Модернизация двигателя ЯМЗ 238Н

Курсовая работа. Проектирование двигателя.docx

Краткое описание процессов происходящих в одном цикле двигателя внутреннего сгорания .. . ..6
2 Процесс сжатия .. ..6
3 Процесс сгорания и расширения . 6
4 Процесс выпуска . .6
Тепловой расчёт . .7
2 Параметры рабочего тела . ..7
3 Параметры воздуха за компрессором . 8
4 Параметры остаточных газов . 8
5 Процесс впуска . 9
6 Процесс сжатия . .10
7 Процесс сгорания . .11
8 Процесс расширения . 13
9 Индикаторные параметры рабочего цикла . 14
10 Эффективные показатели двигателя .15
11 Основные параметры цилиндра и двигателя . 15
12 Построение индикаторной диаграммы ..18
13 Скругление индикаторной диаграммы ..25
Расчёт и построение внешней характеристики ДВС . .32
1 Эффективная мощность двигателя 33
2 Эффективный крутящий момент двигателя .35
3 Среднее эффективное давление .35
4 Индикаторный крутящий момент 37
5 Эффективный удельный расход топлива 40
6 Часовой расход топлива 42
7 Коэффициент избытка воздуха 43
8 Коэффициент наполнения 44
1 Перемещение поршня 48
2 Скорость поршня 51
3 Ускорение поршня .53
1 Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс 56
2 Сила давления газов ..59
3 Суммарная сила .62
4 Сила направленная по радиусу кривошипа 65
5 Тангенциальная сила направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа 70
6 Нормальная сила действующая перпендикулярно к оси цилиндра 75
7 Сила действующая вдоль оси шатуна 79
8 Крутящий момент. . 86
Диаграмма фаз газораспределения 94
Проектирование кривошипно-шатунного механизма 95
3 Механизм газораспределения 100
Заключение .. .. .103
Список использованных источников .. .104
Цель работы: научится основам расчёта четырёхтактного дизеля с турбонаддувом предназначенного для трактора К-700 а также произвести модернизацию этого двигателя.
Двигатель ЯМЗ 238Н имеет водяное охлаждение камера сгорания - разделённого типа с объёмным смесеобразованием. Наддув двигателя осуществляется с помощью турбокомпрессора имеющего газовую связь с поршневой частью. Турбокомпрессор состоит из центробежного компрессора с лопаточным диффузором и осевой турбины. Воздух после компрессора охлаждается в воздушном холодильнике.
Исходные данные приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Исходные данные
дизельный ЯМЗ 238Н V-образный с наддувом
Коэффициент избытка воздуха
Атмосферное давление МПа
Атмосферная температура К
Температура остаточных газов К
Коэффициент выделения теплоты
Номинальная частота вращения коленчатого
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИСХОДЯЩИХ В ОДНОМ ЦИКЛЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [1]
Рассмотрим действительный цикл работы четырёхтактного дизельного двигателя по мере происходящих в нём процессов.
Ход поршня начинается по окончании такта выпуска поэтому в камере сгорания находятся остаточные газы под давлении pr превышающем атмосферное
p0 = 01МПа. Во время впуска поршень движется от верхней мёртвой точки к нижней мёртвой точке впускной клапан открыт в цилиндр поступает атмосферный воздух. Основной задачей при впуске является наиболее лучшее заполнение цилиндра.
Во время сжатия когда впускной и выпускной клапаны закрыты температура и давление воздуха в цилиндре значительно возрастают. В конце такта в цилиндр через форсунку впрыскивается топливо.
3 Процесс сгорания и расширения
В конце такта сжатия до прихода поршня в В.М.Т. происходит самовоспламенение топлива. После прохода в В.М.Т. начинается процесс такта расширения где совершается полезная работа. В конце такта расширения давление и температура снижается.
Продукты сгорания из цилиндра выходят в атмосферу через турбокомпрессор.
В соответствии с ГОСТ 305–82 для рассчитываемого двигателя принимаем дизельное топливо (для работы в летних условиях - марки Л и для работы в зимних условиях – марки З). Цетановое число топлива – не менее 45.
Низшая теплота сгорания топлива :
где С – содержание углерода; С = 087 [2 стр. 48]; Н – содержание водорода;
Н = 0126 [2 стр. 48]; О – содержание кислорода; О = 0004 [2 стр. 48]; S – содержание серы; S 0 [2 стр. 48]; N – содержание азота; N 0 [2 стр. 48].
2 Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива :
Количество свежего заряда на 1 кг топлива :
Количество углекислого газа на 1 кг топлива :
Количество водяного пара на 1 кг топлива :
Количество кислорода на 1 кг топлива :
Количество азота на 1 кг топлива :
Общее количество продуктов сгорания на 1 кг топлива :
3 Параметры воздуха за компрессором
Давление воздуха за компрессором
Температура воздуха за компрессором
где – показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре (нагнетателе); [2 стр. 65].
4 Параметры остаточных газов
Давление остаточных газов
Температура остаточных газов принята [2 стр. 66].
Величина подогрева свежего заряда принята от [2 стр. 67].
Плотность заряда на впуске
где – удельная газовая постоянная воздуха ;
Потери давления на впуске в двигателе
где – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра; – коэффициент сопротивления впускной системы отнесённый к наиболее узкому её сечению; – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы м с; [2 стр. 67];
Давление в конце впуска
Коэффициент остаточных газов :
Температура в конце впуска
Коэффициент наполнения :
Средний показатель адиабаты сжатия принят [2 стр. 73] при и .
Средний показатель политропы сжатия принят [2 стр. 72].
Давление в конце сжатия :
Температура в конце сжатия :
Средняя мольная теплоёмкость воздуха в конце сжатия при :
где – температура в конце сжатия .
Средняя мольная теплоёмкость остаточных газов в конце сжатия при принята [2 стр. 61] при и .
Средняя мольная теплоёмкость рабочей смеси в конце сжатия при
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси :
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси :
Теплота сгорания рабочей смеси
Средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания :
где - средняя мольная теплоёмкость углекислого газа при
стр. 59]; - средняя мольная теплоёмкость водяного пара при ;
[2 стр. 59]; - средняя мольная теплоёмкость кислорода при ; [2 стр. 59]; - средняя мольная теплоёмкость азота при
Коэффициент использования теплоты принят [2 стр. 76].
Степень повышения давления принята [2 стр. 134].
Температура в конце видимого процесса сгорания :
Максимальное давление в конце сгорания :
Степень предварительного расширения
8 Процесс расширения
Степень последующего расширения
Средний показатель адиабаты расширения принят [2 стр. 83] при ; и
Средний показатель политропы сжатия принят [2 стр. 81].
Давление в конце расширения :
Температура в конце расширения :
Температура остаточных газов
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов :
Условие соблюдено. Расчёты выполнены верно.
9 Индикаторные параметры рабочего цикла
Теоретическое среднее индикаторное давление
Среднее индикаторное давление
где – коэффициент полноты диаграммы; [2 стр. 88].
Индикаторный удельный расход топлива
10 Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь
где – средняя скорость поршня м с; [2 стр. 102].
Среднее эффективное давление
Эффективный удельный расход топлива
11 Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж прототипа двигателя :
где – тактность; ; – эффективная мощность прототипа двигателя
(двигатель ЯМЗ 238Н) кВт; [3].
Рабочий объём цилиндра :
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра принято .
Средняя скорость поршня
Проверка ранее принятой средней скорости поршня :
Эффективная мощность
Эффективный крутящий момент
Часовой расход топлива
Литровая мощность двигателя
В таблице 3.1 сравнены эффективные показатели расчётного двигателя с нормативными данными.
Таблица 3.1 – Сравнительная таблица эффективных показателей двигателя
Четырёхтактный с наддувом
12 Построение индикаторной диаграммы
Масштаб хода поршня [2 стр. 96].
Масштаб давления [2 стр. 96].
Рабочий объём цилиндра AB мм:
Объём камеры сгорания мм:
Ординаты характерных точек x мм:
где – давление в характерной точке МПа.
Построение политропы сжатия и расширения проведено аналитическим методом [2 стр. 97 120].
Дополнительные точки для участка (политропа) сжатия a - c :
где – полный объём мм; – объём в искомой точке мм.
Отношение изменяется в пределах от 1 до [2 стр. 97].
Дополнительные точки для участка (политропа) расширения z - b :
Для удобства данные сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 – Результаты расчёта дополнительных точек для политроп
Политропа расширения
Продолжение таблицы 3.2
Среднее индикаторное давление :
где - площадь диаграммы ; .
Величина полученная планиметрированием индикаторной диаграммы очень близка к величине полученной в тепловом расчёте.
13 Скругление индикаторной диаграммы
Учитывая достаточную быстроходность рассчитанного дизеля и величину наддува ориентировочно установлены следующие фазы газораспределения:
впуск - начало (точка ) за 56 до в. м. т. и окончание (точка ) за 56 после н. м. т. [2 стр. 139];
выпуск – начало (точка ) за 56 до н. м. т. и окончание
(точка ) за 20 после в. м. т. [2 стр. 139].
С учётом быстроходности дизеля принят угол опережения впрыска 20 за 20 до в. м. т. (точка ) [2 стр. 139].
Продолжительность периода задержки воспламенения за 8 до в. м. т. (точка f ) [2 стр. 139].
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна принято [2 стр. 139].
Расстояние точек от в. м. т. AX мм:
где – угол фазы газораспределения .
При за 20 до в. м. т. (точка ):
При за 56 после н. м. т. (точка ):
При за 56 до н. м. т. (точка ):
При за 12 до в. м. т. (точка f ):
Для удобства данные сведены в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 – Результаты расчёта расстояния точек до в. м. т.
за 60 после н. м. т.
Теоретическое среднее индикаторное давление :
Индикаторная диаграмма двигателя представлена на рисунке 3.1.
Тепловой баланс оценивает распределение тепла вносимое в двигатель с топливом и идущее на полезную работу и потери.
Общее количество теплоты введённой в двигатель с топливом Дж с:
Теплота эквивалентная эффективной работе Дж с:
Теплота передаваемая окружающей среде Дж с:
где - коэффициент пропорциональности; [2 стр. 141]; - показатель степени; [2 стр. 141].
Температура воздуха за компрессором :
Температура остаточных газов :
Средняя мольная теплоёмкость остаточных газов :
где - средняя мольная теплоёмкость остаточных газов при
Средняя мольная теплоёмкость воздуха за компрессором :
где - средняя мольная теплоёмкость воздуха за компрессором при
Теплота унесённая с отработавшими газами Дж с:
Неучтённые потери теплоты Дж с:
Относительная теплота теплового баланса :
Составляющие теплового баланса представлены в таблице 4.1.
Таблице 4.1 - Составляющие теплового баланса
Составляющие теплового
Относительная теплота
Теплота эквивалентная эффективной
Теплота передаваемая окружающей
Теплота унесённая с отработавшими
Неучтённые потери теплоты
Общее количество теплоты
введённой в двигатель с топливом
РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВС [2]
1 Эффективная мощность двигателя
Эффективная мощность двигателя кВт:
где – текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя об мин; - частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности об мин; (раздел 1); - номинальная эффективная мощность ; (подраздел 3.11).
Для удобства данные сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Зависимость эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.1 представлен график зависимости эффективной мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.1 – График зависимости эффективной мощности двигателя от частоты вращения
2 Эффективный крутящий момент двигателя
Эффективный крутящий момент двигателя :
Для удобства данные сведены в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 - Зависимость эффективного крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.2 представлен график зависимости эффективного крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.2 – График зависимости эффективного крутящего момента двигателя от частоты вращения коленчатого вала
3 Среднее эффективное давление
Среднее эффективное давление :
Для удобства данные сведены в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 - Зависимость среднего эффективного давления от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.3 представлен график зависимости среднего эффективного давления от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.3 – График зависимости среднего эффективного давления от частоты вращения
4 Индикаторный крутящий момент
Средняя скорость поршня :
Индикаторный крутящий момент :
Для удобства данные сведены в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 - Зависимость среднего индикаторного крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.4 представлен график зависимости среднего индикаторного крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.4 – График зависимости среднего индикаторного крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала
5 Эффективный удельный расход топлива
где – номинальный эффективный удельный расход топлива ; (подраздел 3.11).
Для удобства данные сведены в таблицу 5.5.
Таблица 5.5 - Зависимость эффективного удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.5 представлен график зависимости эффективного удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.5 – График зависимости эффективного удельного расхода топлива от частоты
вращения коленчатого вала
6 Часовой расход топлива
Для удобства данные сведены в таблицу 5.6.
Таблица 5.6 - Зависимость часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.6 представлен график зависимости часового расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.6 – График зависимости часового расхода топлива от частоты вращения
7 Коэффициент избытка воздуха
Минимальный коэффициент избытка воздуха :
Таблица 5.7 - Зависимость коэффициента избытка воздуха от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.7 представлен график коэффициента избытка воздуха от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.7 – График зависимости коэффициента избытка воздуха от частоты вращения
8 Коэффициент наполнения
где –коэффициент избытка воздуха (рисунка 5.7 подраздел 5.7).
Для удобства данные сведены в таблицу 5.8.
Таблица 5.8 - Зависимость коэффициента наполнения от частоты вращения коленчатого вала
На рисунке 5.8 представлен график зависимости коэффициента наполнения от частоты вращения коленчатого вала.
Рисунок 5.8 – График зависимости коэффициента наполнения от частоты вращения
В таблице 5.9 представлены все расчётные данные.
Таблица 5.9 – Сводная таблица расчётных данных
Частота вращения коленчатого вала
Параметры внешней скоростной характеристики
Коэффициент приспособляемости :
где – номинальный эффективный крутящий момент двигателя ; (подраздел 3.11); - эффективный крутящий момент двигателя ; (подраздел 5.2).
1 Перемещение поршня
Радиус кривошипа мм:
Рисунок 6.1 – Схема кривошипно-шатунного механизма
Перемещение поршня :
где - угол поворота коленчатого вала .
Для удобства данные сведены в таблицу 6.1.
Таблица 6.1 - Зависимость перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала
При и перемещение поршня равно нулю
При перемещение поршня равно ходу поршня что соответствует максимальному значению
На рисунке 6.2 представлен график зависимости перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала.
Рисунок 6.2 - Зависимость перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала
Угловая скорость вращения коленчатого вала :
Максимальная скорость поршня :
Угол поворота коленчатого вала при котором достигается максимальная скорость поршня и :
Для удобства данные сведены в таблицу 6.2.
Таблица 6.2 - Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала
При и скорость поршня равна нулю .
На рисунке 6.3 представлен график зависимости скорости поршня от угла поворота коленчатого вала.
Рисунок 6.3 - Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала
Максимальное ускорение поршня :
Для удобства данные сведены в таблицу 6.3.
Таблица 6.3 - Зависимость ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала
При и ускорение поршня максимальное
При и ускорение поршня равно нуля
На рисунке 6.4 представлен график зависимости ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала.
Рисунок 6.4 - Зависимость ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала
В таблице 6.4 представлены все расчётные данные кинематического расчёта.
Таблица 6.4 – Сводная таблица расчётных данных кинематического расчёта
1 Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс
Масса поршневой группы :
где - конструктивная масса поршневой группы ; [2 стр. 166].
где - конструктивная масса шатуна ; [2 стр. 166].
Масса шатуна сосредоточенная на оси поршневого пальца :
Массы совершающие возвратно-поступательное движение :
Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс :
где – угол поворота кривошипа .
Для удобства данные сведены в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 - Зависимость силы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.1
При ; и сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс максимальна
На рисунке 7.1 представлен график зависимости силы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.1 - График зависимости силы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс от угла поворота кривошипа
2 Сила давления газов
Сила давления газов :
где – давление по индикаторной диаграмме (рисунок 3.1 подраздел 3.13).
Для удобства данные сведены в таблицу 7.2.
Таблица 7.2 - Зависимость силы давления газов от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.2
При сила давления газов максимальна
На рисунке 7.2 представлен график зависимости силы давления газов от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.2 - График зависимости силы давления газов от угла поворота кривошипа
Для удобства данные сведены в таблицу 7.3.
Таблица 7.3 – Зависимость суммарной силы от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.3
При суммарная сила максимальна
На рисунке 7.3 представлен график зависимости суммарной силы от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.3 - График зависимости суммарной силы от угла поворота кривошипа
4 Сила направленная по радиусу кривошипа
Сила направленная по радиусу кривошипа :
где - угол наклона шатуна к вертикальной оси цилиндра ; – значение тригонометрической функции [2 стр. 170 171].
Для удобства данные сведены в таблицу 7.4.
Таблица 7.4 - Зависимость силы направленной по радиусу кривошипа от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.4
При сила направленная по радиусу кривошипа максимальна
На рисунке 7.4 представлен график зависимости силы направленной по радиусу кривошипа от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.4 - График зависимости силы направленной по радиусу кривошипа угла поворота кривошипа
5 Тангенциальная сила направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа
Тангенциальная сила направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа :
где – значение тригонометрической функции [2 стр. 171].
Для удобства данные сведены в таблицу 7.5.
Таблица 7.5 - Зависимость тангенциальной силы направленной по касательной к окружности радиуса кривошипа от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.5
При тангенциальная сила направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа максимальна
На рисунке 7.5 представлен график зависимости тангенциальной силы направленной по касательной к окружности радиуса кривошипа угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.5 - График зависимости тангенциальной силы направленной по касательной к
окружности радиуса кривошипа от угла поворота кривошипа
6 Нормальная сила действующая перпендикулярно к оси цилиндра
Нормальная сила действующая перпендикулярно к оси цилиндра :
где – значение тригонометрической функции [2 стр. 169].
Для удобства данные сведены в таблицу 7.6.
Таблица 7.6 - Зависимость нормальной силы действующей перпендикулярно к оси цилиндра от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.6
При нормальная сила действующая перпендикулярно к оси цилиндра максимальна
На рисунке 7.6 представлен график зависимости нормальной силы действующей перпендикулярно к оси цилиндра от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.6 - График зависимости нормальной силы действующей перпендикулярно к оси
цилиндра от угла поворота кривошипа
7 Сила действующая вдоль оси шатуна
Сила действующая вдоль оси шатуна :
где – значение тригонометрической функции [2 стр. 169 170].
Для удобства данные сведены в таблицу 7.7.
Таблица 7.7 - Зависимость cилы действующей вдоль оси шатуна от угла поворота кривошипа
Продолжение таблицы 7.7
При сила действующей вдоль оси шатуна максимальна
На рисунке 7.7 представлен график зависимости cилы действующей вдоль оси шатуна от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.7 - График зависимости cилы действующей вдоль оси шатуна от угла поворота кривошипа
В таблице 7.8 представлены все расчётные данные сил динамического расчёта.
Таблица 7.8 – Сводная таблица расчётных данных сил динамического расчёта
На рисунке 7.8 представлен график зависимости сил динамического расчёта от угла поворота кривошипа.
Рисунок 7.8 - График зависимости сил динамического расчёта от угла поворота кривошипа
Период изменения крутящего момента :
Крутящий момент i-ого цилиндра :
где - Тангенциальная сила направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа (рисунок 7.5 подраздел 7.5).
Суммарный крутящий момент :
где – угол поворота коленчатого вала .
Для удобства данные сведены в таблицу 7.9.
Таблица 7.9 – Зависимость крутящего момента i-ого цилиндра от угла поворота коленчатого вала
Угол поворота коленчатого вала
Угол поворота кривошипа
На рисунке 7.9 представлен график зависимости суммарного крутящего момента от угла поворота коленчатого вала.
Рисунок 7.9 - График зависимости суммарного крутящего момента от угла поворота
Максимальное значение крутящего момента .
Минимальное значение крутящего момента .
Средний крутящий момент по данным теплового расчёта :
Средний крутящий момент по площади заключённой над прямой и под кривой :
где - площадь над прямой и под кривой ;
; – масштаб оси крутящего момента .
Величина полученная из графика зависимости суммарного крутящего момента от угла поворота коленчатого вала близка к величине полученной в тепловом расчёте.
ДИАГРАММА ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ [2]
впуск – начало за 20 до в. м. т. и окончание за 56 после
выпуск – начало за 56 до н. м. т. и окончание за 20 после
С учётом быстроходности дизеля принят угол опережения впрыска 20
Продолжительность периода задержки воспламенения за 8 до
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна принято .
На рисунке 8.1 представлена диаграмма фаз газораспределения.
Рисунок 8.1 - Диаграмма фаз газораспределения
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА [2]
На рисунке 9.1 представлена схема поршня.
Рисунок 9.1 - Схема поршня
Внутренний диаметр пальца
Длина пальца закреплённого
Расстояние между внутренними торцами бобышек b мм:
Внешний диаметр внутреннего торца бобышек мм:
Толщина днища поршня мм:
Расстояние от днища поршня до первой канавки под поршневое кольцо
Толщина первой кольцевой перемычки мм:
Радиальная толщина компрессионного кольца t мм:
Радиальная толщина маслосъёмного кольца t мм:
Толщина стенки головки поршня S мм:
Расстояние от днища поршня до центра отверстия под палец мм:
Расстояние от торца юбки поршня до канавки под кольцо в головке поршня L мм:
Разность между величинами зазоров замка компрессионного кольца в свободном и рабочем состоянии
Разность между величинами зазоров замка маслосъемного кольца в свободном и рабочем состоянии
Принят радиальный зазор компрессионного кольца в канавке поршня [4 стр. 26].
Принят радиальный зазор маслосъёмного кольца в канавке поршня
Принято число масляных отверстий в поршне [4 стр. 26].
Диаметр масляного канала
Высота верхней части поршня :
Высота юбки поршня мм:
Принята минимальная толщина направляющей части поршня (юбки) [4 стр. 26].
На листе 1 страница представлен сборочный чертёж поршня.
На рисунке 9.2 представлена схема шатуна.
Рисунок 9.2 - Схема шатуна
Внутренний диаметр поршневой головки с втулкой d мм:
Минимальная радиальная толщина стенки поршневой головки
Наружный диаметр головки
Длина поршневой головки шатуна с закреплённым пальцем мм:
Радиальная толщина стенки втулки
Минимальная высота двутаврового сечения стержня мм:
Высота расположенного в центре масс двутаврового стержня
Толщина среднего сечения стержня с учётом полок двутавра
Принята минимальная толщина сечения стенки [4 стр. 28].
Диаметр шатунной шейки :
Радиальная толщина стенки вкладыша тонкостенного
Высота верхней части кривошипной головки
Высота нижней (отъёмной) крышки головки
Расстояние между шатунными болтами
Диаметр шатунных болтов
Длина кривошипной головки :
Принят диаметральный зазор после сборки :
Принят осевой зазор между головкой и щекой коленчатого вала 02 мм.
На листе 2 страница представлен сборочный чертёж шатуна.
3 Механизм газораспределения
Механизм газораспределения в двигателях предназначен для обеспечения газообмена обеспечивает впуск свежего заряда и выпуск отработанных газов.
Расчет произведён только для впускного клапана.
Диаметр горловины мм:
Диаметр тарелки клапана мм:
Принята ширина рабочей фаски раной 2 мм угол – 45°.
Максимальный ход плунжера мм:
Радиус тыльной части кулачка мм:
Радиус кончика кулочка мм:
Радиус рабочего профиля мм:
На рисунке 9.3 представлено проходное сечение впускного клапана.
Рисунок 9.3 - Проходное сечение впускного клапана
За основу был взят двигатель ЯМ 238Н.
Технические характеристики двигателя ЯМЗ 238Н:
- число цилиндров [3];
- максимальная мощность [3];
- литраж двигателя [3];
- диаметр цилиндра [3];
- максимальный крутящий момент [3];
- эффективный удельный расход топлива [3].
Модернизация: смена турбокомпрессора на более мощный (степень наддува 17); уменьшение диаметра цилиндра и уменьшение хода поршня .
Изменения после модернизации привели к тому что увеличилось давление в при впуске в цилиндр (давление после турбокомпрессора ) а это в свою очередь повысило среднее индикаторное давление и привело к увеличению индикаторного КПД и понижению эффективного удельного расхода топлива .
Увеличение индикаторного КПД привело к увеличению эффективной мощности двигателя а также повышению максимального крутящего момента .
В таблице 9.1 представлены сравнительные характеристики двигателя ЯМЗ 238Н и модернизированного.
Таблица 9.1 – Сравнительная таблица характеристик двигателя ЯМЗ 238Н и модернизированного
Диаметр цилиндра D мм
Эффективный удельный расход
Максимальный крутящий
Максимальная мощность
Модернизация положительно скажется на ресурсе экономичности а также надёжности двигателя.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Сырямин Ю. Н. Ткачук А. П. Двигатели внутреннего сгорания: Методические указания к выполнению расчётно-графического упражнения. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа 1998. – 13 с.
Колчин А. И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузовА. И. Колчин В. П. Демидов. – 4-е изд. стер. – М.: Высш. шк. 2008. – 496 с.: ил.
Манаков А. Л. Сырямин Ю. Н. Ткачук А. П. Двигатели внутреннего сгорания: Метод. указ. – Новосибирск: Изд-во СГУПСа 2012. – 32 с.
СТО СГУПС 1.01СДМ.01-2012. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению.

Индикаторная V12.dwg

РПКОРЭУТТО.МС311.16 ПЗ
Рисунок 3.1 - Индикаторная диаграмма двигателя

Поршень V12.dwg

РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.00 СБ
Сплав АК12М2МгН(АЛ25) ГОСТ 1583-93
РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.02
Кольцо компрессионное
РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.03
РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.04
РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.05

Шатун V12.dwg

РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.00 СБ
Сталь 45Х22Н4М3 ГОСТ 5632-72
Технические требования:
Позиции 1 и 2 обрабатывать совместно
Отклонение размеров перед
установкой вкладышей не должно
Момент затяжки болтов М=90 Н
Общие допуски по ГОСТ 30893.1
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.01
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.02
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.03
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.04
Крышка нижней головки
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.05
Гайка М16х1 ГОСТ 15522-70

КШМ V12.dwg

Спиральная диаграмма V12.dwg

Поперечный разрез двигателя ЯМЗ 238 V12.dwg

Техническая характеристика:
Максимальная мощность
Номинальная частота вращения коленчатого вала n
Максимальный крутящий момент М
Рабочий объём двигателя
Эффективный удельный расход
Технические требования:
Общие допуски по ГОСТ 30893.1
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.00 СБ

Спецификация V12.dwg

РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.00
Разрез поперечный модернизированного
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.00 СБ
РПКОРЭУТТО.МС311.16.01.00.00 СБ
РПКОРЭУТТО.МС311.16.02.00.00 СБ
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.01
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.02
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.03
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.04
Крышка блока цилиндров
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.05
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.06
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.07
РПКОРЭУТТО.МС311.16.00.00.08