Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1. Перспективы использования системы отключения цилиндров в бензиновом ДВС 8
2. Обзор иностранных источников по теме бакалаврской работы 9
3. Тепловой расчет 15
3.1 Параметры рабочего тела 15
3.2 Параметры окружающей среды и значения остаточных газов 17
3.3 Расчет процесса впуска 18
3.4 Процесс сжатия 19
3.5 Процесс сгорания 21
3.6 Процессы расширения и выпуска 23
3.7 Индикаторные параметры рабочего тела 23
3.8 Эффективные показатели двигателя 24
3.9 Основные параметры и показатели двигателя 25
4. Кинематический расчет двигателя 27
4.1 Перемещение поршня 27
4.2 Угловая скорость вращения коленчатого вала 28
4.3 Скорость поршня 29
4.4 Ускорение поршня 30
5. Теоретическая часть 31
5.1 Процесс отключения цилиндров 31
5.2 Процесс включения цилиндров 35
5.3 Практическая выгода использования системы отключения цилиндров 39
6. Безопасность и экологичность проекта 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 43
ПРИЛОЖЕНИЕ А 46
ПРИЛОЖЕНИЕ В 60
В современном мире одним из самых важных вопросов в поиске альтернатив развития для бензинового двигателя является поиск путей сокращения потребления топлива, уменьшение вредных выбросов в атмосферу. Одними из развивающихся технологий являются системы отключения цилиндров, которые способны отключать несколько цилиндров во время работы ДВС для экономии топлива и сокращения вредных выбросов в атмосферу.
Актуальность данной бакалаврской работы заключается в том, что сегодня четырех цилиндровый двигатель может экономить топливо с помощью отключения цилиндров. На данный момент такой способ повышения экономичности ДВС является одним из самых эффективных. Тем самым мы получаем экономию топлива. Для начала дадим определение понятию «Отключения цилиндров» [18] - это система, при помощи которой выключается передача топлива в один или несколько цилиндров двигателя. Также для исправной службы «нерабочих» цилиндров, клапана ГРМ (газораспределительного механизма) в них раскрываются, и не мешают прохождению воздуха. В свою очередь существуют конструкции, где они постоянно закрыты. Данная система позволяет сэкономить топливо, как утверждает ряд производителей - она может стать значительной.
При выключении ряда цилиндров на режимах частичных нагрузок остальные цилиндры переходят на работу при большей нагрузке. Из многочисленных способов отключения цилиндров можно выделить несколько основных:
- отключение топливоподачи, с одновременным сообщением неработающих цилиндров с атмосферой или с выпускным трубопроводом (при соединении с выпускным коллектором поддерживается температурный режим отключенных цилиндров);
- отключение топливоподачи с сохранением переменной степени дросселирования неработающих цилиндров;
- отключение впрыскивания топлива по заданной в электронном блоке программе (через один или несколько циклов) с целью поддержания температурного режима отключенных цилиндров. Эффект от применения данной системы меньше, чем от приведенных выше способов, т.к. после отключения каждого цикла приходится подавать несколько обогащенную смесь;
- отключение путем удержания впускных и выпускных клапанов в закрытом состоянии и прекращения газообмена в неработающих цилиндрах, с периодическим приоткрытием для предотвращения их от залипания. Это более эффективный способ экономии топлива, но его использование связано с существенным изменением конструкции двигателя.
В данной работе мы остановимся на рассмотрении последнего метода отключения цилиндров.
Основной целью бакалаврской работы является снижение расхода топлива в ДВС.
Задачи для выполнения основной цели:
1. Изучение литературы по выбранной теме, ознакомление с современными технологиями и рассмотрение основных технических направлений деятельностей в с сфере двигателестроения.
2. Исследование технической документации по выбранной теме бакалаврской работы (Модернизация механизма газораспределения для четырехтактного двигателя с улучшенными параметрами экономичности) и получение более углубленной и детальной информации по данной теме.
3. Модернизация ДВС путем внедрения системы отключения цилиндров.
4. Систематизация полученных данных, составление таблиц, графиков и чертежей.
В роли объекта исследования выступает двигатель внутреннего сгорания (ДВС), предметом выступает газораспределительная система.
Изучив данную тему исследования, приходим к выводу, что данные конструкции работают в «узком» диапазоне оборотов двигателя, где наиболее лучшая экономичность достигается с 2000 до 3000 оборотов. Если необходима нагрузка в более «высоких» оборотах, то производительность и экономность значительно снижаются, тем самым отключение цилиндров двигателя предполагает размеренный стиль вождения, к примеру, если из четырех — отключить два, то при повышенных оборотах им будет необходимо «тянуть» двигатель полностью. И это, конечно, для них будет непросто, будет идти перерасход.
От стиля езды зависит многое, так, при включенной системе, должно быть не более 3000 оборотов, в том числе и при разгонах и маневрах. Оптимальным является ускорение плавное и торможение длинное, также можно использовать «движение накатом».
Экономия детерминирована рядом факторов:
1. После выключении цилиндров, воздух перераспределяется: из «нерабочих» его отводят и подают в «рабочие». Следовательно, их КПД значительно возрастает.
2. Система охлаждения также начинает работать продуктивнее, потому что охлаждать необходимо только рабочие цилиндры, что тоже немного увеличивает КПД.
3. Подача топлива. Насос начинает меньше подкачивать бензин (только в поршни, которые работают), следовательно, давление его снижается, тем самым повышая экономичность.
Подводя итоги, можно достичь экономию порядка 20%. Как уверяют производители ключевое предназначение данных конструкций - «городская езда» по пробкам.
