Улучшение топливных, энергетических и ресурсных показателей автотракторных двигателей. Характеристика дизеля Д-245, обоснование системы наддува. Определение индикаторных и эффективных показателей двигателя. Схема и режимы работы системы наддува дизеля.
Аннотация к работе
В российском обществе наблюдается любопытная традиция в отношении к поршневым двигателям. Она состоит в том, что, несмотря на широчайшее применение поршневых двигателей в повседневной жизни общества, они неизменно оказываются в тени, как только речь заходит о двигателестроении в целом. Когда же речь заходит об объемах сжигаемого топлива и проблемах экологии, то прежде всего вспоминают о поршневых ДВС, как главных виновниках загрязнения окружающей среды. Такая ситуация возникла не сегодня, а наводнение страны импортными моторами, и не только в составе автотранспортных средств, является одним из следствий традиционного невнимания общества, включая научно-техническую элиту, к поршневому двигателестроению. Фирмы-изготовители ДВС в США, Европе и Японии широко используют последние достижения науки при создании новых и совершенствовании существующих моделей, результатом чего является непрерывный рост потребительских свойств последних (повышение надежности, снижение расхода топлива и токсичности).Поршневые двигатели внутреннего сгорания, выпускаемые более ста лет и устанавливаемые на тракторах, автомобилях и самоходных сельскохозяйственных машинах, постоянно совершенствуются и достигли в настоящее время довольно высокой агрегатной и удельной (литровой и поршневой) мощности. Современный уровень развития автотракторных ДВС характеризуется следующими тенденциями улучшения топливных, энергетических и ресурсных показателей: 1) повышение агрегатной и удельной мощности, снижение массовых и габаритных показателей двигателей за счет форсирования, в основном по среднему эффективному давлению путем применения среднего и высокого наддува с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха; Непрерывно повышающаяся цилиндровая мощность двигателей за счет форсирования, главным образом, по среднему эффективному давлению приводит к тому, что рядные двигатели при той же, что и сейчас мощности, стали короче или при равных размерах переходят в область более высоких мощностей. В дизеле регулирование мощности качественное, поэтому увеличение подачи воздуха в цилиндры целесообразно, но на всех нагрузочных режимах, так как при повышении плотности заряда можно получить ту же мощность при сжигании меньшего количества топлива. При среднем наддуве и промежуточном охлаждении наддувочного воздуха эффективная мощность увеличивается на 40...50%, а удельный расход топлива снижается на 5...7%; при высоком наддуве с охлаждением надувочного воздуха мощность может быть увеличена в два раза по сравнению с базовой моделью.Количественный и качественный состав отработавших газов зависит от типа двигателя, его конструктивных параметров и совершенства рабочего процесса, технического состояния, установочных регулировок, режимов и условий работы. При интенсификации процесса сгорания возрастает NOX в отработавших газах, но улучшается топливная экономичность. При их работе на богатой смеси на долю СО приходится до 95%, а на бедной смеси на долю NOX - до 90% от общей токсичности отработавших газов. Достигнутое на опытных экземплярах перспективных моделей дизелей снижение удельного расхода топлива практически не удается реализовать на серийных двигателях изза необходимости удовлетворения ужесточенных требований по ограничению токсичности отработавших газов и прежде по оксидам азота. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами для автотракторных дизелей не должны превышать норм, установленных требованиями правил ЕЭК ООН, приведенных в табл.Дизель с дополнительной силовой турбиной, которая преобразует часть тепловой энергии, содержащейся в отработавших газах, в механическую энергию, передаваемую через редуктор коленчатому валу. По мнению ведущих зарубежных фирм, этот двигатель является перспективным, так как представляет один из немногих путей повышения КПД при одновременном сохранении или даже снижении выбросов оксидов азота и сажи. На режиме номинальной мощности силовая турбина позволяет получить дополнительно до 10% мощности и на столько же снизить удельный расход топлива. Двигатели имеют оригинальные синхронизирующий и газораспределительный механизмы, подшипниковые узлы. При этом традиционные методы воздействия на рабочий процесс дополняются обеспечением оптимальных для разных видов топлива и режимов работы законов движения поршня в зоне ВМТ с регулированием степени сжатия и рабочего объема.Определить показатели рабочего цикла дизеля Д - 245 при низком и среднем наддуве.Таблица 2.
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АВТОТРАКТОРНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
1.1 Перспективы развития совершенствования автотракторных двигателей
1.1.1 Улучшение топливных, энергетических и ресурсных показателей
1.1.2 Улучшение экологических показателей
1.1.3 Новые типы двигателей
1.2 Характеристика дизеля Д - 245
1.3 Обоснование системы наддува и ОНВ дизеля Д - 245
1.4 Задачи выпускной работы
2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ НАДДУВА С ОНВ ДИЗЕЛЯ Д - 245
2.1 Расчет параметров рабочего цикла дизеля с низким и средним наддувом
2.2 Определение индикаторных и эффективных показателей двигателя
2.2.1 Индикаторные показатели рабочего цикла
2.2.2 Эффективные показатели двигателя
2.2.3 Тепловой расчет модернизированного дизеля
2.3 Кинематика кривошипно-шатунного механизма
2.4 Динамический расчет КШМ
Расчет параметров систем дизеля
2.5.1 Расчет системы смазки
2.5.2 Расчет системы охлаждения
2.5.3 Расчет элементов топливной системы дизеля
2.5.4 Расчет форсунки
2.6 Скоростные (регуляторные) характеристики дизеля
3. СИСТЕМА НАДДУВА ДИЗЕЛЯ Д - 245
3.1 Схема системы наддува
3.2 Основные режимы работы системы наддува
3.3 Обоснование конструктивных параметров устройства для отключения
3.3.1 Конструкция и расчет механизма отключения газотурбинного наддува
3.3.2 Расчет рабочего диаметра диафрагмы механизма управления