Вплив зміни ступеня стиску двигунів на коефіцієнт корисної дії та витрату пального
Автор: Усачов Юрій Вікторович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В роботі виконано теоретичне дослідження впливу підвищення ступеня стиску на технічні характеристики двигуна, коефіцієнт корисної дії та витрату палива. Проведено огляд літературних джерел щодо будови та особливостей конструкцій двигунів з механізмами зміни ступеня стиску. Описано їх позитивні сторони та недоліки. На основі теплового розрахунку двигуна обчислено характеристики двигунів для випадку зміни ступеня стиску. Отримані результати представлено у вигляді таблиць та графічних залежностей. Теоретичні дослідження виявили, що збільшенням ступеня стиску бензинового двигуна з 8 до 14 дозволяє отримати приріст потужності двигуна до 30%. Відповідно найбільший приріст потужності (на 24 кВт) отримано під час роботи двигуна на частотах обертів колінчастого валу близьких до максимальних. Підвищення ступеня стиску призводить до зростання обертового моменту на 44…45 Н•м в діапазоні обертів колінчастого валу 3000…4000 об/хв, тобто зростання на близько 30%. На інших ділянках приріст обертового моменту присутній на величину 35…40 Н•м. Зростання ступеня стиску з 8 до 14 знижує питому витрату палива на 20% на усьому діапазоні частоти обертів колінчастого валу двигуна в діапазоні 3000…5000 об/хв частот обертів колінчастого валу. Це свідчить про більш ефективне використання енергії згоряння палива при високих ступенях стиску. Середній ефективний тиск зростає приблизно на 30% на усьому діапазоні частоти обертів колінчастого валу двигуна. Також даний захід дозволяє більш ефективно використовувати теплоту, яка виділяється в результаті згоряння палива, та перетворити її в механічну роботу. Внаслідок підвищення ступеня стиску підвищується коефіцієнт наповнення циліндра приблизно на 2,5%. Це пояснюється тим, що внаслідок підвищення ступеня стиску змінюється лише об’єм камери згоряння, який впливає на видалення залишкових газів та наповнення двигуна свіжою сумішшю. Об’єкт дослідження: двигуни внутрішнього згоряння з механізмами зміни ступеня стиску. Предмет дослідження: технічні характеристики двигунів внутрішнього згоряння з механізмами зміни ступеня стиску. Мета дослідження: провести аналіз впливу зміни ступеня стиску двигуна на його технічні характеристики, зокрема на коефіцієнт корисної дії та витрату палива. Проведений аналіз підвищення ступеня стиску двигуна дозволяє збільшити його потужність та обертовий момент двигуна, збільшити індикаторний та ефективний коефіцієнт корисної дії, а також знизити витрату палива. За допомогою регулювання ступеня стиску двигуна внутрішнього згоряння можна вирішити наступні завдання: - підвищити середній ефективний тиск та в певних межах збільшити максимальний тиск згоряння; - у разі збільшення навантаження двигуна і для запобігання виникненню детонації можливість зниження ступеня стиску; - зменшити витрату палива в діапазоні малих і середніх навантажень за рахунок збільшення ступеня стиску у разі збільшення навантаження двигуна; - покращити рівномірність та плавність роботи двигуна. Ключові слова: кривошипно-шатунний механізм, поршень, колінчастий вал, потужність, обертовий момент, питома витрата палива, індикаторний коефіцієнт корисної дії, годинна витрата палива, коефіцієнт наповнення циліндра. Перелік використаних літературних джерел: 1. Pouliot H. N., Robinson C. W., Delameter W. R. A Variable –Displacement Spark – Ignition Engine. Final Report / Report No. SAND 77 – 8299, Sandia Laboratories, Livermore. — California, 1978. 2. http://www.saabnet.com/tsn/press/000318.html 3. http://www.mce.com 4. Variable Kompression // Auto, Mot. und Sport, DE.- 2000.- № 6.- С. 12. 5. Абрамчук Ф.І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К.Є., Тимченко І.І. Автомобільні двигуни: Підручник.-К.: Арістей, 2006. - 476 с.