Файл: Введение. Актуальность работы. Цели и задачи курсовой работы. Глава Конструкционный раздел.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 249
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ОглавлениеГлава 1. Введение.1.1. Актуальность работы.1.2. Цели и задачи курсовой работы.Глава 2. Конструкционный раздел.2.1. Автомобильные двигатели, их разновидности.2.2. Конструкционные особенности роторных двигателей.2.3. Особенности системы смазки и подачи топлива.2.4. Особенности валов роторных двигателей. 2.5. Характерные неисправности роторных двигателей. 2.6. Процесс ремонта роторного ДВС.2.7. Сравнение ремонта роторного ДВС и ДВС классической компоновки.2.8. Особенности ремонта роторного ДВС. 2.9. Расчёт на прочность шпонки масляного насоса.Глава 3. Экономический раздел.Глава 4. Охрана труда и противопожарные меры.Глава 5. Заключение.Глава 6. Список использованных источников и литературы.Глава 7. Приложения.1. Введение.1.1. Актуальность темы.В настоящее время в современном автомобиле используется (автомобильный 4-х тактовый ДВС) работающий по принципу цикла “Карно” когда есть 4-е такта: Такт - впуск; Такт - сжатие; Такт - рабочий ход; Такт - выпуск. Рабочий цикл, проходит за 2 оборота коленчатоговала.Основным элементом является целиндро-поршневая группа, где в каждом цилиндре проходят все 4-е такта, а их количество варьируется от 2 до 16. Чем больше мощность, тем больше цилиндров. Из этого выходит Двигатель Mazda PE-VPS (R4 2.0):Рис.1 ДВС классической схемы.Основными элементами двигателя является:
- Картер.
- КШМ (Кривошипно Шатунный Механизм)
- ГРМ (Газораспределительный механизм)
- Коленчатый вал с маховиком.
- Топливная система.
- Система смазки.
- Система охлождения.
- Система зажигания.
Основные минусы классической схемы двигателя:
- При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.- Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).
- Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.Цикл Карно:
Рис. 2 Схема цикла Карно для ДВС классической компоновки.На участке 1-2
происходит изотермическое расширение газа. При этом цилиндр находится в контакте с нагревателем (схема а), с поршня песчинки переносятся на полку. Газ выполняет работу благодаря теплоте Q.На участке 2-3
происходит адиабатическое расширение газа. Цилиндр находится на адиабатической подставке, песчинки переносятся с поршня на полку (схема б). Газ выполняет работу благодаря внутренней энергии, поэтому его температура снижается до Т
На участке 3-4
осуществляется изотермическое сжатие газа. Цилиндр находится в контакте с холодильником Т, песчинки переносятся с полок на поршень (схема в). Работа выполняется над газом, газ передает количество теплоты Q
холодильнику; поэтому температура газа остается неизменной – Т.На участке 4-1
осуществляется адиабатическое сжатие газа. Цилиндр находится на адиабатической подставке, песчинки переносятся с полок на поршень (схема г). Работа выполняется над газом, благодаря ей внутренняя энергия газа увеличивается, температура газа повышается от Т.В тоже время, конструкторы автомобильных ДВС пытаются уменьшить массу применяя современные материалы и конструкторские решения. Одно из возможных направлений улучшения, с целью облегчения и уменьшения конструкции стали РПДВС (Роторно-Поршневые Двигатели Внутреннего Сгорания) в настоящее время использующиеся на автомобилях:●︎Mazda RX Vision (Концепт)
●Mazda 787B (Прототип)
●︎Mazda RX-8
●︎Mazda RX-7
Их главные отличия: большая мощность при малом объёме и размере, его КПД больше на 15% чем у бензинового и на 5% больше чем у дизельного, минимальный уровень вибрации, более компактный чем обычные ДВС.
Принцип работы РПДВС: Рис. 3 Такты в РПДВС: (1-5 Впуск); (6-9 Сжатие); (10 Вопсломенение); (11-15 Расширение); (16-18 Выпуск).1.2 Цель и задача курсового проекта.
Цель курсового проекта - рассмотреть особенности работы и конструкции РПДВС, а так же выявить его плюсыи минусы.Для достижения цели курсового проекта, необходимо решить следующие задачи:- Провести анализ конструкции и принципа работы РПДВС.
- Рассмотреть особенности строения РПДВС.
- Рассмотреть плюсы и минусы данного двигателя в сравнении с ДВС обычной компоновки.
- Определить характерные дефекты РПДВС.
- Провести расчёт на прочность - подшипник ротора (RX-7)
2. Конструктивный раздел.
2.1 Автомобильные двигатели, их разновидности.
Можно выделить основные виды автомобильных двигателей.
- Поршневой ДВС классической компоновки.
- Оппозитный двигатель
- Роторный двигатель.Пропустим классический ДВС и перейдём к более интереснойконструкции, а именно: Оппозитный двигатель.
Оппозитный двигатель - поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов, а противостоящие поршни двигаются зеркально по отношению друг к другу (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Следует отличать от V-образного двигателя с развалом цилиндров 180 градусов, в котором поршни двигаются синхронно (когда один поршень находится в верхней мёртвой точке, противостоящий ему находится в нижней).Рис. 4 Разрез оппозитного ДВС.
Конструкция оппозитного ДВС.
Принцип работы оппозитного двигателя и его устройство
Чтоб до конца понять, что такое оппозитный двигатель, необходимо ознакомиться с его строением. Как было уже отмечено выше, это ДВС, обладающий особой структурой – пара поршней движется в горизонтальной плоскости (не вниз-вверх, а слева направо). Вторая, соседняя, находится в том же положении.Количество таких цилиндров варьируется в диапазоне от 2 до 12 (их число всегда кратно двум). Наиболее распространённые образцы обладают 4 и 6 цилиндрами. Для спорткаров были разработаны 8- и 12-ти цилиндровые моторы. Профессионалы отмечают, что принцип функционирования 2-х и 4-х цилиндровых оппозитников ничем не отличается от традиционных двигателей. Свои особенности имеют те, которые обладают шестью цилиндрами.
Виды оппозитных двигателейПринцип работы оппозитного двигателя также меняется в зависимости от особенностей его устройства. Даже такой простой агрегат может иметь несколько вариаций работы поршней. Следовательно, выделяют такие типы моторов:1. Оппозитный боксер зачастую применяется в производстве автомобилей Subaru. Как же работает оппозитный двигатель заявленного вида: поршни расположены на предопределённой дистанции друг напротив друга, к примеру, если первый зафиксирован на определённом промежутке от оси двигателя, то и второй займёт аналогичное положение. При этом они расположены каждый в отдельном цилиндре. Описанный принцип функционирования напоминает боксерский поединок, отсюда и название типа.2. ОРОС располагает совсем иным принципом построения и порядком работы поршней. Подобные аппараты являются двухтактными. Один цилиндр располагает сразу двумя поршнями, которые крепятся к одному коленчатому валу. Первый отвечает за впуск смеси, другой – за своевременный выход продуктов сгорания. Подобная конструкция не располагает головкой, которая зачастую имеется на блоке цилиндров. Преимущества оппозитного двигателя ОРОС заключаются в том, что поршни функционируют в пользу одного коленчатого вала. Такой тип устройства располагает небольшой массой и меньше в размерах. Следовательно, значительно расширилась сфера применения. Вдобавок, указанный двигатель может работать на разном топливе – дизельном или бензиновом. В довершении, укажем основные преимущества:- поршни проходят гораздо меньшую дистанцию, вследствие этого значительно снижается сила трения, которая негативно влияет на износостойкость;
- увеличивается эффективность, ведь вредоносные газы не влияют на камеру сгорания, а оказывают давление на поршни;- мотор на 30-50 % легче привычного;- оппозитный двигатель располагает меньшим количеством деталей (в среднем на 50 %);- экономичность;- отсутствие системы привода клапанов.- мотор занимает гораздо меньше пространства под капотом.Однако стоит помнить, что ОРОС находится на стадии разработки, поэтому может возникнуть много непредвиденных проблем в ходе эксплуатации.
3. Танковый двигатель (5ТДФ, спроектированный специально для Т-64 и Т-72). Ресурс оппозитного двигателя рассчитан на военную технику крупных габаритов. Здесь поршни разделяют один цилиндр и перемещаются они в одном направлении, но каждый располагает своим отдельным коленчатым валом. Место, где воспламеняется топливо (камера сгорания), возникает тогда, когда промежуток между поршнями становится минимальным.
Как и у моторов ОРОС, в цилиндры впускается воздух, а ненужные газы удаляются посредством турбонаддува. Встречный ход поршней позволил сконструировать компактный, но мощный агрегат. Силовая установка обладает предельным количеством оборотов в 2000, а мощностью – в 700 лошадиных сил. Объем соответственно достигал от 6 до 13 л.Это преимущество оппозитных двигателей влечёт за собой и ещё один значительный плюс: поскольку вибраций практически нет, то и износ движущихся частей происходит гораздо медленнее, чем в, скажем, V-образных двигателях. Соответственно ресурс таких моторов весьма велик: практика показывает, что величина их пробега до капитального ремонта составляет около полумиллиона километров. Некоторые владельцы автомобилей, на которых установлены оппозитные двигатели, утверждают, что эта цифра на практике даже больше и составляет от 600 000 до 700 000 километров.
Рассмотрим плюсы и минусы оппозитного двигателя:Каждый элемент в автомобильном организме обладает своими преимуществами и недостатками. Плюсы оппозитного двигателя состоят в следующем:- снижение центра тяжести транспортного средства, что позитивно отражается на его устойчивости;- ресурс мотора непременно возрастает (если правильно эксплуатировать, то он достигает порядка 1 млн. км);- благодаря особому взаимодействию поршней, снижается уровень вибро- и шумоотдачи.
Минусы оппозитного двигателяЕсли у оппозитного двигателя есть плюсы, то непременно имеются и определённые минусы:
- Картер.
- КШМ (Кривошипно Шатунный Механизм)
- ГРМ (Газораспределительный механизм)
- Коленчатый вал с маховиком.
- Топливная система.
- Система смазки.
- Система охлождения.
- Система зажигания.
Основные минусы классической схемы двигателя:
- При использовании двигателя внутреннего сгорания нельзя организовать работу оборудования по замкнутому циклу, а, значит, организовать работу в условиях, когда давление существенно превышает атмосферное.- Большинство ДВС работает за счёт использования невозобновляемых ресурсов (бензина, газа). И исключение – машины, работающие на биогазе, этиловом спирте (на практике встречается редко, так как при использовании такого топлива невозможно добиться высоких мощностей и скоростей).
- Существует тесная зависимость работы ДВС от качества топлива. Оно должно обладать определённым определенным цетановым и октановым числами (характеристиками воспламеняемости дизельного топлива, определяющими период задержки горения рабочей смеси и детонационной стойкости топлива), плотностью, испаряемостью.Цикл Карно:
Рис. 2 Схема цикла Карно для ДВС классической компоновки.На участке 1-2
происходит изотермическое расширение газа. При этом цилиндр находится в контакте с нагревателем (схема а), с поршня песчинки переносятся на полку. Газ выполняет работу благодаря теплоте Q.На участке 2-3
происходит адиабатическое расширение газа. Цилиндр находится на адиабатической подставке, песчинки переносятся с поршня на полку (схема б). Газ выполняет работу благодаря внутренней энергии, поэтому его температура снижается до Т
На участке 3-4
осуществляется изотермическое сжатие газа. Цилиндр находится в контакте с холодильником Т, песчинки переносятся с полок на поршень (схема в). Работа выполняется над газом, газ передает количество теплоты Q
холодильнику; поэтому температура газа остается неизменной – Т.На участке 4-1
осуществляется адиабатическое сжатие газа. Цилиндр находится на адиабатической подставке, песчинки переносятся с полок на поршень (схема г). Работа выполняется над газом, благодаря ей внутренняя энергия газа увеличивается, температура газа повышается от Т.В тоже время, конструкторы автомобильных ДВС пытаются уменьшить массу применяя современные материалы и конструкторские решения. Одно из возможных направлений улучшения, с целью облегчения и уменьшения конструкции стали РПДВС (Роторно-Поршневые Двигатели Внутреннего Сгорания) в настоящее время использующиеся на автомобилях:●︎Mazda RX Vision (Концепт)
●Mazda 787B (Прототип)
●︎Mazda RX-8
●︎Mazda RX-7
Их главные отличия: большая мощность при малом объёме и размере, его КПД больше на 15% чем у бензинового и на 5% больше чем у дизельного, минимальный уровень вибрации, более компактный чем обычные ДВС.
Принцип работы РПДВС: Рис. 3 Такты в РПДВС: (1-5 Впуск); (6-9 Сжатие); (10 Вопсломенение); (11-15 Расширение); (16-18 Выпуск).1.2 Цель и задача курсового проекта.
Цель курсового проекта - рассмотреть особенности работы и конструкции РПДВС, а так же выявить его плюсыи минусы.Для достижения цели курсового проекта, необходимо решить следующие задачи:- Провести анализ конструкции и принципа работы РПДВС.
- Рассмотреть особенности строения РПДВС.
- Рассмотреть плюсы и минусы данного двигателя в сравнении с ДВС обычной компоновки.
- Определить характерные дефекты РПДВС.
- Провести расчёт на прочность - подшипник ротора (RX-7)
2. Конструктивный раздел.
2.1 Автомобильные двигатели, их разновидности.
Можно выделить основные виды автомобильных двигателей.
- Поршневой ДВС классической компоновки.
- Оппозитный двигатель
- Роторный двигатель.Пропустим классический ДВС и перейдём к более интереснойконструкции, а именно: Оппозитный двигатель.
Оппозитный двигатель - поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов, а противостоящие поршни двигаются зеркально по отношению друг к другу (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Следует отличать от V-образного двигателя с развалом цилиндров 180 градусов, в котором поршни двигаются синхронно (когда один поршень находится в верхней мёртвой точке, противостоящий ему находится в нижней).Рис. 4 Разрез оппозитного ДВС.
Конструкция оппозитного ДВС.
Принцип работы оппозитного двигателя и его устройство
Чтоб до конца понять, что такое оппозитный двигатель, необходимо ознакомиться с его строением. Как было уже отмечено выше, это ДВС, обладающий особой структурой – пара поршней движется в горизонтальной плоскости (не вниз-вверх, а слева направо). Вторая, соседняя, находится в том же положении.Количество таких цилиндров варьируется в диапазоне от 2 до 12 (их число всегда кратно двум). Наиболее распространённые образцы обладают 4 и 6 цилиндрами. Для спорткаров были разработаны 8- и 12-ти цилиндровые моторы. Профессионалы отмечают, что принцип функционирования 2-х и 4-х цилиндровых оппозитников ничем не отличается от традиционных двигателей. Свои особенности имеют те, которые обладают шестью цилиндрами.
Виды оппозитных двигателейПринцип работы оппозитного двигателя также меняется в зависимости от особенностей его устройства. Даже такой простой агрегат может иметь несколько вариаций работы поршней. Следовательно, выделяют такие типы моторов:1. Оппозитный боксер зачастую применяется в производстве автомобилей Subaru. Как же работает оппозитный двигатель заявленного вида: поршни расположены на предопределённой дистанции друг напротив друга, к примеру, если первый зафиксирован на определённом промежутке от оси двигателя, то и второй займёт аналогичное положение. При этом они расположены каждый в отдельном цилиндре. Описанный принцип функционирования напоминает боксерский поединок, отсюда и название типа.2. ОРОС располагает совсем иным принципом построения и порядком работы поршней. Подобные аппараты являются двухтактными. Один цилиндр располагает сразу двумя поршнями, которые крепятся к одному коленчатому валу. Первый отвечает за впуск смеси, другой – за своевременный выход продуктов сгорания. Подобная конструкция не располагает головкой, которая зачастую имеется на блоке цилиндров. Преимущества оппозитного двигателя ОРОС заключаются в том, что поршни функционируют в пользу одного коленчатого вала. Такой тип устройства располагает небольшой массой и меньше в размерах. Следовательно, значительно расширилась сфера применения. Вдобавок, указанный двигатель может работать на разном топливе – дизельном или бензиновом. В довершении, укажем основные преимущества:- поршни проходят гораздо меньшую дистанцию, вследствие этого значительно снижается сила трения, которая негативно влияет на износостойкость;
- увеличивается эффективность, ведь вредоносные газы не влияют на камеру сгорания, а оказывают давление на поршни;- мотор на 30-50 % легче привычного;- оппозитный двигатель располагает меньшим количеством деталей (в среднем на 50 %);- экономичность;- отсутствие системы привода клапанов.- мотор занимает гораздо меньше пространства под капотом.Однако стоит помнить, что ОРОС находится на стадии разработки, поэтому может возникнуть много непредвиденных проблем в ходе эксплуатации.
3. Танковый двигатель (5ТДФ, спроектированный специально для Т-64 и Т-72). Ресурс оппозитного двигателя рассчитан на военную технику крупных габаритов. Здесь поршни разделяют один цилиндр и перемещаются они в одном направлении, но каждый располагает своим отдельным коленчатым валом. Место, где воспламеняется топливо (камера сгорания), возникает тогда, когда промежуток между поршнями становится минимальным.
Как и у моторов ОРОС, в цилиндры впускается воздух, а ненужные газы удаляются посредством турбонаддува. Встречный ход поршней позволил сконструировать компактный, но мощный агрегат. Силовая установка обладает предельным количеством оборотов в 2000, а мощностью – в 700 лошадиных сил. Объем соответственно достигал от 6 до 13 л.Это преимущество оппозитных двигателей влечёт за собой и ещё один значительный плюс: поскольку вибраций практически нет, то и износ движущихся частей происходит гораздо медленнее, чем в, скажем, V-образных двигателях. Соответственно ресурс таких моторов весьма велик: практика показывает, что величина их пробега до капитального ремонта составляет около полумиллиона километров. Некоторые владельцы автомобилей, на которых установлены оппозитные двигатели, утверждают, что эта цифра на практике даже больше и составляет от 600 000 до 700 000 километров.
Рассмотрим плюсы и минусы оппозитного двигателя:Каждый элемент в автомобильном организме обладает своими преимуществами и недостатками. Плюсы оппозитного двигателя состоят в следующем:- снижение центра тяжести транспортного средства, что позитивно отражается на его устойчивости;- ресурс мотора непременно возрастает (если правильно эксплуатировать, то он достигает порядка 1 млн. км);- благодаря особому взаимодействию поршней, снижается уровень вибро- и шумоотдачи.
Минусы оппозитного двигателяЕсли у оппозитного двигателя есть плюсы, то непременно имеются и определённые минусы: