Основы конструирования двигателей внутреннего сгорания


Общие принципы конструирования и расчетов
Создание современного двигателя внутреннего сгорания сложный процесс, в котором участвуют различные специалисты. Центральное место в этом процессе занимает разработка конструкторского проекта.
Конструирование двигателя заключается в инженерной разработке его конструкции. Научно-технический прогресс требует от конструкторов создания двигателей с высокими значениями основных показателей, главными из которых являются экономичность, надежность, ресурс, материалоемкость, доступность изготовления и простота обслуживания. Для того чтобы создаваемый двигатель удовлетворял перечисленным требованиям, необходимо при его проектировании использовать новые конструкторские решения. Это не отрицает преемственности конструкции и возможности применения хорошо зарекомендовавших себя конструкций, а также узлов и деталей.
Научно-технический прогресс в области двигателестроения зависит от развития отраслей, поставляющих материалы, комплектующие изделия, топлива и масла. Он осуществляется по комплексным планам, разрабатываемым на основе перспективных типажей двигателей, под которыми понимается обоснованная совокупность минимального числа типов и размеров двигателей. Типаж определяется мощностным рядом, в который входят двигатели, одинаковые по компоновке и конструкции основных узлов и деталей. Целесообразно, чтобы вновь создаваемый двигатель являлся одним из элементов мощностного ряда, что обусловит сокращение сроков освоения новой конструкции и повышение качества изготовления двигателя. Однако несмотря на все преимущества, связанные с внедрением разработанных типажей, в качестве базовой модели может быть принята принципиально новая и целесообразная с технико-экономической точки зрения конструкция двигателя.
При создании новых двигателей и их семейств большое внимание уделяется степени их стандартизации и унификации, которая оценивается долей стандартизованных и унифицированных элементов во всей конструкции двигателя. Степень унификации должна определяться оптимальностью общего решения компоновки конструкции и ее экономической целесообразностью.
Непрерывное форсирование современных двигателей по удельной мощности сопровождается ростом температур и напряжений в их деталях. Поэтому большую роль при создании современных двигателей приобретают расчеты на прочность.
Расчет на прочность деталей двигателя включает следующие основные этапы: составление расчетной схемы, отражающей наиболее существенные особенности конструкции и условий нагружения деталей; анализ этой схемы с помощью современных методов расчета; формулировку на основе проведенного анализа практических выводов применительно к реальной конструкции. Используемые ранее (при малых и средних уровнях форсирования), часто очень упрощенные, методы расчета на прочность деталей двигателя не вызывали возражений, так как заложенные в самих конструкциях двигателей запасы прочности при средних параметрах рабочего процесса были велики. В настоящее время требуются методы расчета, значительно более точно учитывающие геометрию деталей и условия их нагружения.
Особенности проектирования современных двигателей, предусматривающего (наряду с повышением качества) снижение его сроков при усложнении конструкции двигателя, обусловили создание автоматизированного проектирования. При этом особенно возрастает роль расчетов, которые должны быть ориентированы на систематическое применение ЭВМ и выполнены на качественно новом, более высоком уровне.

1 2 3 4 5 6 7 8