Анализ конструкций двигателей внутреннего сгорания

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе по дисциплине «Теплотехника»

Тема: «Анализ конструкции и расчет элементов теплового двигателя (ДВС)»

Автор проекта

________________Москаленко Александр Владимирович_________________

(дата, подпись, фамилия, имя, отчество)

 

Группа _302____ № зачетной книжки _____07-3.050_______________

 

Специальность__190603 «Сервис автомобильного транспорта»____________

 

__

 

Обозначение проекта

 

____________________КР 2068029.190603.050____________________

 

 

Руководитель проекта Шилин Б.И.______

(подпись, фамилия, инициалы)

 

Члены комиссии ________________

(подпись, уч. степ., уч. зв., фамилия, инициалы)

 

________________

(подпись, уч. степ., уч. зв., фамилия, инициалы)

 

Брянск – 2009

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ

 

Кафедра энергетики и автоматизации производственных процессов

 

Студент:

Москаленко Александр Владимирович_____________________________

Группа__САТ-302___№ зачетной книжки__05-3.050_____________________

1. Тема:_____Анализ конструкции и расчет элементов теплового__________

двигателя (ДВС)__________________________

2. Срок представления к защите_______

3. Содержание пояснительной записки

3.1._Введение _____________________

3.2._ Анализ конструкций двигателей внутреннего сгорания ______________

3.3._ Анализ системы охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ 2107_________

3.4._ Расчет теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку

3.5._ Расчет теплообмена при естественной конвекции ___________________

3.6._ Расчет характеристик цикла теплового двигателя ___________________

3.7._ Конструктивный тепловой расчет рекуперативного теплообменного___

аппарата ______________________

3.8._ Список используемой литературы ________________________________

4. Перечень графических материалов

Рекуперативный теплообменный аппарат (ф. А1)____________________

 

Руководитель

проектирования ________

 

Задание принял к исполнению _____________________________

 

Содержание

1. Введение……………………………………………………….4 стр.

2. Анализ конструкций двигателей внутреннего сгорания……5 стр.

3. Анализ системы охлаждения двигателя автомобиля ВАЗ 2107………………………………………………………….…9 стр.

4. Расчет теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку…………………………………………………………16 стр.

5. Расчет теплообмена при естественной конвекции…………23 стр.

6. Расчет характеристик цикла теплового двигателя…………26 стр.

7. Конструктивный тепловой расчет рекуперативного теплообменного аппарата……………………………………33 стр.

8. Список используемой литературы…………………………..40 стр.

 

 

Введение

В данной курсовой работе был произведен тепловой расчет элементов теплового двигателя, который включает в себя:

· Теплопроводность через многослойную цилиндрическую стенку

· Теплообмен при естественной конвекции

· Расчет характеристик цикла теплового двигателя

· Конструктивный тепловой расчет рекуперативного теплообменного аппарата

Расчет теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку помогает нам выяснить роль образования дополнительных слоев и их воздействие на процесс теплопередачи.

Расчет теплообмена при естественной конвекции состоит в анализе характера взаимодействия стенки двигателя с окружающей средой.

Расчет характеристик цикла теплового двигателя позволяет нам просмотреть реальную картину, происходящую в двигателе, что необходимо при расчете технологических особенностей цилиндра.

При конструктивном тепловом расчете рекуперативного теплообменного аппарата мы находим количество трубок, размеры и материал трубок аппарата.

 

 

Анализ конструкций двигателей внутреннего сгорания.

 

Рис. 1. Двигатель ВАЗ 2105, четырехцилиндровый, четырехтактный, карбюраторный, с жидкостным охлаждением.

 

 

Блок цилиндров двигателя – алюминиевый сплав, с неразборными гильзами .Уплотнение блока цилиндров с головкой цилиндров осуществляется асбестальной прокладкой.

Головки цилиндров- из алюминиевого сплава, вставными седлами и направляющими клапанов. Каж­дая головка прикреплена к блоку цилиндров семнад­цатью болтами. Болты крепления головок к блоку необходимо затя­гивать специальным, динамометрическим ключом на хо­лодном двигателе. Момент затяжки должен составлять 90...11О Н·м (9...11 кгс·м) Запрещается подтягивать болты крепления головок цилиндров при температуре двигате­ля ниже 0⁰ С. В этом случае следует предварительно прогреть двигатель, а затем подтягивать болты.

Для улучшения топливной экономичности двигателя применяются головки блока цилиндров с винтовыми впускными каналами и уменьшенным объемом камер сгорания. Степень сжатия повышается до 7,1.

Поршневые пальцы - плавающее, фиксируется в поршне двумя стопорными кольцами. Пальцы изготов­ляют с высокой точностью и подбирают к поршням и шатунам, сортируя на четыре группы наружному диаметру. Обозначение группы, наносят краской на поршне - на внутренней поверхности (на одной из бобышек), на шатуне - на наружной цилиндрической поверхности малой головки, на пальце - на внутренней поверхности.

При сборке палец, поршень и шатун комплектуют из деталей только одной группы. Во избежание задиров на сопряженных поверхностях сборка пальца с поршнем должна проводиться при нагреве поршня до температуре 55⁰ С. Нельзя нагревать поршни открытым пламенем.

Шатуны - стальные, двутаврового сечения. В нижней головке шатуна установлены сталеалюминевые тонкостенные вкладыши толщиной мм. В верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая втулка.

Вкладышиизготовлены с высокой точностью. Операции шабрения, подпиливания стыков или применение прокладок при установке тонкостенных вкладышей не допускаются.

При установке на двигатель поршня в сборе с ша­туном канавка или метка на днище должна быть всегда обращена в сторону переднего конца коленчатого вала. В комплекте поршень- шатун в сборе, предназначенном­ для левой группы цилиндров, метки на стержне шатуна и на днище поршня должны быть обращены в одну сторону, а в комплекте для правой группы цилиндров- разные стороны.

3атягивать гайки болтов шатуна необходимо дина­мометрическим ключом; момент затяжки paвен 51 Н·м (5,6…6,2 кгс·м). Проверять и в случае необхо­димости подтягивать гайки болтов шатуна необходимо каждый раз при снятии поддона картера.

Коленчатый вал- стальной, с закаленными шейками, пятиопорный, с каналами для смазывания шатунных шеек и полостями в шатунных шейках для очистки масла. Полости закрыты пробками с внут­ренним шестигранником под ключ. Момент затяжки пробок не должен превышать 30 Н·м (3 кгс·м). Пробка может выступать из вала не более чем на высоту фаски. Полости следует очищать при ремонте двигателя, связанным с демонтажом коленчатого вала.

У коренной шейки диаметр 50_{-0,020 мм, а у шатунной 49-0,020}мм. Вкладыши коренных подшипников - ­сталеалюминевые, толщиной мм, взаимозаменяемые на всех опорах, кроме задней.

Болты крышек коренных подшипников нужно затя­гивать динамометрическим ключом. Момент затяжки, должен быть равен 51 Н·м. Про­верять и в случае необходимости затягивать болты крышек кopeнных подшипников каждый раз при снятии масляного поддона. При износе вкладышей шатунных или коренных подшипников надо обязательно одновре­менно заменять обе половины вкладышей. На передней коренной шейке в проточке блока цилиндров устанавли­вают две сталеалюминевые упорные шайбы в виде двух полуколец каждая, предохраняющие вал от осевых перемещений. Коленчатый вал динамически сбалансирован в сборе с маховиком и сцеплением.

Маховик - чугунный, со стальным зубчатым венцом для пуска двигателя от стартера, прикреплен к фланцу заднего конца коленчатого вала шестью болтами. При сборке маховика с коленчатым валом надо иметь в виду, что одно из отверстий крепления маховика смещено на 2⁰. При креплении маховика к фланцу коленчатого вала затягивать гайки равномерно, момент затяжки должен быть равен 140...150 Н·м. Необходимо следить за тщательностью шплинтовки болтов крепления маховика. Шплинт должен плотно облегать торец болта.

Клапаны - верхние, расположены в головке ци­линдров в один ряд, наклонно к оси цилиндров, приво­дятся в движение от распределительного вала через штанги, толкатели и коромысла. Клапаны изготовлены из жаростойкой стали; угол рабочей фаски седла впускного клапана 45⁰, выпускного 45⁰; стержень выпускного клапана имеет отверстие, заполненное натрием и закры­тое заглушкой.

Выпускные клапаны для повышения срока их служ­бы принудительно поворачиваются во время работы двигателя специальным механизмом. При появлении стуков в клапанном механизме необходимо проверить и, если требуется, отрегулировать зазоры между клапанами, коромыслами, которые должны составлять 0,025…0,062 мм (для впускных и выпускных клапанов). Регулирование зазоров в клапанном механизме осуществляется на холодном двигателе регулировочным винтом с контргайкой, расположенным в коротком пле­че коромысла.

Толкатели клапанов - стальные, пустотелые. Для повышения надежности пары кулачок-толкатель на торец толкателя наплавлен специальный чугун. В нижней части толкателя просверлены отверстия для смазывания.