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.
Содержание
Введение 4
1. Обоснование тематики выпускной работы 6
1.1 Обзор конструкций современных дизельных двигателей отечественного производства 6
1.2 Обзор конструкций современных дизельных двигателей зарубежного производства 17
2. Расчет параметров дизельного двигателя КамАЗ-740 22
2.1 Расчет рабочего цикла дизеля 22
2.1.1 Выбор и обоснование исходных данных теплового расчета 22
2.1.2 Определение параметров процесса газообмена 22
2.1.3 Параметры процесса сжатия 25
2.1.4 Параметры процесса сгорания 26
2.1.5 Параметры процесса расширения 28
2.1.6 Параметры рабочего цикла 30
2.1.7 Тепловой баланс двигателя 34
2.1.8 Внешняя скоростная характеристика дизеля 36
2.1.9 Расчет и построение индикаторной диаграммы 38
2.2 Динамический расчет двигателя 41
2.2 1 Приведение масс кривошипно-шатунного механизма 41
2.2.2 Силы и моменты в V - образном двигателе 43
2.2.3 Набегающие моменты на коренные шейки коленчатого вала 52
2.2.4 Набегающие моменты на шатунные шейки коленчатого вала 57
2.2.5 Силы, действующие на коренную шейку 62
2.2.6 Построение диаграмм износа шеек коленчатого вала 63
2.3 Расчет систем двигателя 65
2.3.1 Расчет топливной системы 65
2.3.2 Расчет системы смазки 70
2.3.3 Расчет системы охлаждения 74
2.3.4 Профилирование кулачков распределительного вала 75
2.4 Прочностной расчет основных деталей двигателя 81
2.4.1 Расчет поршневой группы 81
2.4.2 Расчет шатунной группы 95
2.4.3 Расчет коленчатого вала 101
3. Разработка механизма изменяемой степени сжатия 102
3.1. Обоснование выбранного технического решения 102
3.2. Геометрическая и действительная 104
3.3. Влияние степени сжатия на параметры дизеля и его основные показатели 108
3.4. Сравнительный анализ расчетных характеристик двигателя 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 111
Список использованной литературы 113
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. - 464 с.
- Попык К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высш. школа, 1970. - 328с.
- Румянцев В.В. Динамика двигателей. Уравновешивание двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие/ В.В. Румянцев, В.А. Синицын. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 214 с.
- Синицын В.А. Динамическая уравновешенность двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие (модульный курс)/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. – 108 с.
- Фролов К.В. и др. Теория механизмов и механика машин. - М.: Высшая школа, 1998. - 496 с.
- Чистяков В.К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1989. – 256 с.
Среди популярных дизельных установок, которые выделяются огромным ресурсом, можно отметить агрегат с маркировкой OM602 от компании Mercedes. Это мотор, имеющий 5 цилиндров в чугунном блоке и оснащенный ТНВД от известного производителя Bosch. Период производства этого дизельного двигателя является 1985-2002 годы. Устанавливался на самые разные автомобили, такие как: Сам двигатель не блещет характеристиками мощности. Но он заслужил любовь автолюбителей не за мощность, а за надежность, неприхотливость и за долговечность (в условиях жесткой эксплуатации для мотора определен его ресурс в размере 450-500 тыс. км.). Но при правильной и бережной эксплуатации двигатель может проработать более миллиона километров.
Бывали случаи, что двигатели могли прослужить и свыше 2-х млн. км. Достижением такого показателя служит использование качественного топлива, а также регламентированная замена масла. За счет своей популярности и надежности, указанный агрегат стал платформой для создания новых современных дизельных двигателей Mercedes, а именно OM647 и OM612. Отмечается, что у новой линейки двигателей ресурс остался на том же уровне.
Вслед за мотором Mercedes, следует отметить надежный двигатель от автопроизводителя BMW, маркируемый под номером M57. Представляет из себя 6-ти цилиндровый, рядный двигатель. Также считается очень надежным, но в отличие от двигателей Mercedes обладает внушительной мощностью.