Динамический расчет двигателя

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовую работу______________________________________3

Введение______________________________________________________4-14

1. Тепловой расчет двигателя____________________________________15-21

1.1. Свежий заряд и продукты  сгорания______________________15-16

1.2. Процесс впуска_______________________________________16

1.3. Процесс сжатия_______________________________________16-17

1.4. Процесс сгорания_____________________________________17

1.5. Процесс расширения__________________________________17-18

1.6. Индикаторные показатели рабочего  цикла________________18

1.7. Эффективные показатели рабочего  цикла_________________18-19

1.8. Основные размеры двигателя___________________________19-20

1.9. Построение индикаторной диаграммы___________________20-21

2.  Динамический  расчет двигателя_______________________________21-32

          2.1. Силы давления газов___________________________________23-25

          2.2. Силы инерции________________________________________25-26

          2.3. Суммарная сила и её составляющие______________________26-28

          2.4. Суммарный крутящий момент___________________________28-30

          2.5. Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала__________________________________________________________30-32

Список литературы_____________________________________________33

Приложение___________________________________________________34

Задание на курсовую работу

• Спроектировать дизельный двигатель мощностью 150 кВт и частотой вращения 3000 мин^-1, прототип ЗИЛ-645

Введение

2 августа 1916 г. в Тюфелевой роще состоялись торжественный молебен и закладка автомобильного завода (АМО), который к марту 1917 г. должен был выпустить 150 полуторатонных грузовиков «Ф-15» по лицензии итальянской фирмы "ФИАТ". Завод основан торговым домом «Кузнецов, Рябушинские». Трудности военного времени и слабость станко-инструментальной базы страны сорвали планы строительства завода в намеченные сроки. Тем не менее, Рябушинские закупили в Италии комплекты автомобилей «Ф-15 », что обеспечило сборку 432 грузовиков в 1917 г., 779 - в 1918 г. и 108 автомобилей - в 1919 г. Однако, завод для изготовления и сборки собственных автомобилей достроен не был. Виною тому стали Октябрьская революция и гражданская война. Национализация недостроенного завода (15 августа 1918 г.) зафиксировала экспроприацию собственности акционеров АМО. Недостроенное предприятие по существу превратилось в крупные мастерские, где ремонтировались автомобили и другая техника.

30 апреля 1923 г. заводу АМО было присвоено  имя итальянского коммуниста  Ферреро, убитого фашистами. В июне 1923 г. Госплан СССР утвердил производственное задание заводу на 1923-1927 гг. Однако только в марте 1924 г. на завод поступило конкретное правительственное задание на изготовление первых советских грузовиков.

1 ноября 1924 г. был собран первый полуторатонный  грузовик АМО-Ф-15, а 7ноября десять  машин приняли участие в параде. Эту дату принято считать днем  рождения советского автомобилестроения.

В 1925 году завод был переименован в 1-й Государственный  автомобильный завод (бывший АМО).

В 1927 году завод возглавил И.А.Лихачев, с  именем которого связано интенсивное  развитие предприятия.

В начале 1927г. Автотрест, которому подчинялся завод, принял решение о реконструкции  завода. Объектом производства был  выбран грузовик американской автосборочной  фирмы "Автокар" грузоподъемностью 2,5 т. При этом планировался массовый выпуск грузовиков конвейерным способом.

В 1931 пуск завода после реконструкции и 1 октября  этого же года заводу присвоено имя  И.В.Сталина (ЗИС). 25 октября 1931 г. был  пущен первый отечественный сборочный  автомобильный конвейер, с которого сошли первые 27 грузовиков АМО-3.

1октября  1931г заводу присвоено имя И.В.Сталина  (ЗИС).

К лету 1933 г. грузовик АМО-3 был модернизирован, его грузоподъемность была повышена до 3 т.

В 1934 г. началось производство автомобилей ЗИС-5 и  ЗИС-6.

Грузовик  ЗИС-5 стал этапной моделью в истории  завода не только потому, что был  первым действительно массовым автомобилем  и стоял на производстве 15 лет. На базе автомобиля ЗИС-5 было разработано 25 разновидностей и модификаций  автомобилей, 19 из которых были поставлены на производство.

21 августа  1933 г. Совнарком СССР принял  решение о второй реконструкции  завода, которая была направлена  на расширение перечня моделей  автомобилей.

В 1936 г. (3 ноября) началась конвейерная сборка первого отечественного семиместного лимузина ЗИС-101, основой которого стала  конструкция американского легкового  автомобиля "Бьюик" по натурному  образцу (без покупки у фирмы  чертежей).

С 1936 по 1941 гг. завод сосредоточил усилия на увеличение выпуска грузовиков с  газогенераторными установками  ЗИС-21 и полугусеничных автомобилей  ЗИС-22, ЗИС-42, а также автобусов  ЗИС-8 и ЗИС-16 (все на базе ЗИС-5).

Наступление немецких войск на Москву осенью 1941 г. вынудило эвакуировать значительное количество людей и оборудования в Ульяновск, Миасс, Челябинск и  Шадринск. В октябре 1941 г. завод был  подготовлен к уничтожению и  не работал. Однако после успешного  подмосковного наступления Красной  Армии зимой 1941-1942 гг. ЗИС понемногу  набирал обороты и с июня 1942 г. с конвейера стали сходить  военные грузовики ЗИС-5В (упрощенные), полугусеничные тягачи ЗИС-22, ЗИС-42, выпускалось  вооружение для фронта (минометы, автоматы, мины, снаряды и прочее). За годы войны  было изготовлено около 100 тысяч  грузовиков ЗИС-5В, ЗИС-42, ЗИС-42М, санитарных автобусов ЗИС-16С. Тогда же в июне 1942г. ЗИС был награжден первым орденом Ленина за отличную организацию  производства боеприпасов и вооружения. Эвакуированные люди и оборудование стали основой заводов: Ульяновского, Уральского (Миасского) автомобильных, Челябинского кузнечно-прессового и Шадринского автоагрегатного.

В октябре 1944 года завод был награжден Орденом  Трудового Красного Знамени.

19 сентября 1942 г. были начаты работы по  созданию правительственного лимузина  высшего класса ЗИС-110. Верховный  заказчик пожелал за образец  автомобиля взять лимузин фирмы  «Паккард».

В 1946 г. началась третья реконструкция ЗИСа. Она предназначалась для постановки на производство первой послевоенной продукции завода: грузовых автомобилей ЗИС-150 (1947г.) и грузовых автомобилей повышенной проходимости ЗИС-151 (1948г.).

В ноябре 1949 года завод награжден вторым орденом  Ленина за заслуги в развитии советского автостроения и в связи с 25-летием советского автомобиля.

В 1949 г. на смену городскому автобусу ЗИС-154 пришел городской автобус ЗИС-155. Автобус  был выполнен на базе основных агрегатов  автомобиля ЗИС-150 и автобуса ЗИС-154.

С 30 апреля 1950 г. завод начал выпускать холодильники, а с января 1951г. приступил к  производству велосипедов, производство которых прекратилось в 1959 г.

В 1950 году завод приступил к производству оборонной техники - бронетранспортеров ЗИС-152 и автомобилей-амфибий ЗИС-485 (1952-1958г.г.)

В начале 1953г. на заводе было создано специальное  управление по проектированию первого  китайского автозавода. Специалисты  ЗИСа в Чанчуне помогли китайцам пустить в производство первый китайский грузовик «Цзефан» (копия ЗИС-150).

В 1954 г. по настоянию маршала СССР Г.К. Жукова на заводе организуется специальное  конструкторское бюро для создания особой автомобильной техники, предназначенной  для мобильных ракетных систем. Начальником  и главным конструктором СКБ  был назначен В.А.Грачев.

В 1955 г. на производство был поставлен первый отечественный междугородный автобус  ЗИС-127.

В 1956 г. умирает  Иван Алексеевич Лихачев и заводу присваивается его имя. В конце  того же года были собраны по два  первых опытных образца грузовых автомобилей второго послевоенного  поколения - ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131.

В 1957г. ЗИС-155 сменил более комфортабельный городской  автобус ЗИЛ-158.

В 1957г. на производство поставлен автомобиль ЗИЛ-164-ЗИЛ-164А взамен ЗИС-150. На автомобиле был установлен модернизированный  двигатель, новый задний мост со штампованной балкой.

В 1958 году вместо автомобиля ЗИЛ-151 стал собираться трехосный полноприводный автомобиль ЗИЛ-157. Автомобиль был оснащен устройством для регулирования давления воздуха в шинах колес и односкатной ошиновкой. Линия легковых машин после автомобиля ЗИС-110 была продолжена в 1958 г. правительственным лимузином ЗИЛ-111.

На международной  выставке в Брюсселе автомобиль награжден  Почетным дипломом. Последующие легковые автомобили: ЗИЛ-114-117 (1967-1976 г.г.), ЗИЛ-4104-4105 (1976 г.), вплоть до последнего ЗИЛ-41041, расцениваются, как достаточно стильные и современные. Четвертая реконструкция завода, начавшаяся в 1959 г., позволила освоить  производство автомобилей ЗИЛ-130 и  ЗИЛ-131.

В 1964г. начато массовое производство ЗИЛ-130. Совершенствование  конструкции грузовиков ЗИЛ-130 продолжалось до конца 1970 г. и пополнилось такими модификациями как северные, экспортные, тропические, газобаллонные и т.д.

К категории  полноприводных автомобилей к третьему поколению относится 3,5-тонный грузовик ЗИЛ-131 (6х6), унифицированный с серией "130" и выпускавшийся с 1967 г. В связи с изменениями в двигателе и ходовой части в 1987 году автомобилю присвоен индекс ЗИЛ-131Н.

В 1967г. были спроектированы и производились (штучно) поисково-эвакуационные установки (ПЭУ-1) для поиска и эвакуации  спускаемых космических объектов и  космонавтов.

В 1967 г. СССР впервые принял участие в 8 Международной "Неделе автобусов" в г. Ницце, где комфортабельный автобус  малого класса «Юность» ЗИЛ-118 завоевал 12 призов. Автобус изготавливался штучно по отдельным заказам. Серийного  производства автобуса организовать не удалось.

В 1971 году завод награжден третьим орденом  Ленина за успешное выполнение восьмого пятилетнего плана.

13 июля 1971 года ЗИЛ стал Производственным  Объединением (ПО ЗИЛ), в состав  которого вошли 17 заводов.

В 1974 году на главном конвейере был собран миллионный ЗИЛ-130.

В 1975 году завод награжден Орденом Октябрьской  революции за успешное завершение работ  по созданию мощностей на выпуск 200 тысяч автомобилей в год.

В 1975 г. на ЗИЛе наладили производство нового поколения 3-х осных автомобилей ЗИЛ-133Г1 (6x4) грузоподъемностью 8 т, к которым с 1977 г. добавилась 10-тонная модель ЗИЛ-133Г2 полной массой 17,2 т. Их оборудовали стандартным 150-сильным двигателем V8, 5-ступенчатой коробкой передач, гипоидной главной передачей и балансирной подвеской задних колес на полуэллиптических рессорах.

С 1979 г. взамен ЗИЛ-133Г2 выпускались грузовики ЗИЛ-133ГЯ на которых устанавливались дизельный  двигатель КамАЗ-740 Камского автозавода ( 210 л.с), 10-ступенчатая коробка передач, усиленные передние рессоры.

Большую роль завод сыграл в судьбе КАМАЗа. На ЗИЛе были спроектированы литейный и автосборочный корпуса, а созданные образцы грузовиков легли в основу модельного ряда автомобилей из Набережных Челнов.

Начавшаяся  в 1982 году последняя и самая крупная  реконструкция завода совпала с  кардинальными изменениями в  экономике страны.

В 1984г. выпущены первые автомобили ЗИЛ-130 с модернизированным  передним приводом. Им был присвоен индекс ЗИЛ-431410.

В1990-е  годы производство грузовиков ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и ЗИЛ-131Н было переведено на Уральский  автомоторный завод (УАМЗ) в Новоуральске под Екатеринбургом.

В начале 90-х гг. ранее засекреченное производство специальных вездеходов было преобразовано  в ОАО "Вездеход ГВА". В его  название вошли инициалы создателя  вездеходной техники В. А. Грачева. Наиболее интересными являются аварийно-спасательные амфибии "Синяя птица". Они предлагались в грузовом и грузопассажирском  исполнениях ЗИЛ-4906 и ЗИЛ-49061 (6х6) с бензиновыми или дизельными двигателями мощностью 136-185 л.с, бортовой 10-ступенчатой трансмиссией, независимой  торсионной подвеской, дисковыми тормозами, стеклопластиковыми кузовами, оборудованными радионавигационными приборами и средствами спасения.

Полная  масса машин - 9,6-11,8 т, максимальная скорость по шоссе - 75-80 км/ч, на плаву - 8-9 км/ч. С 1992 г. в городе Балахне Нижегородской  области на Правдинском заводе радиорелейной  аппаратуры (ОАО ПЗРА) начата сборка их сухопутных 4,5-тонных 185-сильных вариантов  автомобилей высокой проходимости: с крановым манипулятором ЗИЛ-497202 и ЗИЛ-497205; с кузовом-фургоном ЗИЛ-497200; многофункциональных шасси ЗИЛ-390610.

В декабре 1991 г. распался СССР, и порвались  многолетние внутрисоюзные связи. Новые условия периода перестройки, потеря важных рынков, сбои в кооперационных связях и фактическое прекращение  поступления военных заказов  заставили ЗИЛ в корне пересмотреть свою политику и начать приспосабливаться  к рыночным принципам ведения  хозяйства. В первое время это  привело к резкому падению  спроса на все серийные грузовые автомобили и поставило завод на грань  банкротства. Одновременно начались активные поиски выхода из создавшегося положения, в результате которых вся производственная программа была пересмотрена и расширена. Этому способствовала и конкуренция  со стороны иностранных фирм, которую  ранее ЗИЛ никогда не испытывал.

23 сентября 1992 г. ПО ЗИЛ было приватизировано  первым в отрасли и одним  из первых из числа крупнейших  предприятий России и преобразовано  в Открытое Акционерное Московское  Общество "Завод имени И. А.  Лихачева" (АМО ЗИЛ) с сохранением  торговой марки "ЗИЛ". Общее  собрание акционеров избрало  новый в истории завода орган  управления - Совет директоров. Кроме  головного завода, оно включало 30 дочерних предприятий. Одним из  его акционеров стало правительство  Москвы, которому в настоящее  время принадлежит контрольный  пакет акций. 

Конъюнктура рынка изменилась, нужны были грузовики  грузоподъемностью не более трех тонн, рассчитанные на мелких предпринимателей и преимущественное использование в городах для доставки малых партий грузов, и большегрузные грузоподъемностью свыше 10 тонн.

В 1992 году был разработан новый 3-х тонный малотоннажный  автомобиль полукапотной компоновки ЗИЛ-5301.

Имя «Бычок»  этому автомобилю дал мэр г.Москвы Ю.М.Лужков.

В 1992 г. для  участия в соревнованиях Кубка  ФИА по шоссейно-кольцевым гонкам на грузовиках было изготовлено несколько  седельных тягачей ЗИЛ-4421С (мощность до 900 л.с.) с импортными агрегатами.

30 декабря  1994 г. с конвейера в АСК сошел  последний грузовик ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и тогда же началось мелкосерийное  производство автомобилей семейства  ЗИЛ-5301. Его шасси стало базой  для цельнометаллического фургона  и автобусов вместимостью 15+1, 21+1. На третьей Всероссийской выставке-конкурсе  «Лучшие работы года – Дизайн-95»,  коллектив авторов: К.В.Потехин,  В.Г.Мазепа, А.Н.Митрофанов, А.Н.Горчаков, Э.С.Дамьяно, В.И.Бобр и Э.И.Грицай за разработку малотоннажного грузовика удостоен Гран При в номинации «Промышленный дизайн».

Основой семейства в 1996 г. стала серийная сборка автомобилей ЗИЛ-5301. Он оснащен  автомобильной модификацией тракторного 4-цилиндрового дизельного двигателя  Д-245.12С (108,8 л.с.) и Д-245.9Е2(136 л.с.) Минского моторного завода. На автомобили устанавливается 5-ступенчатая синхронизированная коробка  передач, гидроусилитель рулевого управления и 3-местная кабина с некоторыми изменениями кабина ЗИЛ-4331. "Бычок" оснащен гидроприводом сцепления и тормозов, гипоидной главной передачей, передними дисковыми тормозами, 16-дюймовыми колесами с бескамерными шинами, имеет малый радиус поворота (7 м) и небольшую погрузочную высоту. Основные модификации семейства малотоннажных автомобилей производятся с колесными базами 3650 и 4250 мм; с удлиненной кабиной, с двумя спальными местами; с семиместной двухрядной кабиной. На них предлагаются соответствующие бортовые варианты, несколько видов универсальных, изотермических и рефрижераторных фургонов-кузовов. На базе малотоннажных автомобилей создана большая гамма коммунальной, строительной и специальной техники.

Автомобили  семейства ЗИЛ-5301, оказавшиеся проще  и дешевле иностранных аналогов, вполне удовлетворяют потребности  российских покупателей.

В 1999 г. было изготовлено 13745 "бычков", что составило 63,4% общего производства завода.

В 1996 г. был  представлен магистральный седельный  тягач ЗИЛ-6404 (6x4) с 410-сильным дизелем  ЯМЗ-7511 и спальным отсеком, способный  буксировать автопоезда полной массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

1998 году  на производство был поставлен  автомобиль ЗИЛ-432720 (4х4) с колесной  базой 3340 мм. Шасси ЗИЛ-432722 предназначается  для монтажа специализированных  надстроек коммунально -дорожных служб.

Кардинальные  реформы в России 90-х гг. существенно  отразились на положении ЗИЛа. Первоначальная ставка на тесное сотрудничество в области тяжелых грузовиков и дизелей с фирмами "Кенворт" (Kenworth), "Катерпиллар" (Caterpillar), "Вольво" (Volvo) и "Рено" (Renault) особого успеха не принесла.

С 1999 г. в  ыпускались новые 10-тонные грузовики ЗИЛ-6309 (6x4) и самосвал ЗИЛ-6409 с 195-сильным дизельным двигателем ЯМЗ-236А массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

К концу XX века АМО ЗИЛ выпускал автомобили более чем в 120 вариантах и предлагал  их с кузовами и надстройками, которые  выпускали 100 предприятий России и  стран СНГ, а комплектующие для  них изготовляли 800 заводов и мастерских. В 1998-2000 гг. ЗИЛ выпускал по 20-22 тыс. грузовиков - это в 10 раз меньше его потенциальных  возможностей.

С момента  начала своей деятельности на предприятии  в период с 1924 по 2000 годы произведено: грузовых автомобилей 7 769 902 шт.; автобусов 38 988 шт; легковых автомобилей высшего класса 11 515 шт.

В 2000 году три полноприводных автомобиля ЗИЛ-433420 совершили уникальный автопробег по маршруту Москва-Якутск-Уэлен-Северная Америка-Западная Европа-Калининград-Москва. Первый этап кругосветной экспедиции длиной 13500 км был пройден за 62 дня и завершился в поселке Уэлен на берегу Берингова пролива (Чукотка). Всего экспедиция преодолела 45 000 км. Автопробег проводился клубом «Приключение» совместно с АМЛ ЗИЛ и правительством Москвы.

В декабре 2002 года произошла смена руководства  АМО ЗИЛ. Был назначен новый генеральный  директор Константин Викторович Лаптев, который до этого работал в  команде "Руспромавто" на посту исполнительного директора ГАЗа. На завод была привлечена группа менеджеров, имеющих практический опыт работы в условиях антикризисного управления. Была разработана программа реструктуризации завода, направленная на работу с дочерними предприятиями по возвращению утерянных ранее активов АМО ЗИЛ, восстановление хозяйственно-производственных связей с сохранившими и возвращаемыми дочерними предприятиями, расширение гаммы выпускаемой продукции и услуг, освоение новых рынков сбыта.

Сегодня завод на базе шасси ЗИЛ совместно  с другими заводами выпускает  большую гамму специальной техники: коммунальную, дорожно- строительную, мусоровозы, вакуумные, илососные, каналопромывочные, аварийно-ремонтные машины, автоцистерны, автоподъемники.

В 2003 году освоено производство автомобилей  ЗИЛ-433180 и ЗИЛ-432930 с дизельными двигателями  с повышенными мощностными показателями Минского моторного завода Д-260.11Е2 (180 л.с.) и Д-245.9Е2 (136 л.с.), которые имеют сертификаты соответствия норм Евро-2.

В 2004 году произошла передача функций исполнительного  единоличного органа предприятия управляющей  компании (МАК). В связи с этим изменилась должность руководителя завода: К.В.Лаптев стал генеральным  директором управляющей организации  АМО ЗИЛ.

С 2004 года с конвейера стали сходить  автомобили ЗИЛ-43272Т (4х4) с дизельным  двигателем ММЗ Д-245.9Е2 Евро-2; ЗИЛ-4334В1 (6Х6) с дизельным двигателем ММЗ  Д-245.30Е2.

С целью  наращивания темпов роста продаж новой техники ЗИЛа на предприятии впервые среди отечественных производителей грузовой и спецтехники организована Акция, стартовавшая 15 марта 2004 года, предназначенная для владельцев отечественных грузовых автомобилей. Суть акции в том, что каждый желающий мог сдать свой подержанный грузовой отечественный автомобиль в зачет стоимости любой новой машины ЗИЛ при ее покупке. При этом старые машины принимались по цене выше рыночной.

В 2005 году Компания «Автофрамос» планирует разместить на АМО ЗИЛ заказ на производство 12 основных кузовных деталей для своего нового Renault Logan . Специалисты АМО ЗИЛ, задействованные в производстве новых деталей, пройдут дополнительную специальную подготовку на предприятиях Renault во Франции.

Кроме автомобилей  на заводе была разработана уникальная технология и налажено литье церковных  колоколов. 14 колоколов весом то 8 кг до 27 тонн украшают Храм Христа Спасителя  в г. Москве.

1. Тепловой расчет двигателя

Тепловой  расчет двигателя является начальным  этапом всех работ, связанных с проектированием  двигателя. При проведении расчетов необходимо сравнить данные отдельных  его этапов с соответствующими параметрами  существующих двигателей. Если обнаружится  ошибка – проверить повторным  расчетом или изменить численные  значения отдельных коэффициентов  в пределах принятых величин.