Проектирование дизельного двигателя V10 на базе прототипа TATRA-ТЗА-929-13

Описание

В курсовой работе выполняется разработка дизельного двигателя V10 на базе прототипа TATRA-ТЗА-929-13.

После проведённого расчёта (динамического и кинематического) был сделан детальный анализ двигателя. То есть рассчитанные параметры вновь проектируемого двигателя сравнивались с техническими характеристиками выбранного самостоятельно прототипа –TATRA-ТЗА-929-13.

Был выявлен значительный расход топлива это было достигнуто рядом причин, произошедших из-за изменения данных реально существующего двигателя.

При меньшем значении степени сжатия ε необходимо использовать топлива с низкими октановыми числами. Вследствие этого будет увеличиваться среднее эффективное давление Ре, следовательно, механический КПД ηм также уменьшается, что вызывает повышенный эффективный удельный расход топлива.

Вследствие увеличения частоты вращения до 2400 об/мин, по сравнению с частотой вращения прототипа (2200 об/мин) сопротивление системы возрастает пропорционально её квадрату в результате чего ΔР повышается, а давление Ра снижается. Температура подогрева заряда ΔТ, несмотря на увеличение средней температуры теплопередающей поверхности, уменьшается из-за сокращения времени теплообмена. Коэффициент остаточных газов φост несколько увеличивается. В ходе расчёта выяснилось, что увеличение мощности проектируемого двигателя до 230 кВт по сравнению с прототипов (Nе=210 кВт) привело к увеличению рабочего объёма проектируемого двигателя до 16,9 л, а у прототипа 15,825 л.

Диаметр цилиндра у проектируемого двигателя составляет 122 мм, а у прототипа 120 мм.

Ход поршня S у проектируемого двигателя составляет S=145 мм, а у прототипа S=140 мм.

Вследствие изменения параметров вновь проектируемого двигателя были замечены тенденции увеличения расхода топлива, увеличения дымности газов за счёт увеличения давления в конце сгорания.

Следует уменьшить частоту вращения проектируемого двигателя и увеличить степень сжатия.

При конструировании и расчёте автомобильных двигателей следует исходить из комплекса связей, существующих между экономическими, энергетическими, массовыми,  габаритными показателями, совершенством тепловых процессов выносливости ответственных деталей, методом упрощения и технологией производства.

Высокая надёжность двигателей при пробеге автомобилей определяется величинами запасов прочности и максимальных напряжений, возникающих в блок картере, головке цилиндров, прокладка газового стыка, коленчатого вала, шатуна, поршневого пальца, поршня, кольцах и деталях механизма газораcпределителя. Большое значение имеет также структурная жёсткость, зависящая от выбранной силовой схемы, конструктивных форм, силовых связей.

Стабильность теплового состояния двигателя при  различных нагрузочных и скоростных режимах работы, обеспечивается герметизированной регулируемой системой охлаждения со всесезонной жидкостью, исключающей образование накипи и коррозии деталей из алюминиевых сплавов; полнопоточная тонкая очистка масла; применение водомасляных радиаторов; эффективная вентиляция внутрикартерного пространства.

При расчёте выбор отношения S/D даёт возможность влиять на габаритные размеры и массу двигателя. Всё больше моделей двигателей в настоящее время выпускаются короткоходными  с отношением S/D равным 0/8-1,0 для бензиновых двигателей и 0,9-1,05 для дизелей.

Габаритная мощность у дизеля с воздушным охлаждением меньше, чем у дизеля с жидкостным охлаждением (на 40-50%). Глубина радиатора однорядных двигателей жидкостного охлаждения составляет 8-12 %  их длины. Поэтому если сравнить габаритные размеры, то длина силовой установки двигателя с жидкостным охлаждением будет меньше длины двигателя с воздушным охлаждением на 13-17 %.

Расчёт вновь проектируемого двигателя включает в себя тепловой расчёт, также произвести кинематический, дополнительный анализ КШМ. Рассчитать детали КШМ на прочность, работающих в условиях переменных циклических нагрузках. Расчёт системы смазки и системы охлаждения включает в себя подбор вентилятора, радиатора, масляной центрифуги, а также подбор масла и жидкости для проектируемого двигателя.