Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Курсовая работа на тему
Работу выполнил
Михайлов А.А.
ЭТМК 11-207
Работу проверил ст. преподаватель
Кафедры НТТМ
К.Т.Н. Подопригора Н.В.
Санкт-Петербург 2014
Содержание:
Назначение……………………………….…….....………..3
Основная схема устройства………………………….……..4
Принцип работы системы…………..………..…………….5
Эксплуатационные материалы…………………..…………9
Особенности технического обслуживания…….…………11
Нагрузочные режимы…………….……………………….12
Список литературы……………………….……………….15
Назначение
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - это тепловая машина для преобразования термохимической энергии сжигаемого топлива в механическую работу.
В настоящее время, чтобы принести машину в движение, используются главным образом поршневые ДВС. В этих двигателях горючее сгорает внутри цилиндров. Образующиеся при сгорании газы перемешают находящиеся в цилиндрах поршни, которые, двигаясь, заставляют вращаться связанный с ними через ряд сопряженных деталей коленчатый вал двигателя. Таким образом, тепловая энергия, образующаяся при сгорании горючего, превращается в механическую энергию вращения вала двигателя.
По типу применяемого топлива двигатели разделяются на дизельные, газовые и двигатели с искровым зажиганием.
В данном случае будем рассматривать дизельный двигатель, который работает на жидком топливе (дизельном топливе) с воспламенением от сжатия.
Основная схема устройства.
Дизельный четырехтактный двигатель в разрезе: 1 — блок цилиндров; 2—медно-асбестовая прокладка; 3 — гильза; 4 — головка цилиндров; 5 — поршневые кольца; 6 — клапанные пружины; 7 — направляющая втулка клапана; 8 — гнездо клапана; 9—шпилька; 10— клапан; 11 — коромысло; 12 — штанга толкателя; 13 — форсунка; 14 — камера сгорания; 15 — рубашка охлаждения; 16—кулачок распределительного вала; 17 — распределительный вал; 18—крышка распределительных шестерен; 19 — толкатель;’ 20 распределительная шестерня; 21 — передняя опора двигателя; 22 — шкив; 23, 24 — шестерни коленчатого вала; 25 — масляный насос системы смазки; 26 — щеки коленчатого вала; 27 — маслозаборник; 28 — крышка шатуна; 29 — шатун; 30 — поршневой палец; 31 — головка шатуна; 32 — поршень; 33—поддон картера; 34 — крышка коренного подшипника; 35 — вкладыш опорного подшипника; 36—коленчатый вал; 37 — картер маховика; 38 — зубчатый венец маховика; 39 — маховик
Принцип работы системы
В процессе работы двигателя поршни в его цилиндрах перемещаются вверх и вниз, при этом за каждый полный оборот коленчатого вала двигателя они совершают по одному ходу вверх и вниз (т.е. 2 такта)
Такт — часть рабочего цикла, происходящая за время движения поршня от одной мертвой точки к другой, т.е. за одни ход поршня.
Впуск (первый такт) (рис. 1, а). Поршень перемещается вниз и, действуя подобно насосу, создает разрежение в цилиндре. Через открытый впускной клапан в цилиндр поступает чистый воздух под влиянием разности давлений. Выпускной клапан закрыт. В конце такта закрывается и впускной клапан. В конце такта впуска давление в цилиндре в среднем составляет 0.08 - 0.095 МПа, температура – 30 - 50 °С.
Сжатие (второй такт) (рис. 1, 6). Поршень, продолжая, движение перемещается вверх. Поскольку оба клапана закрыты, поршень сжимает воздух. Температура воздуха при сжатии растет. Благодаря высокой степени сжатия давление в цилиндре повышается до 4 МПа, а воздух нагревается до температуры 600 оС. В конце такта сжатия через форсунку в цилиндр впрыскивается порция дизельного топлива в мелкораспыленном состоянии.
Рабочий ход, или расширение (третий такт) (рис. 1, в). Мелкие части топлива, соприкасаясь с нагретым сжатым воздухом, самовоспламеняются. Впрыскивание топлива через форсунку и его горение продолжаются некоторое время после того, как поршень пройдет ВМТ. Благодаря задержке самовоспламенения топливо в основном сгорает во время этого такта. Оба клапана при рабочем
ходе закрыты. Температура газов при сгорании достигает 2000 оС
давление повышается до 8 МПа. Под большим давлением расширяющихся газов поршень перемещается вниз и передает воспринимаемое им усилие через шатун на коленчатый вал, заставляя его вращаться.
Выпуск (четвертый такт) (рис. 1, г). Поршень перемещается вверх, а выпускной клапан открывается. Отработавшие газы сначала под действием избыточного давления, а затем поршня удаляются из цилиндра. После прохода поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, а впускной открывается. Рабочий цикл повторяется. 1МПа = 10.19716 кгс/см2 (атм.тех.)
Крайнее верхнее положение поршня в цилиндре называется верхней мертвой точкой (ВМТ).
Крайнее нижнее положение поршня в цилиндре называется нижней мертвой точкой (НМТ).
Расстояние между мертвыми точками называется ходом поршня.
Периодически повторяющиеся в определенной последовательности процессы, происходящие в каждом цилиндре и вызывающие превращение тепловой энергии в механическую работу двигателя, называются рабочим циклом двигателя.
Рабочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров, измеряемая в литрах.
Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха, поступивших в цилиндр, при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. Чем выше степень сжатия, тем больше давление и температура рабочей смеси в конце сжатия, т.е. в ВМТ. С увеличением степени сжатия повышается мощность и топливная экономичность двигателя. Однако повышение степени сжатия и в двигателях с искровым зажиганием, и в дизелях возможно лишь до определённых пределов. Жидкие и газообразные топлива различных видов имеют разные температуры самовоспламенения, поэтому вид топлива, на котором работает двигатель, и его пусковые свойства определяют пределы степени сжатия. Для дизельного двигателя степень сжатия — 14-18.
Эффективность работы двигателя определяется следующими основными показателями: мощностью двигателя, крутящим моментом, частотой вращения коленчатого вала и удельным расходом топлива. Рассмотрим сущность основных показателей работы двигателя.
Действуя на тело и вызывая его перемещение, сила совершает работу. Величина работы равна произведению величин силы и пути, совершенного телом. Работа, производимая в одну секунду, называется мощностью и выражается в ваттах.
Если сила, приложение к какому-нибудь телу, заставляет его вращаться, то усилие, с которым тело вращается, зависит от величины действующей силы и расстояния (плеча) от центра вращения до точки приложения силы. Произведение силы
(в ньютонах) на плечо (в метрах) называется крутящим моментом (Н • м).