Основные показатели, характеризующие конструкцию поршневого двигателя
| Тип двигателя | rе, МПа | n мин-1 | Сm, м/с | S/D | i | Nл, кВт/л | mN, кг/кВт |
| Автомобильный четырехтактный с принудительным воспламенением | 0,75… 1,8 | 4500… | 13,3… 17,3 | 0,85… 1,00 | 3…8 | 50…75 | 1…2,5 |
| Автомобильный четырехтактный дизель (автомобили малой грузоподъемности, легковые) | 1,2…2,0 | 3500… | 10,0… 13,5 | 1,0… 1,2 | 3…8 | 30…50 | 2,2…3,5 |
| Автомобильный четырехтактный дизель (автомобили большой грузоподъемности) | 1,5…2,0 | 1800… | 9,5… 11,0 | 1,0… 1,3 | 3… | 22… | 2,2… 4,4 |
| Тракторный четырехтактный дизель | 1,1…1,5 | 1800… | 8,5… 9,5 | 1,10… 1,35 | 3…12 | 17…26 | 3,8…5,5 |
| Тепловозный четырехтактный дизель | 0,8…2,4 | 750… | 6,5…9,5 | 1,0…1,2 | 4…20 | 19…21,5 | 4,1…5,9 |
| Тепловозный двухтактный дизель | 0,67… 0,93 | 750… | 7,5…8,5 | 1,23… 1,3 | 10…16 | 10,8… 12,9 | 6,1…7,8 |
| Судовой быстроходный четырехтактный дизель | 1,2…1,35 | 1500… | 10,5… 11,3 | 1,06… 1,11 | 6…56 | 18…20 | 2,0…2,4 |
| Судовой среднеоборотный четырехтактный дизель | 2,2…3,0 | 375… | 8,2… 9,5 | 1,1…1,6 | 5…20 | 6,9…8,3 | 8…22 |
| Судовой малооборотный двухтактный дизель | 1,8…1,9 | 61…120 | 7,8…8,5 | 2,6…4,2 | 4…9(14) | 1,9…4,0 | 15…45 |
| Специального назначения четырехтактный дизель | 1,8…2,5 | 2000… | 12…15 | 1,0…1,3 | 6…12 | 60…70 | 3,6…5,9 |
| Специального назначения двухтактный дизель | 0,95…1,25 | 2600… | 10,5… 11,2 | 1…1,25 | 3…6 | 45…54 | 1,3…1,6 |
| Авиационный четырехтактный с принудительным воспламенением | 1,3…1,8 | 2500… | 9…14 | 0,77… 1,24 | 4…9 | 30…70 | 0,6…1,22 |
С уменьшением D и увеличением числа цилиндров i можно увеличить частоту вращения n коленвала и снизить массогабаритные показатели, кроме того, улучшается равномерность вращения, но снижается надежность, усложняется техническое обслуживание.
У V-образных двигателей специального назначения число цилиндров может доходить до 20.
Выбрав размеры диаметра поршня D и его ход S, приступают к проектированию кривошипного механизма, вычерчивая его схему для поперечного разреза двигателя по оси цилиндра. При этом производится выбор длинновых размеров шатуна и кривошипа с последующим конструктивным оформлением и прочностным расчетом всех элементов.
Выбор отношения l=R/l зависит от длины хода поршня S и характеристики рабочего процесса. Обычно l назначают в диапазоне от 1/3 до 1/12 с учетом соотношения углов b – качания шатуна и j – угла поворота кривошипа: sin b = l sin j, 
.
Тогда крутящий момент коленчатого вала, Нм, равен
Мк = 
. (2.8)
Дальнейшие расчеты проводят по ранее приведенным методикам.
В настоящее время для проектирования ДВС широко применяют системы автоматизации проектирования (САПР), которые включают модули CAE (расчет и анализ конструкции), CAD (компьютерное конструирование и оформление конструкторской документации) и CAM (автоматизированная подготовка производства). Управление проектированием двигателя в целом осуществляется программным продуктом PDM, который обеспечивает процесс сквозного проектирования в условиях единого информационного пространства с участием различных предприятий в создании и производстве новых двигателей.
В соответствии с ЕСКД процесс разработки включает выпуск технического задания, технического приложения, эскизного технического и рабочего конструкторского проекта. После изготовления опытных образцов производятся их испытания и доводочные работы, разрабатываются технические условия на поставку и эксплуатацию.
Техническое задание (ТЗ) составляется разработчиком головного изделия на базе обоснованных технико-экономических требований заказчика или на основе исследований рынка. На основании ТЗ, согласованного с разработчиком ДВС и заводом-изготовителем, составляется договор, в котором указываются этапы выполнения работ. Затем создается конструкторская документация об устройстве двигателя и собираются все необходимые материалы для разработки конструкции, изготовления, контроля, приемки, испытаний, эксплуатации и ремонта.
После утверждения технического задания составляется техническое предложение, которое содержит обоснование и оценку технико-экономического содержания ТЗ, возможных вариантов, проверку на патентную чистоту и конкурентоспособность и т.п.
Затем выполняются конструкторские эскизный, технический и рабочий проекты.
На каждом этапе производится дальнейшая детализация элементов конструкции и комплектующих узлов предприятий смежников, испытания узлов и снятие их характеристик с последующими уточнениями конструкции.
После изготовления первых образцов ДВС один или несколько ставятся на заводские длительные доводочные испытания. Затем, после доводки, производятся эксплуатационные испытания на заявленный ресурс. И наконец, по завершении последних проводятся приемочные межведомственные или межгосударственные испытания. По итогам этих испытаний утверждаются технические документы для серийного производства.
Далее продолжается изучение опыта эксплуатации, доработка технической документации и дальнейшее совершенствование конструкции двигателя, пока двигатель находится в производстве.
Общие положения по оценке прочности деталей двигателя
Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 1198;