Анализ мировых тенденций в проектировании современных бензиновых двигателей

Содержание

1.     Анализ мировых тенденций в проектировании современных бензиновых двигателей…………………………………………………………………..6

1.1 Улучшение топливной экономичности и связанной с ним токсичности отработавших газов............................................................. 7

1.2 Увеличение мощности двигателя....................................................... 8

1.3 Увеличение ресурса двигателя......................................................... 12

1.4 Улучшение компактности двигателя............................................... 13

1.5 Возможность изменения степени сжатия………………………….14

1.6 Обзор двигателей……………………………………………………18

1.7 Анализ конструкции проектируемого двигателя………………….30

2.     Тепловой расчет двигателя.................................................................. 34

2.1 Выбор данных для расчета рабочего процесса............................... 34

2.2 Результаты предварительного расчета рабочего процесса............. 36

2.3 Оптимизация рабочего процесса...................................................... 38

3.     Динамический расчет двигателя. Расчет набегающих моментов и нагрузок на шейки коленчатого вала двигателя........................................ 46

3.1 Определение ПДМ и НВМ............................................................... 46

3.2 Построение диаграммы Брикса и диаграммы Толле....................... 50

3.3 Суммарные силы и моменты, действующие в КШМ одного цилиндра………….................................................................................. 51

3.4 Динамический расчет........................................................................ 55

4.     Расчет прочности деталей движения................................................... 70

5.     Технологический процесс изготовления шатуна................................ 79

5.1 Выбор материала шатуна................................................................. 79

5.2Требования к обработке................................................................... 79

5.3План обработки шатуна.................................................................... 83

5.4 Пример расчета времени основных операций производства шатуна……………………....................................................................... 85

6.     Расчет температурного и напряженно-деформированного состояния поршня........................................................................................................ 91

6.1Расчет газовой нагрузки на комплект поршневых колец................ 92

6.2Расчет конвективного теплообмена в камере сгорания.................. 97

6.3Конечно-элементная разбивка сечения поршня, постановка граничных условий................................................................................. 99

7.     Обеспечение безопасности при экплуатации двигателя................... 105

7.1 Анализ вредных и опасных факторов............................................ 105

7.2 Технические мероприятия по устранению опасных факторов..... 106

7.3 Требования безопасности при эксплуатации двигателя................ 107

7.4 Шум................................................................................................. 107

7.5 Расчет общего шума двигателя...................................................... 108

7.6 Вибрация......................................................................................... 110

7.7 Загрязнение окружающей среды.................................................... 113

7.8 Автоматическая сигнализация........................................................ 114

7.9 Пажаробезопасность....................................................................... 114

7.10 Электрическая система................................................................. 115

8.     Экономическое обоснование проекта................................................ 116

Литература................................................................................................ 123

Глава 1.Анализ мировых тенденций в проектировании современных бензиновых двигателей.

Автомобилестроение является одной из быстропрогрессирующих отраслей индустрии. Мировое производство легковых автомобилей в 2010 году составило около 60 млн. шт., что примерно на 45 % больше чем 20 лет назад. К началу XXI века общий парк легковых автомобилей в мире превысил 550 млн. единиц, увеличившись за последнее десятилетие на 26%. Значительная доля мирового парка автомобилей (примерно 47%) приходится  на Европу, включая Россию. В российском автомобилестроении доля производства легковых автомобилей составляет около 83% - более 1,5 млн. шт. (данные 2010 года). Аналогичное соотношение характерно и для мировой автомобильной индустрии в целом.

Все это привлекает внимание к настоящему и будущему легкового автомобиля в целом и к развитию автомобильных двигателей в частности.

Современными тенденциями развития двигателестроения является:

• Улучшение топливной экономичности и связанной с ним токсичности выхлопных газов;

• Увеличение мощности двигателя;

• Увеличение ресурса двигателя;