Svarkin-spb.ru

Описание типа двигателя и процесса его разработки

Виды испытаний двигателя и их назначение

Испытания двигателей можно разделить на опытно-конструкторские и серийные.

Опытно-конструкторские испытания делятся на исследовательские и контрольные.

Исследовательские испытания проводятся для изучения определенных свойств конкретного двигателя и, в зависимости от целей, могут быть доводочными, испытаниями на надежность и граничными.

Доводочные испытания служат для оценки конструктивных решений, принятых для достижения необходимых значений мощностных и экономических показателей, установленных техническим заданием.

Испытания на надежность проводятся для оценки соответствия ресурса двигателя и показателей его безотказности, установленных техническим заданием.

Граничные испытания проводятся для оценки зависимости мощностных и экономических показателей, работоспособности двигателя от граничных условий, установленных техническим заданием, а также повышенных и пониженных температур окружающей среды, кренов и дифферентов, высоты над уровнем моря, переменных нагрузок и изменяющихся скоростных режимов, вибраций, одиночных ударов.

Контрольные испытания предназначены для оценки соответствия всех показателей опытного двигателя требованиям технического задания. Они делятся на предварительные и межведомственные.

Предварительные контрольные испытания проводятся комиссией предприятия-разработчика с участием представителя заказчика для определения возможности предъявления двигателя на приемочные испытания.

Межведомственные испытания являются приемочными испытаниями продукции опытных образцов, проводимыми комиссией, состоящей из представителей нескольких заинтересованных министерств или ведомств. По результатам межведомственных испытаний решается вопрос о возможности и целесообразности проведения испытаний двигателя в условиях эксплуатации.

Серийные испытания являются завершающим этапом технологического процесса производства двигателей и предназначены для контроля качества производства и соответствия их характеристик техническим условиям на поставку. Эти испытания делятся на приемосдаточные, периодические и типовые.

Приемо-сдаточные испытания проводятся с целью проверки качества сборки двигателя и отдельных его узлов на приработку трущихся поверхностей, определения соответствия показателей двигателя техническим условиям на поставку.

Периодические испытания предназначены для контроля стабильности технологического процесса изготовления двигателей в период между испытаниями, подтверждения возможности продолжения их изготовления по действующей нормативно-технической и технологической документации.

Типовые испытания проводятся по программе периодических испытаний с целью оценки эффективности и целесообразности изменений. вносимых в конструкцию или технологию изготовления двигателей.

Испытания автомобильных двигателей регламентирует ГОСТ 14846—81, который определяет условия испытания, требования к испытательным стендам и аппаратуре, методы и правила проведения испытаний, порядок обработки результатов испытаний, объем контрольных и приемочных испытаний.

Перед испытаниями двигатели должны быть обкатаны в cooтветствии с техническими условиями. Испытания проводят с использованием горюче-смазочных материалов, указанных в технической документации на двигатель, имеющий паспорт и протоколы испытаний, удостоверяющие соответствие их физико-химических параметров заданным. При проведении испытаний температуру охлаждающей жидкости и масла в двигателе поддерживают в пределах, указанных в технических условиях на двигатель. При отсутствии таких указаний температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя должна быть 348—358 К, а температура масла 353-373 К.

При испытании число точек измерений должно быть достагочным для того, чтобы при построении характеристик выявить форму и характер кривой во всем диапазоне обследуемых режимов. Показатели двигателя определяют на установившемся режиме работы при котором крутящий момент, частота вращения коленчатого вала температуры охлаждения жидкости и масла изменяются во время измерения не более чем на 2 %. При ручном управлении стендом продолжительность измерения расхода топлива должна составлять не менее 30 с.

В соответствии с ГОСТом при испытаниях двигателей необходимо измерять следующие параметры крутящий момент, частоту вращения коленчатого вала, расход топлива, температуру всасываемого воздуха, температуру охлаждающей жидкости, температуру масла, температуру топлива, температуру отработавших газов, барометрическое давление, давление масла, давление отработавших газов, значение угла опережения зажигания или начала подачи топлива.

Читать еще:  Термостат 417-го двигателя УАЗа

Реферат: Назначение и типы автомобильных двигателей

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

сервиса и экономики

Тема: «Назначение и типы автомобильных двигателей»

Выполнил студент 3-ого курса

1. Основные типы двигателей

2. Основные определения и параметры двигателя

3. Рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей

4. Порядок работы двигателя

5. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Список использованной литературы

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность механизмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую. На современных автомобилях наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых расширяющиеся при сгорании топлива газы воздействуют на движущиеся в их цилиндрах поршни. Бензиновые двигатели работают на легком жидком топливе — бензине, который получают из нефти. Дизельные двигатели работают на тяжелом жидком топливе — дизельном, получаемом также из нефти. Из указанных двигателей наиболее мощными являются бензиновые, наиболее экономичными и экологичными — дизели, имеющие более высокий коэффициент полезного действия. Так, при равных условиях расход топлива у дизелей на 25 . 30% меньше, чем у бензиновых двигателей.

У двигателей с внешним смесеобразованием горючая смесь готовится вне цилиндров, в специальном приборе — карбюраторе (карбюраторные двигатели) или во впускном трубопроводе (двигатели с впрыском бензина) и поступает в цилиндры в готовом виде. У двигателей с внутренним смесеобразованием (дизели, двигатели с непосредственным впрыском бензина) приготовление горючей смеси производится непосредственно в цилиндрах путем впрыска в них топлива. В двигателях без наддува наполнение цилиндров осуществляется за счет вакуума, создаваемого в цилиндрах при движений поршней из верхнего крайнего положения в нижнее. В двигателях с наддувом горючая смесь поступает в цилиндры под давлением, которое создается компрессором. Принудительное воспламенение горючей смеси от электрической искры, возникающей в свечах зажигания, производится в бензиновых двигателях, а воспламенение от сжатия (самовоспламенение) — в дизелях.

1. Основные типы двигателей

Применяемые на автомобилях двигатели подразделяются на типы по различным признакам (рис.1).

Рис.1. Основные типы автомобильных двигателей, классифицированных по различным признакам

У четырехтактных двигателей полный рабочий процесс (цикл) совершается за четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), которые последовательно повторяются при работе двигателей. Рядные двигатели имеют цилиндры, расположенные в один ряд вертикально или под углом 20. 40° к вертикали. V-образные двигатели имеют два ряда цилиндров, расположенных под углами 60, 75° и чаще 90е. V-образный двигатель с углом 180° между рядами цилиндров называется оппозитным. Двух-, трех-, четырех- и пятицилиндровые двигатели выполняются обычно рядными, а шести-, восьми- и многоцилиндровые — V-образными. В двигателях с жидкостным охлаждением в качестве охлаждающего вещества используют антифризы (низкозамерзающие жидкости), температура замерзания которых -40 °С и ниже. В двигателях с воздушным охлаждением охлаждающим веществом является воздух. Большинство двигателей имеет жидкостное охлаждение, так как оно наиболее эффективное.

2. Основные определения и параметры двигателя

Рассмотрим основные параметры двигателя, связанные с его работой (рис. 2). Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчатого вала. Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках поршень меняет направление движения, и его скорость равна нулю. Ход поршня (S) — расстояние между мертвыми точками, проходимое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180° (пол-оборота). Такт — часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одного крайнего положения в другое. Рабочий объем цилиндра (Vk) — объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от ВМТ до НМТ. Объем камеры сгорания (Vc) — объем пространства над поршнем, находящимся в ВМТ. Полный объем цилиндра (Va) — объем пространства над поршнем, находящимся в НМТ:

Рабочий объем (литраж) двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах (см 3 ). Степень сжатия (s) — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, т.е. s = Va/Vc

Основные этапы проектирования авиационных двигателей

Проектирование авиационных двигателей состоит из ряда последовательных работ, оговоренных стандартами. К началу проектирования предшествует выдача технического задания (ТЗ).

ТЗ выдается разработчиком летательного аппарата и направляется в организацию, где проектируется двигатель. ТЗ формируется на основании задания на создание летательного аппарата, а также на основе совместных проработок по летательному аппарату и вновь проектируемого двигателя.

ТЗ содержит основное назначение, основные технические характеристики, важнейшие технические требования и показатели качества, технико-экономические и специальные требования, связанные со спецификой применения разрабатываемого двигателя. После проработки согласования и утверждения ТЗ является основным определяющим документом для всех стадий проектирования и для создания двигателя. Предварительная конструктивная проработка формирования схемы двигателя состоит из вариантов различных конструктивных схем с выявлением основных преимуществ и недостатков применительно к предстоящим условиям работы двигателя, предварительных расчетов двигателя, его основных узлов и характеристик. В этой работе задействованы многочисленные коллективы высококвалифицированных опытных теоретиков и конструкторов с привлечением соответствующих исследовательских институтов, т.к. требования и уровень сложности двигателя в настоящее время очень высоки.

Одновременно выбор схемы и принципиальной схемы двигателя ограничены самим летательным аппаратом, который предназначен для определенных целей. Например, если требуется спроектировать двигатель для сверхзвукового многоцелевого боевого самолета, то наиболее предпочтительным будет ДТРДФ; если требуется создать двигатель для пассажирского самолета большой дальности, то выбор конструкторов остановится на ДТРД с большой степенью двухконтурности и с большой степенью повышения давления; если двигатель необходимо использовать на крылатой ракете, то в зависимости от требуемых скоростей и продолжительности полета это может быть ТРД или ДТРД, но в любом случае двигатель одноразового применения максимально упрощенной конструкции, дешевый в изготовлении.

Большое внимание при проектировании уделяется достижению высоких удельных параметров и основных технических данных, которые заметно должны превышать современный уровень. Кроме этого, проектируемый двигатель должен полностью удовлетворять всем техническим признакам, которые связаны со спецификой конструкции двигателя, поэтому в целях оптимизации задачи проводится сравнительный анализ компоновок проектируемого двигателя с вариантами конструктивных схем основных узлов. При проектировании не мало важную роль играет имеющийся положительный опыт создания двигателя разработчиком и летательного аппарата за качеством, т.к. различные варианты конструктивных схем двигателя могут оказаться равнозначными по основным данным (например, удельная масса двигателя и т.д.).

Наиболее современным способом проектирования новых двигателей является принцип использования единого базового газогенератора в различных ГТД.

ГТД представляет собой основной узел двигателя, состоящий из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины высокого давления; это наиболее сложный и определяющий узел двухконтурного двигателя. Варьируя в широких пределах конструкции и основными данными вентилятора, компрессора низкого давления и турбины низкого давления можно при одном и том же газогенераторе создать семейство двигателей самого различного значения и в то же время резко сократить расходы на создание двигателей.

Подобная практика является общепризнанной в отечественном и зарубежном двигателестроении. Например, фирма General Electric, которая за 15 лет спроектировала 36 видов различных двигателей с использованием одного газогенератора. Очевидно, что проектирование современных двигателей должно основываться на реальных решениях и целях и в основе их должен использоваться имеющийся научно-технический задел по созданию и обработке определенных деталей и узлов двигателя.

Процесс проектирования двигателя включает следующие стадии:

1) техническое предложение (ТП) – совокупность конструкторских документов, содержащие технические и технико-экономические обоснования целесообразности создания нового двигателя на основании анализа ТЗ, предварительных расчетов и конструкторских проработок;

2) эскизный проект – полная разработка конструкции двигателя со всеми основными узлами и деталями. Более подробные расчеты оптимизации вариантов конструкции изготовления макетов, рассмотрение и утверждение эскизного проекта;

3) технический проект – это совокупность конструкторских документов, представляющих собой окончательные технические решения, являющиеся исходными данными для разработки и выпуска рабочей документации;

разработка рабочей документации – это заключительная стадия проектирования проводится с учетом конкретной технологии изготовления и испытания двигателя и всех его узлов. В состав рабочей документации входят все чертежи, расчеты и методики, технические условия на изготовление и испытание схемы и чертежей общих видов. Для отработки конфигурации двигателя и окончательной укладки коммуникаций, изготавливается полноразмерный макет двигателя, который затем устанавливается на макет летательного аппарата и согласовывается с его размерами.

Каждая стадия проектирования считается завершенной после ее утверждения и проведения необходимых согласований. Фактор времени в двигателестроении имеет большое значение, т.к. новые образцы быстро морально устаревают. На практике существуют разработанные системы графиков параллельно-последовательного проведения работ. Такие работы требуют большого внимания исполнителей, но, с другой стороны, они способствуют большой глубине и качеству проработки проекта на разных стадиях. На стадиях разработки эскизного и технического проекта принимает участие большой коллектив конструкторов, технологов, металлургов и других специалистов. При этом принимают участие отраслевые институты, которые оценивают уровень основных параметров двигателя, возможности достижения их, надежность, расчетность запасов прочности, а также уровень технологичности изготовления и трудоемкости деталей, применение новых материалов, а также степени унификации и стандаргазации.

Создание двигателя после завершения проектирования и до начала его серийного производства также проходит ряд стадий:

1) изготовление опытной партии двигателей и выполнение плано-эксперементально-доводочных работ;

2) проведение испытаний двигателя и получение подтвержденных основных данных;

3) проведение ряда длительных стендовых испытаний по проверке прочности и надежности двигателя;

4) проведение специальных испытаний по отработке и проверке двигателя на соответствие предъявленным техническим требованиям;

5) летные испытания на летающих лабораториях и специальных высотных стендах;

6) проведение государственных испытаний и внедрение в серийное производство.

В целях снижения затрат труда и времени на создание двигателя, сокращение необходимого опытных двигателей, плано-эксперементально-доводочных работ предусматривают совмещение проверочных испытаний на каждом двигателе путем параллельно-последовательного проведения выше перечисленных работ

Работы над совершенствованием двигателя не прекращаются после начала его серийного производства и ведутся в направлении повышения надежности, улучшения технологичности и снижения трудоемкости.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
Название: Назначение и типы автомобильных двигателей
Раздел: Рефераты по транспорту
Тип: реферат Добавлен 17:56:15 29 января 2010 Похожие работы
Просмотров: 1335 Комментариев: 14 Оценило: 6 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5 Скачать