Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора ТТЗ-80.11 с газовым двигателем - диплом

List 1(0003).doc

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем
Специальность: 5А521206 – Эксплуатация и испытание двигателей внутреннего сгорания
на соискание академической степени
Заведующий кафедрой
Научный руководитель
Тема магистерской диссертации: "Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем".
В случае если материалы моей диссертации будут использоваться для коммерческих целей или для получения прибыли необходимо получение дополнительного моего согласия и кафедры "АТД и ТЭ". Для чего прошу поставить меня в известность по адресу: 100060 г.Ташкент проспект А.Темура 20 ТАДИ кафедра «АТД и ТЭ».
« » 2012 г. Сидиков Ф.Ш.
«Повышение мощности двигателей газобаллонных автомобилей работающих в горных условиях»
Работа изложена на русском языке на 87 страницах содержит 21 рисунков 7 таблиц список литературы из 38 наименований в том числе 6 на иностранных языках.
Ключевые слова: БИОДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО РАСТИТЕЛЬНОЕ МАСЛО МЕТИЛОВЫЙ ЭФИР ЭТИЛОВЫЙ ЭФИР РЕАКЦИЯ ЭТЕРЕФИКАЦИИ РЕАКТОР-ЭТЕРЕФИКАТОР ГЛИЦЕРИН.
Работа состоит из введения четырёх глав заключения списка использованной литературы и приложения.
В первой главе диссертации проведены обзор и анализ проведенных работ по данной тематике сформулированы цели и задачи исследований.
Во второй главе представлены теоретические предпосылки к исследованию по выбору конструкции лабораторного образца установки для получения дизельного топлива. Данная глава состоит из двух подглав. В первой подглаве приведена методика исследований. Во второй подглаве обоснован выбор основных конструктивно-технологических параметров установки.
В третьей главе диссертации даны результаты испытаний лабораторного образца установки для получения биодизельного топлива из различных сырьевых материалов. Данная глава подразделяется на три подглавы в которых подробно описываются объект исследований методика проведения испытаний а также приводится классификация сырьевых материалов.

1. 1. Обзор и анализ технической литературы.doc

ГЛАВА I. ОБЗОР И АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Назначение и классификация ДВС.
Под двигателем внутреннего сгорания понимается тепловая машина предназначенная для получения механической энергии за счет сжигания топлива в которой химические реакции сгорания приводящие к выделению теплоты и превращение ее в работу осуществляются в рабочем органе называемом цилиндром. Цилиндр оснащается подвижным элементом — поршнем в связи с чем двигатель внутреннего сгорания иногда называют поршневым двигателем.
ДВС классифицируются по ряду характерных признаков:
По назначению они могут быть стационарными и транспортными. Это деление определяет малогабаритные показатели регулировки ДВС режиму ра6оты конструктивные особенности. В пределах каждой группы ДВС существенно различаются в зависимости от конкретных условий работы силовой установки или транспортной машины. Автотракторные ДВС относятся к группе транспортных. Дальнейшая классификация: дается применительно к ДВС этой группы.
По способу осуществления газообмена — четырех- и двухтактными. Преобладающее большинство автотракторных ДВС являются четырехтактными.
По роду применяемого топлива.
— Легкое жидкое топливо. Двигатели этой группы работают на бензине и применяются в основном на легковых автомобилях грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности автобусах малой вместимости на сельскохозяйственных и других машинах малой мощности.
— Тяжелое жидкое топливо. На нем работают дизели применяющиеся в тракторах и других сельскохозяйственных машинах агро и лесомелиоративной технике на дорожных и строительных машинах на тяжелых грузовых автомобилях самосвалах тягачах автобусах большой вмести мости.
— Газообразное топливо. На него переводят автомобильные ДВС работающие на легком топливе когда желательно применение более дешевых или более доступных местных видов топлива или необходимо снижение токсичности отработавших газов особенно в городах. ДВС могут быть двух топливными и многотопливными:
— Двух топливное — это двигатели приспособленные для работы на газе а также бензиновые двигатели переведенные на сжиженный или сжатый газ. В первом случае газ является основным топливом а жидкое топливо расходуется в небольшом количестве для запуска ДВС и воспламенения горючей смеси в цилиндрах. Во втором случае ДВС имеет две системы питания и может работать как на жидком так и на газовом топливе что обеспечивает определенные эксплуатационные удобства.
— Многотопливные — это двигатели специального назначения приспособленные для работы как на тяжелых так и на легких жидких топливах с различными характеристиками.
По способу воспламенения горючей смеси — с воспламенением от сжатия (дизели) и с принудительным искровые зажиганием (бензиновые и газовые ДВС).
По способу смесеобразования — с внешним и внутренним смесеобразованием. Бензиновое и газовые двигатели относятся к группе ДВС с внешним смесеобразованием так как горючая смесь приготовляется в основном вне цилиндра. В цилиндре этот процесс лишь завершается. Дизели относятся к группе ДВС с внутренним смесеобразованием. В некоторых случаях на бензиновых автомобильных ДВС топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр а смесь поджигается электрической искрой.
По способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением. В автотракторных ДВС используются оба способа охлаждения однако большинство ДВС имеет жидкостное охлаждение с помощью воды или низкозамерзающих и высококипящих жидкостей.
По способу регулирования количества теплоты подводимой за цикл - качественным количественным и смешанным регулированием. При качественном регулировании присушен дизелям изменяется цикловая доза топлива при почти неизменная количестве воздуха подаваемого в цилиндр. При этом меняется средний состав или качество смеси. При количественном регулировании характерном для обычных бензиновых и газовых двигателей изменяется количество горючей смеси вводимой в цилиндр за цикл. При этом как правило несколько изменяется и состав г. е. качество смеси поэтому название метода регулирования несколько условно.
По впуску свежего заряда в цилиндры — с естественным впуском на атмосферы и с наддувом. Большинство современных ДВС работают с естественным впуском свежего заряда. Наддув применяется для повышения мощности главным образом дизелей.
По виду движения поршней — но поршневые и роторно-поршневые. В поршневых ДВС поршень осуществляет в цилиндре возвратно-поступательное движение. К поршневым относятся подавляющие большинство ДВС автотракторного типа. В роторно-поршневых ДВС поршень осуществляет в корпусе планетарное движение. При этом между стенками корпуса и поршня образуются полости переменного объема в каждой из которых реализуется рабочий цикл.
По расположению цилиндров:
— однорядные с вертикальным наклонным и горизонтальным расположением:
— двухрядные с V-образным и оппозитным расположением большинство ДВС малой и средней мощности (до 50 – 70 кВт) с числом цилиндров не выше шести имеют однорядное вертикальное или наклонное расположение цилиндров.
2. Особенности конструкций современных дизелей и ДВС с искровым зажиганием.
2.1. Общая схема системы питания дизельного двигателя
Система питания дизеля служит для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива и отвода отработавших газов. Топливо подается под большим давлением в определенные моменты (характеризуемые углом опережений и подачи топлива) и в определенном количестве в зависимости от нагрузки двигателя. Система питания дизеля состоит из систем подачи воздуха и подачи топлива и выпуска отработавших газов.
Рис.1.1. Схема система питания дизеля. 1 – топливная насос высокого давления; 2 – топливный бак; 3 – сетчатый приемник; 4 6 7 11 12 13 14 15 – топливопровод; 5 – фильтр грубой очистки; 8 – подкачивающий насос; 9 – ручной насос; 10 – фильтр тонкой очистки; 16 – форсунка; 17 – воздушный фильтр; 18 – цилиндр.
Принцип подачи топлива
Система питания дизелей в значительной степени отличается от системы питания карбюраторных двигателей. Воздух и топливо подаются в цилиндры дизеля раздельно и там смешиваясь с отработавшими газами образуют рабочую смесь. Поэтому дизели называют двигателями о внутренним смесеобразованием.
При такте впуска в цилиндр 18 поступает атмосферный воздух который очищается в фильтре 17. В конце такта сжатия в цилиндр под высоким давлением через форсунку 16 впрыскивается строго определенное количество дизельного топлива которое самовоспламеняется вследствие высокой температуры.
При неизменной угловой скорости коленчатого вала количество поступающего в.цилиндр воздуха остается практически постоянным. Поэтому увеличение количества впрыскиваемого в цилиндр топлива позволяет повысить мощность двигателя. Дозировка и подача в определенный момент топлива осуществляются насосом 1 высокого давления через который циркулирует топливо подаваемое подкачивающим насосом 8. Топливо циркулирует в таком направлении: сетчатый приемник 3 топливного бака 2 топливопровод 4 фильтр 5 грубой очистки топливопровод 6 подкачивающий насос 8 топливопровод 7 фильтр тонкой очистки 10 топливопровод 12 насос высокого давления 1 топливопроводы 13 и 11 топливный бак. Перед пуском двигателя систему заполняют ручным насосом 9 объединенным в один узел с подкачивающим насосом. В форсунку 16 топливо подается от насоса высокого давления по топливопроводу 14. Топливо просочившееся через зазоры в форсунке отводится в бак по топливопроводу 15.
Смесеобразование в дизелях
Время отводимое на процесс смесеобразования в дизелях очень мало. Да и топливо поступающее в раскаленный сжатый воздуха воспламеняется не сразу. Между началом его подачи и моментом воспламенения проходит некоторый промежуток времени называемый периодом задержки воспламенения. В течение этого периода топливо перемешивается с воздухом испаряется и нагревается до самовоспламенения. Задержка воспламенения зависит от сорта топлива его физико-химических свойств и от конструктивных особенностей двигателя. Чем значительнее период задержки воспламенения тем больше количество топлива накапливается в камере сгорания. После воспламенения оно быстро сгорает что приводит к резкому увеличению давления газов на поршневую группу. Двигатель работает жестко со стуками а его детали подвергаются интенсивному износу. Мелкое распиливание топлива в завихренный воздух приводит к уменьшению периода задержки воспламенения. С увеличением частоты вращения коленчатого вала повышаются давление и температура в конце сжатия что уменьшает период задержки воспламенения топлива. Следовательно для быстроходных дизелей необходимо использовать топливо с повышенным цетановым числом так как такое топливо скорее воспламеняется и быстрее сгорает. Особенностью дизеля является раздельная подача воздуха и топлива в цилиндры.
Смесеобразование в дизелях происходит непосредственно в камере сгорания. В сжатый горячий воздух впрыскивается определенная порции топлива. Задача с смеси образовательного процесса включается в том чтобы мелко распылить и хорошо перемешать определенную дозу топлива с воздухом. Смесеобразование происходит почти одновременно с процессом сгорания. Если в цилиндр подавать на одну часть топлива теоретически необходимое количество воздуха достаточное для полною сгорания топлива то двигатель будет работать с дымлением. Объясняется это тем что равномерно распределить мелкие частицы топлива в воздухе по всей камере сгорания дизеля очень трудно. Чтобы топливо полностью сгорело воздуха приходится подавать в цилиндры значительно больше чем теоретически необходимо. Однако увеличение коэффициента избытка воздуха уменьшает экономические показатели дизеля. Лучше если сгорание топлива происходит при меньшем значении коэффициента избытка воздуха так как полнее будет использовано тепло сгоревшего топлива. Минимальное значение коэффициента избытка воздуха соответствующее бездымной работе дизели с неразделенной камерой сгорания равно 16—17 а с вихревой камерой 13— 14.
Другой особенностью дизеля является то что в цилиндр фактически поступает почти одно и тоже количество воздуха независимо от нагрузки. При малой нагрузке в цилиндре всегда имеется много воздуха и топливо сгорает полностью. Коэффициент избытка воздуха в этом случае имеет большую величину. При увеличении нагрузки возрастает подача топлива уменьшается значение коэффициента избытка воздуха и ухудшается процесс сгорании топлива.
Для улучшения смесеобразования и дизелях применяют неразделенные камеры сгораний разделенные (на два объема) камеры сгорания (вихревые и предкамеры). В неразделенные камеры сгорания (они расположены в днище поршня) топливо подают под большим давлением 50-100 МПа. Это позволяет получить тонкое распыливание топлива хорошее перемешивание его с воздухом досрочную полноту сгорания а дизель будет развивать наибольшую мощность. В разделенных камерах сгорания создается интенсивное завихрение воздуха что способствует лучшему смесеобразованию и позволяет подавать топливо через форсунки с меньшим давлением 125-185 МПа.
2.2. Особенности конструкций современных ДВС с искровым зажиганием.
В конце 60х-начале 70х годов ХХ века остро встала проблема загрязнения окружающей среды промышленными отходами среди которых значительную часть составляли выхлопные газы автомобилей. В целях максимального использования воздуха в процессе сгорания и достижения максимально возможной мощности двигателя состав смеси регулировался с таким расчетом чтобы в ней был избыток бензина. В результате в продуктах сгорания совершенно отсутствовал кислород однако оставалось несгоревшее топливо а вредные для здоровья вещества образуются главным образом при неполном сгорании. В стремлении повышать мощность конструкторы устанавливали на карбюраторы ускорительные насосы впрыскивающие топливо во впускной коллектор при каждом резком нажатии на педаль акселератора т.е. когда требуется резкий разгон автомобиля. В цилиндры при этом попадает чрезмерное количество топлива не соответствующее количеству воздуха. В условиях городского движения ускорительный насос срабатывает практически на всех перекрестках со светофорами где автомобили должны то останавливаться то быстро трогаться с места. Неполное сгорание имеет место также при работе двигателя на холостых оборотах а особенно при торможении двигателем. При закрытом дросселе воздух проходит через каналы холостого хода карбюратора с большой скоростью всасывая слишком много топлива.
Системы впрыска топлива.
Для снижения вредных выбросов в систему выпуска было предложено устанавливать каталитический нейтрализатор отработавших газов. Но катализатор эффективно работает только при сжигании в двигателе так называемой нормальной топливовоздушной смеси (весовое соотношение воздухбензин 149:1). Любое отклонение состава смеси от указанного приводило к падению эффективности его работы и ускоренному выходу из строя. Для стабильного поддержания такого соотношения рабочей смеси карбюраторные системы уже не подходили. Альтернативой могли стать только системы впрыска. Первые системы были чисто механическими с незначительным использованием электронных компонентов. Но практика использования этих систем показала что параметры смеси на стабильность которых рассчитывали разработчики изменяются по мере эксплуатации автомобиля. В систему впрыска ввели обратную связь - в выпускную систему непосредственно перед катализатором поставили датчик содержания кислорода в выхлопных газах так называемый лямбда-зонд. Данная система разрабатывалась уже с учетом наличия такого основополагающего для всех последующих систем элемента как электронный блок управления (ЭБУ). По сигналам датчика кислорода ЭБУ корректирует подачу топлива в двигатель точно выдерживая нужный состав смеси.
Инжекторные системы подачи топлива имеют перед карбюраторными следующие основные преимущества:
точное дозирование топлива и следовательно более экономный его расход.
снижение токсичности выхлопных газов. Достигается за счет оптимальности топливно-воздушной смеси и применения датчиков параметров выхлопных газов.
увеличение мощности двигателя примерно на 7-10%. Происходит за счет улучшения наполнения цилиндров оптимальной установки угла опережения зажигания соответствующего рабочему режиму двигателя.
улучшение динамических свойств автомобиля.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ (на примере электронной системы непосредственного впрыска бензина в цилиндр)
В современных впрысковых двигателях для каждого цилиндра предусмотрена индивидуальная форсунка. Все форсунки соединяются с топливной рампой где топливо находится под давлением которое создает электра - бензонасос. Количество впрыскиваемого топлива зависит от продолжительности открытия форсунки. Момент открытия регулирует электронный блок управления (контроллер) на основании обрабатываемых им данных от различных датчиков.
Датчик массового расхода воздуха служит для расчета циклового наполнения цилиндров. Измеряется массовый расход воздуха который потом пересчитывается программой в цилиндровое цикловое наполнение. При аварии датчика его показания игнорируются расчет идет по аварийным таблицам.
Датчик положения дроссельной заслонки служит для расчета фактора нагрузки на двигатель и его изменения в зависимости от угла открытия дроссельной заслонки оборотов двигателя и циклового наполнения.
Датчик температуры охлаждающей жидкости служит для определения коррекции топливоподачи и зажигания по температуре и для управления электровентилятором. При аварии датчика его показания игнорируются температура берется из таблицы в зависимости от времени работы двигателя.
Датчик положения колен. вала служит для общей синхронизации системы расчета оборотов двигателя и положения колен. вала в определенные моменты времени. ДПКВ - полярный датчик. При неправильном включении двигатель заводится не будет. При аварии датчика работа системы невозможна. Это единственный "жизненно важный" в системе датчик при котором движение автомобиля невозможно. Аварии всех остальных датчиков позволяют своим ходом добраться до автосервиса.
Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Информация которую выдает датчик используется электронным блоком управления для корректировки количества подаваемого топлива. Датчик кислорода используется только в системах с каталитическим нейтрализатором под нормы токсичности Евро-2 и Евро-3 (в Евро-3 используется два датчика кислорода- до катализатора и после него).
Датчик детонации служит для контроля за детонацией. При обнаружении последней ЭБУ включает алгоритм гашения детонации оперативно корректируя угол опережения зажигания.
Комплектации датчиков на различных автомобилях зависят от системы впрыска от норм токсичности и пр.
Про результатам опроса определенных в программе датчиков программа ЭБУ осуществляет управление исполнительными механизмами к которым относятся: форсунки бензонасос модуль зажигания регулятор холостого хода клапан адсорбера системы улавливания паров бензина вентилятор системы охлаждения и др. (все опять же зависит от конкретной модели)
Из всего перечисленного возможно не все знают что такое адсорбер. Адсорбер является элементом замкнутой цепи рециркуляции паров бензина. Нормами Евро-2 запрещен контакт вентиляции бензобака с атмосферой пары бензина должны собираться (адсорбироваться) и при продувке посылаться в цилиндры на дожег. На неработающем двигателе пары бензина попадают в адсорбер из бака и впускного коллектора где происходит их поглощение. При запуске двигателя адсорбер по команде ЭБУ продувается потоком воздуха всасываемого двигателем пары увлекаются этим потоком и дожигаются в камере сгорания.
В зависимости от количества форсунок и места подачи топлива системы впрыска подразделяются на три типа: одноточечный или моновпрыск (одна форсунка во впускном коллекторе на все цилиндры) многоточечный или распределенный (у каждого цилиндра своя форсунка которая подает топливо в коллектор) и непосредственный (топливо подается форсунками непосредственно в цилиндры как у дизелей).
Одноточечный впрыск проще он менее начинен управляющей электроникой но и менее эффективен. Управляющая электроника позволяет снимать информацию с датчиков и сразу же менять параметры впрыска. Немаловажно и то что под моновпрыск легко адаптируются карбюраторные двигатели почти без конструктивных переделок или технологических изменений в производстве. У одноточечного впрыска преимущество перед карбюратором состоит в экономии топлива экологической чистоте и относительной стабильности и надежности параметров. А вот в приёмистости двигателя одноточечный впрыск проигрывает. Еще один недостаток: при использовании одноточечного впрыска как и при использовании карбюратора до 30% бензина оседает на стенках коллектора.
Системы одноточечного впрыска безусловно являлись шагом вперед по сравнению с карбюраторными системами питания но уже не удовлетворяют современным требованиям.
Более совершенными являются системы многоточечного впрыска в которых подача топлива к каждому цилиндру осуществляется индивидуально. Распределенный впрыск мощнее экономичнее и сложнее. Применение такого впрыска увеличивает мощность двигателя примерно на 7-10 процентов. Основные преимущества распределенного впрыска:
возможность автоматической настройки на разных оборотах и соответственно улучшение наполнения цилиндров в итоге при той же максимальной мощности автомобиль разгоняется гораздо быстрее;
бензин впрыскивается вблизи впускного клапана что существенно снижает потери на оседание во впускном коллекторе и позволяет осуществлять более точную регулировку подачи топлива.
Непосредственный впрыск как очередное и эффективное средство в деле оптимизации сгорания смеси и повышения КПД бензинового двигателя реализует простые принципы. А именно: более тщательно распыляет топливо лучше перемешивает с воздухом и грамотней распоряжается готовой смесью на разных режимах работы двигателя. В итоге двигатели с непосредственным впрыском потребляют меньше топлива чем обычные «впрысковые» моторы (в особенности при спокойной езде на невысокой скорости); при одинаковом рабочем объеме они обеспечивают более интенсивное ускорение автомобиля; у них чище выхлоп; они гарантируют более высокую литровую мощность за счет большей степени сжатия и эффекта охлаждения воздуха при испарении топлива в цилиндрах. В то же время они нуждаются в качественном бензине с низким содержанием серы и механических примесей чтобы обеспечить нормальную работу топливной аппаратуры.
Первой применила двигатель с непосредственным впрыском на серийном автомобиле компания Mitsubishi. Поэтому рассмотрим устройство и принципы действия непосредственного впрыска на примере двигателя GDI (Gasoline Direct Injection). Двигатель GDI может работать в режиме сгорания сверхобедненной топливовоздушной смеси: соотношение воздуха и топлива по массе до 30-40:1. Максимально возможное для традиционных инжекторных двигателей с распределенным впрыском соотношение равно 20-24:1 (стоит напомнить что оптимальный так называемый стехиометрический состав - 147:1) - если избыток воздуха будет больше переобедненная смесь просто не воспламенится. На двигателе GDI распыленное топливо находится в цилиндре в виде облака сосредоточенного в районе свечи зажигания. Поэтому хотя в целом смесь переобедненная у свечи зажигания она близка к стехиометрическому составу и легко воспламеняется. В то же время обедненная смесь в остальном объеме имеет намного меньшую склонность к детонации чем стехиометрическая. Последнее обстоятельство позволяет повысить степень сжатия а значит увеличить и мощность и крутящий момент. За счет того что при впрыскивании и испарении в цилиндр топлива воздушный заряд охлаждается - несколько улучшается наполнение цилиндров а также снова снижается вероятность возникновения детонации.
Основные конструктивные отличия GDI от обычного впрыска:
Топливный насос высокого давления (ТНВД). Механический насос (подобный ТНВД дизельного двигателя) развивает давление в 50 бар (у инжекторного двигателя электронасос в баке создает в магистрали давление около 3-35 бар).
Форсунки высокого давления с вихревыми распылителями создают форму топливного факела в соответствии с режимом работы двигателя. На мощностном режиме работы впрыск происходит на режиме впуска и образуется конический топливовоздушный факел. На режиме работы на сверх бедных смесях впрыск происходит в конце такта сжатия и формируется компактный топливовоздушный факел который вогнутое днище поршня направляет прямо к свече зажигания.
Поршень. В днище особой формы сделана выемка при помощи которой топливо-воздушная смесь направляется в район свечи зажигания.
Впускные каналы. На двигателе GDI применены вертикальные впускные каналы которые обеспечивают формирование в цилиндре т.н. "обратного вихря" направляя топливовоздушную смесь к свече и улучшая наполнение цилиндров воздухом (у обычного двигателя вихрь в цилиндре закручен в противоположную сторону).
Режимы работы двигателя GDI
Всего предусмотрено три режима работы двигателя:
Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия).
Мощностной режим (впрыск на такте впуска).
Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия) (применяется на евромодификациях).
Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия). Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и при движении за городом с постоянной скоростью (до 120 кмч). Топливо впрыскивается компактным факелом в конце такта сжатия в направлении поршня отражается от него смешивается с воздухом и испаряется направляясь в зону свечи зажигания. Хотя в основном объеме камеры сгорания смесь чрезвычайно обеднена заряд в районе свечи достаточно обогащен чтобы воспламениться от искры и поджечь остальную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.
Работа двигателя на сильнообедненной смеси поставила новую проблему - нейтрализацию отработавших газов. Дело в том что при этом режиме основную их долю составляют оксиды азота и поэтому обычный каталитический нейтрализатор становится малоэффективным. Для решения этой задачи была применена рециркуляция отработавших газов (EGR-Exhaust Gas Recirculation) которая резко снижает количество образующихся оксидов азота и установлен дополнительный NO-катализатор.
Система EGR "разбавляя" топливо-воздушную смесь отработавшими газами снижает температуру горения в камере сгорания тем самым "приглушая" активное образование вредных оксидов в том числе NOx. Однако обеспечить полную и стабильную нейтрализацию NOx только за счет EGR невозможно так как при увеличении нагрузки на двигатель количество перепускаемых ОГ должно быть уменьшено. Поэтому на двигатель с непосредственным впрыском был внедрен NO-катализатор.
Существует две разновидности катализаторов для уменьшения выбросов NOx - селективные (Selective Reduction Type) и накопительного типа (NOx Trap Type). Катализаторы накопительного типа более эффективны но чрезвычайно чувствительны к высокосернистым топливам чему менее подвержены селективные. В соответствии с этим накопительные катализаторы устнавливаются на модели для стран с низким содержанием серы в бензине и селективные - для остальных.
Мощностной режим (впрыск на такте впуска). Так называемый "режим однородного смесеобразования" используется при интенсивной городской езде высокоскоростном загородном движении и обгонах. Топливо впрыскивается на такте впуска коническим факелом перемешиваясь с воздухом и образуя однородную смесь как в обычном двигателе с распределенным впрыском. Состав смеси - близок к стехиометрическому (147:1)
Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия). Этот режим позволяет повысить момент двигателя в том случае когда водитель двигаясь на малых оборотах резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах а в него вдруг подается обогащенная смесь вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа. Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1) в которой детонационные процессы не происходят. Затем в конце такта сжатия подается компактная струя топлива которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до "богатого" 12:1.
Почему этот режим введен только для автомобилей для европейского рынка? Да потому что для Японии присущи невысокие скорости движения и постоянные пробки а Европа- это протяженные автобаны и высокие скорости (а следовательно высокие нагрузки на двигатель).
Компания Mitsubishi и Bosch стала пионером в применении непосредственного впрыска топлива. На сегодняшний день аналогичную технологию используют Mercedes (CGI) BMW (HPI) Volkswagen (FSI TFSI TSI) и Toyota (JIS). Главный принцип работы этих систем питания аналогичен– подача бензина не во впускной тракт а непосредственно в камеру сгорания и формирование послойного либо однородного смесеобразования в различных режимах работы мотора. Но подобные топливные системы имеют и различия причем иногда довольно существенные. Основные из них – рабочее давление в топливной системе расположение форсунок и их конструкция.
3. Особенности конструкций и схем систем питания газом современных ДВС.
Принципиальная схема газобаллонного оборудования
сжатого природного газа
Место для заправки; 2 обратный клапан высокого давления; 3 Стоп кран с газового датчика плотности; 4 Баллон СПГ; 5 предохранительный клапан; 6 регулятора низкого давления; 7 обратный клапан низкого давления с дозатором; 8 MAP датчик (абсолютного давления в коллекторе); 9 Индукционный клапан; 10 датчика кислорода; 11 Трехходовой каталитический нейтрализатор
Основные классы газового оборудования
Представленные на конференции и выставке системы управления подачей природного газа для автотранспорта по способу смесеобразования и по применяемым исполнительным механизмам можно разделить на несколько классов:
эжекторные системы в которых газ и воздух смешиваются во впускном коллекторе двигателя а управление подачей газа осуществляется с помощью рычажно-мембранных механизмов;
инжекторные системы с центральным (во впускной коллектор двигателя - common ra
комбинированные системы: инжекторный регулятор количества подаваемого газа (дозатор) и стандартный внешний смеситель с подачей газовоздушной смеси во впускной коллектор двигателя.
Перечисленное оборудование устанавливается на двигатели с воспламенением рабочей смеси от электрической искры (газовые искровые двигатели) или от сжатия при использовании запальной дозы дизельного топлива (газодизельные двигатели).
Рычажно-мембранные системы с внешним смесеобразованием
Этот класс систем представлен фирмами Ловато Ланди Ренцо (Италия) GFI ECO (Канада) Японии. Представленные этими фирмами системы применяются на двухтактных и четырехтактных двигателях перекрывающих широкий мощностной диапазон: от мопедов до грузовых автомобилей большой грузоподъемности и автобусов.
Отличительной особенностью выставки 2000 года стало то что по сравнению с экспонатами представленными этими же фирмами в 1998г. в Кельне широкое внедрение получили электронные блоки управления обеспечивающие новые функциональные возможности:
регулирование количества подаваемого газа не только по разрежению во впускном коллекторе но и по - зонду для поддержания параметров токсичности в заданных пределах а также по изменению температуры двигателя воздуха и газа
поддержание стабильных оборотов холостого хода за счет регулирования подачи воздуха или топлива дополнительными шиберными или лопастными устройствами с электроприводом управляемым на основе данных от датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Введение элементов электронного регулирования в традиционные рычажно-мембранные системы конечно не устранило их основные недостатки (неравномерность дозирования газа по цилиндрам большая инерционность газового потока недостаточная надежность механических регуляторов давления). В то же время частичная электронизация позволила значительно увеличить стабильность работы оборудования что при относительно невысокой стоимости сохраняет привлекательность механических систем для потребителя. Кроме того жесткой проверки на токсичность отработавших газов в условиях повседневной эксплуатации никто не проводит а проверка "полицейскими" (менее чувствительными) измерителями токсичности значительных отклонений от нормы не выявляет.
Рычажно-мембранные системы ориентированы не столько на заводы выпускающие автомобили или двигатели сколько на фирмы которые занимаются переоборудованием автомобилей на газ в процессе эксплуатации. Необходимо отметить что для механических систем в силу их сравнительной дешевизны остается значительный рынок. В первую очередь следует назвать страны в которых по лицензии выпускаются (и в ближайшие несколько лет будут выпускаться) значительные объемы автомобилей "доэлектронного" поколения например: Аргентина Бразилия Египет Индия Иран Китай Турция. Существенный рынок для рычажно-мембранных систем сохраняется и в Европе.
Фирма "Делтэк" (Голландия) получила сертификат соответствия ЕВРО-2 на традиционную систему для двигателя RABA D-10 (Венгрия). По сравнению с более ранними моделями система управления для этого двигателя была значительно улучшена за счет частичного введения электроники и установки каталитического нейтрализатора с датчиком избыточного кислорода (λ-зондом).
Фирма "Исуцзу" (Япония) имеет ряд моделей двигателей для природного газа с внешним смесеобразованием λ - зондом и электронным блоком управляющим работой редуктора-регулятора. Показатели по токсичности отработавших газов к сожалению не приводятся.
Инжекторные системы с центральным впрыском газа
По своим характеристикам такие системы оснащенные микропроцессорными блоками управления занимают промежуточное положение между эжекторными и инжекторными системами подготовки газовоздушной смеси и распределенной подачей.
Они имеют следующие преимущества:
стабильное дозирование газа независимо от внешних условий (степени засоренности воздушного фильтра уменьшения плотности газа при повышении температуры);
необходимость минимальной доработки агрегатов двигателя при установке газовой системы (по сравнению с распределенной инжекторной);
высокие энергетические показатели;
стабильность параметров во времени;
возможность коррекции состава газовоздушной смеси по - зонду (при работе с 3-компонентным нейтрализатором).
В то же время инжекторным системам с центральным впрыском газа присущ ряд недостатков главными из которых можно назвать:
значительную инерционность систем за счет больших паразитных объемов впускного ресивера;
невозможность дозирования топливной смеси индивидуально для каждого цилиндра
выброс несгоревшего метана в выпускную систему за счет значительного перекрытия впускных и выпускных клапанов современных двигателей (снижение экономичности и увеличение выбросов CH).
Системы с центральным инжекторным впрыском применяют и такие известные фирмы Европы как VOLVO и SKANIA (Швеция) причем их специалисты считают что такие системы - это разумный компромисс между ценой и качеством. При этом они признают что дальнейшее совершенствование таких систем бесперспективно.
Инжекторные системы с распределенным впрыском газа
Инжекторные системы с распределенным впрыском являются сегодня наиболее перспективным направлением в создании систем управления подачей газа в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Они позволяют получить самые совершенные рабочие характеристики двигателя. Все инжекторные системы оснащены мощными микропроцессорными блоками управления обеспечивающими:
дозированную подачу газа индивидуально в каждый цилиндр что позволяет добиться идеального сгорания смеси (некоторые фирмы устанавливают - зонд на каждый цилиндр и еще один - после нейтрализатора);
минимальный расход газа - впрыск газа в каждый цилиндр производится только в цикле всасывания индивидуально; отсутствует эффект "сквозняка" (перетекания газа из выпускной трубы в выхлопную систему за счет перекрытия клапанов как в системах с внешним смесеобразованием);
максимальную динамику двигателя так как практически сведена к минимуму инерционность системы (минимум паразитных объемов).
Газовые системы для легковых автомобилей каждая фирма оснастила газовыми инжекторами собственной конструкции в основном на базе штифтового запорного механизма (аналог бензиновой форсунки).
Комбинированные системы
Ряд фирм - IMPCO (США) Landi Renzo (Италия) Nissan Diesel NIKKI (Япония) представили газовые системы в основу которых положен принцип внешнего смесеобразования. Однако при этом в системах применяется регулятор (дозатор количества подаваемого газа в смеситель газвоздух) инжекторного типа управляемый микропроцессорным блоком. Таким образом устраняется основной недостаток традиционных механических систем - низкая надежность и точность регулирования рычажно-мембранного механизма. Этот компромисс позволяет продлить коммерческую жизнь серийных газовых систем при незначительной их модернизации.
Фирма "Wesport" Канада газодизельная система
Фирма "Wesport" (Канада) разработала газодизельную систему с внутренним смесеобразованием и непосредственным впрыском газа в цилиндр. Основой системы является созданная фирмой комбинированная газодизельная электронно-управляемая форсунка в которой происходит предварительное смешение дизельного топлива и природного газа.
Смесь впрыскивается в цилиндр двигателя по дизельному циклу. Газ предварительно сжимается (до 300 атмосфер) специальным гидравлическим насосом высокого давления охлаждается и аккумулируется в специальной емкости. Доработка самого двигателя заключается в установке специальной форсунки фирмы Westport на место штатной.
Поскольку в данной системе не происходит вытеснения части воздуха газом (как в системах с внешним смесеобразованием) она обеспечивает наилучшие показатели по использованию энергетики газового топлива.
Сравнительные результаты по токсичности с базовым дизелем представлены в таблице.
Основные достоинства системы заключаются в следующем:
при больших мощностях и высокой степени сжатия на очень бедных смесях при использовании запальной дозы дизельного топлива обеспечивается устойчивая работа двигателя что недостижимо в газовых двигателях с электроискровым поджигом (энергия запальной дозы в газодизельном двигателе в несколько раз больше энергии электрической искры);
дизельное топливо запальной дозы одновременно выполняет функции охлаждения и смазки газового клапана;
за счет оптимизации процесса сгорания содержание СО и углеводородов (за исключением метана) в отработавших газах соответствует требованиям ЕВРО-2 а содержание метана значительно ниже чем у газовых двигателей с искровой системой зажигания;
высокая степень замещения дизельного топлива природным газом - 85-90 %.

1.4. Анализ существующих РАМ построения ТХТ.doc

1.4. Анализ существующих расчетно-аналитических методов построения тяговой характеристики тракторов.
Исходными данными для тягового расчета трактора являются: назначение и тяговый класс трактора тип движителя и колесная формула. Цель тягового расчета: определение эксплуатационного веса трактора номинальной эксплуатационной мощности двигателя и передаточных чисел трансмиссии.
Расчет веса трактора.
Эксплуатационный вес трактора определяется из условий сцепления движителей с почвой. Сцепление должно быть достаточным для того чтобы трактор на горизонтальном участке мог развивать заданное номинальное тяговое усилие при работе на лущеной стерне нормальной влажности с буксованием не более допустимого н (Таблица 3.).
где Pкр.н - номинальное тяговое усилие кН;
λк - коэффициент нагрузки ведущих колес;
φк - коэффициент сцепления;
fк - коэффициент сопротивления качению.
Значение коэффициента нагрузки на ведущие колеса трактора колесной формулы 4К2 следует принимать с учетом действия силы тягового сопротивления - λк = 075 080. для тракторов 4К4 и гусеничных λк = 1. Коэффициенты φк и fк при тяговом расчете принимают соответствующими работе трактора на стерне (Таблица 1.). Вес трактора рассчитанный по формуле (1) соответствует эксплуатационному весу без балласта. Полученное значение Gтр следует проверить пользуясь выражением:
где Ркр.н - коэффициент использования веса трактора при номинальном тяговом усилии и работе на стерне (см. Таблицу 2.). Допускается расхождение веса трактора рассчитанного по формулам (1) и (2) не более 10%.
Расчет номинальной эксплуатационной мощности двигателя. Номинальную эксплуатационную мощность двигателя Nн.э определяют из условия реализации на лущеной стерне номинального тягового усилия при заданной номинальной скорости движения трактора по горизонтальному участку пути:
где Pf - сила сопротивления качению кН;
v - действительная скорость движения трактора при номинальном тяговом усилии мс; принимается из задания;
mp - механический КПД трансмиссии;
г - КПД гусеничного движителя обычно его принимают равным 097 098; для колесных тракторов принимается: г=1;
н - допустимое буксование движителей при номинальном тяговом усилии.
Сила сопротивления качению Pf при расчете веса трактора принимается для условий работы на стерне:
Буксование н при номинальном тяговом усилии выбирается используя таблица 3.
Механический КПД трансмиссии трактора колесной формулы 4К2 и гусеничного трактора вычисляется по формуле:
где - коэффициент учитывающий потери энергии в трансмиссии на холостом ходу; его величина – 003 005;
ц к- КПД цилиндрической и конической пары шестерен. Значение КПД пары шестерен принимают ц=0985 0990 и к 0975 0980;
m и n - число цилиндрических и конических пар шестерен находящихся в зацеплении одновременно.
Для трактора 4К4 по формуле (5) вычисляют отдельно КПД ветвей трансмиссии соединяющих двигатель с передними mp1 и задними mp2 ведущими колесами. Затем рассчитывается полное значение механического КПД трансмиссии по выражению:
где kN1 - коэффициент передачи мощности на привод передних колес.
Распределение мощности по ведущим колесам зависит от распределения веса трактора по осям схемы трансмиссии почвенного фона действия со стороны с.-х. машины на трактор сил и других факторов.
Среднее значение коэффициента передачи мощности на передний ведущий мост находится в пределах:
- для тракторов 4К4а kN1=015 025;
- для тракторов 4К4б kN1=04 06
Число пар цилиндрических и конических шестерен находящихся одновременно в зацеплении в ветви привода ведущего моста определяется по кинематической схеме трансмиссии трактора – прототипа (или аналога).
Расчет энергонасыщенности трактора. Технический уровень трактора и его соответствие своему назначению по тягово-скоростным свойствам оценивается по величине энергонасыщенности:
Полученное значение Эmp должно укладываться в следующие пределы:
- для колесных тракторов 14 20кВткН;
- для гусеничных тракторов 11 16 кВткН.
Если значение Эmp проектируемого трактора выходит за пределы указанного диапазона необходимо уточнить основные параметры трактора повторным расчетом.
Расчет передаточных чисел трансмиссии трактора. Расчет передаточных чисел трансмиссии выполняется только для диапазона рабочих передач. Поэтому необходимо выбрать минимальные теоретические скорости движения трактора при выполнении им основных технологических операций.
Теоретическая скорость 1 передачи рабочего диапазона (vтmin=vт1) принимается равной 22 28 мс (8 10 кмч) для колесных тракторов и 19 22 мс (7 8 кмч) для гусеничных. Это несколько выше нижнего предела технологических скоростей. Высшая теоретическая скорость (vтmax=vтz) рабочего диапазона скоростей принимается равной 42 47 мс (15 17кмч) для колесных тракторов и 28 33 мс (10 12 кмч) для гусеничных. Если vт1 и vТz заданы величина их принимается из задания. Далее рассчитывают передаточные числа трансмиссии на низших и высших передачах исходя из принятого диапазона теоретических рабочих скоростей трактора:
Частота вращения коленчатого вала nд.н> при номинальном режиме работы двигателя выбирается в пределах 1600 3000 мин-1 в соответствии с прототипом или из задания. Тип и параметры ведущих колес колесных тракторов включая диаметр выбирается по ГОСТ в соответствии с нормальной нагрузкой на них. Стандартом предусмотрено несколько допустимых нагрузок на шину в зависимости от давления воздуха в ней. При выборе типа шины для проектируемого трактора необходимо руководствоваться следующим правилом: полученная расчетом нормальная нагрузка на шину не должна превосходить максимально допустимую по стандарту при наименьшем давлении воздуха в ней из числа значений предусмотренных стандартом.
При определении нагрузки на ведущее колесо следует руководствоваться максимально возможной нагрузкой в эксплуатации данного трактора с учетом его технологического назначения. Для тракторов колесной формулы 4К4 максимальная нагрузка на колеса определяется в зависимости от статического распределения веса трактора по осям. Если распределение неравномерное (Т-150К К-701) то нормальная нагрузка на колесо принимается по максимальной статической нагрузке. При равномерном статическом распределении веса трактора по осям максимальную нагрузку на одно колесо следует определять исходя из возможного ее перераспределения в эксплуатации (λпλк) 2080 %. В этом случае учитывается нагрузка на ведущее колесо от силы тяжести трактора и навесной машины а также от вертикальной составляющей тягового усилия.
Для тракторов 4К2 тип и параметры шин задних колес выбирают исходя из нормальной нагрузки на них составляющей 80% от эксплуатационного веса трактора. Более высокая нагрузка на задние колеса и разгрузка передних управляемых колес недопустима по условиям управляемости. Параметры передних ведущих колес следует выбирать под нагрузку на ось равную 50% веса трактора. Эту нагрузку составляют: 35% - вес трактора и 15% - вес навешиваемой впереди трактора с.-х. машины. Параметры выбранной шины сверяют с типом и параметрами ведущих колес у трактора-прототипа (аналога). При сопоставлении параметров выбранного колеса с параметрами колеса трактора-прототипа следует иметь ввиду что заводы-изготовители тракторов иногда применяют увеличенный размер шин в сравнении с расчетными если позволяют предъявляемые к трактору агротехнические требования. «Переразмеренные» шины более долговечны оказывают меньшее давление на почву и придают трактору более высокие тягово-сцепные свойства.
При выполнении курсовой работы могут быть приняты шины трактора-прототипа (аналога).
Динамический радиус колеса rк определяется из выражения:
где d и в соответственно – диаметр обода колеса и ширина профиля шины в дюймах.
Радиус ведущего колеса гусеничного трактора рассчитывается по формуле:
где zк - число звеньев укладывающихся на окружности ведущего колеса. Значения lзв и zк выбирают такими как у тракторов прототипа (аналога).
Передаточные числа трансмиссии в пределах рабочего диапазона разбиваются по закону геометрической прогрессии знаменатель которой вычисляется по формуле:
Найденное из выражения (10) значение q проверяется на соответствие условию
выражающему возможность преодоления трактором временного повышения тягового сопротивления за счет запаса крутящего момента двигателя без перехода на пониженную передачу. Если условие (11) не выполняется следует увеличить число передач. Минимальный коэффициент приспособляемости дизеля k=115 1.20.
Далее рассчитываются передаточные числа на промежуточных передачах выбранного диапазона скоростей:
Расчет теоретической тяговой характеристики трактора.
Тяговая характеристика является основной характеристикой трактора определяющей его тягово-энергетические и экономические показатели. Она представляет собой функциональную зависимость
Теоретическая тяговая характеристика может рассчитываться и строиться для нескольких вариантов отражающих различные условия работы трактора. Базовой является тяговая характеристика отражающая показатели работы трактора на стерне. Исходными данными для построения характеристики являются результаты тягового расчета трактора регуляторная характеристика дизеля зависимость буксования движителей трактора от тяговой нагрузки.
Расчет каждой функциональной зависимости тяговой характеристики проводят по отдельным точкам для разных режимов работы двигателя и значений Ркр. При выполнении расчета на ЭВМ их результаты выводятся на печать в табличной форме. По этим данным строят и анализируют графики теоретической тяговой характеристики.
Расчет теоретической тяговой характеристики условно можно разделить на три этапа:
) расчет и построение регуляторной характеристики дизеля;
) расчет и построение зависимостей касательной силы тяги Рк=f (Mк) и теоретической скорости движения трактора vт=f(nд) по передачам;
) расчет и построение теоретической тяговой характеристики (Nк v gкр т )=f(Pкр).
Расчет и построение зависимостей касательной силы тяги Pk=(Mk) и теоретической скорости движения трактора т=(nд).
По значениям Мк и nд вычисляется значение касательной силы тяги Рк и теоретической скорости трактора т для каждой передачи:
Входящие в формулы 13 и 14 величины тр г rk - постоянные для данного трактора а значения iТР меняются ступенчато от передачи к передаче. Зависимости Pk=f (Mk) и vt=f(nд)представляют собой пучки отрезков прямых (количество их равно числу передач) каждый из которых может быть построен по двум точкам. При графоаналитическом способе построения тяговой характеристики они используются как исходные данные. При расчете на ЭВМ эти зависимости приводятся в распечатке и могут быть использованы для оценки правильности предыдущих расчетов.
Расчет зависимостей теоретической характеристики трактора.
Показатели тяговой характеристики трактора (как функций тяговой нагрузки Ркр) определяются показателями регуляторной характеристики двигателя в зависимости от нагрузки [Nе nд GТ gе=f (Mk)] с учетом кинематических параметров трансмиссии и движителя (iтр тр к ) и результатов взаимодействия движителей с поверхностью пути.
В результате взаимодействия движителя (колеса или гусеницы) с поверхностью пути имеют место силовые и скоростные потери. Силовые потери учитываются сопротивлением качению Рf которое при расчетах вычисляется по формуле (4). При этом величина Рf на данной поверхности принимается постоянной вне зависимости от нагрузки и скорости движения а значение fк выбирается из таблица 1 для заданного для расчета тяговой характеристики почвенного фона. Для условий работы трактора принимаемых при получении тяговых характеристик (работа только на тяге на горизонтальном поле и равномерном движении) из уравнения тягового баланса трактора тяговое усилие трактора будет равно:
Степень уменьшения действительной скорости v по сравнению с теоретической vТ оценивается буксованием (относительной потерей скорости):
Буксование движителей трактора зависит в основном от почвенного фона типа и параметров движителя веса трактора. Аналитических зависимостей связывающих буксование с Ркр свойствами почвы и параметрами движителей не существует. Поэтому при расчетном построении тяговых характеристик принимаются приближенные методы определения буксования например с помощью эмпирических формул. Но наиболее удобной формой представления (в справочных материалах) функциональной зависимости буксования является зависимость ее от коэффициента использования веса трактора =f (φкр). Необходимо выбрать график соответствующий данному варианту типа ходовой системы и почвенного фона и перестроить его в зависимости =f(Pкр) используя выражение Pкр=φкр*Gтр. При этом вес трактора Gтр является по существу масштабным коэффициентом для перевода зависимости =f (КР) в зависимость =f(Pкр).
На каждой передаче вычисляется ряд точек для построения каждой функциональной зависимости тяговой характеристики [Nкр gкр v т]=f(Ркр). Изначально эти точки выбирают на регуляторной характеристике двигателя (они соответствуют точкам для которых вычислены значения Рк и Vт).
Расчет остальных показателей тяговой характеристики ведется используя следующие выражения:
действительная скорость трактора
тяговая мощность (кВт)
удельный крюковой расход топлива
Цикл расчетов по приведенным формулам повторяется для каждой передачи рабочего диапазона.
Величина тягового КПД определяется по формуле:
Для оценки правильности выполненных расчетов для нескольких (2-3) расчетных точек определяется величина gкр и т по формуле:
При правильно выполненных расчетах разница в величине gкр и т полученных по зависимостям 10 и 21 20 и 22 не должна превышать 5%.
Тяговая характеристика трактора

Введение.doc

Наше независимое государство стремительно идет по пути прогресса. И одна из первых побед – рождение совершенно новой для нашей экономики отрасли – автомобилестроения.
Автомобилестроение - самая молодая отрасль созданная в нашем независимом государстве. Инициатива его создания принадлежит Президенту Исламу Каримову. И благодаря его личному участию и постоянному вниманию в невиданно короткие сроки в нашей стране создано и успешно развивается уникальное по своей оснащенности производство автомобилей.
Новая отрасль сегодня становится мощным локомотивом развития преобразующейся буквально на глазах экономики Узбекистана.
Акционерная компания «Узавтосаноат» проводит большую работу по организации сервисного и гарантийного обслуживания продукции этих предприятий. В целях успешного продвижения узбекских автомобилей на внешние рынки создана широкая дилерская сеть. Только в России открыто около двух десятков подразделений СП "GM Uzbekistan" региональных предприятий и их филиалов.
В рамках программы локализации открыты и продолжают создаваться новые предприятия по выпуску узлов и комплектующих деталей для автозаводов. В частности в республике работают заводы по производству сидений бамперов глушителей топливных баков деталей внутренней отделки автоэмалей и многого другого.
GM Powertrain Uzbekistan - это новое совместное предприятие GM и АК "УзАвтоСаноат". GM владеет 52% акций. Строительные работы начались в декабре 2008 г. а запуск производственной линии начался на ноябрь 2011 г.
На GM Powertrain Uzbekistan выпускается бензиновые двигатели объёмом 12 и 15 литра. Максимальный объём выпуска составит225 000 единиц в год.
Запущено узбекско-американское предприятие по выпуску аккумуляторов по итальянской технологии построен завод по производству автомобильных стекол налажено узбекско-корейское совместное производство жгутов электрических проводов.
Сегодня автомобильная промышленность Узбекистана - это десятки современных предприятий оснащенных уникальным оборудованием. Это позволяет выпускать продукцию по самым высоким мировым стандартам гибко и быстро переналаживать производство на новые виды продукции. Развитие автоиндустрии во многом дает мощный импульс для успешного развития многих смежных отраслей.
Самая молодая и вместе с тем интенсивно развивающаяся отрасль современного Узбекистана открыта для активного и взаимовыгодного сотрудничества. Развитие новой отрасли требует внедрения современных технологий эффективного поиска альтернативных поставщиков сырья и материалов инвесторов для совместного выпуска комплектующих узлов и запасных частей для наших производств.
На долю ДВС приходится более 80% всей вырабатываемой человечеством механической энергии. Ежегодно в мире производится свыше 60 млн. ДВС для замены изношенных и устаревших и расширения парка действующих машин.
В Узбекистане на сегодняшний день на сжатый природный газ переведено более 100 тысяч автотранспортных средств юридических и частных лиц. Сегодня в республике осуществляется программа по развитию сети АГНКС и АГЗС поэтапному переводу автотранспортных средств на сжиженный и сжатый газ.
Глобальное развитие автомобильного транспорта существенно меняет всемирную экологию на худшую сторону. В Европе действуют нормы на выбрасываемые автомобилями токсические газы. В Европе существуют нормативные документы устанавливающие требования к экологическим характеристикам транспортных средств и еще существует уровень нормирования в странах Евросоюза. Имеется пять норм Евро по выбросу токсических газов что утверждено Евросоюзом.
На автомобильном транспорте в сельском хозяйстве дорожном строительстве на лесо - и мелиоративных работах основными силовыми агрегатами машин являются поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Первый промышленный поршневой ДВС был построен во Франции в 1860 г. Е. Ленуаром. ДВС работал по двухтактному циклу и имел золотниковое газораспределение.
В 1876 г. Н. Отто (Германия) создал четырехтактный газовый ДВС с предварительным сжатием горючей смеси оказавшийся вдвое экономичнее двигателя Ленуара. В ДВС Н. Отто реализовался предложенный в 1862 г Бо-де-Роша (Франция) цикл со сжиганием смеси при постоянном объеме. К концу XIX в. была освоена промышленная переработка нефти что позволило использовать в ДВС помимо газовых топлив и жидкие. С этого времени началось широкое применение ДВС в промышленности и на транспорте.
В 1895 г. Р. Дизель (Германия) запатентовал цикл а в 1897 г. построил первый реализующий этот цикл ДВС в котором использовался принцип воспламенения топлива впрыскиванием его в распыленном состоянии в среду нагретого от сжатия воздуха. ДВС работающий по этому принципу оказался значительно экономичнее по расходу топлива чем двигатель с искровым зажиганием.
В 1899 г. в России был выпушен первый промышленный четырехтактный ДВС с воспламенением от сжатия в котором в отличие от двигателя Р. Дизеля работавшего на керосине использовалась дешевая сырая нефть. В 1901 г. Г. В. Тринклер (Россия) реализовал на опытном ДВС бескомпрессорный способ распиливания топлива получивший в настоящее время повсеместное применение в дизелях.
Было организовано массовое производство ДВС для автомобилей и тракторов строительного сельскохозяйственного и дорожного машиностроения других отраслей народного хозяйства построены крупные по тем временам Сталинградский и Харьковский тракторные заводы Ярославский и Горьковский автозаводы заново реконструирован Московский автозавод (ныне ЗИЛ).
Актуальность темы. Высокая насыщенность машинами оборудованными двигателями внутреннего сгорания (ДВС) привела к тому что при работе они расходуют большое количество моторного топлива и выбрасывают в атмосферу вместе с отработавшими газами (ОГ) большое количество окиси углерода и других вредных составляющих которые отрицательно влияют на здоровье человека.
Использование сжатого природного газа (СПГ) в качестве топлива позволяет существенно повысить экономическую эффективность эксплуатации автомобильного транспорта и снизить вредное воздействие на природную среду. В пользу использования природного газа выступает его ресурсная обеспеченность. По различным оценкам запасов нефти должно хватить на 40 60 лет а газа – на 100 150 лет.
Газобаллонные оборудование сжатого природного газа устанавливается в двигателях с искровым зажиганием без конструктивных изменениях к двигателям самовоспламенение установка газового оборудования требует изменение в конструкции. Поэтому при переоборудовании дизельного двигателя на газовое надо сократить в основном степень сжатия двигателя и ставить свечи. Для этого надо рассчитывать параметры двигателя соответственно совершенствовав методику расчета используя ПЭВМ.
Цель и задачи диссертационной работы.
Цель – повышение эффективности тракторов путем конвертации дизельных ДВС на сжатый природный газ с искровым зажиганием (СПГ) используя электронных таблиц ПЭВМ.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть возможности конвертации существующих ДВС тракторов для работы на СПГ.
Определить эксплуатационные показатели газового топлива.
Разработать методику анализа эффективности использования различных видов топлива на автомобильном транспорте.
Оценить влияния электронных систем регулирования рабочими процессами двигателя при конвертации его на газовое топливо.
Объектом исследования является трактор ТТЗ 80.11.
Предмет исследования. Конвертация ДВС на СПГ использующийся в качестве альтернативного топлива дизельному топливу.
Методы исследования. Теоретические методы исследования базируются на теориях движения и эксплуатационных свойствах транспортных машин регрессионном анализе анализе и синтезе технических систем теории ДВС и численных методах вычислений. Экспериментальные исследования выполнены на специальных стендовых установках с использованием стандартных и частных методик с помощью специализированной контрольно-измерительной аппаратуры в соответствии с нормативными документами на проведение экспериментальных исследований тягово-скоростных свойств тракторов. Обработка результатов экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ПЭВМ.
Достоверность и обоснованность теоретических положений работы подтверждается уже реализованной их в конструкциях конвертированных ДВС автомобилей экспериментальными исследованиями и результатами лабораторных и дорожных испытаний.
Научная новизна выполненной диссертации заключается в следующем:
Разработана методика расчета эффективности использования различных видов топлива.
Проведено исследование эффективности автомобилей при конвертации ДВС на СПГ.
Обоснованы наиболее рациональные направления конвертации ДВС на газовое топливо.
Практическая ценность работы заключается в обосновании преимуществ использования для ДВС автомобилей газовых топлив особенно СПГ (метана) в сравнении с дизельным топливом. Реализованы научно-технические принципы применения метана в двигателях с самовоспламенением при переводе систему в искровой зажигания с целью снижения токсичности и повышения топливной экономичности. Разработанные рекомендации могут быть использованы в конструкторских разработках на предприятиях автомобилестроения и при создании новых конкурентоспособных технологических систем и машин.

Выводы по главе 1.doc

В первой главе выполнен обзор и анализ современного состояния вопросов экономических и экологических проблем автомобильного транспорта альтернативных видов топлив и экспериментальных исследований работы двигателей работающих на газовых видах топлива. В настоящее время нефть является практически главным моторным топливом для ДВС. На потребности автотранспорта тратится более 50 % от общего количества добытой нефти что обусловлено огромным ростом количества автомобилей. Транспорт стал одним из массовых источников загрязнения окружающей среды в большинстве стран мира на его долю приходиться от 50 до 60 % в общем объеме выбросов а в крупных городах – от 80 до 90 % и более. Отработавшие газы ДВС содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4 5 лет. Наиболее токсичными веществами в ОГ автомобилей являются оксид углерода (СО) оксиды азота (NOx) и несгоревшие углеводороды (СН).
В качестве основных видов альтернативных топлив учеными и специалистами рассматриваются: природный газ (метан) сжиженная углеводородная пропан-бутановая смесь или сжиженный углеводородный газ (СУГ) демитиловый эфир этанол метанол гибридные виды топлива биодизельное топливо биогаз синтетический бензин водородное топливо и электромобили. На сегодняшний день для Узбекистана природный газ является наиболее приемлемой альтернативой моторным топливам по экономическим ресурсным и экологическим характеристикам. Большие запасы природного газа высокие темпы его добычи и развитая сеть магистральных газопроводов открывают широкие возможности для повсеместного его использования в качестве моторного топлива.

ОГЛАВЛЕНИЕ.doc

Глава 1. Обзор и анализ технической литературы . . 11
1.Назначение классификация ДВС 11
2.Особенности конструкции современных дизелей и ДВС с искровым зажиганием ..14
2.1. Общая схема системы питания дизельного двигателя 14
2.2. Особенности конструкций современных ДВС с искровым
3.Особенности конструкций и схем систем питания газом современных ДВС 28
4.Анализ существующих расчетно-аналитических методов построения тяговой характеристики тракторов (ТХТ) 35
5.Выводы по главе. Цели и задачи исследования 46
Глава 2. Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями и газовыми двигателями с помощью электронных таблиц 47
1.Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями 47
2.1.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная
характеристика дизеля. Построения ТХТ с дизелем 53
2.Разработка метода расчета и построения ТХТ с газовыми
2.2.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная
характеристика газового двигателя. Построения ТХТ с газовым
3.Выводы по главе 85
Глава 3. Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей ..86
1. Стенды методика исследования измерительная аппаратура
обработка полученных результатов .. 86
2. Выводы по главе .100
Глава 4. Анализ полученных результатов. Разработка практических рекомендаций по совершенствованию ТХТ с газовыми двигателями .101
Список использованной литературы ..104

Выводы по главе 2.doc

Во второй главе разработаны методики теплового расчета построения индикаторной диаграммы и внешний скоростной характеристики построения тяговой характеристики трактора с газовым и дизельным двигателем для оценки эффективности конвертации предлагается проведение экспериментов позволяющих сравнить стоимость перевозки единицы массы полезного груза на единицу расстояния за единицу времени.
Двигатель работающий на сжатом природным газе даёт существенное экономические и экологические эффект который на данный момент актуально во всем мире.
При разработке методик расчета и построения графиков использовано программа Microsoft Excel. Расчеты и графики строится автоматические при вводе исходные данные соответствующие строк и столбцов. При составлении электронных таблиц использовано алгоритм решения различных источников и разработана более простой и эффективные связь алгоритм формул между собой.

ГЛАВА 2.doc

ГЛАВА II. Разработка метода расчета и построение тяговой характеристики трактора с дизелями и газовыми двигателями с помощью электронных таблиц.
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемых двигателей а также оценивать степень совершенства действительного цикла реально существующих ДВС.
Мощность и частота вращения коленчатого вала. При расчете двигателя величиной номинальной мощности обычно задаются или ее определяют с помощью тяговых расчетов. Номинальной мощностью Ne называют эффективную мощность гарантируемую заводом-изготовителем для определенных условий работы. В автомобильных и тракторных двигателях номинальная мощность равна максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала.
Частота вращения коленчатого вала характеризует тип двигателя его динамические качества. В настоящее время частота вращения коленчатого вала легковых автомобилей колеблется в пределах 4500 6000 мин^-1 грузовых (карбюраторных) 3000 4000 мин^-1. Тракторных и автомобильных (грузовых) дизелей – 1500 2600 мин^-1.
Число и расположение цилиндров. Выбор числа цилиндров и их расположение зависят от мощностных динамических и конструктивных факторов. В настоящий момент наиболее распространены четырех- и шести цилиндровые автомобильные двигатели. Количество цилиндров во многом определяется литражом двигателя.
Размеры цилиндра и скорость поршня. Размеры цилиндра – диаметр (D) и ход поршня (S) – являются основными конструктивными параметрами ДВС. Величина D для различных двигателей находится приблизительно в следующих пределах:
- для карбюраторных двигателей легковых автомобилей мм . . 60 – 100;
- для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей мм . . 60 – 100;
- для тракторных дизелей мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 – 150;
- для автомобильных дизелей мм . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 – 130.
Ход поршня обычно характеризуется относительной величиной SD. Короткоходные двигатели имеют отношение SD 1 а длинноходные – SD >1.
Автомобильные карбюраторные двигатели проектируются с невысоким отношением SD = 07 – 10; дизели и тракторные дизели - SD = 11 – 13.
Скорость поршня Vп. ср. является критерием быстроходности двигателя. Двигатели подразделяют на тихоходные Vп. ср. 65 мс и быстроходные - Vп. ср. > 65 мс.
В современных АТД Vп. ср. обычно изменяется в пределах:
- для карбюраторных двигателей легковых автомобилей мс . . 12 – 15;
- для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей мс . . 9 – 12;
- для автомобильных газовых двигателей мс . . . . . . . . . . . 7 – 11;
- для тракторных дизелей мс . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 – 105;
- для автомобильных дизелей мс . . . . . . . . . . . . . . . . 65 – 12.
Степень сжатия. Величина степени сжатия является одной из важнейших характеристик двигателя. Ее выбор в первую очередь зависит от способа смесеобразования и рода топлива. Для искровых двигателей степень сжатия прежде всего определяется детонационной стойкостью топлива. В современных карбюраторных двигателях = 6 – 12. Однако в последние годы наметилась тенденция к некоторому понижению что позволяет снизить токсичность продуктов сгорания и продлить срок службы двигателей. Как правило даже двигатели легковых автомобилей высокого класса имеют не более 10.
Минимальная степень сжатия для дизелей должна обеспечить в конце процесса сжатия получение минимальной температуры необходимой для самовоспламенения впрыснутого топлива.
Для современных дизелей = 14 – 22. увеличение степени сжатия более 22 нецелесообразно так как приводит к высоким давлениям сгорания падению механического к.п.д. и утяжелению двигателя.
Выбор степени сжатия для дизелей прежде всего зависит от формы камеры сгорания и способа смесеобразования:
- для дизелей с неразделенными камерами сгорания и
объемным смесеобразованием . . . . . . . . . . . . . . . 14 – 17;
- для вихрекамерных дизелей . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 – 20;
- для предкамерных дизелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 – 21;
- для дизелей с наддувом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 – 17.
На основе установленных или заданных исходных данных (тип двигателя мощность Ne частота вращения коленчатого вала n число i и расположение цилиндров отношение SD степень сжатия ) производят тепловой расчет двигателя в результате которого определяют основные энергетические экономические и конструктивные параметры двигателя. По результатам теплового расчета строят индикаторную диаграмму они также используются для построения скоростной характеристики и выполнения динамического и прочностных расчетов.
Особенности теплового расчета ДВС при использовании компьютерных технологий.
Внедрение компьютерных технологий в исследовательский и учебный процессы предполагает в первую очередь широкое использование возможностей «стандартного набора» программ составляющих основу математического обеспечения большинства современных компьютеров.
В частности в настоящей работе предложена методика применения программы «Microsoft Excel» - электронные таблицы для выполнения теплового расчета ДВС (ТР ДВС) и последующего на основе полученных данных компьютерного построения индикаторной диаграммы двигателя.
При составлении данной методики в том числе учитывалось одно из ее назначений - использование в учебном процессе. В этой связи она ориентирована таким образом чтобы слушатель при расчетах работал с компьютером в диалоговом режиме. Для этого ввод «исходных данных» для каждого раздела осуществляется последовательно и автономно после выполнения предыдущих расчетов и их анализа.
Внешняя скоростная характеристика двигателя внутреннего сгорания
Внешней скоростной называют характеристику получаемую при полном открытии дроссельной заслонки (заслонок в многокамерных карбюраторах) в карбюраторных двигателях или при крайнем предельном положении рычага управления рейкой топливного насоса высокого давления (ТНВД) соответствующем полной подаче топлива в дизелях. Предельное положение рычага ТНВД устанавливается по инструкции завода-изготовителя. Строго говоря понятие внешней скоростной характеристики предполагает получение предельно возможных энергетических показателей двигателя. Для дизелей такие показатели как известно лежит за пределом дымления когда коэффициент избытка воздуха уменьшается до единицы. Однако с регулировкой ТНВД на такую подачу топлива недопустима эксплуатация дизеля из-за обильного дымления и опасности выхода двигателя из строя вследствие повышенного нагарообразования в камере сгорания.
Кроме графического изображения мощности крутящего момента часового и удельного расходов топлива характеристику иногда дополняют графиками угла опережения зажигания или подачи топлива разрежения в заданной зоне впускного тракта температуры смеси или газа расхода воз-
духа состава смеси и т.д.
Внешнюю скоростную характеристику снимают в диапазоне чисел оборотов коленчатого вала:
- для двигателей с искровым зажиганием работающих без ограничителя;
- для дизелей n = nmin nmax.
При наличии регулятора (или ограничителя) частоты вращения вала двигателя внешняя характеристика позволяет также определять момент включения регулятора (ограничителя) и судить о степени неравномерности работы последнего.
Учитывая что получаемые при стендовых испытаниях эффективные показатели ДВС определенным образом зависят от состояния окружающей среды (давления температуры и влажности воздуха) сравнение данных различных испытаний и характеристик отдельных двигателей выполняют только после приведения результатов к стандартным атмосферным условиям. Исправленные показатели Мкр и Nе называют приведенными.
Частичной скоростной называют характеристику получаемую при некоторых промежуточных положениях дроссельной заслонки (заслонок) постоянных для каждой характеристики или неизменном промежуточном положении рычага управления соответствующем неполной подаче топлива ТНВД в дизелях. Особенности протекания частичных скоростных характеристик поршневых двигателей можно проследить по графикам.
Так же как и внешние скоростные эти характеристики позволяют оценить основные параметры двигателей но в случае работы с частичными нагрузками.
Тяговая характеристика трактора.
Целью тягового расчета является определение тягово-сцепных скоростных и экономических качеств трактора при прямолинейном поступательном движении. Тяговый расчет выполняют в процессе подготовки технического задания. Конструктор как правило получает от заказчика заявку (ГОСТ 15.001—73) содержащую обоснованные технико-экономические требования к продукции подлежащей разработке. В эту заявку включается назначение машины (функция машины) например обеспечение механизации процессов выращивания пропашных культур (картофеля кукурузы подсолнечника и др.) или процессов осушения и освоения болот и заболоченных земель горных склонов и др. Как правило в эти требования включается перечень машин с которыми должен агрегатироваться трактор (т. е. набор тяговых сопротивлений по которым определяется класс трактора) условия среды в которых трактор должен работать диапазоны скоростей движения машинно-тракторного агрегата (пониженный рабочий и транспортный) условия работы водителя и ряд других специфических требований. Получив эти требования заказчика конструктор разрабатывает техническое задание на машину (концепция машины) и согласовывает его с заказчиком. В одну из задач решаемых при подготовке технического задания входит проведение тягового расчета.
При проведении тягового расчета определяют массу проектируемого трактора и мощность двигателя характеристику последнего и моменты подводимые к ведущим колесам коэффициенты полезного действия тяговый и мощностной балансы диапазоны скоростей движения и соответствующие передаточные числа (при применении ступенчатых трансмиссий) уточняют пределы сопротивления машин и орудий агрегатируемых с трактором а также оценивают разгонные качества проектируемой машины т. е. способность трактора обеспечить стабильное движение агрегата на заданной скорости за определенный момент времени. В заключение тягового расчета строят тяговую характеристику трактора оценивающую тягово-сцепные скоростные и экономические качества трактора при различных установившихся режимах работы (номинальных и частичных).

3. Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей..doc

3. Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей.
Испытательные стенды.
Для проведения всех видов испытаний испытательный стенд должен быть оснащен тормозным устройством с динамометром топливной воздухопитающей газовыводящимися системами смазочной системой системами охлаждения и пуска противопожарным оборудованием и т.п.
В зависимости от программы испытаний стенд оборудуют специальными устройствами и приборами позволяющими имитировать различные условия работы двигателя и измерять параметры рабочего тела и показатели двигателя. Воздухопитающая система стенда может быть оборудована устройствами и приборами для определения расхода воздуха подогрева или охлаждения поступающего в двигатель воздуха его влажности и запыленности. Топливная система стенда оснащается устройствами для определения расхода топлива а системы охлаждения и смазки – устройствами для определения теплоотвода в охлаждающую жидкость и масло.
Методика исследования.
Все работы по испытаниям двигателей проводятся в соответствии с ГОСТ 14846-81 и 491-95 согласно которым должны выдерживаться следующие общие условия:
) Перед пуском необходимо убедиться в готовности двигателя и тормозного устройства к работе (наличие в требуемом количестве масла и охлаждающей жидкости в системах двигателя топлива в топливном баке электролита в баке реостата подключение стенда к электрической сети и т.д.). Далее необходимо открыть кран топливного бака и поставить переключающий ходовой кран устройства для измерения расхода топлива в положение «работа» при котором обеспечивается подача топлива к двигателю.
) Моторист и студент обслуживающий тормозное устройство занимают рабочие места.
) При пуске карбюраторного двигателя необходимо включить систему электрического зажигания после чего начать принудительное вращение коленчатого вала двигателя. Перед этим воздушную заслонку карбюратора необходимо прикрыть чтобы создать за счет возникающего в смесительной камере карбюратора разрежения предельно возможное переобогащение смеси. Это необходимо для того чтобы при испарении в холодном двигателе наиболее летучих головных фракций получить смесь паров топлива и воздуха по составу соответствующую пределам воспламеняемости.
) После первых вспышек в цилиндрах необходимо открыть воздушную заслонку карбюратора и прикрыть дроссельную заслонку установив малую частоту вращения холостого хода.
) Прогревание двигателя после пуска осуществляется в режиме средней угловой скорости без нагрузки до температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя в пределах 310 320 К и температуры масла 300 310 К.
) Выведение двигателя на заданный режим связано с дальнейшим прогреванием его до равновесного состояния характеризующегося (для большинства двигателей) температурами охлаждающей жидкости на выходе из двигателя в пределах 348 358 К и масла 353 373 К. Двигатель нагружают до заданного режима работы. Нагружение двигателя достигается одновременно плавным увеличением подачи топлива и повышением величины тормозного момента путем изменением величины тока в цепи якоря или обмотки возбуждения электротормоза нагрузочным реостатом.
) Остановка двигателя под нагрузкой категорически воспрещается поскольку это приводит к резкому падению угловой скорости коленчатого вала и сопровождается возникновением больших инерционных нагрузок в кривошипно-шатунном механизме двигателя. Двигатель перед остановкой необходимо разгрузить согласованным уменьшением подачи топлива и величины тормозного момента до малой частоты вращения холостого хода после чего остановить. Остановка карбюраторного двигателя достигается выключением системы зажигания а дизеля – отсечкой подачи топлива рычагом регулятора ТНВД.
) Показатели двигателя должны определятся при установившемся режиме работы. Регистрируемые данные должны представлять собой устойчивые средние значения непрерывно наблюдаемые не менее 1 мин с изменениями не более ± 2 % в промежутке этого времени. При определении каждой характеристики количество точек замера должно быть не менее шести (достаточное для того чтобы при построении характеристики выявить форму и характер зависимости параметра во всем диапазоне обследуемых режимов).
Измерительные системы стендов. Динамометрические устройства динамометры) служат для измерения крутящего и тормозного моментов развиваемых двигателем. В зависимости от способа измерения нашли применения следующие типы динамометров: механические гидравлические и электрические. Одним из наиболее совершенных и наиболее применяемых является механический квадрантный динамометр (рис. 3.1.). Он имеет два маятника укрепленных на кулаках-квадрантах которые подвешены на тонких стальных лентах. Измеряемое усилие F через балансир передается кулакам конструктивно объединенным с квадрантами. При отсутствии силы F маятники занимают положение показанное штриховой линией их центры тяжести лежат на одной вертикали с точкой крепления ленты. Под влиянием силы F которая передается от рычага статора тормоза маятники совершают сложное движение перекатываясь по стальным лентам квадрантами отклоняясь от положения равновесия.
Приборы для измерения частоты вращения делятся на тахометры и тахоскопы. Тахометры фиксируют число оборотов в минуту в данный момент времени а тахоскопы – счетчики показывающие число оборотов за определенный интервал времени.
Тахометры по принципу действия бывают центробежные электрические электронные (импульсные) магнитные (индукционные) стробоскопические и т.п. Наибольшее распространение получили электрические тахометры обеспечивающие дистанционное измерение частоты вращения. Преобразователь тахометра и приемник соединены электрическими проводами.
По показаниям динамометра и тахометра вычисляют эффективную мощность двигателя (в кВт):
а также среднее эффективное давление (в МПа):
Приборы для измерения давления могут быть жидкостными механическими и электрическими.
К жидкостным приборам относятся ртутный барометр предназначенный для измерения атмосферного давления и жидкостный манометр называемый также пъезометром. В простейшем исполнении пъезометр представляет собой U-образную трубку заполненную примерно до половины (до нулевых меток шкалы) водой или другой жидкостью. Пъезометры применяются для измерения избыточного давления вакуума и разности давлений.
Электрические преобразователи предназначенные для регистрации давления в быстропротекающих процессах и в электрических измерительных системах с автоматической регистрацией результатов измерений получают все большее распространение.
В качестве контрольно-измерительных приборов применяются и магнитоэлектрические манометры.
Приборы для измерения температуры по принципу действия делятся на механические электромеханические и электрические.
Механические приборы – жидкостные (обычно ртутные) и манометрические термометры – используют для измерения низких температур (до 423 К). Широкое распространение имеют термоэлектрические термометры называемые также пирометрами. Они основаны на использовании термоэлектрического эффекта возникающего при нагревании места спая двух проводников из неоднородных металлов или сплавов. Если два других конца этих проводников замкнуть то под действием термоЭДС нагреваемого горячего спая в образовавшейся цепи возникает электрический ток. Спаянную или сваренную пару разнородных проводников называют термопарой. Обычно для измерения низких температур в диапазоне 470 870 К применяют хромель-копелевые (ХК) термопары а для измерения высоких температур (до 1270 К) – хромель-алюмелевые (ХА) термопары. Термопары являясь преобразователями температуры работают совместно с регистрирующим прибором в качестве которого применяют магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры. Обычно для исключения влияния температуры противоположных концов термопары эти концы соединяют пайкой и образующийся так называемый холодный спай погружают в термостат с тающим льдом. При этом температура холодного спая поддерживается постоянной равной 273 К. Регистрирующий прибор в этом случае включается в разрыв одного из проводников. Если в качестве регистрирующего прибора применяют потенциометр имеющий компенсирующее устройство вводящее поправку на изменение температуры противоположных концов термопары то они подсоединяются непосредственно к потенциометру.
Приборы и устройства для измерения расхода воздуха разделяются на две группы:
- с косвенным измерением расхода воздуха;
- с прямым измерением расхода воздуха.
Расход воздуха определяется по перепаду статического давления до (сечение 1-1) и после (сечение 2-2) сужения дроссельного устройства. Для измерения перепада давления применяют пьезометры и дифференциальные манометры. Расход воздуха определяется из уравнения неразрывности и уравнения Бернулли:
где – коэффициент расхода отверстия (сужения) дроссельного устройства; d – диаметр отверстия; Δр – перепад давлений на дроссельном устройстве; ρв –плотность газа (воздуха). Во вторую группу измерительных средств входят объемные расходомеры и ротационные счетчики основанные на измерении объема воздуха проходящего через мерное устройство в единицу времени.
Например принцип работы ротационных счетчиков заключается в измерении частоты вращения двух роторов вращающихся под действием давления движущегося воздушного потока. По измеренному объему воздуха прошедшего через расходомер за время (с) определяется массовый секундный расход воздуха равный:
Приборы и устройства для определения расхода топлива основаны на измерении времени расхода определенной массы или объема топлива. При массовом методе определения расхода топлива используются обычные циферблатные весы (рис. 3.3) на одной из чаш которых устанавливают мерный бачок 2. Топливную систему оснащают трехходовым краном 3 обеспечивающим подачу топлива в двигатель из топливного бака подачу топлива из мерного бачка при измерении расхода и подачу топлива из основного бака с одновременным наполнением мерного бачка. По данным измерения времени Δ (в с) вырабатываемого количества топлива Δmт (в кг) определяют часовой расход топлива:
Объемный расход топлива определяется с помощью прибора называемого штихпробером который состоит из мерных колб шарообразной формы соединенных между собой узкими переходами с метками. По организации и принципу измерения определение объемного расхода топлива аналогично рассмотренному массовому способу с той лишь разницей что вместо измерения времени расхода заданной массы топлива измеряют время расхода объемной дозы.
Для измерения мгновенных объемных расходов топлива применяют флоуметры и ротаметры. Индикаторы являются устройствами для индицирования ДВС т.е. записи быстроизменяющихся давлений рабочего тела в цилиндре работающего двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала или хода поршня. По принципу действия индикаторы подразделяют на электропневматические и электрические.
С помощью электропневматического индикатора (рис. 3.4) можно получить многоцикловую (за сотни циклов работы ДВС) индикаторную диаграмму двигателя. За один цикл индикатор фиксирует только две точки (одну при сжатии и одну при расширении) причем с каждым циклом эти точки фиксируются при разных давлениях. На снятие индикаторной диаграммы затрачивается 1 2 минуты.
Датчик давления мембранного типа 1 (рис. 3.1) устанавливается в головке цилиндра двигателя. На тонкую стальную мембрану датчика с одной стороны действует давление газов в цилиндре а с другой стороны – давление воздуха в пневмосистеме. Давление в пневмосистеме с помощью крана 12 постепенно изменяется от максималь-ного превышающего макси-мальное давление рz в цилиндре до атмосферного. В такте сжатия когда давление в цилиндре больше давления в пневмосистеме мембрана прогибается и соприкасаясь с электри-ческим контактным стерж-нем установленным около нее замыкает электрическую цепь. При этом к тиратронному преобразователю 2 поступает импульс электрического тока низкого напряжения. В такте расширения когда давление в цилиндре меньше чем в пневмосистеме мембрана прогибается в обратную сторону размыкая электрическую цепь. В момент размыкания цепи в тиратронном преобразователе вновь возникает импульс электрического тока низкого напряжения. Тиратронный преобразователь предназначен для преобразования импульсов низкого напряжения поступающих от датчика давления в импульсы высокого напряжения которые подаются к разряднику 5 регистрирующего устройства. Регистрирующее устройство состоит из барабана 3 на котором закрепляется токопроводная бумага 4 плунжерной пары (гильзы 7 и плунжера 8) с пружиной и разрядника 5. Барабан с помощью муфты 15 соединяют с коленчатым валом двигателя таким образом чтобы при положении поршня индицируемого цилиндра в ВМТ игла разрядника находилась напротив метки ВМТ барабана. Разрядник соединенный с плунжером может перемещаться вдоль барабана на расстояние пропорциональное давлению воздуха в пневмосистеме. В моменты замыкания и размыкания электрической цепи мембраной датчика перемещение разрядника пропорционально также давлению газов в цилиндре. При каждом импульсе высокого напряжения подводимом от тиратронного преобразователя между разрядником и токопроводной бумагой возникает искровой разряд который оставляет на бумаге точечный след. Расстояние каждого из точечных следов по длине барабана пропорционально давлению газов в цилиндре а расстояние по окружности от линии соответствующем ВМТ - углу поворота коленчатого вала.
Из электрических индикаторов наиболее распространен пьезокварцевый индикатор к основным элементам которого относятся пьезокварцевый преобразователь давления потенциометрический преобразователь хода поршня усилитель и электронно-лучевая трубка. Принцип работы пьезокварцевого преобразователя основан на использовании известного в физике пьезоэлектрического эффекта когда пропорционально давлению действующему на кварцевые пластины возбуждается электрический ток который после усиления подается на горизонтальные пластины электронно-лучевой трубки что вызывает отклонение электронного луча по вертикали пропорционально поданному напряжению а следовательно и давлению газов в цилиндре. Отклонение электронного луча по горизонтали осуществляется под действием усиленного электрического сигнала который подается на вертикальные пластины трубки от преобразователя хода подсоединенному к коленчатому валу двигателя. Таким образом на экране электронно-лучевой трубки возникает изображение свернутой индикаторной диаграммы одиночного цикла в координатах р-S или р-V. Пульт управления испытательным стендом представляет собой металлический каркас из уголка обшитый листами. На передней панели пульта имеются органы управления стендом и испытываемым ДВС а также контрольно-измерительные приборы. Внутри пульта выполнена коммутация электрических проводов и крепление корпусов приборов. Пульт имеет следующие напряжения питания: переменное однофазное 220 В и постоянное 12 В. Однофазное переменное напряжение служит для питания приборов: потенциометров указателей электронного тахометра и сигнальных ламп. Кроме того однофазное напряжение служит для управления и питания коммутационной аппаратуры (электромагнитных пускателей) силовой трехфазной цепи стенда. Постоянное напряжение 12 В служит для питания приборов – указателей давления масла температуры воды и уровня топлива а также сигнальных ламп и индикатора мощности двигателя ИМД-Ц 11. Принцип работы пульта управления испытательным стендом заключается в следующем. При этом ножи реостата находятся в поднятом положении (при другом положении ножи автоматически поднимаются из электролита). Для питания электрической машины стенда трехфазным напряжением 380 В нажимается кнопка «Пуск» включения контактора силового шкафа с характерным щелчком и загорания контрольной лампы. В этом случае в сеть силового напряжения включается обмотка возбуждения статора электрической машины и жидкостной реостат (для отключения силовой цепи необходимо нажать кнопку «Стоп»). Далее при нажатии кнопки «» включается электропривод ножей реостата опускающий ножи в электролит. В результате замыкается цепь обмотки возбуждения ротора электрической машины. При удержании кнопки в нажатом положении частота вращения вала электротормоза возрастает. При отпускании кнопки - частота вращения остается постоянной. Для подъема ножей реостата и уменьшения частоты вращения вала тормоза необходимо нажать и удерживать кнопку «». В крайних положениях ножей реостата электропривод ножей автоматически обесточивается концевыми выключателями даже при нажатых кнопках управления. Моменты полного погружения и выхода ножей из электролита фиксируются по контрольным лампам. При этом частота вращения ДВС либо возрастает либо уменьшается. Кнопка служит для включения звуковой сигнализации (электрического звонка). Для дистанционного остановка дизельного ДВС предусмотрена кнопка управления соленоидом сердечник которого связан с рычагом отсечки подачи топлива ТНВД.
Обработка полученных результатов.
Все подсчеты при обработке результатов испытания должны производится с точностью до трех значащих цифр.
Формулы для расчёта и единицы измерения параметров используются в соответствии с ГОСТ 14846 и ГОСТ 18509 на испытания двигателей.
Крутящий момент двигателя Ме Н·м рассчитывают по формуле
гдеРвес - показание измерительного устройства тормоза Н;
l - плечо весового устройства тормоза м (для используемых в данной работе стендов l = 07162 м).
Эффективная мощность двигателя Nе кВт рассчитывается по формуле
где n - частота вращения коленчатого вала мин -1.
Определение часового расхода жидкого топлива GT кгч проводят по приборам непосредственно показывающим расход или по формуле (для весового способа измерения)
где – масса контрольной порции топлива г (обычно = 50 г);
– время расхода контрольной порции топлива с.
Удельный расход топлива gе г(кВт·ч) рассчитывается по формуле
где Ne - мощность определенная при испытаниях кВт.

Выводы по главе3.doc

По результатам стендовых испытаний внесена корректировка в характеристики центробежного и вакуумного регуляторов. Ввиду увеличенного значения давления в цилиндре в момент искрообразования за счет более высокой степени сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями для надежного искрообразования необходимо было уменьшать зазор у свечи зажигания.

Конвертация дизеля Д-240.doc

Конвертация дизеля Д-240 в газоискровой двигатель
Ввиду сравнительно низкой мощности и пониженного коэффициента загрузки двигателя срок окупаемости затрат на переоборудование дизеля трактора МТЗ-8082 в газодизельный режим больше чем у других тракторов соответственно ниже и коммерческая эффективность. Повышение эффективности обеспечивается при конвертации дизеля в монотопливный газоискровой двигатель эффективность которого по сравнению с газодизелем повышается на 42-65% (в зависимости от загрузки двигателя) за счет полного замещения дизельного моторного топлива более дешевым компримированным природным газом (КПГ).
базового дизеля. В результате проведенных экспериментальных исследований газоискровых конвертированных двигателей установлено: при работе на КПГ степень сжатия должна быть в пределах 12-125. Объем камеры сгорания Vс при выбранной степени сжатия рабочем
объеме двигателя Vh и числе цилиндров i определяется по формуле:
Vс = Vh Vс = Vнп + Vкп
где Vнп – все объемы кроме объема камеры в поршне; Vкп – объем камеры в поршне. Увеличение объема Vс обеспечивается срезанием боковых стенок горловины камеры с увеличением диаметра камеры по высоте.
При конвертации дизеля в газоискровой двигатель вместо форсунки устанавливается свеча зажигания опытная эксплуатация газового двигателя на базе дизеля Д-240 показала возможность установки свечи с резьбой М14Ч125.
Это улучшает стабильность качества смеси на режиме холостого хода и исключает хлопки в глушитель при движении под уклон. Датчик-распределитель бесконтактно-транзисторной системы зажигания монтируется через переходник вместо топливного насоса высокого давления.
По результатам стендовых испытаний была внесена корректировка в характеристики центробежного и вакуумного регуляторов. Ввиду увеличенного значения давления в цилиндре в момент искрообразования за счет более высокой степени сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями для надежного искрообразования необходимо было уменьшать зазор у свечи зажигания. Необходимо также применять провода высокого напряжения с двойной силиконовой изоляцией для исключения их пробоя. На газовом двигателе возможно использование двух систем ограничения максимальной частоты вращения КВ двигателя с пневмомеханическим и электрическим датчиками. Исполнительным механизмом в обеих системах является пневмомеханизм смесителя СГ-250 который прикрывает дроссельные заслонки независимо от положения рычага дроссельных заслонок. У первого варианта ограничителя максимальной частоты вращения КВ газоискрового двигателя вместо электромагнитного клапана применяется доработанный центробежный датчик. В данном варианте используются серийные узлы в качестве недостатка следует отметить затрудненную доступность при установке и регулировке датчика.

Анализ полученных результатов. Разработка практических рекомендаций по совершенствованию ТХТ с газовыми двигателями.doc

Глава 4. Анализ полученных результатов. Разработка практических рекомендаций по совершенствованию ТХТ с газовыми двигателями.
Анализ полученных результатов.
Во втором главе разработана методика расчета и построений тяговой характеристики трактора с дизелями и газовыми двигателями с помощью электронных таблиц. В результате получено следующие основные показатели:
- трактор ТТЗ-80.11 с дизельным двигателем: мощность – 596 кВт энергонасыщенность – 171 кВткН касательное сила тяги на первой передаче – Pк=57425 кН усилия на крюке на первой передаче – Pкр=54742 кН буксования на первой передаче – =013% теоретические скорость на первой передаче – vт=085 мс действительное скорость на первой передаче – v=074 мс тяговой мощность на первой передаче Nкр н1=465 кВт.
- трактор ТТЗ-80.11 с газовым двигателем: мощность – 58 кВт энергонасыщенность – 167 кВткН касательное сила тяги на первой передачи – Pк=55883 кН усилия на крюке на первой передаче – Pкр=53201 кН буксования на первой передаче – =012% теоретические скорость на первой передаче – vт=085 мс действительное скорость на первой передаче – v=074 мс тяговой мощность на первой передаче Nкр н1=452 кВт.
Разработка практических рекомендаций по совершенствованию тяговой характеристики трактора с газовыми двигателями.
Результаты показали что перевод двигателей работающие с дизельным топливом на эжекторную систему питание газоискрового разряда потери мощности существенно мало что пригодно конвертацию. Рекомендуется эжекторную систему питания газоискрового разряда поменять на более современную систему питания т.е. распределенная подача газового топлива с помощью ЭБУ по цилиндрам газовыми форсунками. Распределенная подача газового топлива обладает преимущества перед эжекторной системой питание: увеличения мощности на 5-15% уменьшения расхода топлива на 5-10% превосходные экологические показатели в целом. Распределенная подача газового топлива на данный момент последние и результативные система из существующих вариантов. Имеется разные датчики которые непосредственно связанно с электронным блоком управления. Двигатель при работе на газе улучшается подготовка смеси в силу чего достигается большая однородность состава смеси.

Заключение.doc

В данной магистерской диссертационной работе усовершенствован метод теплового расчета и построения индикаторной диаграммы расчета и построения тяговой характеристики трактора внешняя скоростная характеристика газового и дизельного двигателя. Усовершенствование метода заключается в автоматизировании расчета с помощью программы MS EXCEL 2003.
На основание полученных результатов трактор ТТЗ-80.11 с дизельным двигателем имеет преимущество перед газовым двигателем по нижеследующим показателям:
Энергонасыщенность – 233%
Касательная сила тяги на первой передаче – 268%
Усилия на крюке на первой передаче – 281%.
Но и трактор с газовым двигателем тоже имеет положительные результаты: буксования на первой передаче меньше на 769%. Теоретические и действительные скорости движения остается неизменными.
Результаты показали что при переводе двигателя работающего на дизельном топливе на газовое топливо с эжекторной системой питание газоискрового разряда потери мощности существенно малы что пригодно для конвертации а также уменьшается удельный расход топлива за счет точного дозирования газовоздушной смеси в цилиндр и конечно же экологические показатели тоже улучшаются. Данную рекомендацию можно получить применяя электронное управление газоискрового двигателя с газовыми форсунками и катализатором.

Бланки Сидиков Ф.Ш(0004).doc

«АТД ва ТЭ” кафедраси эксперт комиссиясининг
“АТД ва ТЭ” кафедраси ошида ташкил этилган 5А521206 «Испытание и эксплуатация ДВС” магистратура мутахассисликлари бйича ташкил этилган эксперт комиссияси 525-10 ИЁД С ва Ф гурух магистранти Сидиков Фахриддин Шамситдинович “Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем” мавзусидаги магистрлик диссертациясини криб
Сидиков Фахриддин Шамситдинович томонидан тайёрланган “Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем” мавзусидаги магистрлик диссертацияси 5А521206 «Испытание и эксплуатация ДВС” магистратура мутахассислигига ва “Магистратура трисида”ги Низом талабларига мос келади.
Сидиков Фахриддин Шамситдинович томонидан тайёрланган “Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем” мавзусидаги магистрлик диссертацияси имояга тавсия этилсин.
раиси проф. Базаров Б.И.
Аъзолар: доц. Ярмухамедов Х.Х.
бошлии доц. Абдуллаев А.
ДАВЛАТ АТТЕСТАЦИЯСИ КОМИССИЯСИ
КЕНГАШИНИ ОЛИБ БОРИШ ТАРТИБИ
уйидаги кун тартиби таклиф этилади:
Сидиков Фахриддин Шамситдинович магистр академик даражасини бериш учун 5А 521206 «Испытание и эксплуатация ДВС» мутахассислиги бйича тайёрланган «Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем» мавзусидаги магистрлик диссертацияси имояси.
Илмий рабар: т.ф.д проф. Арипджанов М.М.
Раис: Сз илмий котибга.
Илмий котиб: Характеристикани иб беради.
Раис: Сз илмий рахбарга:
Раис: Расмий оппонентнинг таризини иб эшиттириш учун сз илмий котибга
Раис: Камчиликларга жавоб бериш учун сз диссертантга
Раис: Муокамага тамиз. Ким сзга чимочи ?
Раис: Снги сз диссертантга берилади.
Раис: Яширин овоз бериш учун уйидаги тартибга исоб комиссияси таклиф этилади:
Раис: Сз исоби комиссияси раисига.
исоб комиссияси раиси:
Раис: исоб комиссиясининг баёнини тасдилаш учун овозга яман.
Магистрантлар имоясини тказиш
Магистрант: Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Мавзу: «Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем»
Рабар: т.ф.д. проф. Арипджанов М.М.
Баённома тузувчи шаснинг таърифи ва лавозими:
ДАК йиилишининг айд варааси
А 521206 «Испытание и эксплуатация ДВС» ДАК аъзоларининг
“Испытание и эксплуатация ДВС” мутахассислиги бйича
Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Фамиляси исми шарифи
Илмий даражаси иш жойи лавозими
ДАК мажлисига келди (имзо)
т.ф.н. «завтосаноат» давлат уюшмаси блим бошлии
т.ф.д «АТД ва ТЭ» кафедраси мудири
т.ф.д Илмий ишлар буйича ректор муовини
т.ф.д ТТЙМИ ректор муовини
«АТЭ» кафедраси катта итувчиси илмий котиби
ДАК мажлиси котиби Абдукаримова Г.О.
МИНИСТЕРСВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Магистранта II курса очного обучения специальности 5А 521206 «Испытание и эксплуатация ДВС» окончившего теоретический и практический курс обучения и выполнивший диссертационную работу допустить к защите на ГАК по кафедре «АТД и ТЭ».
Сидиков Фахриддин Шамситдинович
«Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем»
Научный руководитель:
д.т.н. проф. Арипджанов М.М.
Официальный оппонент:
Кафедра «Механизация гидромелиорационных работ»
к.т.н. доц. Марупов И.
Начальник отдела магистратуры доц. Абдуллаев А.М.
Зав. кафедрой «АТД и Э» проф. Базаров Б.И.
Давлат аттестация комиссиясида сайланган исоб комиссияси мажлисининг
А 521206 «Испытание и эксплуатация ДВС»
мутахассислик шифри бйича
Сайланган исоб коммисияси таркиби:
Комиссия Сидиков Фахриддин Шамситдинович
«Испытание и эксплуатация ДВС» магистр
академик даражасини олишга йилган диссертация юзасидан яширин берилган овозларни санаш учун сайланган.
Сидиков Фахриддин Шамситдинович «Испытание и эксплуатация ДВС»
мутахассислиги бйича МАГИСТР академик даражасини бериш аидаги илтимосномани ёлаб (магистрлик даражасини бериш учун):
“АТД ва ТЭ” кафедраси йиилиши №__-сонли баённомасидан
атнашдилар: “АТД ва ТЭ” кафедраси мудири профессор-итувчилари ва магистрантлари.
Магистрантларнинг магистрлик диссертацияларини муокамаси
Оппонентларни тайинлаш
525-10 гуру магистранти Сидиков Фахриддин Шамситдинович
«Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем» мавзусидаги магистрлик диссертация трисидаги маърузаси
Илмий рабар проф. М.М. Арипджановнинг фикр-мулоазалари
Муокамада атнашдилар: доц. Х.Х.Ярмухамедов доц. М-И.Махамаджонов к. ит. К.И.Магдиев к. ит. Х.М.Мамарахимов к. ит. Р.Каршиев.
Магистрантнинг маърузаси тингланиб ва муокама илиниб
Магистрант Сидиков Фахриддин Шамситдинович “Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем” мавзудаги магистрлик диссертацияси 5А 521206 «Испытание и эксплуатация ДВС» мутахассислиги йналишига мос келади МДларга йилган талабларга тли жавоб беради ва ДИда имоя илишга тавсия этилади
“АТД ва ТЭ” кафедраси мудири проф.Б.И.Базаров

ОТЗЫВ(0004).doc

научного руководителя
магистранта Сидиков Фахриддин Шамситдиновича на диссертацию по теме «Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора газовым двигателем»
Работая над темой диссертации он проявил трудолюбие усердие и самостоятельность при решении поставленных задач.
Ф.Ш.Сидиков участвовал с научными докладами на Республиканских научно-технических и научно-практических конференциях и им опубликованы 2 научные статьи.
Диссертационная работа посвящена актуальной теме. В завершенной научно-исследовательской работе Ф.Ш.Сидикова получены ряд результатов обладающих научной новизной и практической ценностью.
Проведенные теоретические и экспериментальные исследования совместный анализ результатов и выводы по диссертации содержащие научную новизну показали что Ф.Ш.Сидиков является сложившимся научным сотрудником достойным присуждения академической степени «магистр».
Научный руководитель
д.т.н. проф. М.М. Арипджанов

Титульный лист(0004).doc

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора с газовым двигателем
Специальность: 5А521206 – Эксплуатация и испытание двигателей внутреннего сгорания
на соискание академической степени
Заведующий кафедрой
Научный руководитель

ХАРАКТЕРИСТИКА Сидиков Ф.Ш(0002).doc

Сидиков Фахриддин Шамситдинович родился 2 декабря 1987 года. Национальность – узбек. Семейное положение – женат.
В совершенстве владеет двумя языками: узбекский русский. Обладает отличными навыками работы на персональном компьютере и в глобальной сети Internet.
Принимал активное участие в выполнении ряда хоздоговорных работ.
Сидиков Фахриддин Шамситдинович вполне созревший исследователь в области науки 5А521206 "Эксплуатация и испытания двигателей внутреннего сгорания".
Характеристика дана ГАК по защите магистерской диссертации.
Научный руководитель проф. М.М.Арипджанов
Зав. кафедрой "АТД и ТЭ
доктор технических наукпроф. Б.И.Базаров
магистратурыдоц. А.М.Абдуллаев

Приложения(0002).doc

на диссертационную работу
на соискание академической степени магистр
Магистрант: Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Код и название специальности: 5А521206 – Испытание и эксплуатация ДВС
Тема: «Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного
трактора с газовым двигателем»
Обзор и анализ технической литературы.
1.Назначение классификация ДВС.
2.Особенности конструкции современных дизелей и ДВС с искровым зажиганием.
3.Особенности конструкций и схем систем питания газом современных ДВС.
4.Анализ существующих расчетно-аналитических методов построения тяговой характеристики тракторов (ТХТ).
5.Выводы по главе. Цели и задачи исследования.
Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями и газовыми дви-гателями с помощью электронных таблиц.
1.Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями.
1.1.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная характеристика дизеля. Построения ТХТ с дизелем.
2.Разработка метода расчета и построения ТХТ с газовыми двигателями.
2.2.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная характеристика газового двигателя. Построения ТХТ с газовым двигателем.
Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей.
Стенды методика исследования измерительная аппаратура обработка полученных результатов.
Список использованной литературы.

РЕЖА.doc

АВТОТРАНСПОРТНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА: “Автотракторные двигатели и экология”
Проректор по научной работе
Индивидуальное задание на магистерскую диссертационную работу
Магистрант: Худайкулов Рустам Закирович.
Код и названия специальности: 5А521206 “Испытание и эксплуатация ДВС”
Тема магистерской диссертации: “Повышение мощности двигателей газобаллонных автомобилей работающих в горных условиях”
Особенности эксплуатации автомобилей в горных условиях
1. Анализ условий эксплуатации ГБА в горных условиях
2. Анализ изменения показателей двигателей в горных условиях
3. Методы улучшения эффективных показателей ДВС в горных условиях
Выводы по главе. Цели и задачи исследований
Теоретическое исследование рабочего цикла двигателей ГБА
1. Принятые допущения при теоретических исследованиях
2. Расчет рабочего цикла двигателя ГБА
Экспериментальное исследование эффективных показателей двигателей ГБА
1. Объект исследований
2. Методика исследований
3. Описание экспериментальной установки
4. Обработка и анализ экспериментальных результатов
Обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований двигателя ГБА с применением систем компенсации потери мощности
Общие выводы и рекомендации
Магистрант гр. 525 – 10 ДВС Р.З. Худайкулов
Зав. Кафедрой проф. Б.И. Базаров
Научный руководитель проф. С.М. Кадыров

Рецензия.DOC

на диссертацию “Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного трактора ТТЗ-80.11 с газовым двигателем”
магистранта кафедры “Автотракторные двигатели и экология” ТАДИ
Сидиков Фахриддин Шамситдинович представленную
на соискание ученой степени магистра
Работа изложена на 106 стр. машинописного текста содержит 5 таблицы 21 рисунков список литературы из 32 наименований и приложение.
Текстовая часть диссертации состоит из введения 3 глав и общих выводов и рекомендаций.
В первой главе диссертации проведены обзор и анализ проведенных работ по данной тематике сформулированы цели и задачи исследований.
Во второй главе представлены разработка расчета тяговой характеристики колесного трактора с газовым и дизельным двигателем. Данная глава состоит из трех подглав. В первой подглаве приведена разработка метода расчета и построения тяговой характеристики трактора с дизельным двигателем. Во второй подглаве дан разработка метода расчета и построения тяговой характеристики трактора с газовым двигателем. В третье подглаве сделано выводы по главе.
В третьей главе диссертации дано экспериментальное исследование параметров колесного трактора с газовым двигателем. Данная глава подразделяется на две подглавы в которых подробно описываются объект исследований методика проведения испытаний дается подробное описание экспериментальной установки и приведена обработка и анализ результатов.
Содержание диссертации хорошо сбалансировано по объему и глубине рассмотрения отдельных вопросов. Достаточное внимание уделено методике исследования и обсуждению полученных результатов. Актуальность данной работы не вызывает сомнения.
Ознакомление с диссертацией Р.З.Худайкулов дает представление что автор обладает широким спектром знаний в области науки «Испытания и эксплуатация ДВС».
В целом диссертация выполнена на достаточно высоком научном и практическом уровне а ее автор заслуживает присвоения ему степени магистра по специальности «Испытания и эксплуатация ДВС».

Список использованных литератур(0002).doc

Список использованной литературы.
И.А.Каримов Мировой финансово-экономический кризис пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана. – Т: Узбекистан 2009. – 56с.
Кадыров С.М. Никитин С.Е. Автомобильные и тракторные двигатели: Учебник для студ. техн. вузовПод ред. А.А. Муталибова. – Укитувчи 1990 488с.
Архангельский В.М. Вихерт М.М. Автомобильные двигатели: Учебник для техн. студ. вузовПод ред. М.С. Ховаха. – Машиностроение 1977 591с.
Золотницкий В.А. Новые газотопливные системы автомобилейПод научн. ред. С.Н. Погребного. – М.: Издательский Дом Третий Рим 2005. – 64с. табл. ил.
Кычев В.Н. Взаимосвязь энергетических тягово-динамических и весовых параметров трактора [Текст] В.Н.Кычев Е.И.Бердов Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2004. – №9. – С 25-27.
Самсонов В.А. Расчёт тяговой характеристики трактора [Текст] В.А.Самсонов Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2001. – №5. – С 27–28.
Тракторы. Конструкция [Текст] под общ. ред. И.П. Ксеневича В.М.
Шарипова. – М.: Машиностроение 2000. – 821 с.
Кутьков Г.М. Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства
[Текст] Г.М.Кутьков. – М.: КолосС 2004. – 504 с.
Ляшков В.И. Снятие скоростных нагрузочных и регулировочных характеристик двигателя внутреннего сгорания: Методические указания техн. вузов под общ. ред. Л.В. Комбарова - М.: ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (ТГТУ) 2010. – 12 с.
Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов под ред. В.Н. Луканина. – М. 1995. – 368 с.
Двигатели внутреннего сгорания : компьютерный практикум под ред. В.Н. Луканина. – М. 1995. – Кн. 3. – 256 с.
Автомобили и тракторы: Методические указания по выполнению курсовой работы Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инженер. ин-т; Сост.: П.И. Федюнин В.А. Комлев Е.Н. Алексеенко С.П. Сальников С.П. Матяш Е.А. Булаев – Новосибирск 2010. – 46 c.
Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузовА.И. Колчин В.П. Демидов. – 4-е изд. стер. – М.: Высш. шк. 2008. – 496 с.: ил.
Калимуллин Р.Ф. Тепловой расчет автомобильных газовых двигателей: методические указания к курсовому проектированию Р.Ф. Калимуллин С.В. Горбачев А.А. Филиппов. - Оренбург: ГОУ ОГУ 2007. - 40 с.
Основы теории и расчет параметров рабочих процессов и показателей работы двигателей внутреннего сгорания. Методическое пособие. Пикушов А.Н. Чекемес Ю.Т. Краснодар 2008 – 35 с.
Мобильные энергетические средства (Часть 1. Расчет параметров и определение основных эксплуатационных показателей трактора): Методическое пособие Ю.Т. Чекемес В.С. Курасов А.Н. Пикушов В.В. Драгуленко. – КГАУ. Краснодар 2010. - 45 с. илл.
Лиханов В.А. Деветьяров Р.Р. Испытания двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры дизелей: Учебное пособие. – 3-е изд. испр. и доп. – Киров: Вятская ГСХА 2008. - 106 с.
Савельев Г.С. Кауров Е.Т. Шапкайц А.Д. Коммерческая эффективность переоборудования тракторов для работы на природном газе. – Журнал: Транспорт на альтернативном топливе № 1 2008. – С. 43.
Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М. Высшая школа 1975.
Галышев Ю. В. Магидович Л. Е. Перспективы применения газовых топлив в ДВС Двигателестроение. – 2001. – № 3. – С. 31–35.
Стефановский Б.С. Скобцов Е.А. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М. Машиностроение 1972.
ГОСТ 14846-81 “Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний”.
Основы научных исследований. Под ред. В.И. Крутова В.В. Попова. – М.: Высшая школа. 1989 г.
Скотта А.В. Испытания автомобильных двигателей: методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Автомобильные двигатели» для студентов специальности 19061.65 «Автомобили и автомобильное хозяйство». – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та 2008. – 47 с.
Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов В. Н. Луканин [и др.]. - М. : Высш. шк. 2005. - 376 с.

Индивидуальное задание.doc

на диссертационную работу
на соискание академической степени магистр
Магистрант: Сидиков Фахриддин Шамситдинович
Код и название специальности: 5А521206 – Испытание и эксплуатация ДВС
Тема: «Расчет и совершенствование тяговой характеристики колесного
трактора ТТЗ-80.11 с газовым двигателем»
Обзор и анализ технической литературы.
1.Назначение классификация ДВС.
2.Особенности конструкции современных дизелей и ДВС с искровым зажиганием.
3.Особенности конструкций и схем систем питания газом современных ДВС.
4.Анализ существующих расчетно-аналитических методов построения тяговой характеристики тракторов (ТХТ).
5.Выводы по главе. Цели и задачи исследования.
Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями и газовыми дви-гателями с помощью электронных таблиц.
1.Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями.
1.1.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная характеристика дизеля. Построения ТХТ с дизелем.
2.Разработка метода расчета и построения ТХТ с газовыми двигателями.
2.2.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная характеристика газового двигателя. Построения ТХТ с газовым двигателем.
Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей.
Стенды методика исследования измерительная аппаратура обработка полученных результатов.
Список использованной литературы.

ОГЛАВЛЕНИЕ(0005).doc

Глава 1. Обзор и анализ технической литературы . . 11
1.Назначение классификация ДВС 11
2.Особенности конструкции современных дизелей и ДВС с искровым зажиганием ..14
2.1. Общая схема системы питания дизельного двигателя 14
2.2. Особенности конструкций современных ДВС с искровым
3.Особенности конструкций и схем систем питания газом современных ДВС 28
4.Анализ существующих расчетно-аналитических методов построения тяговой характеристики тракторов (ТХТ) 35
5.Выводы по главе. Цели и задачи исследования 46
Глава 2. Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями и газовыми двигателями с помощью электронных таблиц 47
1.Разработка метода расчета и построения ТХТ с дизелями 47
2.1.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная
характеристика дизеля. Построения ТХТ с дизелем 53
2.Разработка метода расчета и построения ТХТ с газовыми
2.2.Тепловой расчет индикаторная диаграмма внешняя скоростная
характеристика газового двигателя. Построения ТХТ с газовым
3.Выводы по главе 85
Глава 3. Экспериментальное исследование дизелей и газовых тракторных двигателей ..86
1. Стенды методика исследования измерительная аппаратура
обработка полученных результатов .. 86
2. Выводы по главе .100
Глава 4. Анализ полученных результатов. Разработка практических рекомендаций по совершенствованию ТХТ с газовыми двигателями .101
Список использованной литературы ..104

Принятые сокращение(0004).doc

ДВС – двигатели внутреннего сгорания.
ТХТ – тяговая характеристика трактора.
ЭБУ – электронное блок управление.
ОГ – отработавшие газы.
СПГ – сжатый природный газ.
ПЭВМ – персональные электронно-вычислительные машина.
GDI – gasoline direct injection.
ТНВД – топливный насос высокого давления.
EGR – exhaust gas recirculation.
ДПКВ – датчик положение коленчатого вала.
КПД – коэффициент полезного действия.
ВСХ – внешняя скоростная характеристика.
ТР – тепловой расчет.