Проєкт 4-тактного бензинового двигуна Skoda 1.6 МРІ з участю в обслуговуванні системи повітропостачання лабораторії № 128 Діагностування автомобілів і двигунів.

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ «ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА» Відділення «Двигуни та автомобілі» Циклова комісія «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів» Допущений до захисту Голова циклової комісії _____ Василь МАНЗЮК «___»____________2025р. Пояснювальна записка до кваліфікаційної роботи (дипломного проєкту) фахового молодшого бакалавра (освітньо-кваліфікаційний ступень) на тему: Проєкт 4-тактного бензинового двигуна Skoda 1.6 МРІ з участю в обслуговуванні системи повітропостачання лабораторії № 128 Діагностування автомобілів і двигунів. Виконав: здобувач освіти 4 курсу, групи 431-ВД-21 Галузь знань: 13 Механічна інженерія Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування Освітньо-професійна програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння _____________________________ (підпис) Керівник _________ (підпис) Нормоконтролер __________________ ( підпис) Рецензент__________ (підпис) Дата захисту ______________ Дмитро ЛУКІЯНЕНКО (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Павло МАЛЮТІН (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Ігор КОВАЛЕНКО (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Федір БЕЛЬСЬКИЙ (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) Оцінка за захист ____________________ Первомайськ – 2025 року ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ «ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА» Відділення: «Двигуни та автомобілі» Циклова комісія: «Обслуговування автомобілів та виробництва двигунів» Освітньо-кваліфікаційний ступінь: фаховий молодший бакалавр Галузь знань: 13 Механічна інженерія Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування Освітньо-професійна програма: «Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння» ЗАТВЕРДЖУЮ Голова циклової комісії «Обслуговування автомобілів та виробництва двигунів» ______________ Василь МАНЗЮК «____» _________________ 2025 року З А В Д А Н Н Я НА КВАЛІФІКАЦІЙНУ РОБОТУ (ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ) ЗДОБУВАЧЕВІ ОСВІТИ Лукіяненку Дмитру Сергійовичу (прізвище, ім’я, по батькові) 1. Тема проєкту: Проєкт 4-тактного бензинового двигуна Skoda 1.6 МРІ з участю в обслуговуванні системи повітропостачання лабораторії № 128 Діагностування автомобілів і двигунів. керівник проєкту: Малютін П.В. затверджена наказом директора Коледжу від «06» березня 2025р. № 44-у 2. Строк подання здобувачем проєкту: 12.06.2025р. 3. Вихідні дані до проєкту: Потужність Ре = 106 кВт, Частота обертання колінчастого валу n = 5050 хв-1, ступень стиску Е = 11,5 Зміст розрахунково – пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити) 1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Розрахунок робочого процесу двигуна. Розрахунок індикаторної діаграми. Аналіз ефективних показників проєктованого двигуна й прототипу. Динамічний розрахунок двигуна. Розрахунок теплового балансу двигуна. 2. РЕАЛЬНА ЧАСТИНА 2.1 Призначення виконаної роботи. 2.2 Описання виконаної роботи. ЛІТЕРАТУРА 2 ДОДАТКИ Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Аркуш 1 Схема системи повітропостачання А-1.СК Виготовити макет, стенд, пристрій: участь в обслуговуванні системи повітропостачання двигуна Skoda 1.6 МРІ лабораторії № 128 Діагностування автомобілів і двигунів. 4. Дата видачі завдання: 21.04.2025р. КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН № з/п 1 2 3 4 5 6 Назва етапів дипломного проєкту Строк виконання етапів проєкту Примітка 28.04.2025р. 05.05.2025р. Розділ 1 Розділ 2 Аркуш 1 Виконання реальної частини Перевірка проєкту на плагіат Оформлення проєкту 12.05.2025р. 27.05.2025р. 30.05.2025р. 10.06.2025р. Здобувач освіти _____________ Дмитро ЛУКІЯНЕНКО Керівник проєкту _____________ Павло МАЛЮТІН ( підпис ) ( підпис ) (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) (ім’я, ПРІЗВИЩЕ) ЗМІСТ 3 1 Конструкторський розділ 3 1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна 11 1.2 Розрахунок індикаторної діаграми 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна та прототипу 16 1.4 Розрахунок сил, що діють в КШМ 17 1.5 Розрахунок теплового балансу двигуна 24 2 Реальна частина 2.1 Призначення виконаної роботи 31 31 2.2 Опис виконаної роботи Література 31 34 Додаток А Схема системи повітрепостачання ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Розроб. Лукіяненко Перевір. Малютін Реценз. Н. Контр. Затверд. Коваленко Манзюк Підпис Дата Пояснювальна записка Літ. Арк. Акрушів 2 34 ВСП.ПФК.НУК 431 1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна. Розрахунок виконано по існуючим програмам ПК НУК Умова завдання: Ефективна потужність Pе= Частота обертання колінчастого валу. n= Ступінь стиску   Число циліндрів і= Вихідні дані теплового розрахунку. Коефіцієнт надлишку повітря Тиск навколишнього середовища Температура навколишнього середовища Підігрів свіжого заряду Тиск залишкових газів Температура залишкових газів Коефіцієнт використання теплоти в точці "Z" Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми Паливо: Бензин: :А-95 ДСТУ 4839-2007 Середній елементарний склад палива С=0.85 Н=0.15 молекулярна маса бензину mТ=115 кг/кмоль Нижча теплота згорання палива QH=44000 кДж/кг   Р а= Т а= T  Р r= Т r=  z    106 кВт -1 5050 хв 11,5 4 0,89 0,103 МПа 293 К 11 К 0,105 МПа 999 К 0,95 0,97 Параметри робочого тіла. Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг. палива L0  1 1 C H  0.85 0.15  кмоль / кг         0.515 0.21  12 4  0.21  12 4  l0  28 .95L0  28 .950. 51514.9кг Кількість свіжого заряду M1    L0  M 1  1 кмоль , / кг mT 0,468 кмоль/кг ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 3 Кількість окремих компонентів продуктів згоряння при К=0.5 C 1 2 0.21L0 , кмоль/ кг 12 1  K 1 M co  2 0.21L0 , кмоль / кг Кількість СО: 1 K Н 1 MН О   2K 0.21L0 , кмоль/ кг Кількість Н2О: 2 1 K 1 Кількість Н2: M Н  2K 0.21L0 , кмоль / кг 1 K MN 0.79  L0, кмоль /кг Кількість N2: Кількість СО2: Mco  2 2 0,055 кмоль/кг 0,016 кмоль/кг 0,067 кмоль/кг 0,008 кмоль/кг 2 2 Загальна кількість продуктів згоряння. кмоль M2=MCO2+МСО+MH2O+MН2+MN2, /кг 0,363 кмоль/кг 0,509 кмоль/кг Параметри процесу газообміну. Тиск в кінці впуску. Pd  ( 0 . 8  0 . 9 )  Pa число з інтервалу = 0,87 Рd= 0,087 МПа Коефіцієнт залишкових газів. r  Ta  T Pr  Tr   Pd  Pr r  0,036 Температура в кінці впуску. Td  T d= Ta   Т   r  Tr , K 1 r 327,944 К Коефіцієнт наповнення. Фс  Фс= 1 1 Тa   Рd  Pr   1 Pa Та  Т 0,798 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 4 Густина заряду на впуску. Р a  10 6 a  R П  Ta RП=287 Дж  , кг м3 /кг x к - універсальна газова постійна для повітря.  a  1,189 Кг/м 3 Параметри процесу стиску. Показник політропи стиску. Вибираємо значення за номограмою. n1  1,37 Тиск в кінці стиску. Pc  Pd   n1 , МПа Pc= 2,470 МПа Температура в кінці стиску. Т с  Т d   n1 1 , K T c= 809,576 К Середня мольна теплоємкість повітря. mC v 19.88 0.002638 TC , КДж mC v   Кмоль  К 22,016 кДж/кмоль К Параметри процесу згоряння. Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни. 0   0  М2 М1 1,087 Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни.  r   0 1 r   1,084 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 5 Кількість теплоти, втраченої внаслідок неповного згорання палива. QH 119950 1  L0 , кДж/ кг QH= 6795,2 кДж/кг Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих газів при сталому об'ємі. для N2: mCv''N2=21,554+0,001457xTZ для Н2: mCv''H2=19,198+0,001758xTZ для CO: mCv''co=22,1+0,001430xTZ для CO2: mCv''co2=38,609+0,003349xTZ для H2O: mCv''H2O=25,459+0,004438xTZ Середня мольна теплоємкість продуктів згорання при сталому об'ємі.    MH2OmCvH2O    КДж 1 MCO2 mCvCO2  MCO mCvCO mCv    , КмольК   M2  MH2  mCvH2  MN2 mCvN2    Після підстановки одержимо рівняння. mC v  а  в TZ , КДж Кмоль  К де: а= в= 23,8913 0,00206 Максимальна температура процесу згоряння.  Z  (Q H   Q H )  m C v  TC   m C v   T Z M 1  1   r  Після підстановки одержимо квадратне рівняння. ATZ2 B TZ c 0 де: А= В= С= Звідки: 0,00223 25,8976 90754,1  B  B2  4  A  C TZ  , K 2 A Т Z= 2820 К ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 6 Максимальний тиск згоряння. Pmax    Pc Tz Pmax= 9,324 МПа Tc , мПа Ступінь підвищення тиску.   Pmax Pc = 3,775 Параметри процесу розширення. Середній показник політропи розширення. Вибираємо значення по номограмі 1,24 n2  Тиск в кінці розширення. Pmax Pв  n Рв=  , МПа 2 0,451 МПа Температура в кінці розширення. Тв  T в= TZ  n 1 2 1568,93 К Індикаторні показники робочого тіла. Середній теоретичний індикаторний тиск. P   1  1 1    Pmi  C    1  n 1    1  n 1   , МПа  1  n2 1     n1  1   2  Р mi  1 1,26291 МПа Дійсний середній індикаторний тиск. Pmi    Pmi ,МПа Рmi  1,22503 МПа ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 7 Індикаторний ККД. Pmi  l0   i  QH   a  Фс  103  i  0,37415 Питома індикаторна витрата палива. 3600 ві  , кг квт. год. Q H  i в і= 0,21868 кг/квт год Ефективні показники робочого циклу. Середній тиск механічних втрат. PM  0.034  0.0113 VП.СР, МПа Середня швидкість поршня. VП .СР.  SПР= S ПР.  n М , С 30 0,078 Хід поршня по прототипу. V П .СР .  P M 13,13 м/с 0,1824 МПа  Середній ефективний тиск. Pme  Pmi  Pm ,МПа P me  1,043 МПа Механічний К.К.Д. M  Pme Pmi M  0,851 Ефективний К.К.Д. e  i   M  e  0,31845 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 8 Питома ефективна витрата палива. 3600 ве  , кг квт. год. QH   e в е  0,257 кг/кВт год Годинна витрата палива. B  ве  Ре , кг B= год 27,2341 кг/год Основні розміри циліндра і двигуна. Літраж двигуна. Pe V St  30  Z  , Л Pme  n Z=4 - Коефіцієнт тактності. Vst= 2,41576 Л Робочій об'єм циліндра. Vs  V st ,Л i Vs= 0,60394 Л Діаметр циліндра. 4 Vs d  1003 m  , мм S ПР d ПР d ПР  m= d=  m 0,081 м 0,96296 92,7908 мм Хід поршня. S  m  d , мм S= 89,3541 мм ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 9 Уточненні розміри циліндра і двигуна. Діаметр циліндра. d= 93 мм Хід поршня. S= 90 мм Літраж двигуна.  d 2  S i VSt  , Л 4  10 6 V St  2,44421 Л Ефективна потужність двигуна. Pep  Pme  VSt  n , кВт 30  Z Pep= 107,25 кВт Отримана величина Рер відрізняється від заданої на: Р е  Реср  Pеср= Рер  Ре Реср  100 % Рер  Ре 2 106,624 кВт Ре  1,17072 % Похибка не перевищує 5%. ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 10 1.2 Розрахунок індикаторної діаграми Розрахунок теоретичної індікаторної діаграми Вихідні дані Pmi= 1,225 МПа Середній індикаторний тиск. Рd = 0,087 МПа Тиск в кінці впуску. n1 = 1,370 Показник політропи стиску. c  11,5 Ступінь стиску. Pmax= 9,324 МПа Максимальний тиск в циліндрі. n2 = 1,240 Показник політропи розширення.   1,0 Ступінь попереднього розширення. Р d  c 1 n Рст= Ррозш= (V / V c ) n 1 Р max   n 2 V / V c n 2 Визначаємо масштаб діаграми а) по вісі абсцис: задаємо довжину lv= 230 мм масштаб mv= б) по вісі ординат: приймаємо lр= масштаб mр= 20 мм/1 161 0,058 мм МПа/мм Таблиця 1.1 Результати розрахунку. V V c PСТ , МПа PСТ , мм Pроз , МПа P роз , мм 1 1,25 1,5 1,75 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11,5 2,47 1,82 1,417 1,147 0,956 0,548 0,370 0,272 0,212 0,172 0,143 0,122 0,105 0,092 0,087 42,647 9,32416 31,414 7,070356 24,471 5,639707 19,812 4,658462 16,500 3,947594 9,468 2,387698 6,384 1,671303 4,702 1,267322 3,663 1,010886 2,966 0,835003 2,470 0,707584 2,102 0,611433 1,819 0,536549 1,597 0,476741 1,502 0,451174 Pср , МПа 161,000 122,084 97,381 80,438 68,163 41,228 28,858 21,883 17,455 14,418 12,218 10,558 9,265 8,232 7,790 д Pmi = 6,854 2,992 1,839 1,302 0,995 0,799 0,663 0,565 0,490 0,431 0,384 0,364 1,252 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 11 Об'єм камери згоряння Vс  Vs   1 Vs=[AB]= 210 210 11,5 -1 мм  20 мм Приведенний робочий об'єм Похибка середнього індикаторного тиску.  Pmi  Pmi ср  Pmi  PmiД Pmi ср  100% Pmi  PmiД  2 1,225  1,225  1,252 1,239  1,252 2  1,239  2,19 % МПа Похибка не перевищує 5% ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 12 Побудова дійсної індікаторної діаграми С , ДоВМТ точка подачі іскри Визначається кутом випередження запалювання. f , ДоВМТ точка початку згорання, визначається кутом  1 , 0 ПКВ затримки згорання:  2 , ПісляВМТ кут після ВМТ, де тиск максимальний b , ПісляВМТ точка відкриття випускного клапану r , ДоВМТ точка відкриття впускного клапану r , ПісляВМТ точка закриття випускного клапану d , ДоВМТ точка закриття впускного клапану точка тиску газів в ВМТ в кінці такту стиску с  Zd точка максимального тиску газів Вихідні дані. L  [AB]=   1  0,250 210 10 Pr= mp= S= Pc= Pmax= 0,105 0,058 90 2,470 9,324 Кривошипно-шатунне відношення. Відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі. 0 ПКВ Кут затримки згорання. МПа Тиск залишкових газів. МПа/мм Масштаб тиску. мм Хід поршня. МПа Тиск в кінці стиску. МПа Максимальний тиск. Таблиця 1.2 Позначка точки Визначення точок дійсної індикаторної діаграми Положення Постийна Відстань від  точки X  1cos  L 1cos2 ВМТ до точки 0 [ АВ] 4 відносно  , ПКВ X , мм 0 2 ВМТ, , ПКВ С , ДоВМТ 20 0,075 8 f , ДоВМТ 15 0,042 4  , ПісляВМТ 10 0,019 2 b , ПісляВМТ 120 1,594 167 r  , ДоВМТ 30 0,165 17 r , ПісляВМТ 33 0,198 21 d , ДоВМТ 140 1,818 191 2 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 13 Ордината точки r Pr  mp 0,105 0,058 Тиск газів в ВМТ.  2 мм  2,508 Pc  (1.151.25)  Pc  1,2  2,090 " Р Pc  с  2,508 0,058 mp  43 МПа мм Максимальний тиск згорання. Pzd  0.85 Pmax  0.85  9,324 Pzd   7,926 Pzd 7,926  0,057914 mp  137 МПа мм Поправка Брікса R  L  2 ОО   45 ОО    0,25 2 6 мм Масштаб переміщення Ms  S  90 210 AB  0,4 мм Поправка Брікса в масштабі переміщення ОО  OO   6 0,4 M S  13 мм ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 14 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 15 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 Рисунок 1.1 Теоретична та дійсна індикаторна діаграми 0 Р, МПа 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11,5 V/Vc 11 1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна й прототипу. Порівняння робочих характеристик двигуна прототипу і спроектованого наведено в Таблиці 1.3 Таблиця 1.3 Порівнювані параметри Двигун Параметр Діаметр циліндра, мм Хід поршня, мм Число циліндрів Номінальна потужність, кВт Частота обертання, хв.-1 Ступінь стиску Максимальний тиск МПа 4Ч 9,3/9,0 (спроектований) 93 90 4 106 5050 10,5 9,324 4Ч 8.1/7.8 (прототип) 81 78 4 76.5 5600 10,5 7,25 З приведеного порівняння водно, що розміри циліндро-поршневої групи дещо збільшились. Але за рахунок оптамального підбору вихідних данних вдалося досягти підвищення потужності двигуна та зменшення частоти обертання. ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 16 1.4 Динамічний розрахунок двигуна На деталі КШМ діють: Сили тиску газу Fг  (Рц  Pa )  d 2 4 ,H Сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально. Fи  ms r 2 (cos  L cos2 ), H сумарна сила (дійсна). Fd  Fг  Fи, Н Нормальна сила. Fn  Fd  tg , H Радіальна сила. cos    ,H cos Fr  Fd Дотична сила. FK  Fd sin    ,H cos Вихідні дані: А  l m s    2 0,00679 м 0,250 0,64 кг r= 0,045 м -1   528,57 с m F  0,342195 кН/мм P d= 87,00 кПа Р а= 103 кПа n 1= 1,370 n 2= 1,24 Pmax= 9324,16 кПа Pzd= 7925,536 кПа Pc"= 2508,36 кПа Р r= 105 кПа Р b= 451 кПа Рс  d= 0,093 м Площа поршня Кривошипно-шатунне відношення. Маса деталей, що рухаються зворотно-поступально. Радіус кривошипа. Кутова швидкість. Масштаб сил. Тиск в кінці впуску Атмосферний тиск Показник політропи стиску Показник політропи розширення Теоретичний тиск згорання Дійсний тиск згорання Дійсний тиск в кінці стиску Тиск залишкових газів Тиск в кінці розширення Діаметр циліндра ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 17 S= 0,09 м 11,5 -1 5050 хв 137 мм  n= hmax= d 2 Vs  4 V s  Vc  робочий об’єм S, м3 0,000611 м 3 Vs , м3  1 Vc  5,82E-05 м об’єм камери стиску 3 V a  V s  Vc , м 3 V  Хід поршня Ступінь стиску Частота обертання ордината прийнята для P max повний об’єм 3 0,000669 м Об’єм над поршнем в залежності від кута повороту кривошипа a    V f  Ar (1  cos  )  L (1  cos 2 )   Vc , м 3 4   ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 18 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 19 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 пкв  0 кн кн -9,9792 -10,088 кн кн 0 -10,088 кн кн мм 0 -0,3175 -29,162 мм Fи -29,48 мм Fd мм FN 0 -29,48 мм Fr мм Fk 0 8E-05 -0,1086 -9,03081 -9,1394 -0,7843 -12,7 -14,738 5,8789 5,8822 0,0007 -0,1086 5,987521 0,0007 -0,1044 -5,395 -5,833 5,4932 -1,0719 -4,3521 -3,5191 0,0151 0,0006 5,47818 5,7351 -0,9337 -4,9935 -2,9711 -0,0992 -0,034 5,769035 0,0006 0,044 -0,2 5,8474 -0,7367 -5,4324 -2,2857 -0,305 0,0006 -0,0685 5,915873 -0,77 0,00 -0,3175 0,7692 -0,3175 1,5328 -0,3175 2,27 -0,3175 2,9325 -0,3175 3,4399 -0,3175 3,6858 -0,3175 3,5573 -0,3175 2,9662 -0,3175 1,8872 -0,3175 0,3916 -0,3175 5,8817 -0,5048 -5,6996 -1,5373 -0,2669 -0,26 -5,8372 0,00 -5,8789 0,2554 0,5033 -5,6828 0,7316 0,9216 -4,9285 1,0477 -4,2541 1,0824 -3,3779 1,0032 -2,3623 0,801 -1,3363 0,4873 -0,4873 0,0967 -0,0291 0,0007 -0,0913 5,973003 5,9866 5,878 5,8644 0,0007 -0,1086 5,973003 5,9866 5,8072 0,0006 -0,1086 5,915873 0,0007 -0,1086 5,6604 0,0006 -0,1086 5,769035 4,881 0,0005 -0,1086 4,989601 5,3695 4,1507 0,0005 -0,1086 4,259373 5,47818 3,1531 0,0005 -0,1086 3,261773 0,0006 -0,1086 1,8872 1,99584 0,0004 -0,1086 0,3805 0,48918 0,0003 -0,1086 16,009 16,859 17,288 17,455 17,495 17,497 17,495 17,455 17,288 16,859 16,009 14,581 12,447 9,5319 5,8325 1,4295 -1,424 0,00 -17,18 0,7464 -17,046 1,4707 -16,607 2,1381 -15,766 2,6932 -14,403 3,0618 -12,432 3,1632 -9,8713 2,9316 -6,9034 2,3407 -3,9052 1,424 0,2825 -0,0851 0,00 2,2477 4,4793 6,6336 8,5696 10,052 10,771 10,396 8,668 5,515 1,1442 16,053 -3,1323 -12,718 -10,284 16,76 -2,7287 -14,593 -8,6826 17,088 -2,1529 -15,875 -6,6795 17,188 -1,4751 -16,656 -4,4926 17,19 -0,7469 -17,058 -2,2494 17,18 17,177 17,138 16,971 16,541 15,691 14,264 12,13 9,2145 5,515 1,1121 -0,44 -3,9144 -0,688 -0,9554 -3,0308 -0,3175 -8,7487 -9,0662 -2,0106 -2,7919 -8,8568 0,0003 -0,1086 -1,20157 -1,3102 -0,3167 -0,1506 -1,3395 -0,3175 -3,5114 -3,8288 -0,9254 0,0002 -0,1086 -2,99376 -3,1024 0,0002 -0,1086 -4,78503 -4,8937 -0,9549 -2,4141 -4,3625 -0,3175 -13,983 -14,301 -2,7904 -7,0548 -12,749 0,0001 -0,1086 -6,46218 -6,5708 -1,0698 -4,3459 -5,0432 -0,3175 -18,885 -19,202 -3,1263 -23,12 -23,438 -2,9529 -18,821 -14,276 -8,32 -3,8629 -0,3175 -26,391 -26,708 -2,2921 -24,314 -11,289 6E-05 -0,1086 -9,73755 -9,8462 -0,4278 -9,6223 -2,1311 -0,3175 -28,456 -28,774 -1,2503 -28,119 -6,2278 6E-05 -0,1086 3 0,0001 -0,1086 -7,91171 -8,0203 -1,0105 -6,4406 -4,8853 -0,3175 м Таблиця 1.4 Результати динамічного розрахунку. FN Fг Fг Vf Fи Fd Fr Fk Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 20 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 0,3064 3,261773 0,4885 0,7493 1,1326 -1,20157 1,7134 -2,99376 -1,2803 2,6221 -4,78503 4,0812 -6,46218 6,4277 -7,91171 9,9454 -9,03081 14,025 -9,73755 16,331 53,111 -9,73755 34,964 -9,03081 24,105 -7,91171 16,581 -6,46218 11,729 -4,78503 8,6066 -2,99376 6,5535 -1,20157 5,1651 4,2008 3,5157 3,261773 3,0205 4,259373 2,6586 4,989601 2,3934 2,2007 5,769035 0,0005 0,0004 0,0003 0,0003 0,0002 0,0002 0,0001 0,0001 8E-05 6E-05 6E-05 6E-05 8E-05 0,0001 0,0001 0,0002 0,0002 0,0003 0,0003 0,0004 0,0005 0,0005 0,0005 0,0006 0,0006 5,47818 1,99584 0,48918 -9,9792 0,48918 1,99584 0,1767 4,259373 0,0005 7,9697 7,8716 7,6482 7,2798 6,7775 6,1966 5,6542 5,3519 5,6128 6,9435 10,119 16,193 25,933 43,373 0,615 1,7284 3,4253 6,6923 13,003 23,608 42,387 6,3519 -1,6 -5,293 1,2976 -6,9392 1,5359 -6,2363 1,6961 1,7594 -4,1432 1,7216 -2,8724 1,6 4,1288 5,0427 5,7755 6,239 6,3755 6,1966 5,8178 5,4715 5,4832 6,1899 7,7661 9,8633 10,961 9,3878 0 4,1904 -0,9281 1,4363 -0,4326 1,2935 1,2447 1,3548 1,6474 2,0401 2,2255 1,8847 0 0,9039 1,8274 1,9282 1,2508 0,0705 0,8326 -0,3866 0,187 -1,1917 4,2879 -0,1863 6,3519 -1,067 0,3877 -1,5748 0,422 0,2839 -0,3943 0,0167 -0,0079 0,9146 -0,0785 -1,484 -2,381 -2,163 -0,069 1,2385 -0,3146 -0,0948 -1,2743 2,4843 -0,6415 -0,6415 -2,4843 3,5682 -0,9064 -1,5122 -3,3566 4,4361 -1,0721 -2,5247 -3,8019 0,083 4,989601 0,0005 5,0726 -1,1249 -3,5106 -3,8306 Продовження таблиці 1.4 1,4295 5,8325 9,5319 12,447 14,581 -23,12 6,431 6,9943 7,7692 8,8267 10,274 12,276 15,094 16,859 16,009 14,581 12,447 9,5319 5,8325 1,4295 19,151 -3,5114 25,151 -8,7487 34,275 -13,983 48,454 -18,885 70,441 102,17 -26,391 155,21 -28,456 47,725 -29,162 40,987 -28,456 29,064 -26,391 23,29 23,003 22,35 21,274 19,806 18,108 16,523 15,64 16,402 20,291 29,57 47,321 75,784 126,75 2,6416 5,3404 5,6349 3,6552 0,2061 1,7972 5,0511 10,01 19,557 38 68,989 123,87 18,562 3,7919 -20,279 4,4884 -18,225 4,9566 -15,468 5,1416 -12,108 5,0311 -8,3939 4,6756 -4,6756 12,066 14,736 16,878 18,232 18,631 18,108 17,001 15,99 16,024 18,089 22,695 28,824 32,031 27,434 0 12,246 -2,7121 2,4332 -1,1297 4,1973 -1,2643 3,78 3,6375 3,9593 4,8143 5,9619 6,5037 5,5077 0 12,53 -0,5445 18,562 -4,602 0,5464 -3,4826 1,1329 1,2333 -3,1182 0,8298 -1,1522 0,0487 -0,0232 2,6728 -0,2294 -23,12 -4,3368 -6,958 7,6625 -13,983 -6,3209 11,926 -18,885 -7,26 -9,809 -11,11 3,6192 -0,9193 -0,2769 -3,7238 7,26 -1,8745 -1,8745 5,0071 -8,7487 -3,7416 18,784 -7,378 10,427 -2,6488 -4,4192 12,964 -3,1331 14,824 -3,2874 -10,259 -11,194 3,3098 -3,5114 -0,2016 2,1896 1,4276 0,8955 0,5164 0,2427 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 21 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 1,9214 1,1276 5,987521 0,0136 0,0136 5,973003 0,0136 5,915873 0,0136 5,769035 0,0136 0,0136 4,989601 0,0136 4,259373 0,0136 3,261773 0,0136 0,0136 0,0136 -1,20157 0,0136 -2,99376 -2,9802 0,0136 -4,78503 -4,7715 0,0136 -6,46218 -6,4486 0,0136 -7,91171 -7,8981 0,0136 -9,03081 -9,0172 0,0136 -9,73755 0,0136 0,0007 0,0007 0,0007 0,0007 0,0006 0,0006 0,0006 0,0005 0,0005 0,0005 0,0004 0,0003 0,0003 0,0002 0,0002 0,0001 0,0001 8E-05 6E-05 6E-05 0 -7,1152 0,3436 -7,8475 0,682 -7,7004 1,0054 -7,4137 0 1,0348 2,077 3,1193 -0,747 -5,5086 -2,3178 -0,832 -1,3881 -3,0811 -9,724 -1,188 -4,265 0 -9,9656 0,4225 -9,5029 0,7739 -8,2088 0,9951 -6,3424 1,0499 0,931 -2,3538 0,6609 -0,9177 0,2871 -0,1365 0 2,1047 3,8113 4,8108 4,9494 4,2536 2,9114 1,2145 0,5028 -0,1277 -0,0385 -0,5173 2,0094 -0,5188 -0,5188 -2,0094 3,2754 4,273 -1,0327 -2,4319 -3,6621 5,0032 -1,1095 -3,4625 -3,7781 5,4918 -1,0716 -4,3509 -3,5181 5,7826 -0,9415 -5,0349 -2,9958 5,9295 5,9866 -0,5138 -5,8013 -1,5648 6,0002 -0,2607 -5,9543 -0,7852 7,1152 7,908 -9,9792 -9,9656 0,48918 1,99584 5,47818 5,9866 5,9866 1,9734 5,973003 0,0007 7,9464 2,0642 5,915873 0,0006 7,9801 Продовження таблиці 1.4 1,4295 5,8325 9,5319 12,447 14,581 16,009 16,859 17,288 17,455 17,495 17,497 17,495 17,455 17,288 -8,709 0,0397 -29,162 -29,123 0,0397 -28,456 -28,416 0,0397 -26,391 -26,351 -23,12 -23,081 -27,77 0 -29,123 1,2348 2,2614 -23,989 2,9079 -18,535 3,0682 -12,464 2,7207 -6,8786 1,9314 -2,6819 0,8391 -0,3989 0 6,1505 11,138 14,059 14,464 12,43 8,5079 3,5493 1,4692 -0,3732 -0,1124 -1,5117 0,0397 -18,885 -18,845 0,0397 -9,004 5,8721 -1,5162 -1,5162 -5,8721 9,5716 -2,4314 -4,0565 12,487 -3,0179 -7,1067 -10,702 14,621 -3,2424 -10,118 -11,041 16,049 -3,1315 -12,715 -10,281 16,899 -2,7513 -14,714 -8,7546 17,328 -2,1831 -16,098 -6,7732 17,495 -1,5014 -16,953 -4,5727 0,0397 -13,983 -13,944 0,0397 -8,7487 0 3,024 6,0696 9,1157 -17,4 -2,2945 0 -20,793 1,0042 -22,933 1,9929 -22,503 2,9381 -21,665 17,534 -0,7619 20,793 23,11 23,222 23,32 0,0397 -3,5114 -3,4717 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 0,0397 3,2953 5,6148 5,7668 6,0323 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 22 -15 -10 -5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кН 60 180 240 300 360 420 480 Рисунок 1.2 Сили газів, інерції, дійсна 120 540 600 660 720 пкв Змн. Арк. № докум. Підпис Дата ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Арк. 23 кН -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 60 120 240 300 360 420 480 540 600 660 Рисунок 1.3 Сили радіальна,дотична,нормальна 180 пкв 720 1.5 Розрахунок теплового балансу двигуна Умова завдання: ефективна потужність: частота обертання колінвалу: діаметр циліндру: хід поршня: число циліндрів: коефіцієнт тактності: нижча теплота згорання бензину: годинна витрата пального: Індикаторний к.к.д.: ефективний к.к.д.: кількість свіжого заряду загальна кількість продуктів згорання температура залишкових газів температура навколишнього середовища коефіцієнт надлишку повітря кількість теплоти втраченої внаслідок неповноти згорання палива Р е= 107,2 кВт n= d= S= і= Z= QH = B r=  i= e= М1 = Мr = Т r= Т а=   5050 хв 93 мм 90 мм 4 4 44000 кДж/кг 27,234 кг/год 0,3742 0,3185 0,4679 кмоль/кг 0,5086 кмоль/кг 999 К 293 К 0,89 QH= 6795,2 кДж/кг -1 2. Рівняння теплового балансу. Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом QП Qe QB QГ QM Qн.з Qн.в де Qe- теплота, еквівалентна ефективній роботі; Qв- теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною; Qг- теплота, яка виноситься випускними газами; Qм- теплота, яка відводиться маслом; Qн.з.- теплота втрачена внаслідок неповноти згорання. Qн.в.- невраховані теплові втрати. Теплота, яка підводиться в циліндр двигуна з паливом: QП  Br  QН / 3.6 Q П  332861,7 Дж/сек у відсотковому відношенні qп приймаємо за 100% ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 24 Теплота, еквівалентна ефективній роботі двигуна: Q е  1000  Ре Q е  107248,3 Дж/сек у відсотковому відношенні q  Qe / Qп 100 % q 32,22007 % Q е  Q п   е Перевірка: Q е  106000 Дж/сек Вираховуємо похибку Δ Qe Qe /Qе 100% Δ  1,163903 % Теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною: Qв  Qw QТ.П Qв.н. де Qw- теплота, яка відводиться робочим тілом в стінки циліндра; Qт.п.- теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра; Qв.н. -теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу. Теплообмін між робочим тілом і стінками циліндра. Qw WнапWСТWГ.Р. Wвип Qп де Wнап.,W ст.,W г.р.,W вип - відповідно відносні втрати палива на дільницях наповнення, стиску, горіння-розширення та випуску газів із циліндра. З експериментальних даних: W нап.=0 W ст.=0 Qw  Wг.р.=0,09-0,16 Wвип=0,01-0,05 0,13 0,01 46600,64 Дж/сек Теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра. Середній тиск механічних втрат в механізмах двигуна. Pмд  а  в  Сm  103 де а=0,09 в=0,012 - коефіцієнти для визначення середнього тиску механічних втрат Cm  S  n / 30 середня швидкість поршня  C ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 25 m C m  Pмд  15,15 м/с 271,8 кПа Середній тиск тертя поршня: Pср.т.  0 .6  Р мд Pср.т.  163,08 кПа Потужність тертя поршня: Pп  РСР.Т Vs  ni /(30  Z) де Vs- Робочій об'єм циліндру. Vs  d 2  S / 4 Vs= Pn= 3 0,000611 м 16,77447 кВт Теплота, еквівалентна роботі тертя поршня: QТ .П.  1000 РП QТ.П.= 16774,47 Дж/сек Теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу: Визначаємо витрату води як суму тепла: QВ  QW  QТ.П. Q В  63375,11 Дж/сек тоді витрата охолоджуючої рідини: Q В  10  3  К VВ   в  C тв   Т в К=1,2-1,5 коефіцієнт запасу. К= 1,5 3  в  1000 кг/м середня щільність води. Cmв=4,19 кДж/кг - середня теплоємкість води. Т в  6-10 - температурний перепад води в холодильнику. Т в  10 К Vв= 3 0,002269 м /с ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 26 Потужність, яка використовується на привід водяного насосу. Рв.н. Vв  Pв /в.н. де Рв  98 кПа - гідравлічний опір системи охолодження.  в.н.  0,8 - 0,9 к.к.д. водяного насосу. 0,89 в.н.  Рв.н.= 0,249823 кВт Тоді Qв.н.= 249,823 Дж/сек Загальна теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною. Qв  Qw QТ.П Qв.н. Qв= 63624,94 Дж/сек що складає у відсотковому відношенні: qв  Qв / QП 100 % qв= 19,11453 % Теплота, яка виноситься випускними газами: QГ   Br t t M 2  mCp t  t r  M1  mCp t  t а 3.6 m C p  2 а 0 0  33,236 Ізобарна теплоємкість продуктів згорання 29,09 Ізобарна теплоємкість свіжого заряду. mC p  Вибираємо по номограмі: tr=Tr-273 tr = 0 726 Температура залишкових газів. tа=Tа-273 tа = QГ= 0 20 Температура на початку стиску. 90785,99 Дж/сек Що складає у відсотковому відношенні: qГ  QГ / QП 100% qг= 27,27439 % ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 27 Теплота, яка відводиться маслом і затрачується на привід масляного насосу: Теплота, яка відводиться маслом, від гарячих деталей двигуна. QM1 Qw QМД Qв QМД  МД  QП теплота, еквівалентна роботі на подолання опору в механізмах двигуна.   де  МД  РМД / Рmi  i Pmi= доля втрат в механізмах двигуна. 1,1047 МПа середній індикаторний тиск  МД  тоді Q МД  30641,83 Дж/сек 0,092056 Q M 1  13617,54 Дж/сек Теплота, еквівалентна роботі на привід насоса системи мащення. Витрата циркуляційного масла. VM  к  QM 1  M  Cm м   К=1,2-1,5 - Коефіцієнт запасу  м  900 кг/м 3 К= 1,5 щільність масла Сmм= 2,094 кДж/кг - середня теплоємкість масла. Tм=6-15 К Температурний перепад масла в охолоджувачі двигуна Tм= 6К 3 0,001806 М /с Vм = потужність, яка використовується на привід масляного насоса: PМ . Н .  V М  P0   10 3 6 де Р0=(0,3 - 0,4)10 - робочий тиск масла в системі. Р0= 3,80E+05 Па м  0,8  0,9 механічний к.к.д. масляного насоса. ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 28 м  0,8  0,9   0,8 Рм.н.= 0,858051 кВт м QH2 1000  PМН тоді QM 2  858,0507 Дж/сек Загальна кількість теплоти складає: QM  QM1 QM2 QM  14475,59 Дж/сек у відсотковому відношенні qM  QM / QП 100 % qМ = 4,348829 % Теплота втрачена внаслідок неповноти згорання. Qн.з  Qн  B 3.6 Qн.з= , Дж/сек 51405,71 Дж/сек що складає у відсотковому відношенні: qН . з.  QН . з. / QП  100 % q Н .З .  15,44356 Невраховані теплові втрати QН.В. QП Qe Qв QГ QM Qн.з QН.В.= 5321,228 Дж/сек що складає у відсотковому відношенні: qН.В.  QН.В. / QП 100 % q Н .В .  1,59863 % ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 29 Всі отримані дані зведені в таблицю 1.5 Таблиця 1.5 Зведена таблиця теплового балансу. Складові теплового балансу Дж/сек % теплота, еквівалентна ефективній роботі теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною теплота, яка виноситься випускними газами теплота, яка відводиться маслом теплота втрачена внаслідок неповноти згорання. невраховані теплові втрати 107248 63625 32,220 19,115 90786 14476 51406 5321,2 27,274 4,349 15,444 1,599 Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом 332862 100 ВСП.ПФК.НУК 133.431.25.12. ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 30 2 РЕАЛЬНА ЧАСТИНА 2.1 Призначення виконаної роботи Під час дипломного проєктування виконано обслуговування системи повітрепостачання з пусконалагоджувальними роботами двигуна автомобіля Skoda лабораторії №128 «Діагностування автомобілів і двигунів». 2.2 Описання виконаної роботи Під час виконання реальної частини дипломного проєкту було проведено обслуговування системи повітрепостачання двигуна Автомобіля Skoda а саме: -заміна повітряного фільтру; -обслуговування повітряної заслінки; -усунення не герметичності у патрубках системи ; - очистка системи постачання повітря. Рисунок 2.1 Впускний трубопровід – складальна схема ВСП.ПФК.НУК.133.431.25.12.ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 31 1.Шланг подачі палива; 2.Розподільник; 3.Кільце ущільнювача;4.Датчик низького тиску подачі палива; 5.Шланг подачі палива; 6.Механізм управління дросельною заслінкою; 7.Гвинт кріпильний; 8.Кільце ущільнювача; 9.Шланг для видалення повітря; 10.Електромагнітний клапан адсорбера; 11.Шланг для видалення повітря; 12.Верхня частина впускного колектора; 13.Гвинт кріпильний; 14.Гвинт кріпильний; 15.Сполучна труба; 16.Гвинт кріпильний; 17.Трубопровід високого тиску; 18.Датчик тиску подачі палива; 19.Гвинт кріпильний; 20.Нижня частина впускного трубопроводу; 21.Прокладання; 22.Потенціометр заслінки впускного трубопроводу; 23.Гвинт кріпильний; 24.Вакуумний регулятор; 25.Гвинт кріпильний; 26.Датчик тиску повітря, що впускається з датчиком температури повітря, що впускається; 27.Гвинт кріпильний; 28.Клапан заслінки впускного трубопроводу; 29.Шланг забірний; 30.Шланг забірний; 31.Гвинт кріпильний; 32.Шланг для відведення (стоку) палива. Рисунок 2.2 Повітряний фільтр – складальна схема 1. Нижня частина повітряного фільтра 2. Гумова втулка ВСП.ПФК.НУК.133.431.25.12.ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 32 3. Фільтруючий елемент фільтра 4. Гвинт кріпильний 5. Датчик температури повітря, що впускається 6. Кільце ущільнювача 7. Верхня частина повітряного фільтра 8. Шланг забірний 9. Гвинт кріпильний ВСП.ПФК.НУК.133.431.25.12.ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 33 1 ЛІТЕРАТУРА 1 Автомобільні двигуни. Абрамчук Ф.І., Гутаревич Ю.Ф., Долгунов К.Є., Тимченко І.І.. – К.: Арістей, 2007. - 476с. 2 Колчин А. И., Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М., Высшая школа, 1980. 3 Ваншейдт В.А., Иванченко Н.Н., Колеров Л.К. Дизели. Справочник М.: Машиностроение, 1977. 4 Матеріали Internet https://krutilvertel.com/ua/skoda-octavia-a5-2004-glava3sistema-ohlazhdenija-dvigatelja-1_6-85-kvt-fsi ВСП.ПФК.НУК 133.431.25. 12.ПЗ Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк. 34