МУ параметри ДВЗ ч3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

КАФЕДРА «АВТОМОБІЛІ ТА АВТОМОБІЛЬНЕ ГОСПОДАРСТВО»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИБОРУ ПАРАМЕТРІВ ДВЗ

У КУРСОВИХ І ДИПЛОМНИХ ПРОЕКТАХ.

ЧАСТИНА 3: ДИЗЕЛЬНІ ДВИГУНИ ВИРОБНИЦТВА ФРАНЦІЇ, ІТАЛІЇ, ШВЕЦІЇ, ЯПОНІЇ ТА ІНШИХ КРАЇН

(для студентів спеціальностей 7.090258 «Автомобілі та автомобільне господарство», 7.090214 «Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні машини та обладнання» усіх форм навчання)

Затверджено на засіданні кафедри «Автомобілі та автомобільне господарство» Протокол № 5 від 29.01.2005 р.

УДК 621.43

Методичні вказівки до вибору параметрів ДВЗ у курсових і дипломних проектах. Частина 3: Дизельні двигуни виробництва Франції, Італії, Швеції, Японії та інших країн (для студентів спеціальностей 7.090258 «Автомобілі та автомобільне господарство», 7.090214 «Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні машини та обладнання» усіх форм навчання) / Укл.: С.А.Горожанкін, І.М.Лівенцов, А.В.Чухаркін. – Макіївка: ДонНАБА, 2005. – 56 с.

Методичні вказівки призначені для підбору двигунів-прототипів у відповідності до вихідних даних при курсовому і дипломному проектуванні двигунів внутрішнього згоряння. Вказівки включають технічні дані понад 750 дизельних двигунів для усіх типів автотранспортних засобів, які вироблялися та виробляються у Франції, Італії, Швеції, Японії та інших країнах (за виключенням країн СНД, США, Німеччини та Великої Британії) в останні роки.

Укладачі: доц. С.А.Горожанкін, ас. І.М.Лівенцов, ас. А.В.Чухаркін.

Рецензент: доц. Р.К. Прилепський.

Відповідальний за випуск: доц. С.А. Горожанкін.

Збільшення відносної кількості рециркулюємих газів застосовується при малих навантаженнях на дизель. Для виконання перспективних норм по шкідливих викидах (Євро-4 і Євро-5) намітилися два основних методи рішення проблеми.

Перший з них передбачає застосування керованих паливних систем, що забезпечують високий тиск вприскування (до 200 МПа і більш), дрібне розпилювання палива, сумішоутворення, при якому мінімізуються викиди твердих часток. Крім того, на випуску використовуються нейтралізатори, що активно відновлюють оксиди азоту.

Реалізацію першого методу можуть забезпечувати паливні системи наступних типів: насоси-форсунки з механічним приводом і дозуванням палива за допомогою електромагнітних (ЕМ) клапанів; акумуляторні паливні системи (АПС) з електрокерованими гідроприводними насосами-форсунками; акумуляторні паливні системи з механічним приводом плунжера, акумулятором, розташованим у насосіфорсунці, і двома ЕМ клапанами, один із яких керує величиною ходу плунжера до початку перепуску палива (і тиском в акумуляторі), а другий - підйомом голки розпилювача.

Другий метод передбачає застосування керованих паливних систем, що забезпечують помірно високі тиски вприскування (130÷160 МПа) і відрізняються менш інтенсивним процесом сумішоутворення і тепловиділення. У таких системах також здійснюється рециркуляція частини випускних газів і затримка початку вприскування, забезпечується "м'який" процес (попереднє і східчасте вприскування). У випускних трактах передбачається використання регенеруємих фільтрів твердих часток і окисних нейтралізаторів.

У цьому випадку найчастіше для вприскування палива застосовуються секційні насоси, розташовані поблизу циліндрів і тому з'єднані з форсунками короткими паливопроводами. Дозування здійснюється за допомогою ЕМ клапанів, широке поширення одержали АПС із електрогідравличними форсунками.

Істотне ускладнення конструкції дизелів як у першому, так і в другому випадку виявляється необхідним, зокрема, з тієї причини, що вже в нормах Євро-4 передбачається зниження викиду твердих часток у п'ять разів порівняно з нормами Євро-3.

Одночасно ведуться роботи з радикального зниження змісту в паливі сірки і зменшенню потраплення масла в камеру згоряння, тому що саме наявність масла, що згоряє в камері, і високий зміст у паливі сірки є основними причинами появи твердих часток у відпрацьованих газах.

5

У таблицях застосовані наступні умовні позначення:

Тип:

R – рядне розташування циліндрів;

H – рядне горизонтальне розташування циліндрів; V – V-подібне розташування циліндрів;

цифра (число) – кількість циліндрів; 60º, 72º, 90º – кут розвалу циліндрів; D – дизельний;

T – турбонаддув;

TW – турбонаддув із охолодженням повітря; М – механічний наддув; в – вихрокамерний; п – передкамерний;

н – з нерозділеною камерою згоряння; д – двотактний (якщо «д» немає, то – чотиритактний).

ГРМ:

учислівнику - тип газорозподільного механізму:

-SV – Single Valves (нижнє розташування клапанів і розподільного вала);

-OHV – OverHead Valves (нижнє розташування розподільного вала, верхнє розташування клапанів);

-OHC – OverHead Camshaft (один розподільний вал у головці циліндрів);

-DOHC – Duаl OverHead Camshafts (два розподільних вала у головці циліндрів).

узнаменнику – число клапанів на циліндр.

D, мм – діаметр циліндра; S, мм – хід поршня;

V, л – робочий об’єм; ε – ступінь стиску;

vп.сер, м/с – середня швидкість поршня;

N, кВт / n, хв-1 – максимальна потужність / при частоті;

М, Н м / n, хв-1 – максимальний крутний момент / при частоті; pe, МПа – середній ефективний тиск;

ge, г/кВт·год – мінімальна питома витрата палива.

Примітки:

CR – паливна система «Common Rail».

Незаповнені осередки таблиць говорять про те, що ці дані відсутні.

Укладачі мають за необхідне зазначити, що технічні дані двигунів можуть розбігатися з іншими джерелами з причини того, що одна модель може випускатися на протязі кількох років під тією самою назвою, але постійно модернізуючись. Укладачі не відкидають можливості помилок й опечаток при підготовці вказівок і будуть вдячні за надання інформації про це.

6

1 ДИЗЕЛІ ВИРОБНИЦТВА ФРАНЦІЇ

1.1 Дизелі «RENAULT»

Двигуни для легкових автомобілів

Фірма «RENAULT Trucks», що випускає вантажні автомобілі, у даний час належить концерну «VOLVO Group».

Двигуни для вантажних автомобілів

8

1.2 Дизелі «PEUGEOT CITROЁN ENGINES»

Фірма «PEUGEOT CITROЁN ENGINES» випускає широку гаму дизельних двигунів для легкових і малотоннажних автомобілів, агрегатів харчування, дизельгенераторів і ін.

Двигуни концерну також установлюють на автомобілі «FIAT Ulisse», «Lancia».

1.3 Дизелі «SACM DIESEL»

Фірма виготовляє двигуни для військової техніки.

Розробка нових швидкохідних дизелів французькою фірмою відбиває розповсюджену в практиці багатьох закордонних двигунобудівних фірм тенденцію, яка характеризується тим, що широта діапазону потужностей сімейства двигунів забезпечується невеликим числом модифікацій шляхом різного їхнього форсування за величиною середнього ефективного тиску.

Особливий інтерес представляє двигун модифікації S3 «Гіпербар» цього сімейства, який має середній ефективний тиск ре = 2,0 МПа. Проблема одержання високого середнього ефективного тиску при обмеженні максимального тиску циклу зважується в даному випадку вибором низького ступеня стиску. Неминуче при цьому погіршення пускових якостей двигуна усувається завдяки застосуванню оригінальної конструкції системи пуску, у якій використовується турбокомпресор з убудованою камерою згоряння, що працює як ГТД. Застосування такого турбокомпресора дозволяє радикальним образом впливати на протікання зовнішньої характеристики двигуна. Зокрема, подаючи додаткову кількість палива в камеру згоряння турбокомпресора, можна збільшувати максимальний крутний момент двигуна, що реалізовано в двигунах модифікації S3.

Фірма розробила нове сімейство короткохідних (хід поршня 122 мм, діаметр циліндра 135 мм), чотиритактних дизелів водяного охолодження, що складається з 6-тициліндрових рядних, 8- і 12-циліндрових V-подібних двигунів серії 520. На

10

двигунах – помірне. Турбокомпресори встановлюються безпосередньо на випускних колекторах двигуна. Змащення підшипників здійснюється попередньо профільтрованим маслом із системи змащення двигуна.

Охолодження повітря здійснюється у повітря-водяних охолоджувачах, вмонтованих у впускні колектори двигуна. За даними фірми, сумарна питома тепловіддача у воду і масло для двигунів S3 складає 220 ккал/л.с.·год.

13

2 ДИЗЕЛІ ВИРОБНИЦТВА ІТАЛІЇ

2.1 Дизелі «IVECO S.p.A.»

Виробництвом двигунів для транспортних машин в Італії займається фірма, що з 1982 року входить у групу «IVECO» (International Vehicles Corporation). «IVECO»

входить до складу концерну «FIAT Group».

Фірмою при розробці дизелів для транспортних машин у якості базових автомобільних двигунів обране сімейство 4-хтактних двигунів з рідинним охолодженням і безпосереднім вприскуванням палива, що можуть випускатися як у безнаддувному варіанті, так і з турбонаддувом.

Колінчастий вал із хромисто-молібденової сталі має зміцнені ВЧ-токами шийки і демпфер крутильних коливань з гумовими елементами. Поршень литий з алюмінієвого сплаву з неризистовою вставкою під верхнє поршневе кільце. У двигунах з турбонаддувом використовується поршень із трьома компресійними кільцями й одним маслознімним. Кришки корінних підшипників, що виконані з високоміцного чавуна, з'єднані з чавунним блоком циліндрів вертикальними і

15

горизонтальними болтами, чим досягається висока конструкційна твердість і надійність кріплення колінчастого вала.

Усі двигуни сімейства мають ідентичні за конструкцією індивідуальні головки циліндрів з легованого нікелем чавуна, що кріпляться до блоку вісьмома болтами. У головках навколо центрально розташованої форсунки розміщені два впускних і два випускних клапани. Кулачковий вал має привод від колінчастого вала збоку маховика через зубчасту передачу. Коромисла клапанів і клапани приводяться від центрально розташованого кулачкового вала через штовхач і штангу. При розробці

16

сімейства форсованих дизелів транспортного призначення в конструкцію базового автомобільного дизеля внесені наступні зміни:

-підвищено міцність шатуна і болтів кріплення маховика;

-поліпшено охолодження поршня і змінена його форма;

-змінено механізм привода клапанів і фази газорозподілу;

-замінений матеріал клапанів на більш жаростійкий;

-використано масляний і водяний насоси з більшою продуктивністю;

-застосований в'язкісний демпфер крутильних коливань;

-змінено геометрію камери згоряння, ступінь стиску і ступінь завихрення повітряного заряду;

-застосовано нові паливний насос і форсунки, посилений привод ПНВТ;

-використано більш високий наддув.

Таким чином, досвід фірми «IVECO» показує, що на базі сучасних високооборотних V-подібних дизелів багатоцільового призначення можуть бути розроблені двигуни з високими показниками економічності і потужності.

Для досягнення цих показників використані високоефективний турбонаддув і охолодження наддувного повітря, оптимізований робочий процес з безпосереднім вприскуванням палива і підвищений тиск вприскування палива. Поряд з цим проведені конструктивні і технологічні заходи щодо забезпечення надійності і довговічності дизелів при підвищених параметрах робочого процесу (посилення газового стику, поліпшення охолодження елементів камери згоряння з високим термічним навантаженням і ін.).

В даний час фірма виготовляє за ліцензією «MTU» 10-циліндровий дизель МВ838 СаМ-500 потужністю 610 кВт при частоті обертання 2390 хв-1.

У 2004 році в результаті реорганізації концерну було створено підрозділ «IVECO MOTORS» виключно для виробництва двигунів. До складу увійшли заводи

17

«SOFIM» (двигуни малої потужності), «NEF» та «TECTOR» (середньої потужності), «CURSOR» (великої потужності) та «VECTOR» (спеціального призначення).

Реорганізація була визвана тим, що близько 60% двигунів, що вироблялися компанією, призначалися для продукції, яка не належить «IVECO», і має метою створити продукт, адаптований для багатоцільового призначення: комерційні автомобілі, сільськогосподарська техніка, індустріальні машини, дизель-генератори.

2.2 Дизелі «FIAT Auto»