
- •Дипломний проект
- •Національний технічний університет «харківський політехнічний інститут»
- •Завдання на дипломний проект студенту
- •Календарний план
- •Пояснювальна записка до дипломного проекту
- •1 Оцінка й вибір параметрів двигуна
- •1.1 Число та розташування циліндрів
- •1.2 Діаметр циліндра та хід поршня
- •1.3 Довжина шатуна
- •1.4 Середня швидкість поршня та частота обертання
- •1.5 Ступінь стиску
- •1.6 Коефіцієнт надлишку повітря
- •1.8 Максимальний тиск циклу
- •2.1 Загальне компонування двигуна
- •2.2 Блок-картер I головка циліндрів
- •2.3 Кривошипно-шатунний механізм
- •2.4 Механізм газорозподілу
- •2.5 Паливна система
- •2.6 Система живлення повітрям
- •2.7 Система випуску відпрацьованих газів
- •2.8 Система змащення
- •2.9 Система охолодження
- •2.10 Електроустаткування
- •3. Вимоги до екологічних показників автомобільного дизеля
- •4 Динамічний розрахунок
- •4.1 Вихідні дані для динамічного розрахунку
- •4.3 Розрахунок сил і крутного моменту у відсіку двигуна
- •4.4 Розрахунок обертових моментів, переданих корінними шийками
- •4.5 Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипники
- •4.6 Аналіз зовнішньої врівноваженості двигуна
- •4.7 Розрахунок навантажень на корінну шийку й підшипник 1-2
- •4.8 Розрахунок навантажень на корінну шийку й підшипник 3-4
- •4.9 Оцінка нерівномірності обертання колінчатого вала
- •5 Розрахунок на міцність кривошипно-шатунного механізма
- •5.1 Розрахунок поршня
- •5.2 Розрахунок шатунної групи
- •5.2 Розрахунок на міцність колінчатого вала
- •5.2.1 Розрахунок корінної шийки
- •5.2.2 Розрахунок шатунних шийок
- •5.3 Розрахунок щік
- •6 Розрахунок елементів системи змащення
- •6.1 Визначення основних параметрів системи
- •6.2 Розрахунок масляного насоса
- •6.3 Розрахунок масляної центрифуги
- •6.4 Розрахунок масляного охолоджувача
- •7.1 Організація сумішоутворення і згоряння в дизелях
- •7.2 Вибір способу сумішоутворення
- •7.3 Вибір оптимального взаємозв'язку інтенсивності повітряного заряду діаметра камери згоряння
- •7.4 Інтенсифікація параметрів паливоподачі
- •7.5 Поліпшення показників подачі повітря.
- •7.6 Підвищення ефективності згоряння палива на часткових швидкісних режимах і мінімальному холостому ходу.
- •7.8 Характеристики дизельних палив.
- •7.9Електронні системи керування.
- •8 Охорона праці та навколишнього середовища
- •8.1 Загальні питання охорони праці
- •8.2 Шкідливі і небезпечні виробничі чинники, їх класифікація
- •8.3 Промислова санітарія
- •8.4 Електробезпека
- •8.5 Пожежна безпека
- •9 Економічне обгрунтування
- •9.1 Характеристика спроектованого двигуна
- •9.2 Розрахунок собівартості та ціни спроектованого двигуна
- •9.3 Побудова графіка досягнення беззбитковості виробництва
- •9.4 Розрахунок економічного ефекту від виробництва та використання нового двигуна
- •9.5 Розрахунок основних (підсумкових) техніко-економічних показників ефективності інновацій
- •9.6 Висновки
- •10. Цивільний захист
1.8 Максимальний тиск циклу
У дизелях з високим наддуванням прийнято обмежувати максимальний тиск циклу, що на сучасних зразках становить Pz від 12 до 21 МПа. Більш високі значення Pz можливі при використанні високоякісних матеріалів і технологій виробництва підшипників, деталей ЦПГ, колінчастого вала. Однак, разом із цим збільшуються витрати на виробництво двигунів, збільшуються масові й габаритні показники силової установки. Тому, з урахуванням можливості виробництва дизелів без значного зростання витрат, з одного боку, і прагнення поліпшити техніко-економічні й екологічні показники проектованого дизеля, з іншої, вибираємо Pz = 13 МПа.
ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ТА СИСТЕМ ДВИГУНА
2.1 Загальне компонування двигуна
Проектований двигун є автомобільною модифікацією чотиритактних шестициліндрових дизелів рідинного охолодження сімейства СМД із діаметром циліндра 120 мм, з безпосереднім впорскуванням палива в камеру згоряння відкритого типу, розташовану в поршні, з турбонаддувом i проміжним охолодженням наддувочного повітря.
Дизель складається із блок-картера, двох головок циліндрів, кривошипношатунного механізму, механізму газорозподілу, складальних одиниць систем живлення паливом, систем живлення повітрям, змащення, охолодження, випуску відпрацьованих газів i електроустаткування.
Колінчастий вал семиопорний. Поршні охолоджуються маслом для зниження температури у зоні поршневих кілець, чим поліпшуються умови роботи деталей поршневої групи.
Повітря, що надходить у циліндри, проходить триступінчасте очищення.
Для більше ефективного використання турбонаддува повітря після компресора охолоджується у повітря-повітряному радіаторі, встановленому перед водяним радіатором.
Паливний насос розподільного типу, двоплунжерний, для зниження димності відпрацьованих газів i підвищення економічності на режимах розгону оснащений обмежником димлення.
Водяний насос із вентилятором та шестеренним насосом НШ32А-3 мають привід від шківа колінчастого вала, а генератор - від шківа водяного насоса.
Для кріплення на автомобіль дизель має три точки: перша - передня опора на кришці картера зубчастих коліс, друга й третя - опорні площадки на правій i лівій стороні блока-картера.
Кріплення дизеля здійснюється із застосуванням амортизаторів.
На автобусі дизель комплектується водяним i повітряним радіаторами, глушителем шуму випуску, приладами контролю за роботою дизеля.
2.2 Блок-картер I головка циліндрів
Блок-картер е корпусною деталлю. Являє собою відливку з сірого чавуну СЧ 40, верхня частина якої утворює блок циліндрів, а нижня - верх картера колінчастого вала. У верхній частині блок-картера виконані вертикальні розточки, у яких встановлені гільзи циліндрів. Порожнина між стінками блок-
картера й гільзами утворює рубашку охолодження, заповнену охолоджувальною рідиною. У поперечних перегородках нижньої частини блока-картера розточені поверхні для розташування колінчастого вала. Разом із кришками вони утворюють постелі для корінних підшипників колінчатого вала. Для забезпечення співвісності корінних підшипників розточення постілей у блок-картері виконується в збopi із кришками. Осьові навантаження, що діють на колінчастий вал, сприймаються четвертою опорою корінного підшипника, у якій установлені чотири півкільця. Два півкільця встановлені у виточеннях блока-картера й два - у кришці підшипника.
Вкладиші корінних підшипників виготовлені з біметалічної смуги стальсплав А06-1 із третім шаром, що має здатність швидкого припрацювання. Верхні вкладиші мають кільцеву канавку й отвори для відведення масла. Для охолодження поршнів маслом у блок-картері відносно каналу головноі масляної магістралі виконані шість отворів, у які вставлені форсунки для подачі масла.
У поперечних стінках блока-картера розточені чотири отвори, які служать опорами розподільного вала. В отвори запресовані підшипники: передній, середній задній. У передній стінці запресований палець проміжного зубчастого колеса і напрямні втулки для установки картера та кришки розподільних зубчастих коліс. У кришці картера розміщені масловідбиваюче кільце й гумова манжета для ущільнення носка колінчастого вала. На задній стінці блокакартера кріпиться корпус ущільнення колінчастого вала і картер маховика, виконаний з алюмінієвого сплаву.
Гільзи циліндрів знімні, «мокрого типу», виготовлені зі спеціального чавуну. Внутрішня поверхня гільз загартована струмами високої частоти, гільза встановлюється в блок-картер по двох центруючих поясах: верхньому й нижньому.
На дизелі встановлені дві взаємозамінні головки циліндрів: передня й задня. Головка являє собою чавунну відливку, виконану як одне ціле iз клапанного коробкою.
Ущільнення площини рознімання між головкою й блок-картером досягається азбосталевою прокладкою. На торцеву поверхню гільз встановлені кільця з відпаленої міді. На торцевій поверхні гільзи для встановлення кільця виконані канавки.
На головці циліндрів змонтований клапанний механізм, закритий зверху ковпаком. Стик між головкою й ковпаком ущільнений паронітовою прокладкою. У ковпаку встановлений сапун, дротова касета якого підтискається корпусом, закріпленим на ковпаку за допомогою шпильок i гайок.
На нижній площині головки проти кожного циліндра виконані по два циліндричні розточення. У них запресовані сідла для установки впускного й випускного клапанів. 3 боків головки кріпляться водяна труба, впускний i випускний колектори. На головці циліндрів є три гнізда для встановлення форсунок. Внутрішні порожнини в головці циліндрів заповнюються охолоджувальною рідиною.