Пояснительная записка (в программе Word): 104 листа, 32 рис., 14 таблиц, 16 литературных источников
Дополнительные материалы: презентация дипломного проекта на 17 листах в программе Microsoft PowerPoint
Чертежи (в программе ): Компас 3D v, 19 листов
ВУЗ: Ташкентский Государственный Технический Университет
им. Абу Райхана Беруни
Описание
В работе выполнен проект тракторного дизеля класса 3.0 с разработкой гильзо-поршневой группы.
Приведен краткий ракурс из истории создания ДВС. Выполнено общее описание двигателей внутреннего сгорания и дана характеристика тепловому расширению. Составлена классификация двигателей и рассмотрены основы устройства поршневых ДВС. Изучены принципы работы: четырехтактного карбюраторного двигателя, четырехтактного дизеля и двухтактного двигателя.
Разработана конструкторская часть.
Описано назначение, характеристика двигателя и разрабатываемого узла. Двигатели СМД применяются на сельскохозяйственных гусеничных и колесных тракторах, самоходных шасси, компрессорных и электрических передвижных станциях, трелевочных лебедках, автогрейдерах и других подъемных и дорожно-строительных машинах. Они оборудуются гидронасосами высокого давления, предназначенными для обслуживания гидросистемы, а при установке их на сельскохозяйственные машины - искрогасителями современной конструкции. Агрегаты обладают хорошими пусковыми качествами. Гильзо-поршневая группа вместе с головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Эти детали (вместе с поршневыми кольцами) определяют герметичность рабочей полости, потери на трение.
Выполнено описание технических, экономических и экологических требований, предъявляемых к ДВС.
Проведен обзор и анализ конструкций, материалов Интернета, патентное исследование. В конструкцию поршней включены две основные части: головка и направляющая часть - юбка. На юбке с внутренней стороны расположены приливы – бобышки с просверленным отверстием для поршневого пальца. В отверстиях протачиваются канавки, в которых размещаются детали, обеспечивающие фиксацию пальца. Стенками юбки воспринимаются силы бокового давления, за счет чего увеличивается сила их трения о стенки цилиндра и повышается нагрев поршня и цилиндра.
Головка поршня включает в состав днище и образующие ее стенки, в которы проточены канавки под поршневые кольца, разделяемые друг от друга посредством перемычек. Нижняя канавка снабжена дренажными отверстиями, предназначенными для отвода смазочного масла с целью предотвращения его проникновения в камеру сгорания.
Днище головки поршня является одной из стенок камеры сгорания. Оно воспринимает давление газов, омывается открытым пламенем и раскаленными до температуры 1500 – 2500 0С газами. Для увеличения прочности днища и повышения общей жесткости головки ее стенки оснащаются массивными ребрами, связывающими стенки и днище с бобышками.
Цилиндры являются одними из главных элементов поршневых двигателей. Стенки их внутренней полости служат направляющими для поршня при его перемещениях между крайними положениями, поэтому длина образующих цилиндра предопределяется величиной хода поршня и размерами последнего.
Рассмотрены конструкции поршней: моноклинного исполнения, трехклинового, пятиклинного, с термовставкой, с нирезистовой вставкой, с маслоохлаждаемыми полостью и трубкой. При патентном исследовании описаны конструкции: составного поршня, гильзы цилиндра для ДВС дизельного типа.
Приведено обоснование темы и описание разрабатываемой конструкции. Поршень и гильза являются важными деталями ДВС, определяющими его конструкцию, экономичность, производственные затраты и экономичность.
Выполнены тепловой и динамический расчеты. При тепловом расчет ДВС принято дизельное топливо с цетановым числом не менее 45. Вычислены параметры рабочего тела. Определены основные параметры при процессах: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска.
Рассчитаны следующие размеры и показатели:
№ |
Наименование |
Значение |
1 |
Литраж агрегата |
16,45 л |
2 |
Рабочий объем одного цилиндра |
2,03 м3 |
3 |
Количество цилиндров |
8 шт |
4 |
Цилиндр имеет диаметр |
130 мм |
5 |
Поршень совершает ход на расстояние |
155 мм |
6 |
Эффективная мощность |
174,7 кВт |
7 |
Часовой расход топлива |
46,29 кг/ч |
8 |
Средняя скорость поршня |
10,33 м/с |
Выполнен расчет для построения индикаторной диаграммы дизеля.
Приведен динамический расчет с определением массы поршня, равного 3,96 кг, и массы шатуна – 5,28 кг.
Сделаны расчеты разрабатываемых узлов.
В ходе расчета поршня дизеля принята высота поршня 155 мм, высота его юбки 72 мм, радиальная толщина кольца 7 мм, толщина стенки головки 11,23 мм, толщина верхней кольцевой перемычки 11,5 мм , число и диаметр масляных каналов в поршне 4 и 6 мм . Материал поршня – алюминиевый сплав. При расчете гильзы цилиндра дизеля принята толщина ее стенки 8,5 мм. Определены суммарные напряжения от давления газов и перепада температур: на наружной поверхности 129,12 МПа, на внутренней -32,28 МПа. Принят палец плавающего типа. Палец выполнен диаметром 45,5 мм, длиной 117 мм. Материалом для изготовления служит сталь 12ХН3А.
Составлена экономическая часть проекта с определением стоимости основных фондов и величины амортизации, расхода метариалов и инструментов, топлива и энергии, ФЗП, себестоимости единицы продукции. Цена одного поршня составляет 12,86 тыс.сум. Описана безопасность жизнедеятельности и разработана экологическая часть.
В проекте разработана конструкция двигателя внутреннего сгорания марки СМД 31-А с определением технических, экономических и экологических требований, проведением теплового и динамического расчетов ДВС и разрабатываемых узлов.
Чертежи (в программе ): Компас 3D v