описательно-аналитический часть работы

При движении автомобиля в городских условиях на малых скоростях от 10 до 60 км/ч ДВС работает в диапазоне малых нагрузок и малых частот вращения вала.Реальные режимы работы (ДВС) находятся далеко от зоны минимальных удельных расходов топлива. Исходя из вышеизложенного, необходимо осуществить изменение формы универсальной характеристики с целью смещения зоны минимальных удельных расходов топлива из области больших частот вращения вала и нагрузок в зону малых оборотов и средних нагрузок. Осуществление этого мероприятия весьма сложно и малоэффективно из-за известных на текущий момент недостатков методов совершенствования рабочих процессов ДВС, связанных с ухудшением показателей экономичности при больших частотах вращения вала и нагрузках.Рис. 4.2. Недостатки гибридных автомобилейВ итоге, для получения наибольшего эффекта по снижению расхода топлива и СО2 (парникового газа), а также выброса вредных веществ, необходимо уменьшение литража ДВС (не менее чем двое), с тем, чтобы соединить режимы работы в условиях города автомобиля с зоной наименьших удельных расходов топлива.5 Двигатели внутреннего сгорания В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯДВС классифицируются по различным признакам, представленным на рисунке 5.1. Рис. 5.1. Классификация ДВСВ предыдущем разделе была подробно рассмотрена история появления и развития ДВС, начиная от конца 19-го века, заканчивая рубежом веков с нынешним 21-м столетием. В настоящее время существуют следующие разновидности ДВС, представленные на рисунке 5.2.Рис. 5.2. Классификация двигателей внутреннего сгоранияОтличительной особенностью поршневых двигателей является то, что камера сгорания находится в салоне, а тепловая энергия трансформируется в механическуюблагодаря кругло-шатунному механизму.В газовой турбине энергия преобразуется за счет ротора с клиновидными лопатками.В жидкостно-ракетном двигателе энергия сгорающего топлива трансформируется непосредственно в энергию реактивной газовой струи.Согласно [5] выделяют роторно-поршневые двигатели (двигатели Вранкеля), позволяющие преобразовать энергию с помощью вращения рабочими газами ротора (рисунок 5.3).Рис. 5.3. Двигатель ВранкеляНаиболее распространенный поршневой ДВС, представленный на рисунке 5.4., различается на двухтактных и четырёхтактный. Рис. 5.4. Четырёхтактный ДВСЧетырехтактный ДВС за счет более высокого КПД эксплуатируется практически во всех отраслях промышленности.Рабочий цикл четырёхтактных ДВС, представленный на рисунке 5.5, включает в себя: – впуск; – сжатие заряда; – рабочий хода; – выпуск.Рис. 5.5. Режимы работы четырёхтактного ДВСРабочие такты изменяются благодаря специальному газораспределительному механизму, который обычно включает в себя:– один или два распределительных вала;– систему толкателей и клапаны, которые позволяет осуществлять смену фазы. В ряде ДВС для обеспечения смены фазы применяют золотниковые гильзы (Рикардо), которые обладают впускными и/или выхлопными окнами. Сообщение полости цилиндра с коллекторами в этом случае обеспечивалось радиальным и вращательным движениями золотниковой гильзы, окнами открывающей нужный канал. По причине инерционности газов, времени возникновения газового ветра такты впуска, рабочего хода и выпуска в реальном четырёхтактном цикле перекрываются. Данное явление получило название перекрытия фаз газораспределения. Рост оборотов двигателя приводит к увеличению перекрытия фаз. Возрастание последней приводит к снижению крутящего момента ДВС при низких оборотах. По этой причине в сегодняшних ДВС применяют устройства, которые позволяют изменять фазы газораспределения в процессе работы. Самымперспективным в ближайшем будущем будет использование ДВС сповышенным КПД и с возможностью использования различных топлив какжидких, так и газообразных. Для решения этой общей проблемы необходимо решить ряд частных проблем, указанных на рисунке 5.6. Рис. 5.6 – Перспектива развития ДВСВ настоящее время в мире эксплуатируется около миллиардаавтомобилей, которые потребляют более 70% всей добываемой нефти.Каждые полторы секунды в мире с конвейера сходит новый автомобиль, и к2017г. их количество вплотную приблизится к отметке в один миллиардединиц. На рисунке 5.7 показан прогноз среднемирового уровня изменения числаавтомобилей на тысячу человек населения.Рис. 5.7 – Прогноз потребления автомобилейНа рисунке 5.8 представлены элементы, которые оказывают влияние на работу ДВС в судовых, тепловозных и автотракторных объектах. Доля используемых компонентов в составе перспективных образцов двигателей по стоимости6 ФИРМЫ – ПРОИЗВОДИТЕЛИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯНа рисунке 6.1 представлены основные фирмы-производители ДВС в России, их расположение и основные мощности представлены на рисунке 6.1. Рисунок 6.1 – Основные фирмы-производители ДВС в РоссииОднако наши фирмы-производители ДВС не находятся даже в десятке ведущих фирм (Приложение А). На рисунке 6.2 и 6.3 представлена диаграмма импорт и внутреннего производства ДВС. Рисунок 6.2 – Импорт и внутреннее производство двигателей с искровым зажиганием и автотранспортных средств в среднем в год Рис.6.3. Импорт и внутреннее производство дизелей, автотранспортных средств и с/х техники с дизелями в среднем в годЗаключениеВ ходе выполнения реферата по изучению ДВС было выявлено, что первые предпосылки к созданию устройства датируются 18-м веком. Целый ряд изобретателей занимался тем, что пытался найти способы получения механической энергии из энергии топлива. В начале 20-го века ДВС были ещё одноцилиндровыми. Однако необходимость в повышен мощности двигателей заставляла увеличивать не только объем, но и количество цилиндров. К середине20-го столетия стали производиться четырёхцилиндровые ДВС, которые и модернизировались на протяжении всего века. Одним из основных параметров в конце прошлого тысячелетия при оценке ДВС стали экологические нормы. Поэтому многие компании стали искать пути решения, позволяющие снизить токсичность отходов. Одним из таких способов стало внедрение гибридных автомобилей. Подробно рассмотрены перспективы развития ДВС, описаны фирмы-производители и направления развития представленного в работе объекта. Список литературыhttp://mirznanii.com/a/320197/istoriya-razvitiya-dvsПлотников Л. В. Системы двигателей внутреннего сгорания. / Л. В. Плотников. Екатеринбург: УрФУ, 2012. http://ustroistvo-avtomobilya.ru/istoriya/bolshaya-istoriya-avtomobilya-rozhdenie-i-razvitie-avtomobilya/https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B3%D0%BE%D0%BD_%D0%9D%D0%90%D0%9C%D0%98Тимошенко Н.Д. Системы двигателей внутреннего сгорания конспект лекций ч. 1/ Екатеринбург: УГТУ, 2009. 154 с.http://dvpt.narod.ru/ru/history/index05/index.htmВ.А. Морозов, О.Н. Морозова Совершенствование эффективности и экологичности двигателей внутреннего сгорания Инженерный вестник Дона, №1 (2016)Инжиниринговая компания полного цикла «AllGen». [Электронный доступ]: https://www.allgen.ru/analytics/rating-engines/Приложение АРейтинг производителей дизельных двигателей