Расчет четырехцилиндрового дизельного двигателя рядной компоновки - Дипломная работа

Однако, необходимость повышения эффективности использования тракторов, автомобилей и других мобильных энергетических средств требует дальнейшего совершенствования, как самих машин, так и их силовых установок. Особенности конструкций автомобильных и тракторных двигателей и тенденции их развития полностью определяются требованиями к автомобилям и тракторам в соответствии с потребностями народного хозяйства страны.Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного открытия выпускных и впускных клапанов, обеспечивая газообмен в двигателе согласно рабочему циклу двигателя и порядку работы цилиндров. Для увеличения наполнения двигателя и улучшения очистки от отработавших газов клапаны открываются в моменты, не совпадающие с мертвыми точками, как было принято при рассмотрении рабочего цикла, а с некоторым опережением в начале и запаздыванием в конце процесса выпуска и впуска. Движение на клапаны передается от распределительного вала. Распределительный вал посредствам кулачков через передаточные звенья привода передает движение клапанам. В данном двигателе клапан находится в конце длинной кинематической цепи, в которую входят клапан 3, коромысло 7, регулировочный болт 9, штанга 12, толкатель 13.Рисунок 5 - Схема расположения колен коленчатого вала.При работе дизеля жидкость нижнего бачка 3 радиатора нагнетается центробежным насосом 8 в полости Б, омывая наружные поверхности гильз цилиндров, а через каналы в верхних полостях блока поступает в полости головки блока цилиндров, охлаждая в первую очередь наиболее нагретые детали в зоне выпускных клапанов форсунок. В радиаторе жидкость охлаждается потоком воздуха, прогоняемого через сердцевину радиатора 12 вентилятором 10, а затем вновь поступает в полость блока цилиндров. В смазочную систему двигателя входят поддон 1 картера, масляный насос 2, фильтр 6, радиатор 8, каналы и трубопроводы, манометр 11, маслосливная горловина16.Уровень масла контролируется масломерным щупом 4 при неработающем двигателе. По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, смазывает шатунные подшипники. По каналу в пятой шейке распределительного вала масло пульсирующим потоком попадает в вертикальный канал блока и по каналу в головке и наружной трубке - в пустотелую ось 12 коромысел.При переходе к короткоходным двигателям снижается высота двигателя, его масса, увеличивается индикаторный КПД и коэффициент наполнения, уменьшается скорость поршня и износ деталей двигателя. В то же время это приводит к более высокому давлению газов на поршень, ухудшению условий смесеобразования и увеличению габаритной длины двигателя. В то же время с увеличением частоты вращения возрастают инерционные силы, ухудшается наполнение цилиндров, возрастает токсичность продуктов сгорания, повышается износ деталей и узлов двигателя, снижается срок его службы. Поэтому двигатели, предназначенные для грузовых автомобилей и тракторов, в целях снижения инерционных нагрузок и повышения моторесурса значительно дефорсируются по частоте вращения коленчатого вала. С целью повышения мощности, улучшения экономических и экологических характеристик (изза улучшения наполняемости цилиндров воздухом) на двигателях применяется наддув, чаще всего газотурбинный или комбинированный, в частности по импульсной схеме.По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя. Во время работы двигателя на его детали действуют силы давления газов в цилиндре, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, центробежные силы, давление на поршень со стороны картера и силы тяжести. Ряд параметров - радиус кривошипа, диаметр цилиндра, длина шатуна, частота вращения коленчатого вала, тактность, степень сжатия двигателя, давления сгорания и сжатия, показатели политроп расширения и сжатия, давления на линиях впуска и выпуска, степень предварительного расширения и схема двигателя - берутся либо из исходных данных на проект либо по результатам ранее проведенного теплового расчета. Кривошипно-шатунный механизм может быть центральным, когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в одной плоскости, и дезаксиальным (смещенным), когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в разных плоскостях. Масса ПДМ, масса НВМ, масса шатуна, отнесенная к валуВо время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Основные конструктивные размеры поршневых пальцев обычно принимаются по статистическим данным или по данным прототипов с последующей проверкой расчетом. Расчет поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации. Рассчитываем удельное давление пальца на втулку

Содержание

Введение

1. Обоснование компоновки двигателя

1.1 Назначение двигателя. Общая схема двигателя и привод механизма газораспределения

1.2 Порядок работы цилиндров. Схема расположения колен коленчатого вала. Равномерность чередования одноименных тактов

1.3 Материал основных деталей

1.4 Описание систем двигателя (охлаждения, смазки, питания)

2. Тепловой расчет двигателя

3. Динамический расчет двигателя

4. Расчет поршневого пальца

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А Цилиндро-поршневая группа

Приложение Б Исходные данные и результат теплового расчета

Приложение В Исходные данные и результат динамического расчета

Перечень графического материала

Лист 1 Поперечный разрез двигателя

Лист 2 Результаты теплового и динамического анализов

Лист 3 Результаты теплового и динамического анализов

Автотракторные двигатели - сложные технические устройства. В результате длительного периода развития они в настоящее время обладают достаточно высокой степенью совершенства и приемлемыми мощностными и экономическими показателями, а также достаточно надежны в работе. Однако, необходимость повышения эффективности использования тракторов, автомобилей и других мобильных энергетических средств требует дальнейшего совершенствования, как самих машин, так и их силовых установок.

Особенности конструкций автомобильных и тракторных двигателей и тенденции их развития полностью определяются требованиями к автомобилям и тракторам в соответствии с потребностями народного хозяйства страны. Кроме того, машины должны быть конкурентоспособными на мировом рынке.

Тракторы, автомобили и самоходные сельскохозяйственные машины используются для выполнения различных операций в течении года. Эти различия определяют особые требования к типам силовых установок, их ресурсу, экономичности и экологической безопасности. Поэтому важное значение имеют вопросы правильной организации эксплуатации автотракторных двигателей, при которой будут достигнуты вышеуказанные требования.