Пошук шляхів покращення ефективності використання ДВЗ

 

Модернізація конструкції двигуна

 У серійному двигуні 1Ч3,5/2,9 ступінь стиснення дорівнює 8. Таке значення вибрано з метою забезпечення тривалої, надійної роботи двигуна. Відомо, що збільшення ступеня стиснення підвищує ККД циклу, а також покращує пускові властивості двигуна. Підвищення ступеня стиснення може призводити до детонації.

Розрахунки, проведені за допомогою програми Дизель-РК, показали, що збільшення ступеня стиснення з 8 до 12 одиниць призводить до зниження витрати палива на 20%.

Так само для зниження витрати доречно підвищувати хід поршня двигуна. Це вплине на збільшення крутного моменту двигуна і знизить його максимальні оберти. У програмі Дизель-РК  зміна ходу поршня з 30 мм до 45 мм збільшило крутний момент на 22%, що дозволить використовувати двигун на трасі рідше, так як для розгону потрібно менше часу.

Не менш важливим параметром який визначає економічність двигуна є також, коефіцієнт надлишку повітря α. Його значення, у бензинового двигуна, має бути близько до одиниці, тому що при ньому показники потужності та економічності досягають своїх максимальних значень.

Збільшення механічного КПД двигуна, тобто зменшення втрат енергії на тертя та привід допоміжних агрегатів, суттєво впливає на його економічність. Так наприклад зняття одного поршневого кільця Зменшує витрату пального приблизно на 1%. Тому доречно робити деталі двигуна якомога легшими та точнішими задля досягнення кращих вихідних параметрів.

Шляхи досягнення даних параметрів та їх позитивні та негативні якості приведено в таблиці.

Проведені розрахунки показали, що двигун має істотні резерви по зниженню витрати палива. Тому їх впровадження може вивести нашу команду на більш високий рівень.

Шляхи досягнення Позитивні Негативні
Виготовлення нового колінчастого валу Відпрацьована технологія виготовлення, забезпечення установки електричного стартеру Обмежені розміри картеру
Виготовлення гільзи циліндра Покращення відношення S/D. Можливість забезпечення збільшеного ходу поршня Складність виготовлення технології установки гільзи малого діаметру
Виготовлення нового шатуна Середня складність виготовлення  
Виготовлення нового картера Можливість використання елементів двигуна HONDA GX25, забезпечення роботи електричного стартеру, картер можливо використовувати при будівництві нового двигуна, забезпечення збільшення ступеня стиснення Складність виготовлення
Використання як базового двигун HONDA GX25 Необхідність виготовлення нової гільзи, збільшення маси силового агрегату приблизно на 1 кг

Проведений аналіз можливих конструктивних рішень показав, що спрощеним шляхом глибокої модернізації базового двигуна є виготовлення нового картеру, колінчастого валу зі збільшеним радіусом кривошипу та витовлення під них додаткової проставку, котра дозволяє покращити конструктивні параметри двигуна при мінімальних змінах двигуна.

Проставка та новий картер виготовлені із алюмінію та по посадковим місцям двигуна, на старі отвори під болти та підшипники, що дозволяє суттєво не змінювати верхню частину двигуна.

Новий колінчастий вал планується виготовити з матеріалу як і у базового HONDA GX25. Його посадкові місця повністю співпадають з базовими.

Модернізація поршня (рис. 4.9) полягає у зменшенні кількості поршневих кілець, що дозволить збільшити механічний КПД двигуна. Проведені розрахунки показали, що зменшення кількості поршневих кілець зменшує сили тертя на 1%. Також дана модернізація дозволить зменшити висоту днища поршня, що позитивно відобразиться на збільшенні ступеню стискання та ходу поршня.

Проблемою впровадження збільшеного ходу є вихід поршня із гільзи циліндра, саме вона обмежує збільшення ходу поршня. Тому в подальшому планується виготовлення нової гільзи циліндра у випадку використання базового двигуна.

To top