Расчет рабочего цикла.

Реферат.

 

Диплом включает в себя 114 страниц текста, 30 рисунков, 12 таблиц и 22 листа приложения.

 

Объектом проектирования является дизель 6 ЧН 18/20. Целью работы является тепловой и динамический расчеты, расчет на прочность основных узлов и деталей механизма, выбор и проработка систем двигателя и агрегата наддува.

 

 

Содержание.

 

Введение……………………………………………………………………………………...5

1. Описание конструкции………………………………………………………………...6

2. Расчет рабочего цикла……………………………………………………………..…..7

2.1. Исходные данные………………………………………………………………..…..7

2.2. Процесс наполнения……………………………………………………………..….8

2.3. Процесс сжатия………………………………………………………………..…….8

2.4. Процесс сгорания……………………………………………………………..……..8

2.5. Процесс расширения………………………………………………………..……….9

2.6. Параметры агрегатов наддува……………………………………………….……...9

2.7. Индикаторные показатели………………………………………………………...10

2.8. Эффективные показатели…………………………………………………………10

2.9. Анализ результатов расчета……………………………………………………….10

3. Силовой анализ………………………………………………………………………..11

3.1. Исходные данные для силового анализа на персональной ЭВМ……………….11

3.2. Усилия в деталях кривошипно-шатунного механизма………………………….12

3.3. Усилия в коренных шейках коленчатого вала…………………………………...15

3.4. Усилия в шатунных шейках коленчатого вала…………………………………..17

4. Давления в коренных подшипниках……………………………………………….21

5. Проектирование и расчет прочности коленчатого вала………………………...29

5.1. Описание конструкции…………………………………………………………….29

5.2. Условия работы…………………………………………………………………….29

5.3. Расчет коренной шейки……………………………………………………………30

5.4. Расчет шатунной шейки…………………………………………………………...32

5.5. Расчет щек………………………………………………………………………….35

5.6. Анализ результатов расчета……………………………………………………….38

6. Расчет шатунной группы двигателя……………………………………………….39

6.1. Конструктивный обзор…………………………………………………………….39

6.2. Условия работы…………………………………………………………………….39

6.3. Расчет верхней головки шатуна…………………………………………………..40

6.4. Расчет стержня шатуна…………………………………………………………….44

6.5. Расчет кривошипной головки шатуна…………………………………………….47

6.6. Расчет шатунных болтов…………………………………………………………..48

6.7. Анализ результатов расчета……………………………………………………….49

7. Расчет прочности деталей поршневой группы……………………………………50

7.1. Описание конструкции…………………………………………………………….50

7.2. Оценка теплового состояния поршня…………………………………………….50

7.3. Расчет механических напряжений в днище поршня…………………………….52

7.4. Расчет температурных напряжений………………………………………………54

7.5. Расчет тронка поршня……………………………………………………………..55

7.6. Анализ результатов расчета……………………………………………………….55

8. Расчет поршневого пальца и поршневых колец………………………………….56

8.1. Расчет пальца на срез………………………………………………………………56

8.2. Расчет пальца на овализацию……………………………………………………..57

8.3. Расчет пальца на изгиб…………………………………………………………….59

8.4. Расчет поршневых колец…………………………………………………………..60

8.5. Анализ результатов расчета……………………………………………………….61

9. Расчет подшипников коленчатого вала……………………………………………62

9.1. Особенности конструкции………………………………………………………...62

9.2. Гидродинамический расчет шатунного подшипника…………………………...62

9.3. Определения наиболее нагруженного коренного подшипника………………...64

9.4. Гидродинамический расчет коренного подшипника……………………………65

9.5. Анализ результатов расчета……………………………………………………….66

10. Расчет агрегата наддува……………………………………………………………...67

10.1. Обоснование и выбор исходных данных для расчета агрегатов наддува…….67

10.2. Проектирование и расчет центробежного компрессора……………………….70

10.3. Проектирование и расчет осевой газовой турбины…………………………….79

10.4. Проектирование и расчет воздухоохладителя………………………………….84

11. Расчет систем охлаждения и смазки………………………………………………..89

11.1. Расчет водоводяного охладителя………………………………………………..89

11.2. Расчет водомасляного теплообменника………………………………………...93

12. Расчет топливной аппаратуры……………………………………………………...98

12.1. Выбор геометрических размеров ТНВД………………………………………..98

12.2. Проектирование трубопровода высокого давления……………………………99

12.3. Распылитель форсунки…………………………………………………………...99

12.4. Характеристики впрыска……………………………………………………….100

12.5. Согласование камеры сгорания и параметров впрыска……………………...105

12.6. Проектирование топливного кулака…………………………………………...107

12.7. Профилирование кулачной шайбы…………………………………………….108

13. Технологическая часть: изготовление шатуна………………………………….110

14. Охрана труда…………………………………………………………………………112

15. Технико-экономическое обоснование…………………………………………….113

Список использованной литературы………………………………………………….114

 

 

Введение.

 

Проектируемый двигатель 6 ЧН 18/20 предназначен для использования в качестве привода водяного насоса на пожарных судах. Прототипом этого двигателя внутреннего сгорания является быстроходный дизель 6 ЧН 18/20 мощностью 550 кВт при частоте вращения 1550 об/мин со свободным компрессором. Целью работы является улучшения показателей экономичности, т.е. снижение удельного эффективного расхода топлива, и увеличение ресурсных показателей. Блок двигателя-прототипа изготавливается из алюминиевого сплава, а при проектировании нового двигателя применим в качестве материала блока двигателя чугун.

 

Описание конструкции.

 

Двигатель представляет собой четырехтактный рядный дизель, оборудованный турбокомпрессором, охладителями надувочного воздуха, масла и пресной воды, редуктором для передачи крутящего момента потребителю.

Основным несущим узлом двигателя является картер, состоящий из двух частей: верхнего и нижнего. Верхний картер воспринимает все основные нагрузки, действующие на двигатель; нижний служит маслосборником. Плоскость разъема картеров расположена ниже оси коленчатого вала. На верхнем картере имеются опоры (лапы) для крепления двигателя к подмоторной раме. Нижняя плоскость опор находится на уровне оси коленчатого вала.

Коленчатый вал, изготовленный из легированной стали 18Х2Н4МА, уложен в подшипники коренных опор, образованные верхним картером и подвесами, закрепленными на нем.

Верхние головки шатунов с помощью поршневых пальцев сочленены с поршнями. Шатуны и пальцы изготовлены из той же стали, что и коленчатый вал. Поршень – составной, состоит из тронка, выполненного из ковочного алюминиевого сплава АК4 и из стальной головки, скрепленных между собой.

Поршень охлаждается маслом и имеет четыре кольца: два верхних – уплотнительные, нижние – маслосъемные. Охлаждение поршня осуществляется разбрызгиванием масла.

Агрегат наддува – турбокомпрессор, который осуществляет наддув в двигатель воздуха для повышения его мощности.

Форсунки – закрытого типа с гидравлически управляемой иглой. Топливный насос – плунжерного типа, осуществляет подачу к форсункам дозированных порций топлива под высоким давлением.

Масляная система двигателя обеспечивает подачу масла под давлением для смазки деталей дизеля и для охлаждения поршней, а также откачку масла из дизеля.

Система охлаждения служит для охлаждения забортной водой надувочного воздуха сжатого в компрессоре, масла из системы смазки и пресной воды, охлаждающей стенки цилиндров и сам двигатель.

 

 

Расчет рабочего цикла.

2.1. Исходные данные.

 

№ п/п

Обоз- начение

Размер- ность

Наименование величины