Тема: Проработка конструкции головки цилиндра с изменяемыми фазами газораспределительного механизма для двигателя 4Ч 8,48/8,8

Проектируемый двигатель ДВС ИЗ типа 4Ч 8,48/8,8 предназначен для установки на шасси легкового автомобиля. Проектируемый двигатель должен обладать такими характеристиками как, экономичность, малая токсичность, надежность, долговечность и обеспечивать скоростные и динамические характеристики автомобилю в целом.
Двигатель данного класса должен обладать высокими экологическими показателями и соответствовать требованиям ЕВРО-5, регламентирующие выбросы СО, СхНу, ИОх.
Опыт ведущих двигателестроительных фирм, показывает, что уровень выбросов вредных веществ, соответствующий требованиям ЕВРО-5, наряду с достижением высоких показателей технического уровня по топливной экономичности, мощности, надежности и долговечности, достигается при условии применения следующих мероприятий в конструкции двигателя:
■ систем подачи топлива (впрыска топлива) во впускной трубопровод;
■ оснащение микропроцессорных систем управления впрыска и зажигания;
■ многоклапанной головки цилиндров;
■ оптимизации формы и размеров впускных каналов;
■ установка каталитических нейтрализаторов.
В настоящее время основным типом силовой установки легкового автомобиля является двигатель внутреннего сгорания с принудительным воспламенением. Как правило, это четырёхтактные двигатели с числом цилиндров до 8 и, рядным или V-образным расположением цилиндров.
Классической компоновкой двигателя легкового автомобиля является 4 -х тактный 4-х цилиндровый двигатель с рядным вертикальным или наклонным (до 30 град.) расположением цилиндров. При установке двигателя на автомобиль ось коленчатого вала располагается как вдоль, так и поперёк продольной оси автомобиля. Наклонное расположение цилиндров применяют для уменьшения высоты двигателя и обеспечения свободного доступа ко всем деталям и вспомогательным агрегатам, требующим периодического обслуживания или регулирования. Четырёхцилиндровые рядные двигатели имеют хорошую уравновешенность и равномерность вращения коленчатого вала. Расположение агрегатов двигателя зависит от способа его размещения на автомобиле. Систему газораспределения выполняют как с одним, так и с двумя распределительными валами, как правило, располагают на головке цилиндров.
В настоящее время для улучшения эксплуатационной экономичности и снижения токсичности выпускных газов на легковых автомобилях нередко двигатели с принудительным воспламенением заменяют дизелями. Однако, автомобильные дизели, несмотря на их по сравнению с инжекторными двигателями экономичность (на 15-20%) выпускаются преимущественно для тяжёлых грузовых автомобилей и автобусов.
Необходимо, однако, отметить, что конструкции автомобильных дизелей непрерывно улучшаются, удельные массы их всё время снижаются, а литровые мощности, долговечность и сроки межремонтных пробегов уже в настоящее время достигли тех же величин что и у двигателей с принудительным воспламенением.
Для приготовления топливовоздушной смеси, применяют впрыскивание топлива во впускной трубопровод.
Если не принимать во внимание выпускаемые до сих пор устаревшие типы двигателей, разработки 20-25 летней давности, а взять только самые новые, выйдет, что, почти 100% современных автомобилей имеют либо моторы с впрыском бензина, либо дизели. Двигатели с системами впрыска лёгкого топлива производятся в Германии, США, Англии, Японии, Франции, Италии, России.
Причина такого “увлечения” впрыском - повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.
Системы впрыскивания бензина более сложны, чем карбюраторные из-за наличия большого числа прецизионных подвижных и электронных элементов и, кроме того, требуют более квалифицированного обслуживания при эксплуатации.
В настоящее время впрыскивающие топливные системы квалифицируют по различным признакам, а именно: по месту подвода топлива (центральный одноточечный впрыск, распределённый впрыск, непосредственный впрыск в цилиндры); по типу узлов дозирующих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления); по способу регулирования количества смеси (пневматическое, механическое, электронное); по основным параметрам регулирования состава смеси (разряжению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха).
Впрыск бензина позволяет более точно распределить топливо по цилиндрам. При распределенном впрыске состав смеси в разных цилиндрах может отличаться на 6-7%, а при питании от карбюратора на 11-17%.
Отсутствие добавочного сопротивления потоку воздуха на впуске в виде карбюратора и диффузора и вследствие этого более высокий коэффициент наполнения цилиндров обеспечивает получение более высокой литровой мощности.
Достигается более правильная, чем при карбюраторном смесеобразовании, коррекция состава смеси при переходе двигателя с одного режима на другой и обеспечивается лучшая приемистость двигателя.
Облегчается возможность при электронном управлении впрыскиванием топлива исключить подачу топлива на режимах принудительного холостого хода, что значительно снижает расход топлива.
Создаются предпосылки для оптимального управления работой двигателя на всех режимах с применением микропроцессорной техники.
Применение впрыска топлива позволяет увеличить мощность по сравнению с карбюраторным питанием на 11-12%. Топливная экономичность также улучшается.

Купить

На первом этапе дипломного проекта был произведен выбор аналогов, в результате которого были выбраныBMWM20 и Toyota 1AZ-FSE.
Также был проведен тепловой расчёт двигателя с помощью программы NKIK, в результате которого мощность двигателя составила Ne= 175 кВт при частоте вращения коленчатого вала 5800 мин-1, максимальный крутящий момент Ме= 298 Н м при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин-1, минимальный удельный расход топлива ge= 229 г/кВт ч, коэффициент приспособляемости Кт = 1,06, скоростной коэффициент Кс = 0,95, литровая мощность Nen= 89 кВт.
Мощность двигателя увеличилась на 3,5%, максимальный крутящий момент увеличился на 2%, минимальный расход топлива уменьшился на 2,2%.
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.

Купить