Курсовая работа: Автомобильные двигатели

3.2.2. Рассчитываем эпюру давления кольца в различных точках окружности:

, где - коэффициент для различных углов ψ по окружности кольца.

При  

Результаты расчёта эпюры удельного давления кольца:

Ψ, град	0	30	60	90	120	150	180
	1,06	1,06	1,14	0,90	0,46	0,67	2,85
	0,138	0,138	0,148	0,117	0,0598	0,087	0,34

По полученным данным строим эпюру давления кольца на стенку цилиндра.

3.2.3. Рассчитываем напряжение кольца в рабочем состоянии:

3.2.4. Рассчитываем напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

 ,

где m=1,57 – экспериментальный коэффициент, зависящий от способа надевания кольца.

Допустимое напряжение .

3.3. Расчёт поршневого пальца

3.3.1. Рассчитываем удельное давление пальца на втулку верхней головки шатуна:

,

где  - относительная длина втулки поршневой головки шатуна,

 - относительный наружный диаметр пальца.

,

где k=0,86 – коэффициент, учитывающий уменьшение инерционной силы за счётвычета массы поршневого пальца.

3.3.2. Рассчитываем удельное давление пальца на бобышку:

где  - относительное расстояние между бобышками,

 - относительная длина пальца.

3.3.3. Напряжение от изгиба поршневого пальца:

где  .

3.3.4. Рассчитываем касательное напряжение от среза пальца в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна:

3.3.5. Рассчитываем увеличение горизонтального диаметра пальца в его средней части (овализация пальца):

где  

3.4. Расчёт стержня шатуна

3.4.1. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы .

В плоскости качения шатуна:

,

где ,  - ширина шатуна в среднем сечении B-B;

- ширина шатуна в минимальном сечении;

 - наружный диаметр поршневой головки шатуна;

,

- коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости качения шатуна.

 3.4.2. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы  в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

где .

3.4.3. Рассчитываем напряжения от действия растягивающей силы:

3.4.4. Рассчитываем средние значения напряжения цикла:

-           в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.5. Рассчитываем амплитуды напряжения цикла:

-           в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.6. Рассчитываем амплитуды цикла с учетом концентрации напряжений в зависимости от размера и способа обработки поверхности детали:

-           в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.7. Определяем запас прочности шатуна по пределу усталости:

-           в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

4. РАСЧЁТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ

4.1. Расчёт системы смазки

4.1.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя маслом, учитывая, что в современных автомобильных двигателях отводится 1,5÷3 % от общего количества теплоты, веденной в двигатель с топливом.

4.1.2. Рассчитываем циркуляционный расход масла. Массовый циркуляционный расход масла равен:

, при удельной теплоёмкости масла

4.1.3. Рассчитываем стабилизационный расход масла:

4.1.4. Определяем расчетную производительность насоса с учетом утечек масла через радиальные и торцевые зазоры:

4.1.5. Рассчитываем мощность, затрачиваемую на привод масляного насоса:

,

где  - избыточное давление масла в системе ( и -соответственно давление масла перед насосом и за насосом),

- напор,

 - объёмный расход масла,

4.1.5. Схема системы смазки двигателя

1. Отверстие в звездочке для смазывания цепи; 2. Магистральный канал в распределительном валу; 3. Канал в кулачке распределительного вала; 4. Кольцевая выточка на средней опорной шейке распределительного вала; 5. Маслоналивная горловина; 6. Канал в опорной шейке распределительного вала; 7. Наклонный канал в головке цилиндров: 8. Канал подвода масла к газораспределительному механизму; 9. Главная масляная магистраль в блоке цилиндров: 10. Датчик сигнальной лампы достаточного давления масла; 11. Канал подачи масла к коренному подшипнику: 12. Канал подачи масла к шатунному подшипнику; 13. Масляный картер: 14. Масляный фильтр; 15. Перепускной клапан; 16. Картонный фильтрующий элемент; 17. Противодренажный клапан; 18. Масляный насос; 19. Канал подачи масла от насоса к фильтру; 20. Канал подачи масла из фильтра в главную масляную магистраль; 21. Канал подачи масла ко втулке шестерни привода масляного насоса; 22. Передний сальник коленчатого вала; 23. Канал подачи масла к коренному подшипнику и к валику привода масляного 24. насоса: 25. Валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 26. Впускная труба; 27. Дроссельная заслонка второй камеры карбюратора; 28. Дроссельная заслонка первой камеры карбюратора: 29. Воздушный фильтр; 30. Коллектор вытяжной вентиляции; 31. Пламегаситель; 32. Шланг отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 33. Вытяжной шланг; 34. Указатель уровня масла; 35. Крышка маслоотделителя; 36. Маслоотделитель; 37. Сливная трубка; 38. Схема вентиляции картера двигателя.

4.2. Расчёт системы охлаждения

4.2.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя охлаждающей жидкостью:

4.2.2. Рассчитываем циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения:

где  - удельная теплоёмкость охлаждающей жидкости, для атифриза ,

- перепад температуры охлаждающей жидкости на выходе и входе в двигатель

4.2.3. Рассчитываем производительность насоса:

,

4.2.4. Рассчитываем мощность, потребляемую насосом, задаваясь величиной напора:

,

где  - перепад давлений на выходе входе насоса;

- плотность охлаждающей жидкости.

4.2.5. Мощность, затрачиваемая на привод насоса:

.

4.2.5. Схема системы охлаждения двигателя

1. Датчик температуры охлаждающей жидкости для системы впрыска топлива; 2. Подводящий шланг радиатора; 3. Пробка бачка; 4. Расширительный бачок; 5. Пробка радиатора; 6. Шланг от радиатора к расширительному бачку; 7. Рубашка охлаждения: 8. Заливная горловина; 9. Впускной клапан пробки: 10. Выпускной (паровой) клапан пробки; 11. Левый бачок радиатора: 12. Сердцевина радиатора: 13. Правый бачок радиатора; 14. Крыльчатка вентилятора; 15. Турбулизатор: 16. Резиновая опора радиатора; 17. Кожух вентилятора; 18. Ремень вентилятора; 19. Отводящий шланг радиатора; 20. Насос охлаждающей жидкости; 21. Шланг подачи охлаждающей жидкости в насос: 22. Термостат; 23. Перепускной шланг термостата: 24. Трубка отвода жидкости от радиатора отопителя; 25. Шланг отвода жидкости от блока подогрева карбюратора: 26. Шаланг подвода жидкости к блоку подогрева карбюратора: 27. Шланг отвода жидкости от радиатора отопителя: 28. Шланг подвода жидкости к радиатору отопителя.

5. КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА ДВИГАТЕЛЯ

Этап конструктивной разработки двигателя заключается в выполнении чертежей поперечного и продольного комбинированных разрезов двигателя.

Согласно данным, полученным в результате теплового расчета (диаметр цилиндра, ход поршня, длина шатуна), расчета деталей и систем двигателя (размеры деталей), производим предварительная компоновка двигателя на листах миллиметровой бумаги. При компоновке двигателя необходимо обратить особое внимание на провёртываемость коленчатого вала двигателя, размещение клапанов, привод газораспределения, выбор расстояний между осями цилиндров, выбор размеров коренных и шатунных шеек коленчатого вала, форму и размеры камеры сгорания.

Окончательная конструктивная разработка всех элементов двигателя выполняется в карандаше, тонкими линиями без штриховки, на листах чертежной бумаги формата А1 с соблюдением ГОСТов. Поперечный разрез двигателя выполняется по оси первого цилиндра с вырезом 1/4 поршня, находящегося в верхней мёртвой точке. Вспомогательные разрезы делаются по осям клапанов, толкателю, свече, масляному насосу, приводу распределителя зажигания и масляного насоса.

Продольный разрез выполняется в плоскости осей цилиндров и оси коленчатого вала. Поршневая и шатунная группы вычерчиваются с разрезами и без разрезов. Вспомогательные разрезы делаются по осям клапанов, по оси кулачкового вала, по осям толкателей, а также по оси водяного насоса и вентилятора.

Далее разрабатываются передний и задний концы коленчатого вала, их уплотнения, конструкция базисного подшипника и крепление маховика. При конструктивной разработке учитываем следующие обстоятельства:

- технологическую возможность выполнения детали;

- доступность к деталям, контролируемым и регулируемым при эксплуатации;

- возможность и последовательность сборки и разборки, цен­тровки и фиксации деталей;

-  обеспечение смазки трущихся поверхностей.

Список использованной литературы

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977.

2. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

3. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 2. Динамика и конструирование / Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высшая школа, 1985.

4. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 3. Компьютерный практикум / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

5. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

6. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1980.

7. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1983.

8. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на проч- ность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орли- на, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1984.

9. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинирован- ных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1985.

10. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двига- телей. М.: Высшая школа, 2002.

11. Бейлин В.И, Орловская Е.В. Автомобильные двигатели. Контрольные задания и методические указания для студентов специальности 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство. М.:изд-во МГОУ, 2001.

12. Лиханов В.А., Плотников С.А. Автомобильные двигатели/Учебно -методическое пособие. – Киров: Вятская ГСХА, 2004.

13. Жолобов Л.А., Дыдыкин С.А. Тракторы и автомобили. Учебно -методическое пособие по выполнению курсовой работы. Н.Новгород, изд – во НГСХА,2002.