Аннотация 4
Введение 7
1 Обзор иностранных источников по способам снижения токсичности отработавших газов по углеводородам 8
2 Тепловой расчет двигателя 28
3 Расчет кинематики двигателя 41
4 Динамический расчет двигателя 42
5 Специальная часть 47
5.1 Описание системы непосредственного впрыска топлива спроектированного двигателя 47
5.2 Расчет основных элементов электромагнитной форсунки 50
6 Безопасность и экологичность проекта 53
6.1 Оценка безопасности и экологичности объекта разработки бака лаврской работы 53
6.2 Выводы по разделу 55
Заключение 56
Список использованных источников 57
Приложение А - Результаты теплового расчета 59
Приложение Б - Результаты кинематического расчета 79
Приложение В - Результаты динамического расчета 81
Залогом успешного внедрения технологии GDI послужила разработка нового типа инжектора, который позволил увеличить давление впрыска, гарантировать стабильный и точный поток топлива, а также возможность контроля подачи воздуха. Это позволило добиться стабильности прямого впрыска. В настоящее время технология GDI расширяется за пределами Японии и это связано с дальнейшим ужесточением стандартов выхлопа вредных газов в атмосферу. Давайте теперь разберем эффективность технологии GDI и вопросы выхлопных газов, которые стояли до возникновения, а также определим причины, почему такая технология зародилась.
Все двигатели внутреннего сгорания воспламеняют топливо в воздухе, и каждый тип топлива имеет идеальное соотношение смеси, при котором топливо сгорит полностью или максимально полно. Во всем мире инженеры, создающие двигатели, ломают голову над тем, чтобы достигнуть идеального соотношения воздуха и топлива для полного сгорания смеси. Как правило, это так называемое стехиометрическое соотношение. У бензина оно равно 14,7:1 (14,7 частей воздуха и 1 часть воздуха по весу). Это соотношение должно поддерживаться на разных нагрузках двигателя и при разных условиях. Раньше такое соотношение иногда достигалось в карбюраторе. Однако карбюратор имел свой верхний предел развития, несмотря на экономичность и достаточную мощность, однако новые модели требовали еще большей мощности с одновременным ужесточением выхлопа.
В бакалаврской работе проведена модернизация двигателя ВАЗ-2112 для снижения токсичности по углеводородам, за счет адаптации двигателя под работу при непосредственном впрыске топлива в цилиндр. В ходе расчетов получены основные характеристики работы двигателя и нагрузки на элементы КШМ, проведенный расчет электромагнитной форсунки позволил спроектировать её и разместить в блоке цилиндров. Проведенная оценка влияния работы системы непосредственного впрыска на экологические характеристики работы двигателя показала, что:
• Токсичность по продуктам неполного сгорания и углекислому газу снизится, для выполнения норм токсичности ЕВРО-6 требуется установка катализатора дожигателя продуктов неполного сгорания, после катализатора накопителя оксидов азота и в конце установка сажевого фильтра.
• Для выполнения норм по токсичности оксидами азота, следует устанавливать каталитический нейтрализатор накопительного типа.
При этом энергетические характеристики работы изменились следующим образом:
• минимальный удельный эффективный расход топлива 242 г/кВт*ч, снижение по сравнению с базовым составило 6-8% в связи с тем что на основном режиме работы условия подготовки топливно-воздушной смеси схожи, а на режимах частичных нагрузов и холостого хода снижение удельного расхода составило до 50%;
• максимальную мощность составила 72 кВт при частоте вращения 5600 мин-1, по сравнению с базовым увеличение составило 1-1,5%.
• снижение токсичности в отработавших газах по несгоревшим углеводородам (СН) и оксидам азота (ИО).
