Введение
1. Обзор и анализ литературных данных по выбору прототипов
2. Согласование режимов работы турбокомпрессора и поршневой части ДВС
3. Тепловой расчёт двигателя
4. Кинематический и динамический расчет проектируемого двигателя
5. Расчет уравновешивания двигателя
б. Расчёт на прочность деталей двигателя
7. Технические жидкости используемые при эксплуатации двигателя
8. Исследовательская часть
Заключение
Список используемой литературы
Энергетическая и экологическая проблемы современной цивилизации тесно связаны с применением ДВС, являющихся одним из основных потребителей природных энергетических ресурсов и источником загрязнения окружающей среды.
Несмотря на то, что законодательно вводятся все большие ограничения на допустимые концентрации в продуктах сгорания двигателей, таких вредных компонентов: как оксиды азота NOZ, оксид углерода СО, углеводороды CH, твердые частицы сажи. Экологическое состояние планеты постепенно ухудшается, это обусловлено неуклонным ростом мощности и количества транспортных средств.
В настоящее время существуют достаточно много публикации, посвященным вопросам применения наиболее перспективных видов альтернативных топлив - природного газа и водорода в качестве моторного топлива.
Исследования поршневых двигателей, использующих в качестве топлива различные газы, проводятся приблизительно столько же лет, сколько существуют и сами поршневые двигатели: первый работоспособный поршневой двигатель внутреннего сгорания, созданный Э. Ленуаром в 1860 г., работал на каменноугольном газе.
Широкое внедрение природного газа и водорода в качестве моторного топлива в настоящее время становится особенно актуальным, что обусловлено обостряющимися энергетической и экологической проблемами.
Три основных фактора обусловили возрождение газовых двигателей: бурное развитие газовой промышленности в некоторых странах; технико-экономические и санитарно-гигиенические (меньшая токсичность и дымность отработавших газов) преимущества газа как моторного топлива перед жидкими и твердыми топливами; технический процесс газовых двигателей, обеспечивающий полное использование выгодных свойств газа как топлива для двигателей.
Помимо уменьшения расходов на топливо работа двигателя на газе обеспечивает и ряд других важных преимуществ:
• увеличение ресурса двигателя, обусловленное отсутствием конденсации топлива и смывания пленки масла со стенок цилиндров;
• увеличение срока службы свечей зажигания вследствие уменьшения нагарообразования на поверхностях камеры сгорания, в том числе на изоляторах и электродах свечей;
• уменьшение токсичности отработавших газов по причине более полного сгорания газовоздушных смесей и пониженной температуры сгорания.
• увеличение времени сохранения маслом своих эксплуатационных качеств по причине уменьшения его загрязнения продуктами сгорания и отсутствия его разжижения топливом
Однако при переводе двигателя на газ проявляются и определенные недостатки:
0 происходит некоторое уменьшение мощности двигателя, обусловленное более низкой теплотворной способностью газовоздушных смесей по сравнению с бензовоздушными;
0 при одинаковой емкости газового баллона и бензобака уменьшается запас хода автомобиля;
При конвенции дизельного двигателя, вводятся некоторые изменения в сам двигатель.
Необходимые конструктивные изменения:
1. Установка смесителя во впускной системе для образования смеси природного газа с воздухом
2. Снижение степени сжатия в целях предотвращения детанационного сгорания
3. Установка свечи зажигания в камере сгорания вместо форсунки.
В газовых двигателях, конвертированных из дизелей, работающих с принудительным зажиганием газовоздушной смеси, во-избежании существенных изменении в системе охлаждения и для обеспечивания бездетонационного сгорания рабочий процесс осуществляется при высоких значениях коэффициента избытка воздуха.
Опыт разработок отечественных и зарубежных специалистов показывает, что газовые двигатели с ИЗ на базе дизелей обладают хорошими мощностными и экономическими характеристиками, а по интегральному показателю экологической существенно превосходят базовые двигатели.
На первом этапе дипломного проекта был произведен выбор аналогов, в результате которого был выбран КамАЗ 820.90-260.
В ходе расчетов по данному дипломному проекту было проведено согласование режимов работы ТКР и поршневой части ДВС, в результате, которого были выбраны два турбокомпрессора типа ТКР 7.
Также был проведен тепловой расчёт двигателя с помощью программы Дизель-РК, в результате которого мощность двигателя составила Ne= 223 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин-1, максимальный крутящий момент Ме= 1300 Н м при частоте вращения коленчатого вала 1200 мин-1, минимальный удельный расход топлива ge= 231,2 г/кВт ч, коэффициент приспособляемости Кт = 1,23, скоростной коэффициент Кс = 0,63, литровая мощность Nejt= 18,97 кВт, удельная поршневая мощность Nen= 24,64 кВт.
Далее были проведены кинематический и динамический расчеты двигателя, в результате которых были получены зависимости от угла поворота коленчатого вала различных параметров: перемещения, скорости и ускорения поршня; газовых и инерционных сил, действующих на КШМ; сил, действующих на шатунные и коренные шейки коленчатого вала. По результатам этих расчетов была построена диаграмма износа шатунной шейки, по которой был определен угол расположения оси масляного отверстия.
Далее был проведен расчет на прочность основных деталей двигателя. Свое допустимое значение превысили несколько величин, для уменьшения которых необходимо увеличить поперечные сечения соответствующих деталей или применить более прочные материалы.
В рамках исследовательской части был рассмотрен актуальный вопрос связанный со снижением эмиссии оксидов азота, используя один из перспективных методов их снижения - рециркуляция ОГ. На первом этапе был проведен подробный анализ научной литературы посвященной данному вопросу и определены цели, задачи и методы исследования.
Проведя оптимизационные расчеты схем рециркуляции с подводом на ТКР и во впускной коллектор используя сопло Вентури (с охладителем ОГ и без него) была выбрана оптимальная схема с соплом Вентури с подводом ОГ после ТКР и ОНВ с охладителем ОГ. Данная схема обеспечивает достижения экологического класса Евро-6 по эмиссии оксидов азота с обеспечением высоких технико-экономических показателей газового двигателя.
В работе представлен сравнительный анализ расчетных результатов исследований выше перечисленных систем с указанием достоинств и недостатков каждой системы. Анализ полученных результатов, показал что рециркуляция является достаточно эффективным методом снижения оксидов азота в ОГ и необходимо продолжить дальнейшие исследования в данной области с целью снижения воздействия двс на окружающею среду.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
