3.4.11 Розрахунок рідинної системи охолодження

Кількість відведеної в охолоджуючу рідину теплоти визначається, Дж/кмоль:

(3.178)

Дж/кмоль

Кількість циркулюючої рідини в системі, м³/с:

(3.179)

де _р = 1000 кг/м³ – густина охолоджуючої рідини;

С_р=4187 Дж/(кг•К) – теплоємність охолоджуючої рідини;

t _р = 5…15 С – різниця температур охолоджуючої рідини на виході з насосу та на вході в нього.

м³/с

Подача водяного насоса і потужність, витрачена на його привід

а) розрахункова подача водяного насоса, м³/с:

, (3.180)

де _н = 0,8…0,9 – коефіцієнт подачі насоса.

м³/с

б) потужність , витрачена на привід водяного насоса, кВт:

(3.181)

де D_р= 0,035…0,15 МН/м² – тиск створюваний насосом;

_м = 0,7…0,9 – механічний ККД насоса.

кВт

Розрахунок вентилятора.

Кількість повітря, що проходить через радіатор, м³/с:

(3.182)

де Q_p– кількість теплоти , відведеної від охолоджуючої рідини, кДж/с;

_n = 1,07 кг/м³ – густина повітря при його середній температурі;

С_П = 1000 Дж/(кг•К) – середня теплоємність повітря;

Т_n = 15ºС– температурний перепад повітря у радіаторі.

м³/с

Фронтова поверхня радіатора, м²

, (3.183)

де _пов= 20 м/с – швидкість повітря перед фронтом радіатора.

м²

Діаметр вентилятора, м

(3.184)

м

3.4.12 Розрахунок елементів паливної системи

За результатами теплового розрахунку визначаємо діаметр та хід плунжера паливного насоса високого тиску.

Вихідні дані: ефективна потужність N_e = 220 кВт, частота обертів двигуна n = 2050 хв^-1, кількість циліндрів і = 8, питома ефективна витрата палива g_e = 210 г/кВт•год, тактність двигуна τ =4, густина палива ρ_п = 0,830 г/см³.

Циклова подача, мм³/цикл

, (3.185)

мм³/цикл

Теоретична подача секції паливного насоса, мм³/цикл

, (3.186)

де η_п – коефіцієнт подачі насоса. Приймаємо η_п = 0,75

мм³/цикл

Повна продуктивність секції насоса, мм³/цикл

, (3.187)

мм³/цикл

Відношення ходу плунжера до діаметра приймаємо рівним S_пл/d_пл = 1

Діаметр плунжера, мм

, (3.188)

мм

Повний хід плунжера, мм

, (3.189)

мм

Активний хід плунжера, мм

, (3.190)

мм

Розрахунок форсунки

Вихідні дані: дійсний тиск в кінці стискання Р_с´´= 1,15•Рс = 5,037 МПа, тиск в кінці згорання Р_z = 7,008МПа, частота обертання колінчастого вала n = 2050хв^-1, циклова подача палива V_ц =0,11 мм³/цикл, густина палива ρ_п = 830 г/м³. Тривалість подачі палива в градусах повороту колінчастого вала приймаємо ∆φ = 10 – 25°- в залежності від типу сумішоутворення.

Час витоку палива,c

, (3.191)

c

Середній тиск газів у циліндрі в період упорскування, МПа:

, (3.192)

МПа

Середня швидкість витоку палива через соплові отвори, м/с:

, (3.193)

де Р_ф = 40 МПа – середній тиск розпилювання.

, м/с

Сумарна площа соплових отворів, мм²:

, (3.194)

де μ_ф = 0,65 – 0,85 – коефіцієнт витрати палива.

мм²

Діаметр соплового отвору, мм:

, (3.195)

де т – число соплових отворів.

мм

4 Технологічний розділ

4.1 Вибір типу виробництва

Враховуючи програму річного випуску 6500 ДВС ЯМЗ-238 вибираємо масове виробництво.

Серійне виробництво, тип організації виробництва, що характеризується одночасним виготовленням на підприємстві широкої номенклатури однорідної продукції, випуск якої повторюється протягом тривалого часу. Найбільш пошир енне в машинобудуванні і металообробці. Випуск продукції виробляється стосовно виробів серіями, а по відношенню до деталей — партіями. Виготовлення серій виробів одного типу раз мера зазвичай повторюється через регулярні проміжки часу. При повторних запусках серій машин часто вносяться зміни в конструкторську і технологічну підготовку виробництва, організацію робочих місць, підвищується кваліфікація робітників дозволяє уніфікувати конструкції деталей, виробів, добиватися типізації технологічних процесів і оснащення. Стає економічно вигідним виключати додаткову підгонку конструкції за рахунок забезпечення стабільності розмірів надходять на складання деталей. В результаті зменшується питома вага ручних, зокрема доводочних, робіт у загальній трудомісткості виготовлення продукції. На основних виробничих операціях застосовується праця спеціалізованих робітників середньої кваліфікації.

4.2 Вихідні дані

Блок циліндрів відлитий з низьковуглецевого сірого чавуну. Служить підставою для монтажу всіх деталей і вузлів двигуна ЯМЗ. Блок V - подібний з кутом розвалу 90°. Правий ряд циліндрів зміщений щодо лівого вперед на 35 мм, що обумовлено установкою на кожну шатунною шийку колінчастого валу двох шатунів.

Кожне циліндрове гніздо має два співвісних циліндричних отвори, виконаних у верхній і нижній плитах блоку, за якими центрується гільза циліндра у верхній плиті є кільцева проточка під бурт гільзи.

У розвалі блоку є чотири опорні майданчики з кріпильними отворами для встановлення паливного насоса високого тиску. На передньому торці блоку знаходиться гніздо для підшипників приводу паливного насоса.

У припливах ( бобишках ) на стінках блоку є складна система масляних каналів, для підведення мастила до підшипників розподільного і колінчастого валів, а так само до масляного фільтру і родинно - масляного теплообміннику.

Стінки водяної сорочки утворюють замкнутий силовий пояс навколо кожного циліндрового гнізда і разом з додатковими ребрами пов'язують верхню і нижню плити циліндрової частини блоку, забезпечуючи конструкції необхідну жорсткість. У картерних поперечних стінках блоку розташовані п'ять гнізд з вкладишами під корінні шийки колінчастого валу і п'ять розточень з бронзовими втулками, в яких обертається розподільний вал.

Кришки корінних опор кріпляться до блоку двома вертикальними і двома горизонтальними болтами. Завдяки чому досягається висока жорсткість блоку в зоні колінчастого валу. Обробка гнізд під колінчастий вал виробляється в зборі з кришками, тому кришки корінних опор не взаємозамінні.

Блоки циліндрів між собою мають однакову конструкцію і невзаємозамінні між собою тільки з причини відмінності кріплення до них індивідуальних чи блокових головок циліндрів.

Головка циліндрів виготовлена ​​з низько легованого сірого чавуну і кріпиться до блоку шпильками, укрученими в блок циліндрів. Шпильки виготовлені з хромонікелевої сталі і термічно оброблені. Для забезпечення відводу тепла головка циліндрів має порожнину рідинного охолодження, що сполучається з порожниною блоку. Для забезпечення підведення палива до форсунок в бічні поверхні головки є отвори під трубки.

У голівці циліндрів розміщені клапани з пружинами, коромисла клапанів, стійки коромисел і форсунки.

Під клапани газорозподілу в головку з натягом встановлені сідла і направляючі втулки клапанів. Сідла впускних клапанів виготовлені із спеціального чавуну, а сідла випускних зі спеціального жаротривкого сплаву. Сідла і метало керамічні напрямні втулки клапанів остаточно обробляються

після їх запресовування в головку. Встановлюються на двигуні головки циліндрів можуть бути блокові

(загальні) або індивідуальні:

Колінчастий вал сталевий, виготовлений методом гарячого штампування.

Всі поверхні вала азотованного і глибина азотованного шару не менше 0,35мм.Колінчастийвалмаєп'ятькоріннихопорі чотири шатунні шийки.

На шатунних шийках встановлені шатуни(по два на кожну). Коріннішатунні шийки в процесі роботи змащуються маслом під

тиском. Масло подається до корінних опор, а потім, по похилих каналах до шатунних шийок. У шатунних шийках є закриті заглушками внутрішні порожнини, де масло під дається додаткової відцентрової очищенню.

Маховик ЯМЗ відлитий із сірого чавуну. Маркований маховику виїм ціна неробочий поверхні в відливання.

На двигуни можуть бути встановлені маховики наступних видів:      238-1005115-К (під зубчастий вінець з модулем4,25); 238-1005115-Н (підзубчастийвенецсмодулем3,75). Маховики в зборі з зубчастими вінцями між собою невзаємозамінні. Маховик238-1005115-К (під зубчастий вінець з модулем4,25) встановлюється з стартероммоделі2501.3708-01, амаховик238-1005115-Н (під зубчастий вінець з модулем3,75) -з стартероммоделі2501.3708-21. Маховик кріпиться до колінчастого валуболтами.Підболтивстановлюєтьсясталевапластинависокоїтвердості(однапідвсіболти). Відсутність само відкручення болтів забезпечується моментом затягування 235-255Н*м(24-26кгсּм). Для точної фіксації маховика що до шийок колінчастого валу служать два штифти, при цьому, отвори з маркуванням на маховику і на пластині повинні збігатися зі зміщеним штифтом на колінчастому валу. Усунути штифт розташований в площині першого кривошипа. Маркування на пластині у вигляді точки повинна бути зовні.

Вкладиші корінних підшипників колінчастого валу і нижньої головки шатуназмінні, тонкостінні, мають сталеве підстава і робочий шар з свинцю та бронзи. Верхній і нижній вкладиш і корінного підшипника колінчастого вала не взаємозамінні. У верхньому вкладиші маються отвір для підведення масла і канавка для його розподілу. Вкладиші нижньої головки шатуна взаємозамінні.

Гільзи циліндрів -«мокрого» типу, виготовляються зі спеціального чавуну. Гільзи встановлюються своїми посадочними поясами в розточення блоку циліндрів і зверху притискаються через бурт і прокладку головками циліндрів. Виступання бурту гільзи над поверхнею блоку циліндрів на двигунах:      ЯМЗ-238БЕ2, ЯМЗ-238ДЕ2-1,6 +0,035-0,065мм.      ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ - 0,1+0,065-0,035мм. На двигуни ЯМЗ-238БЕ, ЯМЗ-238ДЕ можуть встановлюватися гільзи з наступними конструктивними особливостями

Збільшуючи масу повітря, що поступає в циліндри, турбокомпресор більш ефективному згорянню збільшеної дози палива, за рахунок чого підвищується потужність двигуна при помірній теплової напруженості.

Рисунок 2.1 Двигун внутрішнього згоряння ЯМЗ-238 поперечний розріз.