Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Концепция применения турбонаддува на двигателях семейства ВАЗ

Работа №106256

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

машиностроение

Объем работы63
Год сдачи2019
Стоимость4550 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
95
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Применение компрессоров в двигателях внутреннего сгорания 8
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 15
3 Расчет кинематики двигателя 25
4 Динамический расчет двигателя 27
4.1 Расчет основных сил и моментов действующих в КШМ 27
4.2 Уравновешивание 37
4.3 Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя 38
5 Расчет турбокомпрессора 40
5.1 Расчет компрессора 40
5.1.1 Расчет входного устройства и рабочего колеса компрессора 40
5.1.2 Расчет диффузоров и воздухосборника 43
5.1.3 Расчет основных параметров компрессора 44
5.2 Расчет турбины 45
5.2.1 Расчет направляющего аппарата (сопла) 46
5.2.2 Расчет рабочего колеса турбины
5.2.3 Согласование работы турбины и компрессора в составе турбокомпрессора 49
5.2.4 Согласование работы турбокомпрессора с поршневой частью 49
5.2.5 Расчет пружины управляющего механизма 50
5.3 Описание спроектированного турбокомпрессора 51
6 Моделирование характеристик двигателя с турбокомпрессором в программе AVL BOOST 53
6.1 Параметры для турбокомпрессора в программном комплексе AVL Boost 52
6.2 Индикаторное давление и параметры работы двигателя 55
6.3 Преимущества и недостатки при сравнении атмосферных и турбированных двигателей 57
Заключение 59
Список используемых источников 60
Приложение А 62

Поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) считается самым распространенным агрегатом применяемом в автомобилестроении. Изобретение ДВС поставило перед инженерами задачи по усовершенствованию, а именно, уменьшение удельного расхода топлива и показателей шумности, прибавка мощности и снижение выброса отработавших газов в атмосферу [1].
Бензиновые и дизельные двигатели используют турбонаддув. Дизельные двигатели, в которых применяется турбонаддув являются более эффективными в связи с особенностями - высокая степень сжатия и меньшая частота вращения коленчатого вала, против бензинового двигателя [3]. При применении турбонаддува в бензиновых двигателях появляется возможность детонации, она непосредственно связана с частотой оборотов коленчатого вала в двигателе. Вдобавок температура отработавших газов, у бензиновых ДВС находится в районе 1000°С, у дизелей 600°С, поэтому турбонаддува в бензиновых двигателях является сложной технической задачей.
Для улучшений мощностных характеристик двигателя применяются компрессоры и турбокомпрессоры. Необходимо рассмотреть принцип работы компрессора и его преимущества для использования в двигателях.
В практике используются следующие типы компрессоров: Объемные компрессоры и турбокомпрессоры.
В объемном компрессоре энергия, выделяющаяся в процессе сгорания в рабочей камере, передается от двигателя к газу, периодически изменяет свой объем, в связи с перемещением стенок либо одной стенки. К объемным компрессорам относят поршневые, винтовые и роторные компрессор.
В турбокомпрессорах, они же динамические компрессоры, энергия передается от ДВС к газу посредством вращения в рабочем колесе с лопатками. В процессе прохождения газом профилей лопаток возникает подъемная сила, которое вызывает ускорение потока, а также увеличивает его скорость и давление. Далее происходит добавочное увеличение давления в неподвижных элементах двигателя за счет кинетической энергии газа. К динамическим относят вихревые, осевые, диагональные, центробежные компрессоры.
Тип компрессора, используемый в ДВС, является винтовым. Компрессоры хорошо подходят в ситуациях, где необходим хороший поток воздуха на низких оборотах двигателя. Рабочий диапазон у них не велик, но при достижении определенных оборотов они очень эффективны. Подключен компрессор в основном от коленчатого вала двигателя, что означает, что его вращение зависит от оборотов двигателя. Компрессоры достаточно трудные в изготовлении, поскольку необходимо использовать высокоточное оборудование.
В целях повышения давления воздуха на впуске используются объемные и центробежные компрессоры. В центробежных компрессорах повышение давления происходит путем преобразования кинетической энергии в энергию давления в диффузорах. В поршневых и винтовых компрессорах давление в каналах повышается за счет сближения молекул из-за уменьшения объема (сжатия) воздуха в корпусе компрессора. Существует механический, газотурбинный, а также комбинированный наддув.
Турбокомпрессор - компрессор для сжатия воздуха центробежного или осевого типа, рабочее колесо которого приводится в движение за счет выхлопных газов. При этом компрессор механически не связан с коленчатых валом двигателя, его связь с двигателем является газовой. Компрессор, который кинетически связан с коленчатым валом двигателя называют механическим. В этом случае вращение рабочего колеса компрессора осуществляется непосредственно от вращения коленчатого вала. Роторные компрессоры сжимают воздух с помощью кулачков ротора или винтов и являются компрессорами объемного типа.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


1. В соответствии с проведенным анализом, можно отметить, что применение турбокомпрессора позволяет существенно улучшить технико­экономические показатели базового двигателя. При небольшом превышении мощности базового двигателя, уменьшен рабочий объем (iVh = 1190 см3). Минимальный эффективный удельный расход топлива составляет ge = 226 г/(кВт-ч), часовой расход топлива на номинальном режиме - От = 16,14 кг/ч. Для улучшения приемистости двигателя применяется система регулирования давления наддува.
2. Изучены основы в программном комплексе AVL BOOST. Разработана рабочая схема одноцилиндрового атмосферного и турбированного двигателя. Приведены графики температуры и давления до и после цилиндра. Рассмотрены преимущества и недостатки турбированных и атмосферных двигателей. Мощность турбированного двигателя возрастает в 1.86 раз.


1 Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей [Текст]/ Колчин, А.И. Демидов В.П. // Учебное пособие для вузов - 2-е изд., перераб. и доп. - М: Высшая школа 1980. - с.496.
2 Эккерт Б. "Осевые и центробежные компрессоры. Применение, теория, расчет [Текст] / Эккерт Б. / Гос. науч. - техн. изд-во машиностроит. лит., 1959. - 678 с.
3 Селезнев, К.П. Центробежные компрессоры [Текст] / Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. // Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. - 271 с.
4 Бухарин, Н.Н. Моделирование характеристик центробежных компрессоров [Текст] / Бухарин, Н.Н. // М: Высшая школа. 1988г. - 215 с.
5 Герман, В.А. Разработка метода расчета и оптимизация винтовых компрессоров [Текст] / Автореф. дис. на соиск. учен.степ. канд. техн. наук. Л.: ЛПИ, 1995, - 210 с.
6 AVL BOOST [Электронный ресурс.]: ADVANCED SIMULATION TECHNOLOGIES AVL BOOST. URL: https://www.avl.com/web/ast/boost
7 Heinz, P. Practical Guide to Compressor Technology [Текст] / Heinz P. Bloch A. // Wiley-Interscience, 2 edition (September 14, 2006) - 590 с.
8 Турбодвигатели и компрессоры: справ. пособие: [пер.с нем.] [Текст] / Г. Ханк // АСТ: Астрель, М.: 2007. - 350с.
9 Акустический наддув двигателя внутреннего сгорания учеб. пособие для вузов [Текст] / А.В. Васильев, Д.А. Шипов; ТГУ. - Гриф УМО: ТГУ. - Тольятти: ТГУ, 2004. - 130с.
10 Теория и расчет турбокомпрессора учеб. Пособие для машиностроительных спец. Вузов [Текст] / К.П. Селезнев [и др.]; под. ред. К.П. Селезнев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Лененград: Машиностроение, 1986. - 392с.
11 Nlootat, G. A Model for Converting SI Engine Flame Arrival Signals into Flame Contours [Текст] / SAE, SP 1099, №950109, стр. 99-110, 1999.
12 Khalighi, B. Computation and Measurement of Flow and Combustion in a Four- Valve Engine with Intake Variations [Текст] / SAE, SP 1101, №950287, 2001. - с. 147-179,
13 Каминский, А.И. Особенности расчета агрегатов наддува судовых и стационарных двигателей [Текст] / Каминский, А.И., Васильев Л.А. // Учебное пособие. - Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1979. - 111 с.
14 Каминский, А.И. Турбокомпрессоры. Расчет центробежного компрессора [Текст] / Каминский, А.И., Васильев Л.А. //. Методические указания. - Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1986. - 36 с.
15 Каминский, А.И. Выбор параметров и расчет турбин турбокомпрессоров [Текст] / Каминский, А.И., Васильев Л.А. // Методические указания. - Хабаровск: Хабар. политехн. ин-т, 1986. - 36 с.
...


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ