Помощь студентам в учебе
Дизельный двигатель V-8 для автомобиля категории N3 полной массой 40 тонн
|
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
3.3 Результаты 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
5. Расчет на прочность
6.1 Расчет шатунной группы
6.2 Расчет поршневой головки шатуна
6.3 Расчет кривошипной головки шатуна
6.4 Расчет стержня шатуна
6.5 Расчет шатунных болтов
6.6 Выводы
7. Расчет системы двигателя
7.1 Расчет системы смазки
7.1.1 Расчет масляного насоса
7.1.2 Расчет коренного подшипника
7.1.3 Расчет шатунного подшипника
7.1.4 Расчет масляного радиатора
7.2 Выводы
8. Описание конструкции двигателя
9. Безопасность жизнедеятельности
9.1 Характеристика помещения по опасным и вредным факторам
9.2 Разработка мероприятий по устранению опасных и вредных факторов
9.2.1 Электробезопасность
9.2.2 Вибрация и шум
Запыленность и вентиляция
Производственное освещение
Расчет естественного и искусственного освещения Пожарная безопасность
9.3 Разработка мероприятий при чрезвычайных ситуациях
9.4 Правовые вопросы по безопасности жизнедеятельности
10. Исследовательская часть. Расчет ременного привода агрегатов с учетом различных вариантов комплектации двигателя
10.1 Введение
10.2 Патентный обзор
10.3 Влияние компоновочной схемы и режимов работы двигателя на работу ременного привода агрегатов
10.4 Выбор ременной схемы привода агрегатов и проведение расчетов
10.5 Выводы
Список использованной литературы
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
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
3.3 Результаты 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
5. Расчет на прочность
6.1 Расчет шатунной группы
6.2 Расчет поршневой головки шатуна
6.3 Расчет кривошипной головки шатуна
6.4 Расчет стержня шатуна
6.5 Расчет шатунных болтов
6.6 Выводы
7. Расчет системы двигателя
7.1 Расчет системы смазки
7.1.1 Расчет масляного насоса
7.1.2 Расчет коренного подшипника
7.1.3 Расчет шатунного подшипника
7.1.4 Расчет масляного радиатора
7.2 Выводы
8. Описание конструкции двигателя
9. Безопасность жизнедеятельности
9.1 Характеристика помещения по опасным и вредным факторам
9.2 Разработка мероприятий по устранению опасных и вредных факторов
9.2.1 Электробезопасность
9.2.2 Вибрация и шум
Запыленность и вентиляция
Производственное освещение
Расчет естественного и искусственного освещения Пожарная безопасность
9.3 Разработка мероприятий при чрезвычайных ситуациях
9.4 Правовые вопросы по безопасности жизнедеятельности
10. Исследовательская часть. Расчет ременного привода агрегатов с учетом различных вариантов комплектации двигателя
10.1 Введение
10.2 Патентный обзор
10.3 Влияние компоновочной схемы и режимов работы двигателя на работу ременного привода агрегатов
10.4 Выбор ременной схемы привода агрегатов и проведение расчетов
10.5 Выводы
Список использованной литературы
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
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.
Экологическая безопасность образцов двигателей должна быть на уровне экологического класса Евро-5 с перспективой получения уровня Евро-6.
Требуемые значения топливной экономичности при выполнении значительно лучше показателей производимых в РФ аналогов.
Экологическая безопасность будет обеспечивается применением закрытой системы вентиляции картерной полости и низким, не более 0,06% от расхода топлива, расходом масла на угар.
Высокая степень сжатия, оптимизированный алгоритм топливоподачи при запуске обеспечат высокие пусковые качества двигателя. Надежный запуск двигателя должен обеспечиваться при температурах:
- до минус 15°С без применения нагревательных устройств; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 8 мин;
- до минус 30°С с применением электрического подогревателя воздуха; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 10 мин;
- до минус 45°С с применением электрического подогревателя воздуха и автономного жидкостного подогревателя; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 30 мин. Остальные технические требования по ГОСТ Р 54120.
Применим систему впрыска c электронным управлением. Характерной особенностью систем впрыска с электронным управлением является относительно малое количество подвижных частей, возможность задания различных законов впрыска топлива, что обеспечивает их высокую надёжность и стабильность работы.
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.
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.
Экологическая безопасность образцов двигателей должна быть на уровне экологического класса Евро-5 с перспективой получения уровня Евро-6.
Требуемые значения топливной экономичности при выполнении значительно лучше показателей производимых в РФ аналогов.
Экологическая безопасность будет обеспечивается применением закрытой системы вентиляции картерной полости и низким, не более 0,06% от расхода топлива, расходом масла на угар.
Высокая степень сжатия, оптимизированный алгоритм топливоподачи при запуске обеспечат высокие пусковые качества двигателя. Надежный запуск двигателя должен обеспечиваться при температурах:
- до минус 15°С без применения нагревательных устройств; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 8 мин;
- до минус 30°С с применением электрического подогревателя воздуха; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 10 мин;
- до минус 45°С с применением электрического подогревателя воздуха и автономного жидкостного подогревателя; время подготовки двигателя к принятию нагрузки - не более 30 мин. Остальные технические требования по ГОСТ Р 54120.
Применим систему впрыска c электронным управлением. Характерной особенностью систем впрыска с электронным управлением является относительно малое количество подвижных частей, возможность задания различных законов впрыска топлива, что обеспечивает их высокую надёжность и стабильность работы.
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.