Проект модернізації конструкції шатуну автомобільного двигуна (стр. 1 из 7)

Зміст

Вступ

Мета та задачі дипломного проектування

1 Загальний розділ

1.1 Перелік основних деталей і вузлів базового двигуна

1.2 Технічна характеристика базового двигуна

2 Конструкторський розділ

2.1 Аналіз параметрів для розрахунку робочого процесу

2.2 Аналіз параметрів теплового і динамічного розрахунку

2.2.1 Тепловий розрахунок

2.2.2 Індикаторна діаграма

2.2.3 Зовнішні швидкісні характеристики

2.2.4 Кінематика кривошипно-шатунного механізму

2.2.5 Динаміка кривошипно-шатунного механізму

2.3 Аналіз потужних ефективних параметрів проектованого двигуна і порівняння з ефективними показниками базового двигуна

2.4 Розрахунок основних конструктивних розмірів елементів деталей (поршня, поршневих кілець, поршневого пальця, шатуна, клапана)

2.5 Проектування або модернізація вузла, деталі, складальної одиниці або систем

2.5.1 Аналіз конструктивних розмірів елементів вузла, деталі

2.5.2 Обґрунтування вибору матеріалу для виготовлення

2.5.3 Розрахунок на міцність

3 Економічний розділ

3.1 Удосконалення конструкції двигуна, вузла

3.2 Поліпшення працездатності автомобіля

3.3 Зниження шкідливих викидів в атмосферу

3.4 Зниження матеріаломісткості

3.5 Визначення питомої матеріаломісткості

3.6 Визначення питомої енергомісткості

3.7 Визначення економії матеріальних ресурсів

4 Охорона праці

4.1 Заходи по зниженню токсичності відпрацьованих газів та охорони

навколишнього середовища

4.2 Вимоги протипожежної безпеки та електробезпеки в конструкції ДВЗ

5 Результуючий розділ

5.1 Технічне завдання на проектування технологічного процесу виготовлення деталі, зборки двигуна або іспит

5.2 Заходи, щодо зниження токсичності відпрацьованих газів і охорони навколишнього середовища

Список літератури

Додаток А

Додаток Б

Додаток В

Додаток Г

Додаток Д

Вступ

Двигуни внутрішнього згорання знайшли широке застосування у всіх галузях народного господарства як економічні, компактні, енергетичні установки. Особливе застосування двигуни внутрішнього згорання знайшли на транспорті в якості автомобільних, тракторних, судових, локомотивних силових агрегатів.

Розвиток двигунів тісно пов’язаний з підвищенням продуктивності роботи, поліпшенням експлуатаційних та економічних характеристик, зменшенням витрат при виготовленні, економії експлуатаційних матеріалів, поліпшення обслуговування й ремонту.

Сучасний рівень життя характеризується поступовим зменшенням світових запасів нафти і значним підвищенням вимог до економічності і екологічності двигунів.

Досягнення сучасних показників і характеристик двигунів можливо на підставі використання їх прогресивних конструкторських схем, конструкції систем, механізмів, вузлів і двигунів ефективних робочих процесів.

На сучасних автомобілях широко використовуються двигуни приском палива, конструкція яких досягла значної сучасності. Подальший розвиток їх буде в напрямку підвищення паливної економічності при значному зменшенні токсичності відпрацьованих газів. Рішення цих задач можливе при роботі двигунів на збіднених паливно-економічних сумішах, інтенсифікації процесу згорання використання камер згорання різних форм.

Дипломне проектування є заключним етапом проектування деталей, вузлів, механізмів у технікумі. При роботі над проектом виявляється весь комплекс знань, навичок, умінь, придбаних під час навчання в технікумі.

Тема курсового проекту: „Проект модернізації конструкції шатуну автомобільного двигуна на базі МеМЗ - 245” дозволяє застосувати отримані знання при рішенні виробничих задач.

1 Загальний розділ

1.1 Перелік основних деталей та вузлів базового двигуна

Рисунок 1 – Повздовжній розріз двигуна

1 - головка циліндрів; 2 - кришка головки циліндрів; 3 - прокладка; 4 - матриця; 5 - впускний коллектор; 6 - паливний насос; 7 – розподільний вал; 12 - блок циліндрів; 15 - сухарі; 16 - маховик; 17 - манжета; 18 - упор; 19 - колінчастий вал; 20 - вкладиш корінний; 21 - діафрагма; 23 - паливо провід; 24 - масло приймач; 25 - шатунний вкладиш; 26 - пробка; 27- масляний насос; 28 - сальник; 33 - шатун з поршнем, поршневим пальцем та кільцями; 34 - шків ГРМ; 35 - зубчасте колесо; 36 - саленблок; 37 - шпонка.

1.2Технічна характеристика базового двигуна

Таблиця 1.1 – Коротка технічна характеристика базового двигуна

Найменування	Позначення	Параметри
Тип двигуна	Карбюраторний
Кількість тактів		4
Кількість циліндрів	І	4
Порядок роботи циліндрів	1-3-4-2
Робочий об’єм циліндрів, л.	Vа	1,09
Діаметр циліндрів, мм	D	72
Хід поршня, мм	S	67
Відношення ходу поршня до діаметру циліндру	S/D	0,93
Ступінь стиснення	ε	9,5
Максимальна потужність, кВт	Nе	37,5
Кількість обертів колінчастого валу при максимальній потужності, хв-1	nNе	5600
Літрова потужність, кВт/л	Nл	34,4
Максимальний крутний момент, Н·м	Me	79,09
Середній ефективний тиск, МПа	Ре	0,79
Середня швидкість поршня, м/с	Vпср	12,8
Питома ефективна витрата палива, г/кВт·ч	gе	287

2 Конструкторський розділ

2.1 Аналіз параметрів для розрахунку робочого процесу

Марка та характеристика палива

У відповідності з заданою ступінню стиснення ε = 9,5 можна використовувати бензин марки АІ - 93

Елементарний склад, молекулярна вага, низька теплота згорання палива приведені в таблиці 2.1

Коефіцієнт надлишку повітря

В завданні задана максимальна ефективна потужність. Максимальну ефективну потужність отримують при α = 0,9...0,95

Для виконання розрахунків приймаємо α = 0,9.

Параметри навколишнього середовища

В проектуємому двигуні підігрів свіжого заряду здійснюється у впускному трубопроводі, який омивається охолоджуючою рідиною, а також у циліндрах. Враховуючи те, що при підвищеної температури заряд щільність знижується, підігрів повинен забезпечувати підвищення температури ΔТ = 10 заряду.

Параметри залишкових газів

Вибір параметрів залишкових газів

Проектуємий двигун має високу частоту обертання колінчастого валу при максимальній потужності, тому задаємо значення тиску залишкових газів Р_г = 0,116 МПа

Вибір температури залишкових газів Т_г

Проектуємий двигун має високу ступінь стиснення ε = 9,5 та збагачений склад суміші α = 0,9. У відповідності з цим приймаємо значення температури залишкових газів Т_г = 1050 К.

Параметри гідравлічного опору впускної системи

Параметри гідравлічного опору на впуску визначаємо по формулі:

(1)

де β²+ξ – гідравлічний опір впускної системи;

w_вп² – середня швидкість руху заряду в найменшому перетині впускної системи, м/с;

р_о – щільність заряду на впуску,

Гідравлічний опір впускної системи β²+ξ = (2,5...4,0), приймаємо β²+ξ =2,5

Приймаємо w_вп = 95 м/с

Щільність заряду визначаємо по формулі:

(2)

де Р_о – тиск навколишнього середовища;

Т_о – температура навколишнього середовища;

(кг/м²)

МПа

Показник політропи стиснення

Величину показника політропи стиснення визначаємо за формулою:

(3)

де n₁ – показник політропи стиснення;

Показник політропи розширення

Величину показника політропи розширення визначаємо за формулою:

(4)

де n₂ – показник політропи розширення;

Так як об’єм заряду та щільність його постійно змінюються, кількість теплоти, яка передається на стінки циліндрів, врахувати практично неможливо, як й втрати тиску газів, тому приймаємо показники політропи стиснення n₁ =1,34, а політропи розширення n₂ =1,23.

Результати розрахунків показників політропи стиснення та розширення заносимо в таблицю 2.1

Відношення ходу поршня до діаметру циліндру.

Відношення ходу поршня до діаметру циліндру приймаємо рівним S/D = 0,93, як і базового двигуна.

Найменування	Позначення	Значення
Середня швидкість руху заряду, м/с	ωвп	80
Щільність заряду, кг/м2	ρо	1,187∙10-6
Втрати тиску на впуску, МПа	Δ Ра	0,0135
Показник політропи стиснення	n1	1,34
Показник політропи розширення	n2	1,23
Коефіцієнт повноти діаграми	φи	0,94
Відношення ходу поршня до діаметру циліндру	S/D	0,93

Таблиця 2.1 – Параметри, необхідні для вводу

Найменування	Позначення	Значення
Марка бензину	АІ	АІ – 93
Елементарний склад палива
Вуглець	С	0,855
Водень	Н	0,145
Молекулярна вага бензину	mт	115
Коефіцієнт надлишку повітря	α	0,9
Тиск навколишнього середовища, МПа	Ро	0,1
Температура навколишнього середовища, К	То	293
Тиск залишкових газів, МПа	Рг	0,116
Температура залишкових газів, К	Тг	1050
Коефіцієнт гідравлічного опору впускної системи	(β2 + ξ)	2,5

Продовження таблиці 2.1