УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ФОРСИРОВАНИЕ) АВТОМОБИЛЯ УАЗ-3162 ПАТРИОТ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОГО НАДДУВА
Иванилов Д.И. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
Научный руководитель работы – к.т.н., доцент Рогалёв В.В.
Forcing a diesel engine ZMZ-514 by installing a turbocharger, new sets of pistons automatically regulate the degree of compression (PARSS), as well as akkamulyatornoy Common Rail fuel system with electronically controlled.
Создание в 1927 году первого серийного многоплунжерного рядного ТНВД обозначило начало промышленного производства дизельных топливных систем фирмой Bosch. Основной областью применения рядных многоплунжерных ТНВД до сих пор остаются дизели различных размерностей для коммерческих автомобилей, стационарные, тепловозные и судовые дизели. Топливные системы, обеспечивающие давление впрыска топлива до 1350 бар, используются для достижения цилиндровой мощности порядка 160 кВт/цилиндр.
Бар (греч. βάρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 105 Н/м² (ГОСТ 7664-61)
С течением лет широкий спектр требований, связанных, в частности, с установкой дизелей с непосредственным впрыском топлива (DI) на небольшие коммерческие и легковые автомобили, привел к созданию различных дизельных топливных систем, соответствующих требованиям конкретного применения. Наиболее важными достижениями, связанными с созданием таких систем, являются не только увеличение удельной мощности двигателей, но также снижение расхода топлива, уровня шума и эмиссии вредных веществ с ОГ.
По сравнению с обычными топливными системами (ТНВД с кулачковым приводом), топливная система Bosch "Common Rail" (CR) для дизелей с непосредственным впрыском топлива обеспечивает значительно более высокую гибкость при адаптации топливной системы к двигателю, как например: - широкая область применения (легковые и легкие коммерческие автомобили с цилиндровой мощностью до 30 кВт/цилиндр, как и форсированные автомобильные, тепловозные и судовые дизели цилиндровой мощностью до 200 кВт/цилиндр); - высокое давление впрыска до 1400 бар; - переменный угол опережения впрыска; - возможность формирования процесса двухфазного и многофазного впрыска; - соответствие давления впрыска скоростному и нагрузочному режимам.
В работе были применены теоретические методы исследования. Они применялись при тепловом, динамическом, прочностном расчёте двигателя автомобиля УАЗ 3162 с установленными на его двигателе ЗМЗ-514 новыми агрегатами, а также при оценке эффективности и качества. Научная новизна работы: - установлен турбокомпрессор высокого давления на дизельный двигатель ЗМЗ-514 [2]; - в результате повышения давления в цилиндрах двигателя были установлены специальные поршни, автоматически регулирующие степень сжатия [1]; - установлены закономерности регулирования топливоподачи дизельного двигателя ЗМЗ – 514 (4Н 8,7/8,7) с альтернативной системой питания типа «Common Rail».
Таким образом проведён расчетный анализ эксплуатационных свойств автомобиля в комплектации с турбокомпрессором, поршнем автоматически регулирующем степень сжатия и системой питания “Common rail”.
По результатам теплового, динамического и прочностного расчёта были обоснованы значения основных параметров двигателя: мощность – возросла на 40% (с 67 до 110 кВт), частота вращения коленчатого вала на номинальном режиме работы двигателя – с 4000 до 4500 об/мин.
Проведены расчетные исследования по определению тягово-скоростных свойств и показателей топливной экономичности (базовый – 215 кг/кВт*ч, проектируемый – 206 кг/кВт*ч) автомобиля с форсированным дизельным двигателем ЗМЗ-514.
Расчёты показали, что установленные на двигатель ЗМЗ-514 автомобиля УАЗ – 3162 новые агрегаты и узлы, обеспечивают улучшение эксплуатационных свойств автомобиля по сравнению с прототипом.
Внедрение в практику результатов работы позволит уменьшить степень риска при принятии решения о возможности серийного производства автомобилей уже на стадии синтеза их конструкции, снизить трудоемкость и временные затраты на данном этапе жизненного цикла автомобиля.
Рисунок – Схема топливной системы Common Rail