Анализ мировых тенденций в проектировании современных дизельных двигателей

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Разъем крышки шатуна – косой, с креплением на 4 шатунных болтах. Подача масла к поршневой головке осуществляется через отверстие в стержне шатуна.

·  Поршни – составные, с циркуляционным охлаждением. Головка поршня выполнена из жаропрочной стали 20Х13, тронк – из алюминиевого  сплава АК-12Д. Поршни имеют  2 компрессионных и 1 маслосъемное кольцо. Поршневой палец плавающего типа из высококачественной легированной стали с азотированной рабочей поверхностью. Подача масла для охлаждения поршня осуществляется через отверстие в шатуне и поршневой палец.

·  Втулки цилиндров – мокрого типа, буртованные, с нижним опорным поясом. Втулки выполнены из высокопрочного легированного чугуна. Рабочая поверхность втулки азотируется и фосфатируется.

·  Механизм газораспределения с нижними распределительными валами. Распределительные валы расположены в развале блок-картер.  Привод распределительных валов – от коленчатого вала, цилиндрическими шестернями. Материал распределительных валов – сталь 18Х2Н4МА. Количество клапанов на цилиндр – 4 (2 впускных, 2 выпускных). Привод клапанов – через штанги толкателей с толкателями роликового типа, коромысла и траверсы.

·  Система наддува смонтирована на двигателе и состоит из 2 турбокомпрессоров фирмы ABB типа (TPS-57D), обеспечивающие давление на впуске не менее 2,9 бар, с πk не менее 3,2. Применено охлаждение надувочного воздуха. Охладители надувочного воздуха – типа водо – воздушный  радиатор, с  водяным охлаждением.

·  Выпускные коллекторы охлаждаемые, расположены в развале цилиндров и закрыты термозащитным кожухом. Впускные коллектора располагаются снаружи блоков цилиндров.

·  (Система вентиляции картера – замкнутая, исключающая возможность выбросов картерных газов в окружающую среду).

·  Система охлаждения – жидкостная двухконтурная, принудительная. «Горячий» контур, включающий центробежный насос, обеспечивает охлаждение дизеля; «холодный» контур, также имеющий насос, служит для охлаждения надувочного воздуха и масла. 

·  Система смазки – с сухим картером, принудительная через маслонасос. Масляный насос шестеренчатого типа. Очистка масла осуществляется абсорбционными фильтрующими элементами и центробежным масляным фильтром. Охлаждение масла осуществляется в маслорадиаторе охлаждающей водой двигателя.

·  Топливная система – ТНВД плунжерного типа, с приводом от кулачкогого вала. Форсунки закрытого типа. Топливо – дизельное, с содержанием серы не более 0,2%.

·  Двигатель полностью агрегатирован. Все агрегаты двигателя расположены в агрегатной коробке (генератор, топливный насос высокого давления, топливоподкачиваюший насос, маслонасос). Агрегаты приводится от коленчатого вала двигателя через цилиндрические шестерни совместно с распределительными валами. Корпус привода агрегатов – литой, из алюминиевого сплава АЛ-4.

·  Пуск двигателя – электростартерный, напряжением 24V.

·  Маховик и кожух маховика выполнены по стандарту SAE 1.

·  Система контроля и управления – электронный регулятор частоты вращения фирмы «Heinzmann»(Германия) с программируемыми характеристиками по частоте вращения, выходу рейки топливного насоса и давлению наддува.

Двигатель предназначен для использования в силовом агрегате карьерного самосвала БелАЗ-7510 грузоподъёмностью 130 тонн. Дизель может быть использован, при необходимой доработке, в качестве стационарного,-дизель генератора.

2. Тепловой расчет проектируемого двигателя.

Проектирование двигателей внутреннего сгорания начинается с расчета рабочего цикла. Этот расчет во многом определяет конструктивное исполнение узлов, непосредственно влияющих на рабочий процесс. Рассчитываемый рабочий процесс должен соответствовать типу и назначению двигателя, условиям его эксплуатации, обеспечивать определенную мощность двигателя при заданных параметрах. На этапе проектирования двигателя результаты теплового расчета используются при расчете деталей на прочность и оценке тепловой напряженности деталей камеры сгорания. Расчет рабочего процесса проводится для номинального режима работы двигателя. По результатам теплового расчета можно построить индикаторную диаграмму. Тепловой расчет является исходными данными для проведения динамического расчета КШМ. Высокие технические и экономические показатели проектируемого двигателя могут быть получены только в том случае, если выбранные исходные данные соответствуют назначению и типу двигателя, типу применяемого топлива, лучшим образцам мирового двигателестроения. Тепловой расчет проводится при широком использовании экспериментального материала и опытных данных, полученных при создании и эксплуатации двигателей подобного типа. Таким образом, большое значение имеет правильный выбор исходных параметров.

Основные параметры:

8V90; Ne=1300 кВт; n=1500 об/мин; D/S=21/21; Pe=18,2 кг/см2

2.1. Выбор данных для расчета рабочего процесса

Диаметр цилиндра: D=0,21 м.

Ход поршня: S=0,21 м.

Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: ε=12.

Число цилиндров: i=8 (V-образная схема расположения).

Частота вращения КВ: n=1500 об./мин.

Выбранные данные:

Отношение λ=R/L=0,262.

Дезаксаж = 0 мм - ось цилиндра пересекается с продольной осью коленчатого вала.

Механический КПД: ηм=0,88 – выбран из диапазона механического КПД для дизельных двигателей  с наддувом  0,8–0,9.

Коэффициент избытка воздуха для данного двигателя: α=1,9.

Параметры динамики тепловыделения рассчитываются по двугорбой характеристике Б.П.Пугачева: доля выгорания топлива в первой фазе сгорания – 0,3; доля выгорания топлива во второй фазе сгорания – 0,7; углы достижения максимума скорости д.т.в. – 4 и 20 град п.к.в.; параметры жесткости сгорания – 2 и 2,5; угол начала сгорания - -10 град п.к.в. 

Давление на впуске после турбокомпрессора:  Pk=3,1 Бар.

Температура рабочего тела в конце впуска: Tk=380 K.

Способ задания проходного сечения клапанов: максимальной площадью

Похожие материалы

Информация о работе