МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАІНИ
Національний Транспортний Університет
Кафедра "Автомобілі"
КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ
З ДИСЦИПЛІНИ “АВТОМОБІЛІ”
Частина 4
Сучасні тенденції розвитку конструкції автомобіля.
для студентів спеціальності
"Автомобілі та автомобільне господарство”
денної форми навчання
Завідувач кафедри “ Автомобілі “
Сахно В.П.
Старший викладач кафедри “Автомобілі”
Ковальчук Г.О.
Київ 2013 р.
ЛЕКЦІЯ
Тема: Сучасні тенденції розвитку систем живлення двигунів внутрішнього згоряння паливом та повітрям
Мета: Вивчити сучасні тенденції розвитку систем живлення двигунів внутрішнього згоряння паливом та повітрям.
Час - 2 години.
Навчально – методичне забезпечення: Мультимедійний проектор, екран, ноутбук, зразки рекомендованої літератури.
Питання, що розглядаються:
1. Сучасні тенденції розвитку систем живлення двигунів внутрішнього згоряння паливом.
2.Сучасні тенденції розвитку систем живлення двигунів внутрішнього згоряння повітрям.
Список рекомендованої та використаної літератури:
1. Транспортна стратегіяУкраїни до 2020 року.
2. Концепсія розвитку автомобільної промисловості та регулювання ринку автомобілів у період до 2015 року.
3. Програма розвитку легкового автомобілебудування в Україні до 2020 року.
4. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно.1992р.
5. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. Навчальний посібник.
В.І. Сирота, В.П. Сахно . 2007 р.
6. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І.Сирота. 2006 р.
7. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник.
В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин.
8. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н.Вишняков и другие.
9. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. . Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М – К.: В-во “КВІЦ, 2004. – 174 с.
10. Основи конструкції автомобіля. Навчальний посібник в електронному вигляді. Г.О. Ковальчук, В.П. Сахно. 2011р. - 805с.
11. Автомобільні двигуни. Підручник. Ф.І. Абрамчук та ін. Вид. Арістей. 2006 р. 475 с.
12. Програми самонавчання.
Системи живлення двигунів паливом та повітрям
Для більшості типів двигунів внутрішнього згоряння використовують рідке паливо, яке безпосередньо не горить. Процес згоряння може відбуватися лише за умовою змішування з повітрям та випаровування палива у необхідній пропорції і створення пальної суміші (суміш парів палива з повітрям).
Для повного згоряння однієї вагової одиниці палива необхідно близько 15 вагових одиниць повітря. Останнім часом проводяться роботи по збільшенню цього співвідношення 1:30 і більше, тобто забезпечення роботи двигунів на бідних сумішах.
У сучасних двигунах спостерігаються наступні процеси сумішоутворення:
У сучасних бензинових інжекторних двигунах паливо з бака насосом подається до фільтрів де воно очищається від механічних домішок та води і поступає до насоса високого тиску, рампи і до форсунок, або безпосередньо до насос-форсунок.
Паливо у двигунах, які працюють на важкому паливі з паливного баку поступає до фільтра-відстійника, де воно відділяється від механічних домішок та води. Від фільтра-відстійника паливо засмоктується паливо підкачуючим насосом і по трубопроводах низького тиску через фільтр грубої та тонкої очистки подається до насоса високого тиску (насос-форсунок). Від насоса високого тиску по трубопроводах високого тиску паливо поступає до рампи, а потім до форсунок, або форсунок безпосередньо, які впорскують його у циліндри і створюють пальну суміш.
Повітря засмоктується (та нагнітається у двигунах з наддуванням) при такту впуску, через повітряний фільтр у карбюратор, де створюється пальна суміш, яка по впускних трубопроводах через впускні клапани поступає у циліндри двигуна.
У двигунах з впорскуванням бензину у впускний трубопровід, повітря через повітряний фільтр поступає у впускний трубопровід, де змішується з впорскнутим паливом і далі у вигляді пальної суміші поступає у циліндри двигуна.
У бензинових двигунах з впорскуванням бензину безпосередньо у циліндри та у дизелях повітря через повітряний фільтр поступає у впускні трубопроводи і дальше через впускні клапани у циліндр двигуна.
Для покращення ефективності роботи двигуна та збільшення потужності на багатьох сучасних двигунах в системі живлення використовують елементи збільшення кількості повітря, що поступає у двигун шляхом наддування.
Для цієї мети використовуються турбокомпресори, система охолодження повітря після компресора, хвильові обмінники тиску, динамічне наддування (найбільш економічне), зміну довжини впускного трубопроводу.
1. Сучасні тенденції розвитку систем живлення двигунів паливом:
У більшості сучасних двигунів спостерігається масове застосування електронних систем керування, ускладнення технологічності виготовлення системи живлення та автомобіля в цілому, збільшення потужності, надійності, покращення економічних показників що приводить до підвищення собівартості. Постійно посилюється відповідність екологічним вимогам. Вимоги Євро II,ІІІ нині міняються відповідно до стандартів Євро IV та V. Вони диктують нові технічні рішення: конструкція нового двигуна часто включає дуже дорогі системи, які не підвищують, а іноді і знижують його споживчі характеристики.
Конструкція систем живлення з використанням електронних систем становиться більш складною.
Спостерігається тенденція встановлення чотирьох або п'яти клапанів на циліндр. При не високій літровій потужності, використовують три клапани ("Мерседес-бенц", "Хендэ", "Тойота") або навіть два (БМВ, "Фольксваген", "Мерседес - Бенц", "Форд").
Багатоклапанність дає можливість здійснювати високу якість продування і наповнення циліндрів, але ускладнює конструкцію та охолодження голівки, збільшуються втрати на тертя. Кількість клапанів вибирається керуючись реальною необхідністю для конкретної моделі двигуна. Навіть у багатоклапанних голівках усі клапани часто приводяться одним розподільним валом ("Хонда", "Мерседес-бенц", "Опель") для зниження втрат на тертя. Заради цього використовують роликові штовхальники клапанів.
1. Тенденції розвитку бензинових двигунів: удосконалення
конструкції, зменшення витрат палива та оптимізація роботи за рахунок впровадження електронних систем керування робочими процесами, застосуванням інжекторних систем з безпосереднім впорскуванням палива, використанням наддуву, пошарового впорскування палива, збільшенням ступеню стискання, зменшенням витрат енергії на привод паливного обладнання, збідненням робочих сумішей тощо;
Двигуни з карбюратором поступаються місцем більш досконалим інжекторним системам;
Рис. 1. Система живлення карбюраторного двигуна