Введение
1. Обоснование схемы проектируемого двигателя и выбор аналогов
2. Согласование режимов работы турбокомпрессора и
поршневой части ДВС
3. Тепловой расчет двигателя.
3.1 Выбор недостающих данных
3.2 Выполнение теплового расчета
3.3. Результаты теплового расчета
3.4. Выводы
4. Кинематический и динамический расчеты двигателя
4.1. Кинематический расчет двигателя
6. Расчет на прочность основных деталей двигателя
6.1. Прочностной расчет поршня
6.2 Прочностной расчет поршневых колец
6.3. Прочностной расчет поршневого пальца
6.4. Расчет шатунной группы
6.5. Расчет поршневой головки шатуна
6.6 Расчет кривошипной головки шатуна
6.7 Расчет стержня шатуна
6.9 Расчет шатунных болтов
6.10 Вывод
8. Описание конструкции двигателя
9. Исследовательская часть.
Выбор параметров рабочего процесса и особенности воздухо- и
газоснабжения конвертированных дизелей.
9.1. Актуальность и перспективы применения
9.2. Особенности рабочего процесса конвертирования на КПГ дизеля
9.2.1. Выбор степени сжатия
9.2.2. Форма камеры сгорания
9.2.3. Подбор ТКР и способов его регулирования
9.2.4. Подбор дозаторов.
9.2.5. Состав системы топливопитания.
Вывод
Купить

Концепция автомобильного двигателя на сегодняшний день обусловлена следующими общими требованиями: существенное уменьшение
эксплуатационного расхода топлива и масла, безусловное соответствие постоянно ужесточающимся стандартам на выбросы вредных веществ, уменьшение расхода природных ресурсов, потребляемых на изготовление автомобиля. При удовлетворении указанных выше основных требований не должны ухудшаться остальные эксплуатационные характеристики автомобиля, его безопасность и комфортность.
Стоимость производства такого автомобиля должна обеспечивать его конкурентоспособность в условиях рынка.
Очевидно, что создание перспективного высокоэкономичного малотоксичного автомобиля представляет сложную комплексную задачу, связанную с коренным усовершенствованием большинства узлов автомобиля и технологии их производства.
Решение такой задачи не может быть достигнуто в рамках возможностей одного производителя автомобилей, а требует объединения значительного числа производственных предприятий и государственных организаций.
Актуальными направлениями улучшения двигателей являются повышение мощности, топливной и масляной экономичности, надёжности и понижение металлоёмкости.
Все более жесткие правила по нормам токсичности отработавших газов и постоянное возрастание мощности обусловили использование систем подачи смеси с очень высоким рабочим давлением, в следствии этого идет подорожание системы топливопитания.
Нынешние наземные виды транспорта обязаны своим совершенствованием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, наиболее часто применяемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сегодня сохраняется, и будет ещё сохраняться в ближайшей перспективе.
Среди ДВС двигатель на метане в настоящее время является таким двигателем, который преобразует химическую энергию топлива в механическую работу. Газовый двигатель - особый вид двигателя внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, работающий по циклу Отто. Чаще всего газовые двигатели работают на пропане и метане, но имеются и альтернативы, работающие на попутных (нефтяных), сжиженном, доменных, генераторных и других видах газообразного топлива.
Принципиальное отличие газовых двигателей от бензиновых в более высокой степени сжатия. Использование газа минимизирует возможный износ деталей, так как процессы сгорания топливовоздушной смеси происходят наиболее эффективно, благодаря исходному (газообразному) состоянию топлива. Также газовые двигатели наиболее экологичны и экономичны, так как газ добывается легче, чем нефть и стоит дешевле.
К несомненным преимуществам двигателей на газе стоит придать значение безопасности и отсутствия дыма, что делает их необходимыми при эксплуатации на погрузчиках в больших складах, а также под землей и на общественном транспорте.
Сами по себе газовые двигатели редко выпускаются серийно, чаще всего путем переоборудования на газ.
Однако не только бензиновый, но и дизельный двигатель можно перевести на газ, для этого дизель снабжается системой зажигания, поскольку при сильном сжатии газ не детонирует как бензин.
Метан как топливо.
Метан — природный газ. Простейший углеводород без цвета и запаха. Чтобы почувствовать его утечку, в него добавляют одоранты, которые придают ему запах газа. Он плохо растворяется в воде, при этом гораздо легче воздуха.
Транспортируют метан под давлением в 230 атмосфер. Данное давление нужно для того, чтобы в один литр объема поместилось достаточно газа для сравнимого с бензином расхода при работе двигателя. Без данной меры размер газового баллона пришлось бы возрасти объём в тысячу раз. Метан входит в состав природных, а также попутных нефтяных, рудничных и болотных газов. Газ не выбрасывает в атмосферу вредные вещества, кроме углекислого газа и воды, а потому он является экологически чистым.
Используя метан в качестве топлива можно добиться следующих положительных моментов:
Октановое число метана — 110, это выше, чем у самого чистого бензина;
• Финансовая экономия — природный газ дешевле продуктов переработки нефти;
• При сгорании метана меньше выделяются токсичные вещества. Это означает увеличение срока эксплуатации транспортного средства и долговечность использования двигателя.
• Транспорт, работающий на газе, выделяет в окружающую среду меньше всего продуктов сгорания.
• Снижение выбросов, возникающих в момент заправки топливного бака, а также общее снижение количества выбросов углекислого газа.
Влияние на экологию
Что касается влияния на экологические аспекты, то метан, безусловно, самый чистый вид топлива из всех, которые сегодня используются. При этом оно готово к использованию в любой момент — его не надо очищать и перерабатывать, как например бензин и дизтопливо.
Кроме того, в метане не имеется вредных примесей, таких как соединения серы, свинца, вредных углеводородов. В результате его использования уровень выделения продуктов горения наиболее низкий, особенно если эксплуатируется высококачественное ГБО, а двигатель предварительно откалиброван.
Это связано с тем, что соотношение между водородом и углеродом в метане определяет самый малый уровень выбросов, по сравнению с бензином — разница составляет 20%. Их уровень в полной мере соответствует законодательству ведущих стран мира, в том числе тех, которые заботятся об экологии на своей территории.
Характеристики природного газа и его свойства
Метан относится к простейшим углеводородам. Он легче воздуха, не токсичен, плохо растворяется в воде, не имеет ощутимого запаха. Считается, что метан не опасен для человека, но известны случаи его воздействия на центральную и вегетативную нервную систему. Накапливаясь в закрытом помещении, при концентрации в воздухе от 4 % до 17 % становится взрывоопасным. Поэтому для обнаружения его человеком (без приборов) в метан часто добавляют специальные вещества, напоминающие запах газа. Относится к парниковым газам. В метане проявляются слабые наркотические свойства, которые ослаблены малой растворимостью в воде.
По происхождению в результате соединений с различными веществами и химических реакций подразделяется на: биогенный (органический); абиогенный (неорганический); бактериальный (жизнедеятельность микроорганизмов); термогенный (термохимические процессы). Получают этот газ также и в лаборатории при нагревании натронной извести или безводного гидроксида натрия с замороженной уксусной кислотой. Метан в жидком состоянии занимает объём в 600 раз меньше, чем в газообразном. Поэтому для удобства транспортировки и хранения его подвергают сжижению. Жидкий метан - это бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Она сохраняет практически все свойства газа. Критическое давление жидкого метана составляет 4,58 МПа (минимальное, при котором он превращается в жидкость).
Существование в природе. Метан входит в состав и является основным составляющим веществом следующих газов: природных (до 98 %); нефтяных (40-90%); болотных (99%); рудничных (35-50 %); грязевых вулканов (более 94 %). Он также содержится в составе воды океанов, озёр, морей. Присутствует в атмосфере таких планет, как Земля, Сатурн, Юпитер, Уран, и в поверхностных газах Луны. Большое количество содержится в угольных пластах. Это делает добычу в закрытых проходках взрывоопасным видом деятельности.
Технология сжижения природного газа следующая. Чистый метан получают из природного газа, удаляя из него другие компоненты: этан, пропан, бутан и азот. Чтобы получить жидкий метан, газ сжимают с последующим охлаждением. Процесс сжижения производится циклами. На каждом этапе объём уменьшатся до 12 раз. В жидкость он превращается в последнем цикле. для сжижения используются разные виды установок, среди них: дроссельные; турбинно-вихревые. При этом могут использоваться следующие схемы: каскадная; расширительная. В каскадной схеме используются три агента для охлаждения. При этом температура жидкого метана снижается поэтапно. Такая технология требует больших капитальных затрат. В настоящее время данный процесс усовершенствовали и стали применять сразу смесь хладагентов (этан и пропан). Такая схема стала самоохлаждающей, так как эти вещества получают из сжижаемого природного газа. Затраты немного уменьшились, но всё же остаются высокими.
При применении расширительной схемы используются более экономичные центробежные машины. Смесь предварительно очищают от воды и других загрязнений и сжижают под давлением за счёт теплообмена с холодным расширенным газовым потоком. Однако этот процесс требует больших затрат энергии, чем при каскадной схеме (на 25-35 %). Но в то же время экономятся капитальные затраты на компрессоры и эксплуатацию оборудования.
Температура жидкого метана, полученного в результате вышеописанного процесса, составляет в среднем - 162 градуса по шкале Цельсия.
Область применения метана, как в газообразном, так и в жидком состоянии, очень обширна. Его используют как топливо, в виде сырья для промышленности, в быту, в качестве анаболических стероидов для наращивания мышечной массы тела. При неполном сгорании из метана получают сажу, которая широко используется в промышленности: при производстве резины, штемпельной краски, крема для обуви и др. Используют также для производства синильной и уксусной кислоты, метанола, ацетилена, аммиака, сероуглерода, в качестве горючего газа (вечный огонь).
Жидкий метан используется в качестве моторного топлива для автомобилей. У него октановое число на 15 % выше, чем у бензина, а также высокая теплотворная способность и антидетонационные свойства. По отзывам жидкий метан сгорает практически полностью и при правильной установке соответствующего оборудования на автомобиль происходит довольно-таки весомая экономия по сравнению с бензином (при поездках на большие расстояния). Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что производство жидкого метана является очень перспективным направлением современной промышленности.

Купить