Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания Фольксваген Пассат АЛГ

Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания Фольксваген Пассат АЛГ

Гродненский государственный университет им. Я. Купалы
Кафедра машиноведения и технической эксплуатации автомобилей
Курсовой проект по дисциплине «Автомобильные двигатели»
На тему «Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания»
Гродно 2016

Эффективная мощность , кВт — 142
Частота вращения коленчатого вала двигателя , об/мин — 6000
Тактность — 4
Число цилиндров двигателя — 6V
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра — 86,4 : 82,5
Коэффициент избытка воздуха — 0,95
Степень сжатия — 10,3
Тип двигателя — впрыск бензина
Прототип Фольксваген Пассат АЛГ

В курсовой работе выполняется тепловой расчет двигателя, рассчитываются и строятся внешняя скоростная характеристика

Содержание
Введение
1. Тепловой расчет двигателя
2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя
3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
Заключение
Список используемой литературы

Состав: Внешняя скоростная характеристика

Софт: КОМПАС-3D V13 Home

Сайт: www

Дата: 2017-04-24

Просмотры: 436

36 Добавить в избранное

• Двигатели
• динамический
• тепловой

Еще чертежи и проекты по этой теме:

Софт: AutoCAD 2019

Состав: Индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя, Кинетический расчёт двигателя, Диаграммы удельных сил, ПЗ

Софт: КОМПАС-3D 14

Состав: диаграмма теплового и динамического расчёта,, индикаторная диаграмма, Внешняя скоростная характеристика, диаграмма суммарного крутящего момента

Софт: КОМПАС-3D 18

Состав: Пояснительная записка, Чертёж графиков теплового и динамического расчёта

Софт: КОМПАС-3D 18

Состав: Пояснительная записка, чертёж, Диаграммы теплового и динамического расчетов

Софт: КОМПАС-3D 16

Состав: Динамический расчёт (2 листа), записка.

Дата: 2017-04-24

Просмотры: 436

36 Добавить в избранное

FAQ Двигатель 2,0 TDI — DFFA (EA288) — 150 л.с.

Admin

Administrator

• 13-03-2019

Дизельный двигатель 2,0 л TDI (110 кВт / 150 л.с.) серии EA288, с буквенным обозначением DFFA. Технические данные и внешняя скоростная характеристика двигателя. Ставится на автомобиль Шкода Карок с 07.2017

Внешняя скоростная характеристика двигателей 2,0 л TDI:

Можно сказать единственный двигатель из европейской гаммы двигателей, который практически наверняка будет ставиться на Шкоду Карок выпуск которой начнется в России осенью 2019г.
Дизельные двигатели для Skoda Karoq основаны на конструкции двигателей серии EA288. Двигатели серии EA288 представляют собой поперечно установленные четырехцилиндровые дизельные агрегаты с общей магистралью подачи топлива под высоким давлением и турбонагнетателем VTG (с переменной турбиной). 2x OHC, балансные валы в версии 140 кВт (190 л.с.).

Технологические решения, предназначенные для увеличения эффективности дизельных двигателей, включают, например:
– Новый шкив генератора для снижения трения
– Снижение трения поршня
– 0W-30: масло с низкой вязкостью
– Модернизированная система управления тепловым режимом двигателя
– Снижение обратного давления каталитического нейтрализатора
– Оптимизированная подача масла
– Промежуточный охладитель сжатого воздуха

Дизельные двигатели для Skoda Karoq основаны на конструкции двигателей серии EA288. Двигатели серии EA288 представляют собой поперечно установленные четырехцилиндровые дизельные
агрегаты с общей магистралью подачи топлива под высоким давлением и турбонагнетателем VTG (с
переменной турбиной). 2x OHC, балансные валы в версии 140 кВт.

Технологические решения, предназначенные для увеличения эффективности дизельных двигателей, включают, например:
– Новый шкив генератора для снижения трения
– Снижение трения поршня
– 0W-30: масло с низкой вязкостью
– Модернизированная система управления тепловым режимом двигателя
– Снижение обратного давления каталитического нейтрализатора
– Оптимизированная подача масла
– Промежуточный охладитель сжатого воздуха

Андрей из Ирландии

Завсегдатай

• 18-05-2019

Не нашёл , что шкода рекомендует лить в этот двиг , но VW и Seat по расписаию льют 5w30. Вообще 0w30 фольцевского масла для дизелей с DPF я не нашёл в природе , может не туда смотрел ?

Castrol тоже пишет 5w30LL (long life)

Admin

Administrator

• 18-05-2019

1. Шкода в манулах которые продает для сервисов (Maintenance Karoq 2018 ➤ Edition 10.2017) указывает для двигателя 2.0l/110 kW TDI CR DFFA на Карок — одну единственную спецификацию масла: VW 507 00 вне зависимости от сервисного интервала! т.е. спецификация VW 507 00 указана и для QI6 и для QI1, QI2, QI3, QI4.
(кому интересно про интервалы здесь.)

Посему первое и самое важное правило (если конечно масло не подделка) — на банке масла должен быть указан допуск VW 507 00. Т.е. Castrol EDGE Titanium FST 5W-30 LL подходит.

2. В Шкодовской SSP 117 по Skoda Karoq пишут в разделе дизельные двигатели:
– 0W-30: масло с низкой вязкостью
но к SSP следут больше относиться как к научно популярной литературе, т.е. в принципе смотрим п.1 т.к. он много весомее с точки зрения рекомендаций.

3. Если глянуть на другие допуски масла на двухлитровый дизель разных моделей VAG, то я нашел только одно отличие: для двигателя CRGB на Шкода Кодиак производитель ставит допуск масла VW 505 01 для интервалов QI1, QI2, QI3, QI4, хотя на остальные двигатели 2.0 TDI DFGA, DBGC, DFHA имеют тоже допуск VW 507 00

т.е. везде стоят только допуски VW 507 00 и нигде нет слова про вязкость, видимо потому что она может отличаться в зависимости от условий эксплуатации авто.

4. А может залить получше? VW 508 00/509 00 ?
Про новые допуски Шкода пишет скромно: На автомобилях Škoda для некоторых двигателей был введен стандарт VW для моторных масел VW 508 00/509 00.
Этот стандарт моторного масла VW позволит снизить расход топлива и выбросы CO2.
— Двигатели, заполненные на заводе маслом по стандарту 508 00 для моторного масла VW, также могут быть заполнены маслом по стандарту 504 00 для моторного масла VW в случае обслуживания. Использование масла VW 504 00 вместо VW 508 00 может привести к несколько худшим значениям выхлопных газов.
— На некоторых рынках не разрешается использовать масло по стандарту 508 00 для моторного масла VW — см. Следующую таблицу (в таблице почти нигде нельзя кроме развитых европейских стран)

Внешняя скоростная характеристика двигателей фольксваген

Перечень чертежей:

1. Тяговый расчет А1 с построением диаграмм:

— внешней скоростной характеристики двигателя,

— тяговой и динамической характеристик автомобиля с трехступенчатой коробкой передач.

— графический способ определения максимальной скорости автомобиля

— Кинематическая схема трансмиссии с обозначениями: коленчатый вал; маховик двигателя; сцепление; трехступенчатая коробка передач; карданная передача; дифференциал.

2. Сборочный чертеж А1 двигателя (Фольксваген) в продольном разрезе с основными размерами

1. Двигатель в сборе (Фольксваген) в поперечном разрезе А1 с основными размерами
2. Динамический расчет работы двигателя по методу касательных и методу Брикса.

Дополнительные материалы: прилагается пояснение на 37 страницах.

В пояснительной записке выполнено описание тепловых процессов, происходящих в двигателе внутреннего сгорания, выполнен расчет их параметров. В начале процесса сжатия, когда температура стенок значительно превышает температуру заряда, идёт подводом тепла к рабочему телу. В этом случае показатель политропы сжатия будет больше показателя адиабатического сжатия. В конце сжатия, когда температура заряда повысится и станет больше температуры стенок цилиндра, заряд начнёт отдавать тепло стенкам и показатель политропы сжатия будет меньше показателя адиабаты. Таким образом, стремление изобразить сжатие заряда в цилиндре двигателя в виде политропного, сопряжено с двумя допущениями. Первое допущение – отсутствие прорыва газов. Второе допущение – введение некоторого среднего показателя. Наличие этих допущений позволяет использовать в тепловом расчёте обычные формулы политропного процесса и определить параметры в конце сжатия. Расчёт процесса сгорания топлива в цилиндре двигателя позволяет определить условную наивысшую температуру. Для определения, которой необходимо знать теплоёмкость, свежего заряда. Затем вычисляются вспомогательные величины для бензинового двигателя: коэффициент использования тепла, температура в конце сгорания, давление в конце процесса сгорания. Процесс расширения описан по ещё более сложному закону, чем процесс сжатия. Кроме рассмотренных ранее факторов – охлаждение, утечка газа, — в процессе расширения наблюдается ещё явление догорания топлива и диссоциации газов. Всё это является подтверждением того, что процесс расширения в действительном цикле протекает очень сложно. Давление в конце процесса расширения при условии, что выпускной клапан начинает открываться в НМТ, определен на основании термодинамических соотношений для политропного процесса. Вычислено среднее индикаторное давление, которое представляет собой ординату прямоугольника, построенного на ходе поршня и найденное по теоретической диаграмме. Оно отличается от действительного давления. Завершающим этапом теплового расчёта является построение проектной индикаторной диаграммы. Выбрав масштабы давлений и хода поршня определено расстояние, соответствующие пространству сжатия. Для проведения политроп сжатия и расширения промежуточные ординаты определяются из уравнений соответствующих политропных процессов.

Для расчёта деталей двигателя на прочность выполнен анализ сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм: давление газов, инерции, трения и полезного сопротивления. Силы инерции масс двигателя делятся на силы инерции масс, движущихся возвратно-поступательно и силы инерции вращающихся масс.

При расчётах деталей двигателя на прочность индикаторную диаграмму, построенную по результатам теплового расчёта, перестраивают в развернутую диаграмму по углу поворота коленчатого вала. Связь определяется графически с учётом поправки на конечную длину шатуна – поправки Ф.А. Брикса. Метод перестроения сводится к следующему. Продолжив вправо линию атмосферного давления на диаграмме, получают ось абсцисс, на которой откладывают углы поворота коленчатого вала через 30 градусов.

Силы давления газов, действующие на поршень двигателя в зависимости от его хода, определяются по индикаторной диаграмме, построенной по данным теплового расчёта.

Выполнено приведение масс движущихся деталей кривошипно-шатунного механизма. Шатун совершает сложное плоскопараллельное движение в плоскости, перпендикулярной к оси коленчатого вала. При динамическом расчёте принимают приближённый способ определения сил, инерции шатуна, заменяя движение фактической массы шатуна движением двух условных масс. После приведения масс движущихся частей кривошипно -шатуного механизма находится сила инерции вращающихся масс, которая действует по радиусу кривошипа. Период изменения силы инерции первого порядка равен времени одного оборота коленчатого вала. Период изменения силы инерции второго порядка равен времени половины оборота коленчатого вала. Силы эти действуют по оси цилиндра и так же, как силы давления газов, считаются положительными, если они направлены к коленчатому валу, и отрицательными, если они направлены от коленчатого вала. В ВМТ абсолютная величина силы инерции достигает максимума, в НМТ она меньше. Для определения размеров маховика используется уравнение махового момента. Избыточная работа крутящего момента пропорциональна площади диаграммы суммарного крутящего момента, находящейся выше линии среднего крутящего момента. Внешняя скоростная характеристика двигателя строится по результатам испытаний его на специальном стенде. При отсутствии экспериментальных данных рассчитана с помощью эмпирических зависимостей по известным номинальной мощности и номинальная частоте вращения коленчатого вала. По результатам расчетов строится внешняя скоростная характеристика двигателя, которая является основой дальнейших расчётов. Пользуясь внешней скоростной характеристикой, находится коэффициент приспособляемости двигателя по моменту.

Определена максимальная скорость движения автомобиля по дороге, характеризуемой заданным коэффициентом суммарного сопротивления. Потери мощности при передаче её от двигателя к ведущим колесам автомобиля учитываются механическим КПД трансмиссии, величина которого зависит от типа автомобиля и его колесной формулы. КПД механической трансмиссии – величина постоянная и автомобиль может двигаться с максимальной скоростью по дороге с максимальными сопротивлениями движения. Задавшись значением скорости движения автомобиля (с учетом его типа), находится значение необходимой мощности на ведущих колесах. При эксплуатации лесотранспортных машин возникает необходимость изменять скорость движения и тяговое усилие в зависимости от дорожных условий.

С учетом особенностей эксплуатации лесотранспортных машин, которые характеризуются значительным изменением сил сопротивления движению, их трансмиссии должны обеспечить:

• Плавное изменение тягового усилия в интервале рабочих скоростей движения;
• Надёжность в эксплуатации и удобство управления;
• Оптимальную загрузку двигателя, обеспечивающую высокую экономичность работы.

Простота конструкции, габариты и вес агрегатов трансмиссии имеют важное значение. Общее передаточное число механической ступенчатой трансмиссии равно произведению передаточных чисел отдельных входящих узлов. Главная передача может быть одинарной, двойной или разнесённой. В данном случае показана с главной передачей, выполненной в виде одноступенчатого редуктора. Определение передаточного числа коробки передач на первой передаче производится из условия возможности преодоления автомобилем максимального сопротивления при трогании с места, пренебрегая влиянием сил инерции автомобиля и сопротивлением воздушной среды. Увеличивая передаточное число коробки передач на первой передаче, на ведущих колесах автомобиля можно получить сколь угодно большую величину касательной силы тяги. Однако сила тяги по двигателю может быть реализована только при достаточном сцеплении ведущих колес с опорной поверхностью. Поэтому проверяется, не будут ли буксовать колеса при трогании автомобиля с места. Движение машины без буксования обеспечено при условии, что касательная сила тяги по двигателю меньше или равна силе тяги по сцеплению. В результате расчета получены значения передаточных чисел, они являются ориентировочными и могут несколько изменяться в зависимости от кинематического расчета всех элементов коробки передач. При известных значениях передаточных чисел главной передачи, коробки передач определяются передаточные числа трансмиссии на различных передачах

Для построения тяговой характеристики, представляющей графическую зависимость силы тяги от скорости движения машины, использована скоростная характеристика двигателя. Беря из характеристики ряд промежуточных значений крутящего момента двигателя и соответствующей ему частоты вращения коленчатого вала находят силу тяги и скорость движения для различных передаточных чисел трансмиссии на первой, второй и третьей передачах. Ввиду того, что исходной для определения силы тяги является внешняя скоростная характеристика это позволило оценить предельные тяговые возможности автомобиля. Меньшие значения силы тяги могут быть получены, если двигатель внутреннего сгорания будет работать по частичной скоростной характеристике (при уменьшенной подаче топлива). Из всех составляющих тягового баланса автомобиля только сила сопротивления воздушной среды не зависит от веса машины. Как показывают расчеты, при скорости движения менее 30 км/ч величина силы сопротивления воздушной среды незначительна. Универсальным параметром, оценивающим тяговые качества машин различных классов и грузоподъёмностей, является динамический фактор, представляющий собой отношение свободной силы тяги к полному весу автомобиля. Определив для каждой передачи свободную силу тяги и значение динамического фактора, построена динамическая характеристика.

Данные для расчета:

• Топливо для проектируемого двигателя – бензин;
• Частота вращения коленвала – 4200 об/мин
• Октановое число — А95;
• коэффициент избытка воздуха – 0,8;
• Подогрев заряда – 20 К.

Чип-тюнинг – хит сезона

Чип-тюнинг набирает популярность. Есть вероятность, что скоро до половины новых машин будут проходить чиповку и на это есть объективные причины.

Во-первых, «ступенчатый» транспортный налог, который вынуждает за несколько лишних «лошадей» платить непропорционально большие деньги. Ну почему 199 л.с. оценены в 9950 рублей в год, а 201 л.с. – в 15 075 рублей?

Во-вторых, делу чип-тюнинга помогают ужесточающиеся экологические требования, из-за которых машины становятся все более «тупыми»: производители намеренно душат моторы, чтобы уложиться в требования. Забавно, что не всегда эта тупость означает реальную экологичность автомобиля, ведь главная цель таких настроек – сделать его «чище» во время стандартизованного цикла испытаний, который весьма далек от реальных условий езды.

Чип-тюнинг – это перенастройка «мозгов» автомобиля с целью выпустить на свободу дополнительные «лошади», которые пали жертвой маркетинга или погоней за снижением выбросов СО2 – в Европе от них зависят налоги. Мы говорим о восстановлении отдачи искусственно «задушенных» моторов, способных развивать гораздо большую мощность без ущерба для ресурса. И таких моторов все больше – спасибо экологической лихорадке.

Дело ведь не только в максимальной мощности. Большую часть времени мы ездим на малых и средних оборотах, и очень часто патентный на бумаге мотор кажется вялым, потому что в рабочем диапазоне кривая крутящего момента делает провал. Даже не увеличивая максимальную мощность, можно оживить двигатель за счет исправления внешней скоростной характеристики. Как именно – читайте ниже.

Иногда экологические требования не только купируют мощность, но и ухудшают расход топлива, поэтому чип-тюнинг позволяет в том числе улучшить экономичность, иногда одновременно с ростом максимальной отдачи.

И сегодня, когда мороз экологических требований крепчает, все желающих найти второе дыхание у двигателя все больше. Может быть, и вам пора?

Доверяйте профессионалам

Найти новую «прошивку» и записать ее в контроллер – дело нехитрое. Но вас ведь интересует результат, а именно увеличение отдачи и безопасность проведенных процедур. Как понять, что результат достигнут?

Только на испытательном стенде. Поэтому серьезные чип-тюнеры инвестируют в подобное оборудование. Компании V-Tech, располагавшая таким стендом для моноприводных машин, недавно купила совершенно новый, позволяющий измерять мощностные показатели у полноприводной техники.

Стенд позволяет снимать внешнюю скоростную характеристику мотора (зависимость мощности и крутящего момента от оборотов), а также ряд других параметров: коэффициент избытка воздуха, давление наддува и так далее.

В результате чип-тюнинг машины проводится не наобум, а до достижения определенного результата, который гарантирует безопасную прибавку мощности.

Компания V-Tech планирует заняться производством подобных стендов, которые должны быть в арсенале любой компании, дорабатывающей автомобили.

Сколько стоят замеры на стенде?

Как делают чип-тюнинг?

Сначала автомобиль проходит диагностику в компании V-Tech, чтобы убедиться в отсутствии неисправностей, которые помешают ему работать нормально после чипования.

Если все хорошо, снимается внешняя скоростная характеристика до чипования, после чего данные об автомобиле и его программа отсылаются специалистам V-Tech в немецкий офис компании. Они пишут новую программу конкретно для данной машины, учитывая ее реальные особенности и версию программного обеспечения.

После этого уже здесь, в Челябинске, автомобиль проходит стендовые измерения с новой программой, и если обнаруживаются какие-то нюансы – программа дорабатывается. Специалисты V-Tech в России и Европе тщательно следят, чтобы полученная добавка мощности не наносила вреда двигателю.

Что дает чип-тюнинг?

Лучше всего для чип-тюнинга подходят двигатели с наддувом, так как скрытые в них резервы особенно велики. Более того, многие производители, например, Volkswagen, выпускают одинаковые по «железу», но разные по уровню форсировки турбомоторы, младшие версии которых искусственно душат для попадания в удачную налоговую нишу.

Прибавка мощности и крутящего в случае в турбомотором достигает 30-50%. Ниже приведена внешняя скоростная характеристика двигателя 1.8 TSI автомобиля Volkswagen Passat CC, снятая на стенде компании V-Tech до и после чипования. Как видите, удалось поднять мощность со 155 до 199 л.с., а момент с 253 до 326 Н*м, но работы продолжаются, чтобы получить результат 210 л.с. – это безопасный предел для данных двигателей.

Атмосферные моторы в большинстве случаев позволяют получить прибавку на уровне 5-7%, редко – 10-15%, но есть важная тонкость.

Посмотрите на результаты чип-тюнинга Chevrolet Lacetti 1.4: как таковой прибавки максимальной мощности и момента практически нет. Но что значат эти пиковые значения? Это лишь точки на диаграмме. Настоящий мотор работает во всем диапазоне оборотов, и вот тут чип-тюнинг творит чудеса: обратите внимание, как удалось заделать «пустошь» в кривой крутящего момента до 4000 об/мин. Заметим, что это самый важный для городской машины диапазон оборотов. В результате, машина преобразилась: на ней стало проще трогаться, она требует меньше переключения передач и гораздо острее разгоняется в реальных условиях. По словам владельца, под капотом будто появился мотор объемом 1,8 литра.

Сколько стоит чип-тюнинг?

Зависит как от типа двигателя, объема и страны производства, так и от сложности в проводимых работ. В таблице ниже приведены цены для безнаддувных европейских автомобилей. Стоимость японских чуть выше, а наддувные моторы обойдутся на 15-20% дороже, но и прибавка мощности более значительной. Точные цены для своего автомобиля вы можете узнать по телефону +7 (351) 233-73-93.

Стоимость чип-тюнинга в компании V—Tech (ориентировочная)

Если мотор тупит.

Все чаще встречаются автомобили, которые слишком вяло реагируют на педаль газа, создавая впечатление, будто мотор «не везет». Это осложняет управление и провоцирует аварийные ситуации.

Иногда достаточно лишь слега «заточить» педаль газа. Не секрет, что в современных автомобилях между акселератором и дроссельной заслонкой нет механической связи, лишь «пучок» проводов.

Sprint Booster – это небольшой (меньше коробка спичек) модулятор сигнала, который включается в цепь между реостатом педали газа и контроллером. Этот модулятор выдает увеличенный сигнал, поэтому, нажимая газ на 10%, вы даете компьютеру понять, что хотите ехать на 20%.

Машина легче стартует, и, главное, существенно упрощается управление тягой. При этом для особых условий, например, парковки, устройство можно отключить, нажав специальную кнопку.

На машинах с автоматическими коробками передач использование Sprint Booster позволяет облегчить взаимопонимание с коробкой передач: она начинает работать более расторопно, ведь вы нажимаете на газ резче.

Стоимость устройства – 11-13 тысяч рублей.

Дизель не забыт

Чип-тюнингу хорошо поддаются дизели, пределы увеличения мощности которых также составляют 30-50%.

Причем для дизелей предлагаются боксы – это модуляторы сигнала, которые подключаются между контроллером дизеля и его исполнительными устройствами, в частности, форсунками, и корректируют сигнал таким образом, чтобы улучшить характеристики мотора. Другими словами, в самом двигателе не меняется ничего, и «бокс» всегда можно снять и переставить, к примеру, на другую машину.

Компания V-Tech предлагает два вида «боксов» для дизелей с системой топливоподачи типа CommonRail – GreenBox и RedBox. Первый, как следует из названия, в основном предназначен для снижения расхода топлива, среднее значение которого падает на 12%. При этом достигается также незначительное (до 10%) повышение мощности и крутящего момента, что облегчает обгоны или въезд на крутые склоны. За счет характеристик впрыскивания топлива повышается мягкость сгорания топлива, благодаря чему двигатель работает на низких оборотах и малой нагрузке тише и ровнее.

RedBox – это вообще универсальное решение, поскольку такой модуль имеет 8 программ, каждая из которых настроена на свой режим работы: от экономичной программы (в режиме «гринбокса») до мощностной, где прибавка крутящего момента достигает 25%! RedBox может работать как с системами питания типа CommonRail, и с насос-форсунками, а так же с обычными ТНВД.

Причем управление «редбоксом» теперь возможно. с сотового телефона, если на нем установлена ОС Android! Таким образом, вы можете выбирать любую из восьми программ, соблюдая желаемый баланс между экономичностью и динамикой. Менять программы можно на ходу. Такого сервиса вам не предложат даже иномарки премиум-сегмента, у которых на выбор лишь пара-тройка режимов.

V-Tech оснастила устройством RedBox пикап Mitsubishi L200, который показал на стенде следующие результаты. Нулевой режим – мощность 130 л.с. и момент 265 Н*м, что примерно соответствует паспортным данным. 8-й режим – 152 л.с. и 306 Н*м. Для некоторых моторов прибавка может быть даже большей – уточняйте по телефонам внизу статьи.