Аннотация 4
Введение 6
1 Обзор источников по проблеме повышения эффективности процесса сгорания в ДВС с искровым зажиганием 7
1.1 Пути и способы повышения эффективности процесса сгорания в ДВС с искровым зажиганием 7
1.2 Обзор литературы по теме работы на иностранном языке 12
2 Тепловой расчет двигателя 21
3 Расчет кинематики и динамики двигателя 33
3.1 Кинематический расчет 33
3.2 Динамический расчет 33
4 Описание конструкции модернизированного двигателя 39
5 Безопасность и экологичность объекта бакалаврской работы 40
5.1 Оценка экологичности, по нормируемым продуктам отработавших газов, объекта разработки бакалаврской работы 40
5.2 Шумность при работе ДВС с новыми впускными каналами и компактной камерой сгорания 41
5.3 Эффективность применении новой камеры сгорания и впускных каналов 41
5.4 Выводы по разделу безопасность и экологичность 42
Заключение 43
Список использованных источников 44
Приложение А - Результаты теплового расчета 46
Приложение Б - Результаты динамического расчета 68
Приложение В - Результаты расчетов сил действующих в КШМ 71
Снижение токсичности отработавших газов (ОГ) при улучшении топливной экономичности и сохранении мощностных показателей остается наиболее актуальной проблемой современного двигателестроения. Регулярное ужесточение законодательных требований к выделению автомобилями вредных веществ служит стимулом для постоянных исследований в этом направлении. Основными токсичными компонентами продуктов сгорания являются оксид углерода (СО), несгоревшие углеводороды (СН), оксиды азота (NO). Наиболее сложен комплекс мер, направленных на снижение выделения СН, как продукта неполного сгорания, совместно с оксидами азота. Поэтому снижение токсичности при соблюдении современных норм образования углеводородов и оксидов азота в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) весьма актуально.
В современном автомобилестроении существуют различные тенденции решения проблем экологической безопасности. Разрабатываются автомобили с электроприводом, однако в настоящее время электропривод, как силовой агрегат автомобиля, не заменит традиционный ДВС в силу недостаточного уровня потребительских качеств. Применение альтернативных топлив не решает полностью проблем токсичности автомобильных двигателей и сдерживается проблемами, связанными с инфраструктурой и дороговизной этих технологий. Широко распространенные системы каталитической нейтрализации ОГ с использованием благородных металлов являются дорогостоящими и снижают эффективность работы двигателя.
Наиболее эффективные методы снижения токсичности ДВС связаны с комплексным воздействием как на рабочий процесс, т.е. непосредственно на причины образования токсичных веществ, так и направленные на очистку выхлопных газов. Такие способы связаны с осуществлением рабочего процесса на бедных смесях при различных способах интенсификации сгорания и сохранении эффективности. В частности, применением расслоения топливно-воздушного заряда. Этот способ не требует значительного усложнения конструкции автомобиля и не ухудшает безопасность.
В бакалаврской работе проведена модернизация двигателя ВАЗ-2112, где применена компактная камера сгорания и спроектирована система впуска создающая устойчивое движение потока. Проведены основные расчеты двигателя, а именно, тепловой, кинематический, динамический, проведена оценка влияния формы камеры сгорания, турбулентности и вихревого движения потока на эффективность процесса сгорания и токсичность отработавших газов.
Получено в результате модернизации следующие характеристики:
• минимальный удельный эффективный расход топлива 220 г/кВт*ч, при снижении на 15%;
• максимальную мощность при номинальных оборотах n=5600 мин-1 56 кВт;
• снижение токсичности в отработавших газах по СН и СО, также произойдет снижение на выбросов парникового газа СО2.
В разделе безопасность и экологичность проведена оценка токсичности и шума спроектированного двигателя, показано улучшение экологических характеристик.
