Модернизация УМЗ – 4213.10 с проектированием устройства импульсного наддува

Перечень чертежей:

1. Чертеж модернизированного двигателя УМЗ 4213.10, А1:
   • Двигатель обладаем номинальной мощностью 75 мин^-1
   • Момент силы при 2800 мин^-1 составляет 211 Н×м
   • Рабочий объем 2,89 л
   • Максимальная потребляемая сила тока электродвигателя МЭ-255 4,5 А

Указаны требования:

• На посадочные поверхности нанести автогерметик

2. Устройство импульсного наддува в сборе, А1:
   • Масса 1664 кг
   • Зазор в редукторе 0,4 мм
3. Деталь "заслонка", А3
4. Конструкция вала, А4
5. Рабочий чертеж правой крышки, А4
6. Упорная втулка, А4: материал БрОЦС-3-5-5
7. Фиксатор электродвигателя, А4
8. Технический чертеж основания ресивера, А2
9. Верхняя часть ресивера, А2
10. Конструкция левой крышки, А3
11. Операционная карта, А1, с графами: номер перехода, содержание, технологический режим, способ, инструмент, время (мин)
12. Сравнительный график скоростной характеристики серийного и модернизированного двигателя, А1

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 64 листах, из которых 61 лист – пояснительная записка, 1 лист – операционная карта, 1 лист – вывод по выполненной работе.

В пояснительной записке проведен сравнительный анализ методов повышения эффективности работы двигателя с указанием преимуществ и недостатков каждого. По его результатам определен наиболее прогрессивный и эффективный способ – настройки систем газообмена в двигателе.

Выполнен тепловой расчет двигателя с распределенным впрыском топлива.

В качестве топлива применяется бензин АИ-92. Определены характеристики рабочего тела. Приведены исходные параметры для двигателя с наддувом и без, показатели параметров окружающей среды и остаточных газов.

Определены значения для техник процесса:

Сделано описание процессов расширения и выпуска. Приведены индикаторные параметры цикла рабочего двигателя.

Рассчитаны показатели эффективности агрегата:

Выполнен расчет показателей для двигателя с наддувом и без: механического и эффективного КПД, удельного расхода топлива, эффективной мощности и крутящего момента.

Произведена конструкторская разработка проекта.

Выполнено проектирование впускной системы автомобильного ДВС с впрыском лёгкого топлива, в ходе которого проведен обзор существующих способов наддува и конструкций. Определено, что максимальный эффект улучшения наполнения цилиндров ДВС с электронным управлением системы питания зажигания и распределённым впрыском топлива, достигается при использовании настроенных систем газообмена. Работа системы основана на уменьшении длины впускного канала при одновременном увеличении количества оборотов коленвала, за счет чего уменьшается аэродинамическое сопротивление смеси и увеличивается наполнение цилиндров. В результате происходит увеличение мощности двигателя. Подбор длины впускной системы выполняется экспериментально. Предлагается отказаться от штатной впускной системы, выполнив установку принципиально новой, сделанной из пластмассы, включающей общий ресивер и индивидуальные для каждого цилиндра патрубки.

Описано устройство и принцип работы настроенной впускной системы с бесступенчатой регулировкой длины впускных каналов.

Конструкция устройства включает нижнюю часть корпуса и верхнюю часть корпуса, имеющую изогнутые патрубки, четыре подвижных заслонки, изменяющие длины каналов, электродвигатель малой мощности и датчик положения заслонок.

Автоматическое регулирование длины каналов выполняется посредством электроуправляемых заслонок, управление которых осуществляется от ЭБУ. Задание алгоритма автоматического управления заслонками осуществляется методом сравнения показателей датчиков: положения коленвала, заслонок и дроссельной заслонки, с эталонными показателями, что осуществляется в цифровом блоке электронного управления (ЭБУ). Посредством устройства выполняется регулирование в пределах от 440 до 1166 мм, проводимого на разных режимах работы двигателя, обеспечивается оптимальное воздухоснабжение, и повышаются динамические и экономические показатели работы агрегата. Установка пусковой электромагнитной форсунки выполнена прямо в ресивер.

Работа впускной системы заключается в следующем. Каждым поршнем в начале процесса впуска создается импульс волны разряжения, распространяющейся во впускной системе. Он попадает в ресивер, в котором происходит его отражение от стенок волной давления. Подбор размеров ресивера выполнен таким образом, при котором происходит совпадение частоты распространения волн давления воздуха с собственной частотой системы впуска. В результате создаются резонансные явления, придающие дополнительный импульс волнам давления. Подход волны к впускным органам происходит во второй половине процесса впуска. За счет этих динамических явлений во впускной системе происходит увеличение количества воздуха, который поступает в цилиндр, вследствие чего получается динамический наддув.

Усовершенствованная впускная система обеспечивает стабильный резонансный наддув, который находится в пределах от 1500 до 3500 мин^-1 коленвала двигателя.

Приведен расчет впускной системы с вычислением параметров:

Расчёт впускного трубопровода подтвердил, что за счет проектируемого приспособления улучшается наполнение камеры сгорания ДВС на низких оборотах работы.

Определены значения редуктора червячного типа поворота заслонок, где рассчитаны параметры червяка и червячного колеса:

Разработан раздел по технике безопасности и экологичности работы.

Проведена техническая и экономическая оценка проекта, где рассчитана себестоимость, которая составляет 1770,45 руб, годовой эффект 9138,64 руб и срок окупаемости капиталовложений 0,19 года.

Спецификация – 5 листов

В программе: Компас 3Dv