Аннотация
Введение 4
1 Проблемы применения альтернативных топлив в двигателях с
искровым зажиганием 5
1.1 Адаптивное управление фазой сгорания на основе модели для
многотопливных двигателей с искровым зажиганием 5
1.2 Альтернативные виды топлива 8
1.3 Альтернативные автомобильные приводы и APU
(вспомогательные силовые установки) 15
1.4 Электрический привод 16
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 19
2.1 Тепловой расчет одноцилиндрового двигателя при работе на
бензине 19
2.2 Тепловой расчет одноцилиндрового двигателя на этаноле 24
2.3 Тепловой расчет одноцилиндрового двигателя на топливе Е85 ... 28
3 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного
механизма двигателя 33
3.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 33
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 35
4 Анализ токсичности отработавших газов при работе
одноцилиндрового двигателя на бензине, этаноле и Е85 40
Заключение 52
Список используемых источников 54
Автомобильная промышленность пережила огромный рост с увеличением мобильности людей. Транспорт рассматривается как основная необходимость и удобство. Однако использование автомобилей на обычном топливе, таком как бензин, оказывает пагубное воздействие на окружающую среду в виде загрязнения воздуха. Кроме того, запасы ископаемого топлива истощаются угрожающими темпами, что, по-видимому, приводит к увеличению стоимости этого топлива. Растущая забота об окружающей среде привели к энергетическим реформам и исследованиям по сокращению использования автомобильного топлива. Новые автомобильные технологии, позволяющие транспортным средствам работать на возобновляемых и альтернативных источниках энергии, рассматриваются, разрабатываются и создаются прототипы. Основное внимание в них уделяется повышению эффективности двигателей, сокращению выбросов и, если возможно, устранению их без ущерба для существующего пробега и комфорта.
В бакалаврской работе проведен анализ рабочего процесса в одноцилиндровом двигателе при работе на бензине, этаноле и Е85. Получены основные выводы по работе:
1. Этанол — это вариант топлива будущего, так как он достаточно дешево получается через конверсию метана, с выходной ценой почти в 2 раза ниже, чем бензин, при этом нет необходимости в создании второй топливной системы и размещать газ на борту автомобиля.
2. Этанол имеет некоторые проблемы при холодном пуске при пониженных температурах, что приводит к необходимости при эксплуатации при отрицательных температурах добавлять в топливо бензин, так появилось топливо Е85 состоящее из 85% этанола и 15 % бензина, это наиболее успешный коммерческий проект развития альтернативного топлива.
3. Представленные результаты наглядно показывают, что применение топливо Е85 для двигателя с искровым зажиганием позволяет снизить токсичность двигателя примерно на 40% по продуктам неполного сгорания, но при этом снижаются эффективные показатели работы двигателя.
Выводы по первому разделу
По вопросам применения альтернативных видов топлива, следует отметить, что наиболее перспективными считаются спирты для двигателей с искровым зажиганием. Для газов имеется существенные ограничения по применению вследствие значительного увеличения массы хранения топлива и стоимости системы топливоподачи. Но можно отметить, как перспективные это компримированный природный газ и водород.
При использовании альтернативных топлив необходимо учитывать необходимость адаптации рабочего процесса на изменение свойств горения нового топлива.
Выводы по 2-му разделу
Проведенные расчеты показали некоторое улучшение эффективных показателей работы двигателя при переходе с бензина на альтернативное топливо - этанол и Е85 (85% этанол и 15% бензин).
Выводы по 3-му разделу
Переход на альтернативное топливо (этанол или Е85) позволяет снизить нагрузки на кривошипно-шатунный механизм.
Выводы по 4-му разделу
В ходе стационарного моделирования концепция была оптимизирована для достижения наилучших характеристик и эффективности с учетом реальных ограничений, таких как температура и давление в камере сгорания, и т. д. В результате была получена полная скоростная характеристика двигателя. Представленные результаты наглядно показывают, что альтернативных топлив этанол и Е85 снижают мощностные показатели на 10-15%. При этом токсичность отработавших газов улучшается.
