Введение 5
1. Обоснование схемы проектируемого двигателя и выбор аналогов 7
2. Согласование режимов работы турбокомпрессора и поршневой части ДВС 9
3. Тепловой расчет двигателя 12
3.1. Выбор недостающих данных 12
3.2. Выполнение теплового расчета 14
3.3. Результаты теплового расчета 16
3.4. Выводы 19
4. Кинематический и динамический расчеты двигателя 20
4.1 Кинематический расчет двигателя 20
4.2 Динамический расчет двигателя 21
4.3 Выводы 23
5. Уравновешивание двигателя 24
6. Расчет на прочность поршневой группы 26
6.1 Прочностной расчет поршня 27
6.2 Выводы 30
7. Расчет системы двигателя 32
7.1 Расчет системы охлаждения 32
П.2 Выводы 33
8. Описание конструкции двигателя 34
9. Исследовательская часть 38
9.1. Актуальность поставленной задачи 38
9.2. Пути решения поставленной задачи 40
9.3. Разработка смазочной системы 43
9.3.1. Расчет масляного насоса 43
9.3.2. Расчет масляного радиатора 45
9.3.3. Расчет подшипников качения 46
9.3.4. Описание конструкции 48
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Двигатель внутреннего сгорания - это тепловой двигатель, в котором тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую.
Автомобильные двигатели должны обладать хорошей топливной экологичностью и при этом иметь малые габаритные размеры и вес. С каждым годом ДВС стараются усовершенствовать и спроектировать их так, чтобы они соответствовали следующим требованиям: уменьшенный расход топлива и масла, расход природных ресурсов, потребляемый двигателем.
1 июля 2016 года состоялся переход на ЕВРО-6 в России. ЕВРО-6 - экологический стандарт, регулирующий содержание вредных веществ в выхлопных газах.
Способ снижения выброса NOx основан на подаче реагента Adblue (32,5-процентный раствор карбамида (мочевины) в деионированной воде) в выхлопную трубу перед каталитическим нейтрализатором. Восстановление оксидов азота можно обеспечить и подачей небольшой порции дизельного топлива в систему выпуска. В результате неполного сгорания углеводородов образуются химически активные вещества, восстанавливающие NOX. Количество впрыскиваемого топлива и момент подачи должны регулироваться электронной системой управления.
С целью улучшения экологических характеристик дизеля и снижения расхода дизельного топлива путем частичного его замещения альтернативным топливом (например, этиловым спиртом), ведутся работы по созданию систем для совместной подачи топлива двух видов в камеру сгорания через общую форсунку. Получены результаты, позволяющие корректировать состав топливной смеси в процессе работы.
Создание высокоэкономичного малотоксичного автомобиля представляет сложную задачу, связанную с коренным усовершенствованием большинства узлов автомобиля и технологии их производства.
Акцентируют внимание не только на экологичности, но и так же на мощностных показателях, таких повышение мощности, масляной и топливной экономичности, снижение металлоёмкости и надёжности.
Поршневые ДВС 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 будущем.
Дизель обладает высоким КПД - это качество дизелей особенно важно, потому что запасы нефтяных топлив ограничены.
В настоящее время к дизелям применяют топливную систему Common Rail, которая обладает давлением топлива в форсунках в диапазоне от 1000 до 2500 бар, по сравнению с механическим впрыском в котором давление составляет от 100 до 400 бар.
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.
Отметим так же, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше.
Явными недостатками дизелей являются сложность в ремонте топливной аппаратуры, помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, т.к. насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Загрязнения топлива механическими частицами и водой вскоре очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизелей, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса.
Литровая мощность бензинов превосходит аналогичные показателям бензиновых моторов, хотя дизели обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне.
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.
