. Расчёт вентилятора
7. Описание конструкции двигателя
8. Исследовательская часть
Заключение
Список использованных источников
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.
Перед современным двигателестроением в настоящее время поставлена задача по производству двигателей внутреннего сгорания с повышенными технико-экономическими показателями. Одновременно с этим стоит вопрос о повышении экономичности и надёжности двигателя внутреннего сгорания.
Можно выделить следующие основные требования, предъявляемые к автомобильным двигателям при разработке.
• развитие двигателем необходимой мощности при различных режимах работы, обладание хорошей приемистостью.
• простота конструкции двигателя, упрощающие условия производства, последующего ремонта, обслуживания и эксплуатации.
• высокая технологичность конструкции деталей двигателя, максимально уменьшающая производительную стоимость. Высокая долговечность и надёжность.
Вследствие увеличения в последнее время грузоподъемности и скорости движения необходимо повышение номинальной мощности их двигателей без существенного увеличения габаритных размеров и массы.
При экспорте двигателя, он должен обладать высокими экологическими показателями и соответствовать требованиям ЕВРО-3 и ЕВРО-4, регламентирующим выбросы СО, СхНу, NO. Опыт ведущих двигателестроительных фирм, показывает, что уровень выбросов вредных веществ, соответствующий требованиям ЕВРО-3, наряду с достижением высоких показателей технического уровня по топливной экономичности, мощности, надежности и долговечности. Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания.
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.
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.
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.
В ходе расчетов по данной дипломной работе был проведен тепловой расчёт двигателя, в результате которого мощность двигателя составила Ne= 15 кВт при частоте вращения коленчатого вала 3500 мин-1, максимальный крутящий момент Ме= 50 Н м при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин- 1, минимальный удельный расход топлива ge= 269 г/кВт ч, коэффициент приспособляемости Кт = 1,3, скоростной коэффициент Кс = 0,62, литровая мощность Nen= 17 кВт.
Далее были проведены кинематический и динамический расчеты двигателя, в результате которых были получены зависимости от угла поворота коленчатого вала различных параметров: перемещения, скорости и ускорения поршня; газовых и инерционных сил, действующих на КШМ; сил, действующих на шатунные и коренные шейки коленчатого вала. По результатам этих расчетов была построена диаграмма износа шатунной шейки, по которой был определен угол расположения оси масляного отверстия и проведены расчеты на прочность.
Также были проведены анализ уравновешенности двигателя и расчет массы противовесов.
Были проведены расчёты на прочность основных деталей двигателя, которые показали, что при выбранных материалах и размерах элементов деталей на расчетных режимах в основном напряжения не превышают допустимых. Были рассчитаны основные элементы систем смазки.
По результатам расчетов сделаны выводы.
