Проектный расчёт двигателя внутреннего сгорания прототипа КамАЗ 740.10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГОУ «Приднестровский Государственный университет им. Т.Г.Шевченко»

Бендерский политехнический филиал

 

 

 

Кафедра «Автомобильный Транспорт»

Профиль подготовки 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

 

По дисциплине: «Силовые агрегаты»

 

 

На тему: Проектный расчёт двигателя внутреннего сгорания прототипа

КамАЗ 740.10

 

Расчетно-пояснительная записка

СА.190601.545.02.000.000.ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал проект

       Студент группы 313

Вудвуд Максима Руслановича

Руководитель курсового проектирования

         Чудак Светлана  Ивановна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бендеры 2014

 

Содержание:

Введение                                                                                                                              

1.Выбор основных  параметров и исходных данных для теплового расчета

двигателя                                                                                                                 

2.Устройство двигателя  прототипа                                   

2.1. Продольный разрез  двигателя

2.2. Поперечный разрез  двигателя

3.Системы двигателя                                                   

3.1.Система смазки

3.2.Система охлаждения

3.3.Система выпуска отработавших газов

3.4.Система питания

4.Принцип работы двигателя                                         

5.Расчет характеристик рабочего тела                              

5.1.Элементный состав топливовоздушной смеси

5.2.Количество свежей смеси

5.3.Количество свежей смеси М1 для дизелей 
5.4.Состав и количество продуктов сгорания

5.5.Отдельные компоненты продуктов сгорания

5.6.Суммарное количество продуктов сгорания

5.7.Молярные и объемные доли компонентов продуктов сгорания

5.8.Теоретический коэффициент молярного изменения

6.Расчет процесса газообмена                                       

6.1.Параметры окружающей среды

6.2.Параметры остаточных газов

7.Процесс впуска                                                       .

8.Расчет процесса сжатия                                             .

8.1.Число молей газов

9.Расчет процесса сгорания                                           .

9.1.Молярные изменения смесей

9.2.Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания

9.3.Максимальная температура газов в процессе Тz

9.4.Давление в конце процесса сгорания

10.Расчет процесса расширения                                       

11.Определение индикаторных показателей двигателя               

11.1 .Индикаторный КПД

11.2.Удельный индикаторный расход

12.Опредление эффективных показателей двигателей                

12.1.Среднее эффективное давление

12.2.Механический КПД двигателя

12.3.Эффективный КПД двигателя

12.4.Удельный эффективный расход топлива

12.5. Часовой расход топлива

 

 

 

 

13.Определение основных параметров и показателей двигателя    

13.1.Рабочий объём цилиндра

13.2.Диаметр цилиндра

13.3.Площадь поршня

13.4.Расчетный рабочий объем цилиндра

13.5. Расчетная эффективная мощность

13.6.Эффективный крутящий момент

13.7.Литровая мощность

13.8.Показатели напряжённости двигателя

14.Сравнение основных параметров двигателя и заданного прототипа.

15.Построение индикаторной диаграммы                              

16.Тепловой баланс двигателя                                        

17.Скоростная характеристика двигателя                            

18.Динамический расчет двигателя                                   

19.Кинематический расчет двигателя                                 

Вывод                                                                    
Список использованной литературы                                     

Введение.

Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. Высокая маневренность, проходимость и приспособленность для работы в различных условиях делает автомобиль одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Автомобильный транспорт обслуживает все отрасли народного хозяйства и занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе страны. Основным агрегатом автомобильного транспорта является двигатель  внутреннего сгорания. В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. 
Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются:

• автономность;
• универсальность (сочетание с различными потребителями);
• невысокая стоимость;
• компактность;
• малая масса;
• возможность быстрого запуска;
• многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся:

• высокий уровень шума;
• большая частота вращения коленчатого вала;
• токсичность отработавших газов;
• невысокий ресурс;
• низкий коэффициент полезного действия.

Стремление получить максимальный эффективный коэффициент  полезного действия ДВС требует использования в нем более сложных решений и технологий. Двигатель и потребляемое топливо дают максимальный эффект в том случае, когда двигатель создан в расчете именно на потребляемое им топливо.

Данная дисциплина «Автомобильные двигатели» изучается студентами Бендерского политехнического филиала ГОУ ПГУ им. Т.Г.Шевченко всех форм обучения специальности 190601 «АиАХ».

 

1.Выбор основных  параметров и исходных данных  для теплового расчета 

 двигателя

Тип двигателя по способу воспламенения рабочей смеси	Сжатием
Тип двигателя по роду применяемого топлива	ДТ
Наличие или отсутствие наддува	отсутствует
Тип охлаждения	Воздушное и жидкостное
Тип топливной системы	непосредственного действия разделенного типа с моноблочным ТНВД
Число клапанов на цилиндр	4
Тип камеры сгорания	Неразделенные камеры сгорания
Количество цилиндров и их расположение ,порядок работы	V8
Тактность двигателя	4 тактный
Номинальная эффективная мощность при номинальной частоте вращения	154кв при 2600 об/мин
Максимальный крутящий момент	526 Нм
Минимальная частота вращения колен вала	600 об/мин
Степень сжатия	17
Диаметр цилиндра	120 мм
Ход поршня	120 мм
Рекомендуемое топливо	Л
Эффективный удельный расход топлива	13л
Масса двигателя	750 кг
Рабочий объем цилиндра	4750 куб.см

Таблица 1

 

2.Устройство двигателя  прототипа.

2.1 Продольный разрез.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Поперечный разрез. 

 

. 
 

3.Системы двигателя 

3.1.Система смазки

Система смазки Камаз-740 комбинированная, с «мокрым» картером. Масло под давлением подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, втулкам коромысел, к подшипникам топливного насоса высокого давления и компрессора. Предусмотрена пульсирующая подача масла к верхним сферическим опорам штанг толкателей.

 

Рис. 1. Система смазки двигателя Камаз-740

1 - компрессор; 2 - насос топливный  высокого давления; 3 - включатель  гидромуфты; 4 - гидромуфта; 5,12- клапаны  предохранительные; 6 - клапан системы  смазывания; 7 - насос масляный; 8 - клапан  перепускной центробежного фильтра; 9 - клапан сливной центробежного  фильтра; 10 - кран включения масляного  радиатора; 11 - фильтр центробежный; 13 - лампа сигнальная засоренности  фильтра очистки масла; 14 - клапан  перепускной фильтра очистки  масла; 15 - фильтр очистки масла; 16 - маслоприемник; 17 - картер; 18 - магистраль  главная; А - в радиатор

Система смазки двигателя Камаз-740 включает в себя масляный насос, картер масляный, фильтры – полнопоточный и центробежный, воздушно-масляный радиатор, масляные каналы в блоке и головках цилиндров, передней крышке и картере маховика, наружные маслопроводы, маслозаливную горловину, клапаны для обеспечения нормальной работы систем и контрольные приборы.

Схема системы смазки Камаз-740 показана на рис. 1. Из картера 17 через маслоприемник 16 масло поступает в нагнетающую и радиаторную секции масляного насоса 7; из нагнетающей секции через канал в правой стенке блока оно подается в фильтр 15 очистки масла, где очищается двумя фильтрующими элементами, затем поступает в главную магистраль 18, откуда по каналам в блоке и головках цилиндров направляется к коренным подшипникам коленчатого вала, втулкам коромысел и верхним наконечникам штанг толкателей.

 

 

К шатунным подшипникам коленчатого вала Камаз-740 масло подается по отверстиям внутри вала от ближайшей коренной шейки. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, отводится в поршень и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и подшипник верхней головки шатуна.

Через каналы в задней стенке блока цилиндров и картера маховика Камаз-740 масло под давлением поступает к подшипникам: компрессора 1, через каналы в передней стенке блока – к подшипникам топливного насоса 2 высокого давления.

Предусмотрен отбор масла из главной магистрали для подачи к включателю 3 гидромуфты 4, который установлен на переднем торце блока и управляет работой гидромуфты привода вентиляторов.

Из радиаторной секции масляного насоса Камаз-740 масло поступает к центробежному фильтру 11, далее – в радиатор и затем сливается в картер.

При закрытом кране 10 масло из центробежного фильтра через сливной клапан 9, минуя радиатор, сливается в картер. Остальные детали и сборочные единицы двигателя смазываются разбрызгиванием и масляным туманом.

Масляный насос Камаз-740 (рис. 2) закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Нагнетающая секция масляного насоса Камаз-740 подает масло в главную магистраль двигателя, радиаторная секция – в центробежный фильтр и радиатор.

В корпусах секций 1 и 5 установлены предохранительные клапаны 11 и 18, отрегулированные на давление открытия 833,6...931,7 кПа (8,5...9,5 кгс/см2) и предназначенные для ограничения максимального давления на выходе из секций насоса.

Клапан 14 системы смазки двигателя Камаз-740, срабатывающий при давлении 392,4...441,31кПа (4,0...4,5 кгс/см2), предназначен для ограничения давления в главной магистрали двигателя.

 

Рис. 2. Насос масляный Камаз-740

1 - корпус радиаторной  секции; 2 - шестерня ведущая радиаторной секции; 3 -проставка; 4 - шестерня ведущая нагнетающей секции; 5 - корпус нагнетающей секции; 6 - шестерня ведомая привода насоса; 7 - шпонка; 8 - валик ведущих шестерен; 9 - шестерня ведомая нагнетающей секции; 10 - шестерня ведомая радиаторной секции; 11 - клапан предохранительный радиаторной секции; 12, 15, 17 - пружины клапана; 13, 16 - пробки клапана; 14 - клапан системы смазывания; 18 - клапан предохранительный нагнетающей секции 

 

Фильтр очистки масла Камаз-740 (рис. 3), установленный на правой стороне блока цилиндров, состоит из корпуса 19, колпаков 24 и двух бумажных фильтрующих элементов 23.

В корпусе фильтра Камаз-740 установлен перепускной клапан 16 с сигнализатором засоренности фильтроэлементов. Сигнальная лампа засоренности фильтроэлементов расположена на щитке приборов в кабине. Допускается свечение или мигание лампы при пуске и прогреве двигателя.

При постоянном свечении лампы на прогретом двигателе замените фильтрующие элементы. В корпусе фильтра Камаз-740 установлены датчики давления масла и сигнализации о недопустимом понижении [менее 68,7 kПа (0,7 кгс/см2)] давления масла в главной магистрали.

Перепускной клапан перепускает неочищенное масло в главную магистраль, минуя фильтрующий элемент, при низкой температуре масла или значительном засорении фильтрующих элементов при перепадах давления на элементах 245,8... 294,2 кПа (2,5... 3,0 кгс/см2).

 

Рис. 3. Фильтр очистки масла Камаз-740

1 – стержень; 2 - кольцо стопорное; 3, 7 - шайбы; 4 - кольцо уплотнительное; 5 -пружина колпака; 6 - чашка уплотнительная; 8 – пружина перепускного клапана; 9 - винт сигнализатора; 10 - пробка перепускного клапана; 11, 18, 20, 26-прокладки; 12 - шайба регулировочная; 13 - корпус сигнализатора; 14 - контакт подвижный сигнализатора; 15 - пружина контакта сигнализатора; 16 - клапан перепускной; 17- пробка; 19 - корпус фильтра; 21 - втулка корпуса; 22 - кольцо уплотнительное; 23 - элемент фильтрующий; 24 - колпак; 25 - пробка сливная