АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Состояние вопроса 7
1.1 Пути повышения мощностных показателей 7
1.1.1 Применение природного газа в двигателе с
турбонаддувом 8
1.1.2 Уменьшение объема ДВС для использования наддува 12
1.1.3 Численное моделирование базовых конфигураций
двигателя 15
1.2 Применение и принцип работы роторных компрессоров.... 19
2 Расчет бензинового двигателя 23
2.1 Тепловой расчет и тепловой баланс (по методике
Гринивецкого-Мазинга) 24
2.1.1 Топливо 24
2.1.2 Параметры окружающей среды 25
2.1.3 Процесс впуска 26
2.1.4 Процесс сжатия 27
2.1.5 Протекание процесса сгорания 28
2.1.6 Процессы выпуска и расширения 29
2.1.7 Индикаторные параметры рабочего цикла 30
2.1.8 Эффективные показатели ДВС 30
2.1.9 Основные параметры цилиндра ДВС 31
2.1.10 Вывод индикаторной диаграммы 32
2.1.11 Тепловой баланс 34
2.1.12 Вывод графика теплового баланса 36
2.1.13 Вывод графиков ВСХ 37
3 Применение концепции Downsizing к двигателю ВАЗ 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А 48
АННОТАЦИЯ
В работе представлен анализ фактических характеристик рабочего цикла бензинового двигателя внутреннего сгорания. Представлена схема работы бензинового двигателя ВАЗ 11194, а также описан способ улучшения мощностных характеристик. Расчетно-пояснительная записка для бакалаврской работы содержит 48 страниц, 6 таблиц, 23 рисунка.
Целью настоящей работы является возможность произвести сравнение двигателей различных видов и рассмотреть их возможные плюсы и минусы. Бакалаврская работа включает в себя пояснительную записку и графическую часть. В пояснительной записке присутствуют главы состояния вопроса данной темы, тепловой расчет, специальную часть которая использует в качестве расчетной системы программный комплекс AST (Advanced Simulation Technologies) AVL Boost.
Задачей данной работы является сравнение характеристик различных типов двигателей при использовании программы AVL Boost.
Графическая часть проекта включает в себя продольные и поперечные сечения двигателя, а также графики кинематических и динамических расчетов, диаграмму ВСХ и специальную часть.
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) распространены по всему миру, из размер и функционал очень разнообразен, поэтому являясь самыми распространёнными силовыми агрегатами, в автомобилестроении, они требуют постоянной модернизации [1]. Инженеры по сей день решают задачи, которые связаны с увеличением мощности, снижением шумности, повышением экологичности и снижением удельного расхода топлива.
К одним из серьезнейших недостатков в ДВС относится потеря полезной энергии. При воспламенении и сгорании смеси топливо/воздух в цилиндре, большая часть тепловой и кинетической энергии отправляется в выхлопную трубу вместе с выхлопными газами, тем самым полезная работа не совершается [2].
В процессе впуска в цилиндр подается топливовоздушная смесь в определенном количестве, ограничивая двигатель в литровой мощности. Это обусловлено тем, что давление в конце такта впуска всегда меньше чем атмосферное давление. Это явление относится к еще одному серьезному недостатку двигателя.
Возможно решить указанные недостатки путем применения турбокомпрессора или роторного компрессора [3]. Таким образом, цель работы заключается в создании модели двигателя обеспечивающей высокие нормы экологии и максимально сниженный расход топлива, имеющей объем 1,4 л для применения концепции downsizing в автомобиле класса «В». Расчет произвести в программе AVL Boost, относящейся к огромному комплексу программ по моделированию AVL AST.
В данной работе спроектирован бензиновый 4 -х тактный двигатель с номинальной мощностью Ne=96 кВт при n=5800 мин-1, с максимальным крутящим моментом Mmax=186 Нм при n=3400 мин-1 . Удельные показатели N=46,8 кВт/л и ge=226,9 г/кВтч, могут быть применимы к автопроизводителям Российского и зарубежного рынка [20].
Расчет специальной части проводился в программном пакете AVL Boost с учетом данных характеристик базового двигателя и агрегата наддува. Сравнение ВСХ двигателей относительно базового, показало, что:
• Выигрыш по мощности виден у двигателя с турбонаддувом при использовании в качестве топлива - бензин, Ne=103 кВт при n=5000 мин-1, Mmax=219 Нм при n=3000 мин-1, ge=280 г/кВтч;
• Выигрыш по расходу топлива виден у двигателя с турбокомпрессором при использовании топлива - метан, ge=267 г/кВтч, при n=3000 мин-1, Ne=87 кВт при n=5000 мин-1, Mmax=183 Нм при n=3000 мин-1
