До дипломного проекту

спеціаліст.

(освітньо-кваліфікаційний рівень)

на тему Автомобільний дизель потужністю 220кВт. Обґрунтування технічних рішень, щодо екологічних показників дизеля.

Виконав студент 6 курсу, групи ТМ-49ас

спеціальності:

7.05050304 – Двигуни внутрішнього згоряння

(шифр і назва спеціальності)

Мірошніченко М.С..

(підпис, прізвище та ініціали)

Керівник: Парсаданов І.В..

(підпис, прізвище та ініціали)

Рецензент:.

(підпис, прізвище та ініціали)

Нормоконтролер: Тіхоненко А.Т..

(підпис, прізвище та ініціали)

Харків 2014

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до ДП: 120 с., 20 рис., 6 табл., 16 джерел, 3 додатка.

Ключові слова: ДИЗЕЛЬ, МЕХАНІЗМ ГАЗОРОЗПОДІЛУ, НАДІЙНІСТЬ, ТУРБОКОМПРЕСОР, РОБОЧІ ПРОЦЕСИ, ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК, МІЦНІСТЬ

Об’єкт дослідження – тракторний дизель.

Мета проекту – розробка тракторного дизеля потужністю 205 кВт з турбокомпресором зі змінною геометрією.

На базі двигуна СМД-31 виробництва ДП МТЗ спроектований дизель номінальною потужністю 205 кВт. Обґрунтовано конструктивні й режимні параметри дизеля. Виконано розрахунки робочих процесів, динаміки, міцності деталей кривошипно-шатунного механізму, паливоподачі. Проведене економічне обґрунтування проекту. Проаналізовано питання охорони праці й цивільного захисту.

В проекті проведено дослідження і запропоновані конструкторські та технологічні заходи з підвищення екологічності та нормалізації роботи двигуна за рахунок досліджень направлених на регулювання турбокомпресора. Завдяки цьому нормалізується робота та підвищується екологічність двигуна.

ЗМІСТ

Вступ.

1 ОЦІНКА Й ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА.. 3

1.1Число та розташування циліндрів. 3

1.2 Діаметр циліндра та хід поршня. 4

1.3 Довжина шатуна. 5

1.4 Середня швидкість поршня та частота обертання. 5

1.5 Ступінь стиску. 7

1.6 Коефіцієнт надлишку повітря. 7

1.7 Фази газорозподілу. 8

1.8 Максимальний тиск циклу. 9

2 ОПИС КОНСТРУКЦІЇ ТА СИСТЕМ ДВИГУНА.. 10

2.1 Загальні відомості 10

2.2 Блок-картер і головка циліндрів. 11

2.3 Кривошипно-шатунний механізм. 12

2.4 Механізм газорозподілу. 14

2.5 Система живлення паливом. 15

2.6 Система живлення повітрям. 21

2.7 Система випуску відпрацьованих газів. 23

2.8 Система змащення. 24

2.9 Система охолодження. 25

3 РОЗРАХУНОК РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ.. 29

3.1 Короткий опис програми розрахунку. 29

3.2 Вихідні дані до розрахунку. 31

3.3 Результати розрахунку. 32

3.4 Скруглення індикаторної діаграми. 37

4 ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК.. 39

4.1 Вихідних данні для динамічного разрахунку. 39

4.2 Допоміжні розрахунки. 40

4.3 Розрахунок сил і крутного моменту у відсіку двигуна. 41

4.4 Розрахунок крутних моментів, що передаються корінними шийками. 49

4.5 Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипник. 56

4.6 Оцінка нерівномірності обертання колінчастого вала. 61

4.7 Аналіз зовнішньої урівноваженості двигуна. 62

5 Розрахунок деталей на міцність. 64

5.1 Розрахунок поршневої групи. 64

5.1.1 Розрахунок поршня. 65

5.1.2 Розрахунок поршневого кільця.. 68

5.1.3 Розрахунок поршневого пальця.. 70

5.2 Розрахунок шатунної групи. 73

5.2.1 Розрахунок поршневої головки шатуна.. 73

5.2.1.1 Розрахунок перетину 1 – 1.. 75

5.2.1.2 Напруги від запресованої втулки.. 76

5.2.1.3 Розрахунок перетину А – А... 76

5.2.2 Розрахунок кривошипної головки шатуна.. 79

5.2.3 Розрахунок стрижня шатуна.. 80

5.2.4 Розрахунок шатунного болта.. 82

6.Вибір та обґрунтування регульованного турбокомпресора 85

6.1.1 Загальні відомості 85

6.1.2 Актуальність проблеми регулювання турбонадува автотракторного дизеля 87

6.1.3 Аналіз шляхів поліпшення показників робочого процесу автотракторного дизеля.. 88

6.1.4 Кількісне і якісне регулювання ТКР.. 90

6.2 Розробка методу регулювання турбіни турбокомпресора. 93

ВИСНОВКИ... 98

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ... 99

7 Економічне обґрунтування бакалаврського проекту. 100

7.1 Характеристика спроектованого двигуна. 100

7.2 Розрахунок собівартості й ціни спроектованого двигуна. 101

7.3 Побудова графіка досягнення беззбитковості виробництва. 103

7.4 Розрахунок економічного ефекту від виробництва й використання нового двигуна. 105

7.4.1 Річний економічний ефект у виробника.. 105

7.4.2 Розрахунок економічного ефекту в споживача нової техніки.. 106

8 Охорона праці й довколишнього середовища. 113

8.1 Загальні питання охорони праці 113

8.2 Небезпечні й шкідливі виробничі фактори. 113

8.3 Промислова санітарія. 116

8.3.1 Мікроклімат у виробничому приміщенні. 116

8.3.2 Освітлення робочого місця.. 117

8.3.3 Електромагнітне випромінювання.. 118

8.4 Техніка безпеки. 119

8.4.1 Ергономічні вимоги до робочого місця.. 119

8.4.2 Електробезпека. 120

8.5 Пожежна безпека. 120

8.6 Охорона навколишнього середовища. 121

Висновки. 123

Список джерел інформації………………………………………….......124

1 ОЦІНКА Й ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА

Виходячи з умов завдання (ефективна потужність Ne=220 кВт) як прототип можуть бути розглянуті наступні двигуни: Detroіt Dіesel MBE 900, Mercedes-Benz OM906LA150 і СМД–31 ВАТ "Серп і молот". Коротко розглянемо кожний з двигунів: 1. Detroіt Dіesel MBE 900 – рядний шестициліндровий чотиритактний автотракторний дизель. Випускається в різних модифікаціях з потужністю від 138 до 255 кВт. Для зниження викидів NOx у двигуні використається система рециркуляції відпрацьованих газів з електронним керуванням і система нейтралізації. За даними виробника дизель оснащений системою високопродуктивного наддуву, що дозволяє знизити витрату палива. Випускається в США. 2. Mercedes-Benz OM906LA150 – рядний шестициліндровий чотиритактний автомобільний дизель, оснащений електронною системою й насосами-форсунками з електронним керуванням. Призначення: автомобільний, автобусний та тракторний. Випускається в Німеччині. 3. Дизель СМД-31 виробництва ВАТ "Серп і молот", автобусна модифікація чотиритактних шестициліндрових двигунів сімейства 12/14. Двигун у базовому виконанні має потужність 190 кВт при частоті обертання колінчатого вала 2000 хв-1. Має резерви для форсування для одержання заданої потужності. Проаналізувавши представлену інформацію, у силу нижче перерахованих причин, як прототип обираємо дизель СМД-31. - двигун випускався в Харкові, отже, не виникне проблем з одержанням дозволу на його виробництво, а також з поставкою комплектуючих (на відміну від всіх розглянутих вище двигунів); - двигун добре знайомий на станціях технічного обслуговування й ремонту. Завжди в наявності усі запасні частини;

- при всіх достоїнствах розглянутих двигунів, вони володіють одним, але дуже важливим недоліком: високою вартістю. Вартість дизеля John Deere у кілька разів перевищує вартість двигуна СМД–31; - двигун, зроблений на території України, за інших рівних умов, буде мати меншу вартість, тому що в неї не буде включене мито; - випуск даного двигуна на території України вплине на економічну ситуацію в регіоні, дозволить створити нові робочі місця, підвищити конкурентоспроможність галузі й збільшити рентабельність деяких галузей народного господарства України.