Дипломний проект - Автомобільний двигун потужністю 125 кВт на базі дизеля 4ЧН12/14. Оцінка ефективності роботи дизеля на газовому паливі LPG

В роботі розроблено проект автомобільного дизеля потужністю 125 кВт на базі двигуна 4ЧН12/14. Проведено вибір основних конструктивних та режимних параметрів двигуна. Виконано розрахунок робочого процесу двигуна, динамічний розрахунок, розрахунок основних деталей на міцність. Наведено економічне обґрунтування необхідності проектування дизеля, а також зроблено аналіз робітничих умов при проектуванні двигуна з точки зору охорони праці.
В проекті виконано обгрунтування оцінцки ефективності роботи дизеля на газвому паливі LPG.

ЗМІСТ
ВСТУП 4
1 ВИБІР ТИПУ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА 5
1.1 Частота обертання колінчатого вала і середня швидкість руху поршня 5
1.2 Діаметр циліндра та хід поршня 6
1.3 Число циліндрів 6
1.4 Довжина шатуна 7
1.5 Ступінь стиску 8
1.6 Коефіцієнт надлишку повітря 8
1.7 Максимальний тиск циклу 9
1.8 Фази газорозподілу 9
2 ОПИС СИСТЕМ ДВИГУНА 10
2.1 Система змащення 10
2.2 Система охолодження 12
2.3 Система електроустаткування 14
2.4 Система живлення паливом 15
2.5 Система живлення повітрям 19
2.6 Система випуску відпрацьованих газів 21
3 РОЗРАХУНОК РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ 22
3.1 Короткий опис програми розрахунку 22
3.2 Вихідні дані до розрахунку робочого процесу 24
3.3 Результати розрахунку робочого процесу 25
3.4 Скруглення індикаторної діаграми 27
4 ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК 30
4.1 Підготовка вихідних даних 30
4.2 Розрахунок сил і крутного моменту у відсіку двигуна 34
4.3 Розрахунок крутних моментів, переданих корінними шейками 43
4.4 Розрахунок навантажень на шатунні шийки й підшипники 49
4.5 Аналіз зовнішньої врівноваженості двигуна 55
4.6 Розрахунок навантажень на корінну шийку й підшипник 56
4.7 Оцінка нерівномірності обертання колінчастого валу 64
5 РОЗРАХУНОК НА МІЦНІСТЬ ДЕТАЛЕЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНІЗМУ 66
5.1 Розрахунок поршневої групи 66
5.2 Розрахунок шатунної групи 76
5.3 Розрахунок колінчатого вала на міцність 92
6 ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ПЕРЕХОДУ ДИЗЕЛЯ НА ПАЛИВО LPG 101
6.1 Відомості про застосування газоподібного палива 101
6.2 Робочий процес газодизеля 103
6.3 Покоління ГБО 106
6.4 Газобалонна апаратура 108
6.5 Економія при переході на газодизель 111
6.6 Переваги газодизельного двигуна 112
7 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ 114
7.1 Характеристика спроектованого двигуна 114
7.2 Розрахунок собівартості та ціни спроектованого двигуна 114
7.3 Побудова графіка досягнення беззбитковості виробництва 117
7.4 Розрахунок економічного ефекту від виробництва та використання нового двигуна 119
7.5 Висновки 126
8 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА 127
8.1 Загальні питання охорони праці 127
8.2 Шкідливі і небезпечні виробничі чинники, їх класифікація 127
8.3 Промислова санітарія 128
8.4 Електробезпека 133
8.5 Пожежна безпека 133
8.6 Охорона навколишнього середовища 134
ВИСНОВКИ 135
СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ 136

Креслення:
1 Двигун - Креслення загального виду
2 Поршень з шатуном - Складальне креслення та Специфікація
3 Шатун - Креслення деталі
4 Індикаторна діаграма, сили та моменти, що діють у відсіку двигуна, годографи навантажень на шатунну та корінну шийку і підшипник
5 Cхема газодизельної апаратури

Вихідні дані до розрахунку робочого процесу:

ВИСНОВКИ
1. Виконано проект тракторного двигуна на базі дизеля 4ЧН12/14, потужністю Ne = 125 кВт при частоті обертання колінчастого валу п =2100 хв-1.
2. При проведенні розрахунку робочого процесу були отримані такі показники: ефективний ККД – 0,385, питома ефективним витрата палива ge = 220,9 г/кВт·год при pz = 17 МПа.
3. Проведений динамічний розрахунок дизеля. В результатірозрахунку були розраховані навантаження на шатунну і корінну шийку й підшипники, побудовані годографи навантажень на шийки й підшипники, виконаний аналіз зовнішньої врівноваженості двигуна. Також виконана оцінка нерівномірності обертання колінчастого валу.
4. Виконаний розрахунок на міцність деталей шатунної, поршневої груп та колінчатого валу. В результаті розрахунку було встановлено, що всі напруги, деформації і запаси міцності лежать в допустимих межах, що забезпечує надійну і довговічну роботу дизеля.
5. У спеціальному завданні проаналізована ефективніть роботи дизеля на газовому паливі LPG. 6. Проведений техніко–економічний аналіз доцільності масового виробництва даного двигуна показав, що виробництво дизеля доцільне при річному випуску 1345 шт.
7. Досліджено шкідливі та небезпечні фактори, що діють на робочому місці