Проект модернизации дизельного двигателя КамАЗ с регулируемой степенью сжатия.
Введение
Двигатель внутреннего сгорания — это тепловая машина, которая служит для преобразования тепловой энергии в механическую работу.
Сейчас на долю автомобильного транспорта приходится более 80% объёма перевозок грузов в нашей стране. Суммарная мощность ДВС в России превышает суммарную мощность электростанций России в 8,5 раз.
Как источник механической энергии поршневой двигатель внутреннего сгорания получил господствующее применение энергетике и на транспорте. Это объясняется тем обстоятельством, что по состоянию на сегодня на нашей планете нет более экономичной тепловой машины. И названное преимущество поршневого ДВС сохранится за ним, по оценкам учёных, на ближайшую перспективу, которая оценивается примерно в 30…40 лет.
В классе поршневых ДВС наиболее экономичными являются дизели. Это свойство сообщается им благодаря высоким степеням сжатия рабочего тела, при которых реализуется рабочий цикл таких машин.
Чем выше степень сжатия, тем выше КПД двигателя. Однако реализа
Содержание
Введение4
1. Обоснование тематики выпускной работы6
1.1 Обзор конструкций современных дизельных двигателей отечественного производства6
1.2 Обзор конструкций современных дизельных двигателей зарубежного производства17
2. Расчет параметров дизельного двигателя КамАЗ-74022
2.1 Расчет рабочего цикла дизеля22
2.1.1 Выбор и обоснование исходных данных теплового расчета22
2.1.2 Определение параметров процесса газообмена22
2.1.3 Параметры процесса сжатия25
2.1.4 Параметры процесса сгорания26
2.1.5 Параметры процесса расширения28
2.1.6 Параметры рабочего цикла30
2.1.7 Тепловой баланс двигателя34
2.1.8 Внешняя скоростная характеристика дизеля36
2.1.9 Расчет и построение индикаторной диаграммы38
2.2 Динамический расчет двигателя41
2.2 1 Приведение масс кривошипно-шатунного механизма41
2.2.2 Силы и моменты в V - образном двигателе43
2.2.3 Набегающие моменты на коренные шейки коленчатого вала52
2.2.4 Набегающие моменты на шатунные шейки коленчатого вала57
2.2.5 Силы, действующие на коренную шейку62
2.2.6 Построение диаграмм износа шеек коленчатого вала63
2.3 Расчет систем двигателя65
2.3.1 Расчет топливной системы65
2.3.2 Расчет системы смазки70
2.3.3 Расчет системы охлаждения74
2.3.4 Профилирование кулачков распределительного вала75
2.4 Прочностной расчет основных деталей двигателя81
2.4.1 Расчет поршневой группы81
2.4.2 Расчет шатунной группы95
2.4.3 Расчет коленчатого вала101
3. Разработка механизма изменяемой степени сжатия102
3.1. Обоснование выбранного технического решения102
3.2. Геометрическая и действительная104
3.3. Влияние степени сжатия на параметры дизеля и его основные показатели108
3.4. Сравнительный анализ расчетных характеристик двигателя108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ111
Список использованной литературы113
Список использованной литературы
Артамонов М.Д., Морин М.М., Скворцов Г.А. Основы теории и конструирования автотракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 1978. - 134 с.
Архангельский В.М и др. Автомобильные двигатели / Под. ред М.С. Ховаха. - М.: Машиностроение, 1977. - 591 с.
Вихерт М.М. и др. Конструкция и расчет автотракторных двигателей / Под ред. Ю.А. Степанова. - М.: Машиностроение, 1964. – 324 с.
Гугин А.М. Быстроходные поршневые двигатели. - Л.: Машиностроение, 1967. - 260с. \
Двигатели внутреннего сгорания: Конструкция и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов, С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко и др.; под ред. А.С. Орлина, М.Г.Круглова. - М.: Машиностроение, 1984.-384 с.
Дьяченко Н.Х., Костин А.К., Пугачев Г.П. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под. ред. Н.Х. Дьяченко. - Л.: Машиностроение, 1974. - 551 с.
Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие для ВУЗов. / А.И.Колчин, В.П. Демидов. - М.: Высш. школа, 2002. – 496 с.
Конструкционные материалы: справочник / Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А. Буше и др.; под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. - М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.
Ленин И.М. Теория автомобильных двигателей. - М.: Машгиз, 1958. - 272 с.
Лиханов В. А., Деветьяров Р. Р. Расчёт автомобильных двигателей: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. И доп. – Киров: Вятская ГСХА, 2008. – 176 с.
Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вятин и др.; под общ. ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.
Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1992. - 414 с.
Орлин А.С. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Конструкция и расчет поршневых и комбинированных двигателей / Под. ред. А.С. Орлина. - М.: Машиностроение, 1972
Для расчета деталей кривошипно-шатунного механизма на прочность и выявление нагрузок на трансмиссию машин необходимо определить величины и характер изменения сил и моментов, действующих в двигателе. С этой целью проводят динамический расчет кривошипно-шатунного механизма в следующем порядке.
1. Индикаторная диаграмма строится на листе бумаги формата А1 в верхнем левом углу.
2. В правом верхнем углу строится диаграмма фаз газораспределения, а под ней схема кривошипно-шатунного механизма с указанием точек приложения сил и знаков (+, -) действия сил.
3. Построенная скругленная индикаторная диаграмма, пользуясь методом Брикса, развертывается в диаграмму избыточных сил давления газов (МПа) по углу поворота коленчатого вала в масштабе мм .
4. Ниже полуокружности наносятся координаты и строятся графики перемещения, скорости и ускорения поршня, ширина графиков равна , высота в любом масштабе.
5. Руководствуясь найденными размерами двигателя, определяется масса частей, движущихся возвратно-поступательно, и масса частей, совершающих вращательное движение. Для этой цели необходимо задаться конструктивными массами поршневой и шатунной группы.