Зміст

Вступ ………………………………………………………………………. 5 1. Загальні положення……………………...……………………………... 5 2.Завдання на проектування…………………………………………… …7 3. Тепловий розрахунок двигуна………………………………….………7 3.1. Вибір вихідних даних………………………………………..………..7 3.2. Параметри робочого тіла..……………………………………………8 3.3. Параметри навколишнього середовища і залишкових газів...…….9 3.4 Параметри процесу впуску……………………………….…..……....10 3.5. Параметри процесу стиску………………………………………..…12 3.6. Параметри процесу згоряння……………………...……..………….14 3.7. Параметри процесу розширення …………………………………....18 3.8. Параметри процесу випуску ……………………………………..….20 3.9. Індикаторні показники робочого циклу…………………...…..……20 3.10. Ефективні показники двигуна…………………………..………….21 3.11. Основні розміри і параметри циліндра і двигуна…………..……. 23 3.12. Тепловий баланс двигуна……………………………..……………24 3.13. Побудова індикаторної діаграми ………………………………….25 4. Побудова зовнішньої характеристики бензинового двигуна

аналітичним методом…………………………………………………… 33 5. Кінематика і динаміка кривошипно-шатунного механізму (КШМ)..35 5.1.Кінематика кривошипно-шатунного механізму……………………35 5.2. Динаміка кривошипно-шатунного механізму……………………...36 6. Приклади теплового розрахунку двигунів і динамічного розрахунку кривошипно-шатунного механізму……………………………………...45

6.1. Бензиновий двигун…………………………………………………...45

6.2. Дизель…………………………………………………………………74 6.3. Двигун з розподіленим впорскуванням палива……………………83

7. Розрахунок основних деталей автотракторних двигунів………….. 97 7.1. Розрахунок деталей поршневої групи……………………….…….. 97 7.2. Розрахунок деталей шатунної групи……………………………....116 7.3. Розрахунок основних елементів механізму газорозподілу….…...128 8. Розрахунок систем двигуна………………………………….……….152 8.1. Система мащення, радіальний підшипник ковзання……………..152 8.2. Розрахунок мастильного насосу двигуна……………………….…180

8.3. Розрахунок системи охолодження двигуна………………..……...183

9. Виконання курсового проекту……………………..…………….…..187

Література ……………………………………………...………………..190

Додатки …………………………………………………………….……191

Вступ

Сучасні двигуни внутрішнього згорання широко застосовуються у всіх галузях техніко-економічної діяльності, досягли високого ступеня вдосконалення, продовжуючи тенденцію безперервного зростання питомих (літрової і поршневої) потужностей, зниження питомої металомісткості, витрат палива і мастил, токсичності відпрацьованих газів, зростання надійності і довговічності.

Двигуни внутрішнього згорання широко застосовуються на транспорті в якості автомобільних, тракторних, суднових, локомотивних силових агрегатів. Аналіз тенденцій розвитку конструкцій легкових і вантажних автомобілів свідчить про значні перспективи використання поршневих двигунів у середньостроковій перспективі на 15…20 років. Розвиток двигунів тісно пов’язаний з підвищенням продуктивності роботи, поліпшенням експлуатаційних та економічних характеристик, зменшенням витрат при виготовленні, економією експлуатаційних матеріалів, поліпшенням процесів обслуговування й ремонту автомобілів, тим більше, що сучасний рівень життя характеризується поступовим зменшенням світових запасів нафти і значним підвищенням вимог до економічності і екологічності двигунів.

Досягнення сучасних показників і характеристик двигунів пов’язано з використанням їх прогресивних конструкторських схем, конструкцією систем, механізмів, вузлів, використанням ефективних робочих процесів.

На сучасних автомобілях широко використовуються двигуни з впорскуванням палива, конструкції яких продовжують вдосконалюватись.

Подальший розвиток їх буде здійснюватись у напрямі підвищення паливної економічності при значному зменшенні токсичності відпрацьованих газів. Вирішення цих задач можливе при роботі двигунів на збіднених паливно-економічних сумішах, інтенсифікації процесу згоряння шляхом використання різних форм камер згоряння, застосування систем впорскування легкого палива, заміщення нафтових моторних палив альтернативними, використання електроніки і мікропроцесорної техніки у системах паливоподачі, керування роботою двигунів тощо.

1. Загальні положення

Навчально-методичний посібник призначений для бакалаврів, спеціалістів і магістрів за напрямами підготовки «Автомобільний транспорт» та «Машинобудування».

У посібнику, перш за все, акцентовано увагу на задачах і методах проектування автомобільних двигунів при виконанні студентами курсового або дипломного проекту. При цьому розглядаються, в основному, відомі методи теплових і динамічних розрахунків сучасних автомобільних двигунів, започатковані Гриневецьким В.І., розвинуті Мазінгом Є.К., Брилінгом Н.Р., Стечкіним Б.С. та ін. Проте у ряді випадків пропонуються нові підходи щодо проектування поршневих кілець, радіальних підшипників ковзання, алгоритми розрахунків кінематичних характеристик механізмів двигуна, визначення показника «час-переріз» для клапанного механізму тощо.

Чисельні розрахунки характеристик і конструктивних елементів виконано, в основному, для карбюраторного двигуна. Особливості проектування двигунів з розподіленим впорскуванням, дизелів розглянуто в обсязі теплового і динамічного розрахунків, а також, враховано окремими зауваженнями.

Курсовий або дипломний проект (далі – проект) з дисципліни «Автомобільні двигуни» має на меті оволодіння методикою і практикою самостійного вирішення задач з проектування і розрахунку автомобільних двигунів внутрішнього згоряння. При роботі над проектом виявляється і закріплюється весь комплекс знань, умінь, навичок, отриманих під час навчання в університеті, формуються професійні здібності майбутнього фахівця. Студент набуває досвіду роботи зі спеціальною і нормативною літературою, стандартами, сучасними інформаційними технологіями тощо.

Проект має включати наступні розділи: тепловий розрахунок двигуна; розрахунок теплового балансу двигуна; розрахунок зовнішньої характеристики двигуна; кінематичний і динамічний розрахунки кривошипно-шатунного механізму; розрахунок і конструювання окремих вузлів і систем двигуна.

Конструювання основних вузлів і механізмів двигуна має включати розробку складального креслення двигуна (подовжній і поперечний розрізи) відповідно з отриманими в розрахунках розмірами. Для цього можуть бути використані відповідні креслення двигуна-прототипу.

Виконання курсового проекту з дисципліни «Автомобільні двигуни» є етапом для підготовки студента до дипломного проектування.

Курсовий проект включає пояснювальну записку (ПЗ) у обсязі 30…40 аркушів формату А4 і графічних матеріалів (ГМ) формату А1 обсягом 4 аркуші, виконаних на ватмані олівцем і відповідно до вимог ЄСКД і ЄСТД. Можливо також використання машинної графіки. Розрахунки в проекті виконуються у системі СІ.

Графічна частина проекту включає подовжній і поперечний розрізи двигуна (2 листи формату А1), індикаторну діаграму, графіки сил тиску газів, інерційних і сумарних сил, що діють на поршень двигуна, тангенціальної сили, що діє на шатунну шийку колінчастого вала, епюру зносу шатунної шийки (1 лист формату А1), графіки параметрів і креслення основних елементів, вказаних у завданні до проекту механізму, вузла (1 лист формату А1). Заохочується виготовлення конструкторської документації з використанням автоматизованих і технічних засобів (ЕОМ тощо).

Закінченому курсовому проекту присвоюється позначення з наступною структурою: КП.АД. 2012. 245. 68. 00.00, де КП – курсовий проект, АД– дисципліна «Автомобільні двигуни», 2012 – рік виконання курсового проекту, 245 – модель двигуна прототипу (наприклад, МеМЗ 245), 68 – номер підгрупи двигуна, 00, 00 – резервні числа для складальних вузлів і деталей.