Министерство образования Республики Беларусь
Кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей»
Могилев 2002
Составил Скребунов А.М.
Методические указания содержат рекомендации по выполнению всех разделов пояснительной записки и графической части курсовой работы по курсу «Силовые установки транспортных средств» студентами специальности Т.04.02.00 «Эксплуатация транспортных средств» дневного и заочного обучения. Приведены ссылки на литературу для выполнения каждого раздела.
Одобрено кафедрой «Техническая эксплуатация автомобилей» МГТУ
17 октября 2001г. протокол № 3
Рецензент канд. техн. наук, доц. Коваленко Н.А.
Редактор Червинская А.Т.
Рекомендовано к опубликованию комиссией Методического совета МГТУ
Ответственный за выпуск Н.А.Коваленко
СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
ã Составление А.М. Скребунов, 2002
Подписано в печать ………………. Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная.
Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,4 Уч.-изд.л. Тираж 65 экз. Заказ №___
¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
Лицензия ЛВ №243 от 22.02.2001 г., лицензия ЛП №165 от 22.02.2001 г.
212005, г.Могилев, пр.Мира, 43
Введение
Курсовая работа - это один из этапов изучения курса «Силовые установки транспортных средств», она завершает самостоятельную работу студента, выполняемую им при прохождении курса.
Задачами курсовой работы являются:
1) систематизация и закрепление знаний по курсу «Силовые установки транспортных средств» и другим общетехническим и специальным дисциплинам;
2) развитие творческих способностей и инициативы при решении инженерно-конструкторских задач в области двигателестроения;
3) получение практики по обоснованию принимаемых решений и по критической оценке существующих конструкций, а также по составлению пояснительной записки.
Настоящие методические указания отвечают на вопрос, что должно быть сделано в курсовой работе и в какой последовательности.
Ответ на вопрос, как выполнять тот или иной раздел курсовой работы, следует искать в рекомендуемой литературе, ссылки на которую с указанием страниц даются в настоящих методических указаниях при рассмотрении порядка выполнения соответствующего раздела.
Методические указания составлены в соответствии с программой курса «Силовые установки транспортных средств» по специальности Т.04.02.00 «Техническая эксплуатация автомобилей».
1 Основные исходные данные
Перед началом проектирования студенту выдается утвержденное заведующим кафедрой и подписанное руководителем работы задание.
В задании на курсовое проектирование дается тема курсовой работы и формулируется цель: спроектировать двигатель заданного типа и мощности или двигатель для определённого автомобиля. В этом же задании даются основные исходные данные для проектирования: тип двигателя; гарантируемая мощность ( Nе, кВт ) и соответствующая ей частота вращения коленчатого вала (n, м); число (i) и расположение цилиндров; степень сжатия (e); тактность (t); коэффициент избытка воздуха (a); отношение хода поршня к диаметру цилиндра (S/D).
Кроме основных данных для выполнения расчетной части проекта студенту необходимо самостоятельно выбрать ряд других исходных величин, пользуясь при этом выбранным прототипом двигателя.
2 Общий объём и содержание курсовой работы
Курсовая работа должна состоять из пояснительной записки (ПЗ) и графической части.
2.1 Содержание ПЗ
Пояснительная записка включает следующее.
Титульный лист
Задание на курсовое проектирование
Содержание
Введение
1 Тепловой расчёт двигателя
2 Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя.
3 Динамический расчёт кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя с применением ЭВМ
4 Патентно-информационный поиск аналогов заданному типу двигателя
5 Обоснование и выбор механизмов и систем двигателя
6 Конструктивная разработка двигателя
6.1 Общие предпосылки конструктивной разработки двигателя
6.2 Расчёт деталей, узлов и систем двигателя
7 Техническая характеристика спроектированного двигателя
8 Перечень основных регулировок разработанного двигателя
9 Краткие сведения по техническому обслуживанию
Заключение. (Должно содержать краткое технико–экономическое обоснование разработанного двигателя)
Список литературы
Приложения
2.2 Содержание графической части курсовой работы
Графическая часть включает:
1) диаграммы и графики теплового и динамического расчётов двигателя-1 лист;
2) сборочный чертёж механизма, узла или системы двигателя и деталировку-1 лист;
На листе размещаются:
1) индикаторная диаграмма в координатах Pi-V (давление-объём) или в координатах Pi-S (давление-ход поршня);
2) круговая диаграмма фаз газораспределения;
3) схема кривошипно-шатунного механизма (КШМ) с указанием сил и знаков;
4) развёрнутые по углу поворота коленчатого вала диаграммы: силы давления газов Pг; силы инерции Pj; суммарной силы P = Pг+Pj; боковой силы N; силы, действующей вдоль шатуна S; тангенциальной силы T и нормальной силы K;
5) полярная диаграмма суммарной силы Rшш, действующей на шатунную шейку коленчатого вала, и диаграмма этой силы, развёрнутая по углу поворота коленчатого вала;
6) диаграмма износа шатунной шейки;
7) диаграмма суммарного индикаторного крутящего момента от всех цилиндров двигателя.
3 Содержание основных разделов пояснительной записки при проектировании двигателя
Введение
Во введении необходимо кратко охарактеризовать состояние научной (технической) проблемы, которой посвящена работа. Объём введения не должен превышать одной-двух страниц.
3.1 Тепловой расчет и внешняя скоростная характеристика двигателя
Тепловой расчет служит для выявления мощностных и экономических показателей проектируемого двигателя и определения основных его размеров.
При проведении расчетов определяют:
1) термодинамические параметры рабочего тела действительного цикла в конце процессов газообмена, сжатия, сгорания, расширения;
2) эффективные и индикаторные показатели, характеризующие рабочий цикл и двигатель в целом;
3) основные размеры двигателя (диаметр цилиндра, ход поршня);
4) вспомогательные параметры для построения индикаторной диаграммы. Индикаторная диаграмма является исходной для построения развёрнутой по углу поворота коленчатого вала диаграммы сил давления газов. Она вычерчивается в левом верхнем углу листа 1. Рядом с индикаторной диаграммой необходимо вычертить диаграмму фаз газораспределения и нанести на индикаторную диаграмму точки, соответствующие моментам открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Необходимо также обозначить угол опережения зажигания (опережения впрыска топлива для дизелей) и в соответствии с принятыми фазами и углом опережения скруглить индикаторную диаграмму. Фазы газораспределения выбираются по прототипу;
5) рассчитывают тепловой баланс двигателя;
6) рассчитывают и строят внешнюю скоростную характеристику двигателя (ПЗ).
Расчет вышеуказанных показателей и параметров приведён в работах: [1 с.565-573], [2 с.5-114], [14].
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
Целью данного этапа работы является определение сил и моментов, действующих на элементы КШМ, знание которых необходимо для расчета на прочность и износостойкость деталей проектируемого двигателя и для расчета подшипников коленчатого вала.
Динамическое исследование КШМ выполняется для заданного режима в диапазоне угла поворота коленчатого вала от 0о до 720о для четырёхтактных двигателей и от 0о до 360о – для двухтактных.
Расчет значений параметров определяют аналитическим методом через угловые интервалы в 30о, а в местах резкого изменения величин нагрузок (360-400о - для четырехтактных двигателей и от 0-40о - для двухтактных) – через 10о.
Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма производится в следующей последовательности:
1) определяют или выбирают по статистическим данным величину безразмерного геометрического параметра КШМ;
2) определяют (по индикаторной диаграмме) силы давления газов на поршень Pг и строят график Pг=Pг (j);
3) рассчитывают массы КШМ, совершающие возвратно-поступательное движение mj и вращательное движение mк = mкр · mrш ;
4) вычисляют силу инерции возвратно-поступательно движущихся масс Pj и центробежную силу инерции Krш, создаваемую массой mrш ;
5) вычисляют суммарную силу P∑ , действующую по направлению оси цилиндра. Строят график P∑ =P∑ (j), совмещенный с графиками Pг=Pг (j) и P =P (j);
6) вычисляют нормальную силу N, перпендикулярную оси цилиндра, и силу S, направленную вдоль шатуна. Строят графики N=N (j); S=S (j);
7) вычисляют тангенциальную силу T. Строят графики T=T (j);
8) вычисляют нормальную силу K, направленную по радиусу кривошипа. Строят график K=K (j);
9) строят полярную диаграмму сил Rшш, действующих на шатунную шейку коленчатого вала, и диаграммы этих сил, развернутые по углу поворота коленчатого вала;
10) строят диаграмму износа шатунной шейки;