birmaga.ru
добавить свой файл

1
Введение


Базовым двигателем проектируемого дизельного двигателя является дизельный двигатель Заволжского моторного завода ЗМЗ-5143.10. В проектируемом двигателе сохранены все удачные решения базового: жесткий чугунный блок цилиндров, высокая алюминиевая головка цилиндров, четырехклапанная схема газораспределения., цепной привод распределительного вала, турбонаддув и стальной коленчатый вал.

Блок цилиндров проектируемого двигателя отличается наличием сухих гильз цилиндров, что повышает его жесткость и прочность.

Благодаря применению одного распределительного вала достигается удобство в обращении и регулировании форсунок, а также экономия затрат из-за изготовления одного распредвала.

В проектируемом двигателе применяется система Common Rail, форсунки с электронным управлением с пятью отверстиями для впрыска топлива, ТНВД с электронным регулированием подачи, четырехклапанная головка с центральным расположением форсунок, алюминиевые поршни с нирезистовой вставкой под верхнее компрессионное кольцо.

В современных требованиях, предъявляемых к двигателю, экологические показатели ставятся на первое место. Для этого на проектируемый двигатель устанавливаются дополнительные устройства, предназначенные для снижения эмиссии вредных веществ.

Исследовательская часть

Постановка задачи.

Экологические требования к автомобилю и двигателю являются в настоящее время приоритетными. Экологическая чистота выхлопа закладывается в конструкцию двигателя и автомобиля в целом еще при проектировании. Далее в процессе эксплуатации характеристики токсичности должны оставаться стабильными. Регулировка токсичности у двигателей современных автомобилей в большинстве случаев сильно ограничена.

Основная доля вредных веществ состоит из окиси углерода СО, окислов азота NОх, углеводородов СН, а также углерода С(сажа).

Одним из методов достижения требуемых норм по эмиссии вредных веществ является совершенствование процессов топливоподачи, что в свою очередь ведет к оптимальному поиску топливной аппаратуры.


За последние 5 лет в мире получила популярность система впрыска топлива Common-Rail (дословно - "общая магистраль") для быстроходных дизелей. Перспективы CR сегодня не вызывают сомнений. Обладая значительно более высокими возможностями управления процессами в дизеле, они уже в начале производства оказались дешевле, чем, например, новая TПA с насосом VP-44.

Критериями совершенствования топливоподачи являются показатели экономичности, мощности, шумности ДВС, токсичности отработавших газов, динамичности транспортного средства, надежности пуска, коэффициент приспособляемости, соблюдение ограничений по давлению в цилиндре, жесткости сгорания, тепловым нагрузкам. Кроме того, представляют интерес собственные показатели ТПА, например, затраты мощности на привод насосов, надежность, стоимость ТПА.

Отличительные особенности Common Rail по сравнению с ТПА традиционного типа:

- Обеспечение гибкого регулирования цикловой подачи в соответствии

с заданным скоростным режимом ДВС и обеспечение необходимой внешней скоростной характеристики ( не обязательно жестко заданной)

- обеспечение минимальной неравномерности подачи по цилиндрам или, напротив, оптимальная неравномерность подачи и УОВ по каждому цилиндру, в соответствии с его особенностями конструкции, изготовления и текущего технического состояния;.

- оптимальное регулирование в соответствиями с режимами работы УОВ, давления и характеристики впрыска, обеспечение резкого окончания впрыска;

- автоматизация пуска, необходимое обогащение при пуске, выключение подачи на принудительном холостом ходу, регулирование на переходных режимах;

- осуществление двухфазного впрыска, в т. ч. с минимально устойчивой запальной порцией топлива, с регулируемым интервалом между впрысками;

- осуществление регулируемого дополнительного впрыска (после основного) для разогрева DENOx нейтрализатора на частичных режимах;

- СУ обеспечивает диагностирование датчиков и исполнительных устройств, компенсацию выбывших из строя с помощью резервных программ.


К числу достоинств CR можно отнести отсутствие проблемы нежесткости и крутильных колебаний в приводе ТНВД, возможность унификации конструкции и производства с системами непосредственного впрыска бензина, относительно невысока стоимость производства.
Состав аккумуляторной топливной системы.

За основу для рассмотрения аккумуляторной топливной системы с электронным управлением типа CR были взяты запущенные в серийное производство ТС фирмы L’ Orange для дизелей фирмы MTU.

На рис , представлены, как пример, схемы топливной системы CR фирмы Bosch для дизеля легкового автомобиля. На рис. представлена ее возможная компоновка на проектируемый двигатель.

Для проектируемого двигателя следует организовать и оптимизировать такой рабочий процесс, который обеспечивает снижение эмиссии вредных веществ.



Рис. 1.1. Система CR в составе быстроходного автомобильного дизеля:

1-ТНВД

2- впускной электроклапан

3- электроклапан nepenvска на слив

4- фильтр тонкой очистки

5- бак, фильтр, электрический ТПН

6- блок управления

7-реле

8- электроаккумулятор

9- гидроаккумулятор CR

10-датчик давления

11-аварийный ограничитель расхода

12-предохранительный клапан

13-датчик температуры топлива

14-электрогидроуправляемая фор-

сунка

15-свеча накаливания 1

16-датчик температуры жидкости

17-датчик частоты и положения к.в.
18-датчик такта дизеля

19-датчик температуры воздуха

20-датчик давления воздуха

21-расходомер воздуха

22-турбокомпрессор

23-регулятор давления

24-регулятор давления

25-компрессор


26-панель приборов

27-педаль акселлератора

28-датчики трасмиссии...

29-. ..агрегатов, тормозной системы

30-датчик скорости

31-регулятор

32-компрессор кондиционера

33-его регулятор

34-лампа самодиагностики и разъем для электронного мотор-тестера



Рис. Гидравлическая схема топливной системы для ЗМЗ-514 с ТНВД Siemens

1-Бак топливный

2-Фильтр грубой очистки


  1. Насос топливоподкачивающий

  2. Фильтр тонкой очистки

5-Насос высокого давления

6- Датчик давления

7-Регулятор давления

8-Аккумулятор топливный

9-Ограничитель расхода

10-Предохранительный клапан 11-Дизель

12 - Нагнетательный трубопровод

13 - Электроуправляемая форсунка

низкого давления

---•— Линия высокого давления

Линия слива

для ЗМЗ-514 с ТНВД Siemens



il \J2 \U

Рис. 1.^2 Гидравлическая схема топливной системы С К ЗМЗ-514 с ТНВД оппозитного типа

2 - Фильтр грубой очистки

3 - Насос топливоподкачивающий

4 - Фильтр тонкой очистки

5 - Насос высокого давления

6 - Датчик давления

7 - Регулятор давления

8 - Аккумулятор топливный

9 - Ограничитель расхода

10- Предохранительный клапан

11 - Дизель

12- Нагнетательный трубопровод

13- Электроуправляемая форсунка

' Линия низкого давления

---••- Линия высокого давления

Линия слива