ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС ) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. За более чем столетний жизненный путь двигатель внутреннего сгорания настолько преобразился, что от родоначальника остался только принцип действия.

На мой взгляд, первым очень примитивным двигателем сгорания можно назвать пушку. В ствол пушки закладывается заряд (рабочее тело) далее вставляется снаряд (поршень), порох заряда поджигается (воспламенение), сгорая порох вырабатывает большое количество пороховых газов (рабочий ход), которые, расширяясь, с силой выталкивают снаряд из ствола, то есть делают необходимую работу. Далее весь цикл, пусть медленно, но повторяется. Первые устройства, отдалённо напоминающие двигатель внутреннего сгорания тоже использовали порох. В 17-ом веке изобретатель Кристиан Хайгенс (Christian Huygens) использовал водяной насос, работающий на порохе, для обеспечения водой садов Версальского дворца, которым требовалось в день не менее 3000 кубических метров воды. По существу это был первый, практически используемый, примитивный двигатель внутреннего сгорания. (По некоторым данным двигатель не был построен.)

Дизельный двигатель был создан великим инженером-изобретателем Рудольфом Дизелем в 1897 году. В 1890 году он выдвинул теорию «экономичного термического двигателя», которая предполагала изобретение эффективного мотора по принципу воспламенения от сжатия в цилиндрах. Первый патент на изобретение Дизель получил в 1893 году. В качестве топлива ученый предполагал использовать каменноугольную пыль, однако, из-за ряда существенных недостатков это стало невозможным. Реальным видом топлива явились тяжелые нефтяные фракции.

До Рудольфа Дизеля идеи создания силового агрегата с подобным принципом работы были высказаны инженером Экройдом Стюардом, однако, патент вследствие выдвинутой теории получил Дизель. Именно поэтому мы и называем такие моторы «дизелями», «дизельными двигателями». В 1898 году инженер Путиловского завода Санкт-Петербурга Густав Тринклер построил нефтяной двигатель высокого давления, он был бес компрессорным (современный вид — с форкамерной). Как оказалось, он имеет более простую конструкцию и оказался надежнее своего аналога. Однако, основой для современных моторов с воспламенением от сжатия явилось все же изобретение Рудольфа Дизеля.

Первые несколько десятилетий дизели устанавливались лишь на морские суда с усовершенствованными системой впрыска топлива, скоростью вращения.

Первые испытания сконструированного образца дизельного двигателя случились в 1893 году, однако, они не увенчались успехом, а сам изобретатель в ходе эксперимента из-за произошедшей аварии едва не погиб. В последующие несколько лет Дизель построил еще несколько моделей, которые работали на мазуте и керосине.

В начале 1900-х годов дизельный двигатель был установлен на корабле, а через какое-то время — и на локомотиве. В 20-е гг. инженером из Германии Робертом Бошем был модернизирован топливный насос высокого давления двигателя, Теперь вместо воздушного компрессора применялась гидравлическая система нагнетания и впрыска топлива, которая позволяла увеличить скорость вращения. Популярность такого механизма очень быстро росла и уже к 50-м гг. большинство грузового и пассажирского транспорта оснащалось таким видом движков. Они оказались более экономичными, а также приемлемыми с точки зрения экологии (выбрасывали меньшее количество токсичных веществ).

Почти все этапы модернизации были направлены на повышение коэффициента полезного действия (КПД) двигателя. Показатель КПД можно назвать универсальным. В нем скрыты многие характеристики — расход топлива, мощность, крутящий момент, состав выхлопных газов и т.д. Широкое применение новых технических идей — впрыск топлива, электронные системы зажигания и управления двигателем, 4, 5 и даже 6 клапанов на цилиндр — сыграло положительную роль в повышении КПД двигателей. Однако концепция двигателя внутреннего сгорания по сегодняшний день не исчерпала потенциал модернизации. Экологические требования к современному автомобилю являются в настоящее время приоритетными. Экологическая безопасность – это снижение негативных последствий влияния эксплуатации автомобиля на участников движения и окружающую среду. Она направлена на снижение токсичности отработанных газов, уменьшение шума, снижение радиопомех при движении автомобиля.

Несмотря на многочисленные попытки заменить двигатель внутреннего сгорания каким-либо другим, не выделяющим токсичные вещества, альтернативы ему пока нет. А если принципиально новый двигатель и появится, то переналадка производства для его крупносерийного выпуска потребует грандиозных капиталовложений и произойдет далеко не сразу. Вместе с тем уже сейчас человечество подошло к той черте, когда без экологически чистого автомобиля просто не обойтись. И выход пока видится один – надо если не полностью исключить, то во всяком случае свести к минимуму вредные выбросы ДВС.

Темой моего дипломного проекта является: разработать комплекс конструкторско-технологических мероприятий по обеспечению двигателя Д-260.1 после капитального ремонта экологического уровня Stage 3B.

1 Общий раздел

1.1 Описание заданного мощностного ряда и его базового двигателя. Назначение, применение

Область применения дизелей - места с неограниченным воздухообменом.

Дизели рассчитаны на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от плюс 40 С до минус 45 С.

Дизель Д-260.1 и его модификации используются в качестве силового агрегата на энергонасыщенных колесных тракторах (Д-260.1 и Д-260.2), гусеничных тракторах (Д-260.14), кормоуборочных комбайнах (Д-260.4), энергонасыщенных энергетических средствах УЭС-250 (Д-260.7) и других машинах различного назначения.

Основные параметры и характеристики дизелей приведены в таблице 1.
Таблица 1.1 - Технические характеристики
Наименование параметров	Единица измерения	Значения
		Д-260.1
Тип дизеля		Четырехтактный дизель
Способ смесеобразования		Непосредственный впрыск топлива
Число цилиндров	шт.	6
Расположение цилиндров		Вертикальное, рядное
Рабочий объем цилиндров	л	7,12
Порядок работы цилиндров		1-5-3-6-2-4
Направление вращения коленчатого вала по ГОСТ 22836-77 (со стороны вентилятора)		Правое (по часовой стрелке)
Диаметр цилиндра	мм	110
Ход поршня	мм	125
Степень сжатия (расчетная)		151
Продолжение таблицы 1.1
Допустимые углы наклона при работе дизеля:	град.
- продольный		20+1
- поперечный		20+1
Мощность эксплуатационная Номинальная частота вращения	кВт мин-1	109+5,2
		2100
Минимальная устойчивая частота вращения холостого хода, не более	мин-1	80050
Максимальная частота вращения холостого хода, ограничиваемая регулятором, не более	мин-1	2275
Частота вращения при максимальном значении крутящего момента, не менее	мин-1	1400
Максимальный крутящий момент	Н.м	622
Удельный расход топлива при номинальной мощности	г/кВт.ч	220
Удельный расход топлива при эксплуатационной мощности	г/кВт.ч	227
Общий расход масла с учетом замены в процентах к расходу топлива за весь гарантийный срок эксплуатации дизеля, не более	% к расходу топлива	1,1
Давление масла в главной магистрали системы смазки	МПа
при номинальной частоте вращения		0,28...0,45
Продолжение таблицы 1.1
Масса дизеля, незатравленного горючесмазочными материалами и охлаждающей жидкостью (с вентилятором, генератором, стартером, воздухоочистителем)	кг	650

В 1984 г. освоено производство тракторного двигателя Д-260. Двигатель ММЗ Д-260 производства Минского Моторного Завода - 6-х цилиндровый дизельный двигатель с рядной компоновкой цилиндров, непосредственным впрыском топлива, жидкостным охлаждением, турбонаддувом, охладителем наддувочного воздуха типа "воздух-воздух", с механическим регулятором частоты вращения. Двигатель рассчитан на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от +40 до -44 °С и предназначен для установки на тракторы, сельскохозяйственные, лесные и промышленные машины агрегаты.

Рис 1. Двигатель Д-260

Дизель, в соответствии с рисунком 2, состоит из блока цилиндров, головки цилиндров, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения, а также узлов и агрегатов систем питания, смазки, охлаждения, пуска и электрооборудования.

Рисунок 2 - Дизель Д-260 (продольный разрез).

1 – масляный картер; 2 – масляный насос; 3 – демпфер; 4 – шкив коленчатого вала;

5 – ремень вентилятора; 6 – крышка распределения; 7 – шкив натяжной; 8 – форсунка для охлаждения поршня; 9 – вентилятор; 10 – водяной насос; 11 – корпус термостатов; 12 – шатун; 13 – поршень;14 – гильза цилиндров; 15 –колпак; 16 крышка головки цилиндров; 17 – головка цилиндров; 18 – блок цилиндров; 19 – задний лист; 20 – маховик; 21 – коленчатый вал; 22 – маслоприемник; 23 – распределительный вал..