Автомобильный двигатель мощностью 55 кВт на базе МеМЗ-307 (4Ч7,5/7,35). Анализ путей усовершенствования системы охлаждения.

Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт"
Кафедра двигателей внутреннего сгорания
Дипломный проект на тему: Автомобильный двигатель мощностью 55 кВт на базе МеМЗ-307 (4Ч7,5/7,35). Анализ путей усовершенствования системы охлаждения.
Харьков 2018

Об’єкт дослідження – автомобільний двигун.
Мета проекту – розробка автомобільного двигуна потужністю 55 кВт на базі двигуна МеМЗ-307.
Двигуни внутрішнього згоряння отримали велике поширення у світі. Їхня частка у світовому балансі виробництва енергії становить, за різними оцінками, 60-80% і продовжує зростати. Тому актуальними є питання, пов’язані зі створенням економічних, екологічних і надійних ДВЗ для різних галузей народного господарства.
Дипломний проект присвячено проектуванню автомобільного двигуна потужністю 55 кВт, що відповідає сучасним вимогам.
Система охолодження є однією з основних систем двигуна, від якості роботи якої в значній мірі залежить загальна ефективність роботи ДВЗ. Критичний аналіз системи охолодження базового двигуна, а також аналіз світових тенденцій у вирішенні задачі вдосконалення систем охолодження виконано в дипломному проекті. На основі вищезгаданого розроблено ряд заходів по вдосконаленню системи охолодження проектованого двигуна.
Частота обертання колінчатого валу - n = 5900 хв-1
діаметр циліндра D = 0,075 м, хід поршня S = 0,0735 м
ефективна потужність - Ne = 55 кВт
число циліндрів z = 4
довжина шатуна становить L = 0,12 м.

ЗМІСТ

ВСТУП 9
1 ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА 10
1.1 Частота обертання колінчатого валу 10
1.3 Число циліндрів 11
1.4 Довжина шатуна 11
1.5 Середня швидкість поршня 12
1.6 Ступінь стиску 12
1.7 Коефіцієнт надлишку повітря 13
1.8 Фази газорозподілу 13
2 ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ДВИГУНА 14
2.1 Загальне компонування двигуна 14
2.2 Корпусні деталі 15
2.3 Кривошипно-шатунний механізм 15
2.4 Механізм газорозподілу 17
3 ОПИС СИСТЕМ ДВИГУНА 18
3.1 Система змащення 18
3.2 Система охолодження 21
3.3 Система живлення паливом 23
3.4 Система живлення повітрям і випуску відпрацьованих газів 25
3.5 Система електроустаткування 25
4 РОЗРАХУНОК РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ 27
4.1 Короткий опис програми розрахунку 27
4.2 Вихідні дані до розрахунку робочого процесу 28
4.3 Результати розрахунку робочого процесу 29
4.5 Скруглення індикаторної діаграми 32
5 ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК 35
5.1 Вихідні дані для динамічного розрахунку 35
5.2 Допоміжні розрахунки 36
5.3 Розрахунок сил і крутного моменту у відсіку двигуна 38
5.4 Визначення крутних моментів, що передаються корінними шийками 46
5.5 Розрахунок навантажень на шатунні шийки та підшипники 51
5.6. Аналіз зрівноваженості двигуна 56
5.7 Розрахунок навантажень на корінну шийки та підшипник 1-2 59
5.8 Оцінка нерівномірності обертання колінчастого вала 66
6 РОЗРАХУНОК МІЦНОСТІ ДЕТАЛЕЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНІЗМУ 68
6.1 Розрахунок поршневої групи 68
6.2 Розрахунок шатунної групи 79
6.3 Розрахунок колінчастого валу 99
7 АНАЛІЗ ШЛЯХІВ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ОХОЛОДЖЕННЯ 107
7.1 Формулювання проблеми 109
7.2 Застосування електронного керування 111
7.3 Конструктивне виконання вдосконаленої системи охолодження 111
7.4 Застосування термоелектричного радіатора 118
Висновки до розділу 121
8 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ 123
8.1 Характеристика спроектованого двигуна 123
8.2 Розрахунок собівартості та ціни спроектованого двигуна 123
8.3 Побудова графіка досягнення беззбитковості виробництва 126
8.4 Розрахунок економічного ефекту від виробництва та використання нового двигуна 128
9 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 136
9.1 Загальні питання охорони праці 136
9.2 Шкідливі і небезпечні виробничі чинники, їх класифікація 136
9.3 Промислова санітарія 137
Коефіцієнт використання світлового потоку η являє собою 139
9.4 Електробезпека 142
9.5 Пожежна безпека 142
9.6 Охорона навколишнього середовища 143
ВИСНОВКИ 144
СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ 145