В чем проектируют двигатели

В чем проектируют двигатели

В какой программе можно создать модель двигателя? На самом деле вариантов много, к примеру, в Компасе-3D.

Знакомимся с программой

В этой программе вы сможете создать модели сборок двигателей автомобилей или же какие-то отдельные необходимые для него детали. Всё это возможно благодаря трёхмерному пространству с разными конструктивными элементами. Благодаря специальной технологии параметризации в качестве основы для создания двигателя вы можете использовать уже готовый прототип. Откройте вкладку «Сервис» и вы увидите разные функции, благодаря которым вам будет проще проектировать нужную модель двигателя. В основе этой программы находится САПР и она очень простая. С её помощью вы с лёгкостью создадите трёхмерную модель.

Как можно создать 3D модель? Для этого есть разные способы. Первый – «снизу вверх» — двигатель создаётся из готовых моделей. Второй – «сверху вниз», когда в контексте конструкции можно спроектировать какие-то отдельные компоненты. Вот так и получаются ассоциативные трёхмерные модели. Также в этой программе можно создавать собственные спецификации, можно проектировать таблицы, листовые детали, выполнять пространственную ломаную.

Новые возможности

Теперь вы можете получать информацию об объекте. С помощью этой программы вы увидите геометрические параметры и остальные параметры о двигателе. Напомним, раньше вся эта информация была доступна только в библиотеках.

Также стоит отметить повтор тех функций, которыми вы недавно пользовались. Нужна последняя из них? Нажмите на команду повтора. Кроме того, вы можете вызывать функции, которые были недавно выполнены. Теперь по определённым значениям и параметрам вы сможете выделить элементы графики. Возможно, вам нужно выделить окружность. В этом сервисе много параметров, поэтому у вас не возникнет проблем и с вводом самого сложного запроса. Выделите объекты новым способом и отредактируйте их любыми операциями.

Есть какие-то одинаковые параметры? Постройте по ним разные элементы. С помощью замыкания углов вы сможете замкнуть сгибы. Поменялась и прозрачность, которая стала реалистичной и сетчатой. Второй вариант хорош тем, что он меньше нагружает процессор ПК. Вращение и загрузка этой модели происходит по аналогии с реалистичной. Зайдите в настройки программы и выберите отображение прозрачных элементов.

Создаём собственные спецификации

Теперь вы сможете создавать и удалять элементы спецификации в подсборках. Вы с лёгкостью создадите спецификацию. Появилась опция, позволяющая копировать какой-то элемент спецификации. Также вы сможете разделить отдельную спецификацию марки. Получается, перед тем как позиции будут пронумерованы, и будет добавлен текст. Теперь понятно, в какой программе можно создать нужную модель двигателя.

Зачем проектировать новые ракетные двигатели вместо использования существующих типов?

LocalFluff

Уже в 1960-х ракетные двигатели, похоже, достигли почти максимальной химической эффективности. Каковы причины востребованности новых дизайнов?

Насколько лучше может быть новый дизайн двигателя, чем основной двигатель «Шаттла» и Vulcain Ariane 5 для водорода, или «Союз» RD107 и «Сокол» Merlin для керосина? Новые конструкции могут быть дешевле в производстве, но компенсирует ли это затраты и риски с развитием? Возможно, я могу представить потребность в метановых двигателях, разрабатываемых SpaceX и Blue Origin, но все в этом бизнесе, похоже, разрабатывают новые двигатели со старым топливом с такими же характеристиками, что и существующие двигатели.

Гоббс

У Ars Technica есть пара статей, которые дают некоторое представление о том, почему желательно использовать новые конструкции: НАСА работает над обновленной версией F-1 (двигатель первой ступени для Saturn V).

Некоторые из основных отличий:

Еще одно явное отличие заключается в конструкции самой выпускной форсунки. Сопло F-1 состояло из двух частей: первая часть представляла собой чрезвычайно сложную серию труб, спаянных друг с другом и связанных обручами, как шесты в бочке. Керосиновое топливо циркулировало через трубки для поглощения тепла и охлаждения выхлопных газов. Трубки простирались вниз до характерного выпускного коллектора с турбонасосом, а затем зацикливались вверх. Под коллектором, который обвивался вокруг двигателя, как пара пальцев, находилось съемное расширение сопла, которое фокусировало сгорание двигателя и помогало двигателю создавать дополнительную тягу.

Достижения в области технологий производства позволят F-1B обойтись без сложной трубки верхнего сопла; как предполагается в настоящее время, новая ракета будет иметь гораздо более простую упорную камеру и форсунку из стали — согласно Энди Крокеру из Dynetics, форсунка будет состоять из внутреннего вкладыша и наружного кожуха, спаянных вместе, с охлаждением, обеспечиваемым топливом, протекающим через простые прорези во внутреннем вкладыше. Это гораздо проще и дешевле в изготовлении, чем трудоемкая конструкция стенок трубы «бочонок» оригинальной F-1.

Система управления будет основана на программном обеспечении, а не на аналоговом гидравлическом компьютере:

Другим существенным отличием было бы включение современной электроники в последовательность зажигания и запуска двигателя. В F-1 использовалась почти золотая система клапанов Рубе и проверки давления,

В F-1 были встроены некоторые блоки, потому что они не могли полностью проанализировать поведение двигателя. Например, проблема нестабильности горения была «исправлена» методом проб и ошибок. В эти дни вы сможете запускать симуляции на модели CAD и находить оптимальное решение.
CAD также позволяет оптимизировать конструкцию для минимального веса: F-1 был перепроектирован (то есть тяжелее, чем необходимо).

хотя принципы, лежащие в основе F-1, хорошо известны, некоторые аспекты его работы просто не были полностью поняты в то время. Проблема нестабильности тяги является прекрасным примером. По мере создания F-1 первые образцы имели тенденцию взрываться на испытательном стенде. Повторные испытания показали, что проблема была вызвана горящим шлейфом вращающегося пропеллента, который горел в сопле. Эти обороты будут увеличиваться по скорости, пока они не будут происходить тысячи раз в секунду, вызывая сильные колебания тяги, которые в конечном итоге разрывают двигатель на части. . инженеры в конечном счете использовали набор коротких барьеров (перегородок), торчащих из большой изрешеченной отверстиями пластины, которая распыляла топливо и жидкий кислород в камеру сгорания («плита инжектора»). Эти перегородки подавили колебания до приемлемых уровней, но никто не знал, была ли точная схема оптимальной.
Перегородки «были просто методом проб и ошибок», объяснил старший инженер по двигателям Р.Х. Коутс. «Но мы бы хотели смоделировать это и сказать, ну, а если бы вы сняли одну из этих перегородок?» Поскольку перегородки установлены непосредственно на плите инжектора, они занимают площадь поверхности, которая в противном случае была бы занята большим количеством отверстий инжектора, распыляющих больше топлива и окислителя; следовательно, они грабят двигатель силы. «Так что, если вы хотите повысить производительность этой вещи, мы можем оценить это с помощью современных аналитических методов и посмотреть, что это влияет на вашу стабильность горения».

Современные технологии производства могут значительно сократить количество деталей:

«Одна вещь, которую я замечаю, когда оглядываюсь назад на старые двигатели, — комментирует старший инженер Коутс, — была такой же, как Ник и Эрин, на которую ссылались: сложность сварных швов. У нас не было такого продвинутого производства, как у нас». сегодня, если честно, это были машины ручной работы. Они были сшиты вместе с дуговыми сварщиками, и было удивительно видеть, насколько гладко и элегантно это получилось. Сегодня вы будете смотреть на точное литье, а не на эти тысячи сварные швы «.

. Двигатели F-1B (будут) построены с использованием техник, которые больше напоминают 3D-печать, чем традиционное литье или фрезерование. В частности, основная камера сгорания и сопло претерпят огромное упрощение и уплотнение; количество деталей для этих двух сборок будет уменьшено с 5600 произведенных элементов в оригинальном F-1 до 40.

Читать еще:  Хорош двигатель зил бычок

Таким образом, они сократили количество деталей в

100 раз. Это не маленькая экономия. Наряду с подсчетом деталей, количество ручного труда уменьшается более чем в 100 раз (меньше деталей и деталей, которые могут быть изготовлены автоматически вместо необходимости ручных операций).

Есть также нетехнические причины для перехода на новый дизайн. Многие ракетные двигатели разработаны коммерческими компаниями, которые не будут делиться своими проектами с другими. В других случаях страны хотят построить независимую космическую отрасль, поэтому они признают, что их отрасли придется до некоторой степени заново изобретать колесо.

Наконец, размер и сложность играют роль. Вам нужны двигатели, которые соответствуют количеству полезной нагрузки, которую вы хотите запустить. Вы можете построить ракету, похожую на Falcon 9, используя 3 SSME, но тогда вы потеряете способность двигателя Falcon 9 к запуску двигателя.
SSME также очень дорогой, отчасти потому, что он был разработан для повторного использования. Производитель расходных ракет хотел бы чего-то более простого и более дешевого.

Проектирование авиадвигателей с помощью Autodesk Inventor в институте VZLU

Одним из ведущих подразделений института является Отдел проектирования авиационных двигателей . Одной из самых успешных разработок Отдела проектирования авиадвигателей стал редуктор для двигателя небольшого турбовинтового самолета. При его создании были использованы технологии, уникальные для современного рынка таких двигателей. Этот двигатель был создан совместно с предприятием «Prvni brnenska strojirna», которое ранее уже имело успешный опыт моторостроения, выпустив турбовинтовой двигатель TJ 100A. Для этого двигателя и был разработан новый редуктор. В настоящее время предприятие изготавливает демонстрационный образец данного двигателя.

Акционерное общество «Prvni brnenska strojirna» , расположенное в городке Велка-Битеш недалеко от г. Брно, является ведущим предприятием Чехии в области машиностроения. Штат его сотрудников насчитывает более 800 человек. Основная специализация — производство силовых агрегатов, приборов экологического контроля, авиационного оборудования, криогенных установок, форм для высокоточного литья, а также само литье и формование изделий из пластмасс и гальваническая обработка поверхностей. Авиационное подразделение предприятия «Prvni brnenska strojirna» является единственным в Чехии и одним из немногих в Европе, которое производит вспомогательные силовые установки (ВСУ) на базе небольших реактивных двигателей мощностью до 80 кВт. Одной из новейших разработок стал небольшой турбореактивный двигатель TJ 100A, на базе которого в сотрудничестве с институтом VZLU был построен турбовинтовой двигатель.

Проблема

Исследовательские работы по созданию нового турбовинтового двигателя начались в 2005 году. К настоящему времени работы по моделированию и сборке полностью завершены. В процессе разработки было предложено несколько вариантов конструкции, из которых был выбран оптимальный — турбовинтовой двигатель для беспилотных самолетов с возможностью регулирования компрессии и мощностью на валу винта около 200 кВт. Сейчас проект находится в стадии изготовления комплектующих. Специалисты VZLU полагают, что в будущем двигатель беспилотного самолета можно будет использовать и на традиционных воздушных судах, управляемых человеком. С точки зрения позиционирования на рынке, обладая мощностью реактивного двигателя и гораздо более низкой стоимостью, такой двигатель может представлять удачную альтернативу обычным поршневым двигателям.

Читать еще:  Двигатель aex давление масла

Основной конструктивной проблемой при разработке турбовинтового двигателя стало проектирование редуктора, отвечающего современным стандартам. Сам двигатель — двухвальный, со свободной турбиной. Вращение на воздушный винт передается через редуктор, который понижает скорость вращения вала турбины до величины, подходящей для воздушного винта.

Решение

Для проектирования узла специалисты компании использовали Autodesk Inventor , поскольку только этот продукт обеспечивал требуемое качество и функциональность. Благодаря этой программе и профессионализму инженеров, редуктор удалось спроектировать быстро и с минимальными затратами.

«Современное программное обеспечение позволяет обойтись малым количеством опытных образцов и использовать их более рационально. Благодаря этому удается добиться значительного роста эффективности разработки изделий и передачи их в производство. Использование Autodesk Inventor, лучшего на сегодняшний день решения такого типа, самым положительным образом сказывается на сроках выполнения работ».

Главной причиной выбора стал опыт успешного применения Autodesk Inventor в предыдущих проектах. Кроме того, Inventor предлагает наиболее привлекательное на рынке таких продуктов соотношение цены и качества. Благодаря встроенному модулю Inventor Studio имеется возможность визуализации проектируемого изделия на любой стадии. Результаты проектирования в цифровом виде были отправлены изготовителю, предприятию «Prvni brnenska strojirna», специалисты которой проверили их совместимость с используемой у них САПР.

Преимущества Autodesk Inventor

В ходе проектирования Autodesk Inventor проявил себя с лучшей стороны, успешно справившись с самыми сложными инженерными задачами. Inventor позволяет проектировать и выполнять визуализацию в реальном времени, а встроенные средства обнаружения коллизий сокращают затраты времени на проверку функциональности изделия.

«Autodesk Inventor выгодно отличается от других программ интуитивно понятной средой проектирования и удобством для пользователя. В новую версию Autodesk Inventor включен Inventor Studio, позволяющий выполнять сложную визуализацию авиационных двигателей и эффектно представлять ее заказчику».

С помощью Autodesk Inventor конструкторам удалось создать и проверить 3D модель редуктора, а также сформировать на основе этой модели комплект чертежей, сохранив все связи и ссылки. Если бы чертежи выполнялись вручную, ошибки были бы неизбежны. Наглядность полученных результатов позволила оценить основные размеры, физические и динамические характеристики, в результате удалось значительно сократить сроки выполнения заказа. Институт VZLU планирует использовать Autodesk Inventor и для выполнения будущих государственных и частных заказов.

О компании

Научно-исследовательский авиационный институт VZLU был основан в 1922 году и является одним из первых в Европе учреждений такого рода. В лабораториях института было разработано более 80 различных конструкций самолетов. Институт VZLU — это ведущее учреждение Чехии в области конструирования и испытания воздушных судов. Штат сотрудников насчитывает более 350 специалистов. Деятельность института в основном ориентирована на государственные заказы, проекты в рамках Европейского союза, а также коммерческие заказы чешских и зарубежных организаций.

Приглашаем учиться!

Вступительная компания в университеты Украины находится в самом разгаре! Тысячи абитуриентов подают документы в ВУЗы на различные специальности, стараясь выбрать наиболее перспективные и приходящиеся по нраву направления будущей деятельности.

Я хочу предложить абитуриентам (уверен они среди нас тоже есть) или их родителям, рассмотреть возможность поступления на кафедру «Двигатели внутреннего сгорания», где я, собственно, уже более 10 лет как работаю.

Мы ищем увлеченных ребят, которым небезразличны двигатели, автомобили, автомобильный спорт! Дело в том, что двигатель современного автомобиля чрезвычайно сложен! Это глубока смесь механики и электроники, без понимания которой невозможно не только проектировать новые двигатели, но и заниматься их обслуживанием.

Не секрет, что специализированные предприятия страны испытают большую потребность в специалистах нашего профиля. Наш опыт сотрудничества с ведущими фирмами по обслуживанию автомобилей и двигателей показывает, без глубоких знаний, без понимания физики процесса, невозможно выполнить самые простые, на первый взгляд, операции с автомобилем и двигателем!

ВУЗ: Национальный технический университет «ХПИ»
Факультет: Транспортное машиностроение
Кафедра: Двигатели внутреннего сгорания

Специальности:
— Компьютерные технологии проектирования двигателей внутреннего сгорания
— Эксплуатация, диагностика и организация ремонта ДВС

1. Чему мы учим?
По большому счету, мы учим двум вещам: проектировать двигатели и их обслуживать.
Каждое направление хорошо по своему, это зависит от того, кому, что больше нравится. Должен сказать, что в каждом направлении есть, чем гордится!

Обучение проектированию двигателей осуществляется при помощи современных программных продуктов, как сторонних разработчиков, так и собственного производства. В первую очередь, это лицензионный пакет австрийской фирмы AVL Boost и пакет трехмерного моделирования Компас-3D фирмы «Ascon». С помощью перечисленных пакетов можно выполнять полный расчет двигателя и его элементов, проводить оптимизацию и моделировать работу. А при помощи ПО Компас-3D студенты выполняют трехмерное твердотельное моделирование деталей, сборочных единиц двигателя и двумерное черчение.

Читать еще:  Чем отличается двигатель дюратек

Помимо этого, мы изучаем программирование, работу в офисных приложениях и многое другое.

Обучение обслуживанию двигателей основано на глубоком изучении конструкции современных двигателей с закреплением полученных знаний во время практик, различного назначения. Наши студенты проходят практику на ведущих предприятиях города по обслуживанию и ремонту ДВС и автомобилей (см. ниже). Особое внимание уделяется изучению электронных систем управления автомобилем и средствам диагностики.

Не могу не отметить, что кафедра владеет также программными продуктами, которые позволяют проводить программный тюнинг двигателей! Это программы: «ChipTuningPRO 7», «SMS-Diagnostics», «J5 On-Line Tuner». Все это позволяет получить базовые знания в области программного форсирования двигателей.

2. Международное сотрудничество
Наша кафедра имеет обширные международные связи. Мы сотрудничаем со странами: Германия, Польша, Литва, Южная Корея и др. Активно участвуем в международных конференциях, выполняем совместные проекты. В качестве примера можно привести Украино-Корейский проект по использованию природного газа в двигателях и Украино-Литовский проект по исследованию альтернативных топлив.

3. Учебная лаборатория кафедры
У нас одна из наиболее оснащенных лабораторий среди аналогичных кафедр Украины и ближнего зарубежья. Есть уникальные двигатели, в разработке которых, принимали участие наши сотрудники. К сожалению, по разным причинам, они в состоянии экспонатов. Поэтому наиболее значимые!

1. Двигатель Mercedes M272 с автоматической коробкой передач с полноприводного S-класса. Он еще не занял свое место в лаборатории, но он есть, и будет активно использоваться во время проведения лабораторных и практических работ. Этот двигатель воплотил в себе практически все достижения современного моторостроения, за исключением непосредственного впрыскивания бензина.

2. Двигатель ВАЗ-21081i оснащенный системой распределенного впрыскивания топлива. Используется во время проведения лабораторных работ по снятию характеристик двигателя и работ по изучению систем электронного управления. Именно на нем студенты получают первые практические навыки по перепрошивке электронного блока управления, изменению некоторых параметров и много другое! Иначе говоря, тюнинг!

3. Двигатель MeМЗ-245. Экспериментальная разработка ученых кафедры! На базе отечественного двигателя создан мотор, работающий с послойным смесеобразованием. Сейчас также используется для проведения лабораторных и практических работ.

4. Тракторный дизель СМД-23 с электронной системой сбора данных рабочего процесса на компьютер в режиме реального времени. Используется при проведении научно-исследовательских работ кафедры.

Помимо перечисленных двигателей, у нас есть еще множество моторов различного типа и назначения. Количество их таково, что делает нашу моторную лабораторию одной из крупнейших на территории стран СНГ!

4. Практика и трудоустройство
Нашей гордостью является обширное количество баз практики, где наши студенты получают первый практический опыт работы. Помимо традиционных заводов и предприятий государственной формы собственности, где всегда с удовольствием трудоустраивают наших выпускников, мы активно работаем с фирмами различных форм собственности. Это производственные предприятия, предприятия сферы услуг, а также станции технического обслуживания и ремонта автомобилей и двигателей. Среди них такие фирмы как Lexus, Range Rover, Volvo, Chevrolet, Bosch-Сервис, всеукраинская сеть СТО АТЛ и др.
Поэтому, с получением практических навыков работы, проблем нет никаких! Проблема в другом. Нам не хватает толковых и мотивированных ребят, для удовлетворения все возрастающего спроса со стороны работодателей!

5. Разработки кафедры ДВС
Ранее ученые кафедры участвовали во всех союзных проектах по созданию и модернизации отечественных двигателей. За это время накоплен значительный опыт создания автотракторных и тепловозных дизелей.

Сегодня ученые кафедры также заняты актуальными проектами! Вот некоторые из них:
— создание программного обеспечения блока управления отечественного дизеля 4ДТ оснащенного аккумуляторной топливной системой Common Rail;
— исследования биотоплива на основе рапсового этила с проведением обширных исследовательских работ на моторном стенде. Участие в подготовке ГОСТ для биотоплива украинского производства;
— исследование альтернативных топлив дизелей. Проведение комплекса ресурсных испытаний дизеля при работе на смеси дизельного топлива с водой и оценка эффективности данного мероприятия;
— разработка ПО DieselAnalyse. Специализированное программное обеспечение, разработанное сотрудниками кафедры ДВС для использования на моторном стенде. Позволяет в режиме реального времени видеть процессы в цилиндре, рассчитывать основные параметры, сохранять и обрабатывать многомерные массивы данных и многое другое.

6. Общественное признание
Приятно отметить, что усилия сотрудников кафедры отмечаются на различном уровне.
Награды студентам и преподавателям на различных украинских и международных конкурсах, грамоты и благодарности от работодателей о квалификации наших выпускников, правительственные награды, все это свидетельствует о высоком качестве подготовки студентов, квалификации преподавателей и актуальности научных изысканий, проводимых на кафедре ДВС НТУ «ХПИ».

Уважаемые абитуриенты и их родители!
Приглашаем Вас поступить на кафедру «Двигатели внутреннего сгорания» НТУ «ХПИ»!
Нам нужны увлеченные ребята, которые любят автомобили и двигатели!
Очень всех ждем!

Для поступления к нам требуется:
— математика (минимум 140 баллов),
— украинский язык (мин. 124 балла),
— физика, химия или иностранный язык (минимум также по 124 балла).

По всем вопросам прошу обращаться ко мне.

Внимание! Запись носит исключительно образовательный характер и не носит рекламный характер, так как НЕ НАПРАВЛЕНА на привлечение клиентов с целью получения прибыли.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector