Введение
1. Обоснование и выбор схемы проектируемого двигателя
3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЫ
ДВИГАТЕЛЯ
3.1 Кинематический расчёт двигателя
3.2. Динамический расчёт
3.3. Вывод
4. Расчет на прочность и расчет системы смазки
7. Описание конструкции двигателя
8. Исследовательская часть
8.2 Проектирование механизма газораспределения
8.3. Профилирование седел впускного и выпускного клапанов
8.5. Выводы
9. Заключение
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.
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 выпускной квалификационной работы' был проведен тепловой расчёт двигателя с помощью программы NKIK, в результате которого мощность двигателя составила Ne = 100 кВт при частоте вращения коленчатого вала neN = 3000 мин1, максимальный крутящий момент Ме = 481 Н м при частоте вращения коленчатого вала 1400 мин1, минимальный удельный расход топлива ge= 207 г/кВт ч, коэффициент приспособляемости Кт = 1,2, скоростной коэффициент Кс = 0,58, литровая мощность N&7 = 13.5 кВт/л.
Далее были проведены кинематический и динамический расчеты двигателя, в результате которых были получены зависимости от утла 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.
Были проведены расчёты на прочность деталей двигателя, которые показали, что при выбранных материалах и размерах элементов деталей на расчетных режимах в основном напряжения не превышают допустимых.
Проведена так же расчет системы смазки, а именно расчет масляного насоса, водомасляного радиатора и подшипников шатунной и коренной шейки. Эти расчеты показали, что система полностью работоспособна и рассчитана на обеспечения оптимальной работы двигателя.
В результате исследовательской части введенные нововведения привели к совершенствованию характеристик воздухоснабжения.
