Поиск путей повышения эффективности использования ДВС

Модернизация конструкции двигателя

 В серийном двигателе 1Ч3,5 / 2,9 степень сжатия равна 8. Такое значение выбрано с целью обеспечения длительной, надежной работы двигателя. Известно, что увеличение степени сжатия повышает КПД цикла, а также улучшает пусковые свойства двигателя. Повышение степени сжатия может приводить к детонации.

Расчеты, проведенные с помощью Дизель-РК, показали, что увеличение степени сжатия с 8 до 12 единиц приводит к снижению расхода топлива на 20%.

Так же для снижения расхода уместно повышать ход поршня двигателя. Это повлияет на увеличение крутящего момента двигателя и снизит его максимальные обороты. В программе Дизель-РК изменение хода поршня с 30 мм до 45 мм увеличило крутящий момент на 22%, что позволит использовать двигатель на трассе реже, так как для разгона требуется меньше времени.

Не менее важным параметром который определяет экономичность двигателя также, коэффициент избытка воздуха α. Его значение, у бензинового двигателя, должно быть близко к единице, так как при нем показатели мощности и экономичности достигают своих максимальных значений.

Увеличение механического КПД двигателя, то есть уменьшение потерь энергии на трение и привод вспомогательных агрегатов, существенно влияет на его экономичность. Так, например снятие одного поршневого кольца Уменьшает расход топлива примерно на 1%. Поэтому уместно делать детали двигателя можно легче и точнее для достижения лучших выходных параметров.

Пути достижения данных параметров и их положительные и отрицательные качества приведены в таблице.

Проведенные расчеты показали, что двигатель имеет существенные резервы по снижению расхода топлива. Поэтому их внедрение может вывести нашу команду на более высокий уровень.

Пути достижения Положительные Отрицательные
Изготовление нового коленчатого вала Отработанная технология изготовления, обеспечение установки электрического стартера Ограниченные размеры картера
Изготовление гильзы цилиндра Улучшение отношения S/D. Возможность обеспечения увеличенного хода поршня Сложность изготовления технологии установки гильзы малого диаметра
Изготовление нового шатуна Средняя сложность изготовления  
Изготовление нового картера Возможность использования элементов двигателя HONDA GX25, обеспечение работы электрического стартера, картер можно использовать при строительстве нового двигателя, обеспечение увеличения степени сжатия Сложность изготовления
Использование в качестве базового двигатель HONDA GX25 Необходимость изготовления новой гильзы, увеличение массы силового агрегата примерно на 1 кг

Проведенный анализ возможных конструктивных решений показал, что упрощенным путем глубокой модернизации базового двигателя является изготовление нового картера, коленчатого вала с увеличенным радиусом кривошипа и витовлення под них дополнительной проставку, которая позволяет улучшить конструктивные параметры двигателя при минимальных изменениях двигателя.

Проставки и новый картер изготовлены из алюминия и по посадочным местам двигателя, на старые отверстия под болты и подшипники, позволяет существенно не изменять верхнюю часть двигателя.

Новый коленчатый вал планируется изготовить из материала как и у базового HONDA GX25. Его посадочные места полностью совпадают с базовыми.

Модернизация поршня (рис. 4.9) состоит в уменьшении количества поршневых колец, что позволит увеличить механический КПД двигателя. Проведенные расчеты показали, что уменьшение количества поршневых колец уменьшает силы трения на 1%. Также данная модернизация позволит уменьшить высоту днища поршня, положительно отразится на увеличении степени сжатия и хода поршня.

Проблемой внедрения увеличенного хода выход поршня из гильзы цилиндра, именно она ограничивает увеличение хода поршня. Поэтому в дальнейшем планируется изготовление новой гильзы цилиндра в случае использования базового двигателя.

Вверх