Аннотация 4
Введение 6
1 Тепловой расчет двигателя с непосредственным впрыском топлива 7
1.1 Тепловой расчет двигателя 7
1.2 Тепловой баланс двигателя 19
2 Расчет кинематики и динамики 21
2.1 Кинематика 21
2.2 Динамика 21
3 Обзор иностранных источников 28
4 Обзор состояния вопроса и описание модернизированного двигателя с непосредственным впрыском топлива через пьезофорсунку 36
4.1 Общее описание конструкции и устройства пьезофорсунки 36
4.2 Описание конструкции спроектированной пьезофорсунки 38
4.3 Расчет пьезофорсунки 40
5 Безопасность и экологичность проекта 42
5.1 Оценка влияния непосредственного впрыска топлива в цилиндр на концентрацию токсичных компонентов в отработавших газах 42
5.2 Система питания с пьезофорсункой и её влияние на показатели работы ДВС 43
5.3 Выводы по главе 43
Заключение 45
Список использованных источников 46
Приложение А - Результаты теплового расчета 48
Приложение Б - Результаты кинематического расчета 67
Приложение В - Результаты динамического расчета 69
Развитие современного автомобилестроения идет по пути повышения эффективности процесса сгорания при снижении токсичности отработавших газов, одним из путей которые всегда манили инженеров, это возможность применения качественного регулирования нагрузкой в двигателях с искровым зажиганием, но при гомогенном смесеобразовании эффективный процесс сгорания возможно осуществить лишь в узком диапазоне составов смеси, что очень ограничивало возможности бензиновых двигателей по сравнению с дизельными, и приходилось регулировать мощность количественно, создавая на впуске дополнительное сопротивление дроссельной заслонкой, что приводило к потери мощности за счет возросших насосных потерь и понижением эффективности процесса сгорания из-за значительного разбавления рабочей смеси остаточными газами.
Развитие микропроцессорной электроники позволило в 90-х годах прошлого века осуществить заветную мечту, и реализовать в бензиновом двигателе непосредственный впрыск топлива в цилинд обеспечивая возможность качественного регулирования мощностных характеристик двигателя. И хоть эта технология известна давно, ещё в 30-х годах она успешно применялась в авиационных поршневых двигателях но для обеспечения её эффективного применения нужно было создать быстрореагирующие исполнительные устройства, для подачи топлива. И в настоящее время развитие данного направления продолжается, так одно из современных перспективных решений это применение пьезофорсунки для более быстрой и качественной подачи топлива. По этому адаптация двигателя ВАЗ для установки на нем системы непосредственного впрыска с пьезофорсункой, является актуальной задачей бакалаврской работы.
В бакалаврской работе проведена модернизация двигателя 16 клапанного ВАЗ с рабочим объемом 1,6 литра, было предложено и спроектирована головка блока цилиндра с расположенной в ней пьезофорсункой для непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя, для этого проведен тепловой, кинематический и динамический расчет двигателя с пьезофорсункой, определены технические характеристики пьезофорсунки, что позволило поднять степень сжатия до 11,5 и проведено сравнение с базовым двигателем ВАЗ с распределенным впрыском топлива при степени сжатия 10,5, в результате получены следующие положительные показатели, а именно, увеличение эффективной мощности составило 5%, крутящего момента на 6%, при этом расход топлива снизился на 8% по внешней скоростной характеристике, а при работе на частичных режимах снижение расхода топлива составляет до 40%.
Проведенный анализ безопасности и экологичности объекта бакалаврского проектирования показал, что для выполнения норм по токсичности Euro VI необходимо в совокупности с каталитическим нейтрализатором устанавливать катализатор с накопителем NOx.
