Реферат модернізація автомобільного двигуна МеМЗ 968ге для збільшення потужності, поліпшення тягових

МАЛА АКАДЕМІЯ НАУК КРИМУ

Інженерно - технічна секція

Модернізація автомобільного двигуна

МеМЗ 968ГЕ для збільшення потужності, поліпшення

тягових характеристик і підвищення економічності.

Дійсний член МАН Криму «Шукач»

Учень 9 класу

Фороської загальноосвітньої школиI-IIIступені р Ялти

КОРАБЛЬОВ Артем

Науковий керівник - Корабльов А. Б.

Протягом багатьох десятиліть вітчизняним виробником, Запорізьким автомобільним заводом, випускався в різних модифікаціях автомобіль «Запорожець». За довгий час накопичився великий парк цих автомобілів і особливо моделі ЗАЗ 968 і його модифікацій. Машина показала себе невибагливою, що володіє високою прохідністю і непоганий здатністю навантаження. Багато автомобілів ЗАЗ є незамінними помічниками в умовах села і міста, поєднуючи в собі низьку вартість і простоту в обслуговуванні.

Однак при наявності багатьох позитивних якостей автомобіль ЗАЗ 968 має ряд конструктивних особливостей, які можна назвати його недоліками. Одним з найважливіших недоліків є мала потужність силового агрегату - двигуна МеМЗ 968ГЕ. Мала потужність поєднується з високим витратою палива, реально досягає 10 літрів на 100 кілометрів.

У нашій родині до недавнього часу був автомобіль ЗАЗ 968М і під час проведення ремонту я вирішив уважно вивчити двигун і спробувати внести такі зміни в його конструкцію, які б дозволили збільшити потужність з одночасним зниженням витрати палива.

Недоліки двигуна МеМЗ 968ГЕ і

можливі шляхи їх усунення.

Будь-які спроби внести зміни в паливну систему з метою економії палива приводили до позитивного результату тільки разом зі зниженням динамічних характеристик автомобіля. Однак в наших умовах гірської місцевості зменшення потужності в цілях економії палива призводить до іншого утруднення - перегріву на затяжних підйомах. Повітряне охолодження не дозволяє ефективно охолоджувати циліндри двигуна при роботі з дуже високими навантаженнями. Було потрібно вносити зміни в конструкцію двигуна, що стало можливим при його капітального ремонту.

Уважно вивчивши принципи роботи двигунів внутрішнього згоряння, я зрозумів, що потужність двигуна можна підвищити декількома шляхами:

- збільшенням об'єму циліндрів і кількості палива, що подається;

- збільшенням довжини ходу поршня і відповідним збільшенням ступеня стиснення паливно - повітряної суміші в циліндрах;

- збільшенням тиску стиснення паливно - повітряної суміші в циліндрах яким - або іншим способом.

Перший варіант мною не розглядалося, так так він призводить до ще більшого витраті палива.

Другий варіант виявився важко здійсненним, так як вимагає зміни конструкції колінчастого вала і подовження шатунів. Таку роботу можливо зробити тільки в заводських умовах і тому я не розробляв цей варіант.

Розробляючи третій варіант, я прийшов до висновку, що збільшити тиск стиснення робочої суміші в циліндрах можна двома способами - зменшити при стисненні витік суміші, а при робочому ході зменшити прорив вихлопних газів в картер двигуна між корпусом циліндра і корпусом поршня (перший спосіб), або примусово нагнітати повітря в циліндри для створення тиску в них ще на стадії впуску (другий спосіб).

Другий спосіб досить важкий в реалізації і вимагає ретельної розробки. В даний час я веду розробку конструкції нагнітача повітря сушіння, проте більш простим, хоча і менш ефективним, є перший спосіб. Розглянемо, що нам дасть ущільнення зазору між поршнем і стінками циліндра при роботі чотиритактного карбюраторного двигуна, яким є двигун МеМЗ968ГЕ.

При проектуванні і розрахунку двигуна внутрішнього згоряння величина тиску в циліндрі при стисканні робочої суміші (так звана компресія) має найважливіше значення і надає прямий вплив на ефективну потужність двигуна.

Почнемо з циклу впуску. Формула розрахунку тиску в кінці циклу впуску має вид:

де Р0 - щільність заряду (тиск в циліндрі) на впуску, D Ра - втрати повітря з - за опору впускних каналів і нещільності зазору між поршнем і циліндром. Тут ми бачимо, що ущільнення зазору зменшує втрати при впуску за рахунок збільшення розрідження в циліндрі при впуску.

Відповідно ми маємо тиск в кінці стиснення відповідно до формули:

де Ра - тиск в кінці циклу впуску, e - ступінь стиснення (в нашому випадку величина незмінна, що залежить від співвідношення довжини ходу поршня і величини робочої камери), n - коефіцієнт Політропний процесу (в нашому випадку не змінює значення).

З нього ми можемо здобути середню ефективне тиск робочого циклу:

де pi - індикаторне тиск робочого циклу двигуна, прямо пропорційне тиску при стисненні (pi = Pc / e- 1). pm - тиск механічних втрат на подолання опору кривошипно - шатунного механізму, сил інерції, що виникають при роботі двигуна і опору зовнішніх пристроїв (генератора, паливного насоса і т.д.), а так само втрати при прориві газів через нещільності газорозподільних клапанів і нещільність між стінками циліндра і поршнем.

Ефективна потужність двигуна розраховується за формулою:

З неї ми бачимо, що потужність прямо пропорційна середньому ефективному тиску робочого циклу.

При додатковому ущільненні зазору між стінками циліндра і поршнем ми отримуємо збільшення заряду при впуску, відповідно отримуючи більш високий тиск при стисненні. Це дає нам більш високий середній ефективний тиск робочого циклу, що призводить до збільшення потужності двигуна.

В автомобільному двигуні роль ущільнювача між стінками циліндра і поршнем виконують компресійні поршневі кільця. У двигуні МеМЗ 968ГЕ їх два - верхнє і нижнє. Поршнева група забезпечує таку ступінь стиснення, яка відповідає тиску компресії в циліндрах 9 кг. / См 2 при обсязі циліндрів +1198 см 3. Автомобільні двигуни ВАЗ, АЗЛК, які мають близькі за значенням обсяги циліндрів (ВАЗ 2101 - 1200 см 3), розвивають тиск компресії в циліндрах 12 кг. / см 2. Така істотна різниця виходить за рахунок великих теплових зазорів між поршнем і циліндром в двигуні МеМЗ 968ГЕ з - за малоефективного повітряного охолодження.

При розгляді поршневий групи, знятої для ремонту, я звернув увагу на велику відстань між денцем циліндра і кільцевої канавкою для установки верхнього поршневого кільця (рис. 1). Я припускаю,

потужності двигуна виникає небезпека детонації, яка може зруйнувати перегородку між денцем поршня і канавкою поршневого кільця. Якщо використовувати палива з вищим октановим числом (А - 80, АІ - 90), яких не було на момент розробки двигуна і вони не могли бути враховані конструкторами, то ми можемо виключити можливість виникнення детонації і використовувати додатковий запас міцності поршня.

Пропозиції по модернізації двигуна МеМЗ 968ГЕ.

Для поліпшення характеристик двигуна, підвищення його потужності і зменшення споживання палива я пропоную встановити додаткове компрессионное поршневі кільця на поршні двигуна. Кільце пропоную розмістити в кільцевій канавці, проточенной в поршні на відстані 3,95 мм. від денця, шириною 1,8 мм. і глибиною 3,3 мм (рис. 2). Ширина проточенной кільцевої канавки відповідає ширині канавки для установки верхнього компресійного поршневого кільця. При цьому товщина перегородки між

ОСНОВНІ РОЗМІРИ ПОРШНЯ

денцем поршня і канавкою складе 3 мм. що відповідає товщині перегородок між кільцями.

Практична установка додаткового компресійного поршневого кільця на двигуні МеМЗ 968ГЕ автомобіля ЗАЗ 968М дозволила визначити, що тиск компресії в циліндрах збільшилася до 11 кг. / См 2. потужність двигуна збільшилася з 40 л. с. до 45 л. с. Покращилися тягові та динамічні характеристики - час набору швидкості до 100 км. / Год. зменшилася на 6 секунд або на 17% (див. додаток № 1). Витрата палива зменшився з 8,5 (за паспортом) до 7,74 літрів на 100 км. або на 9% за рахунок більш повного згоряння суміші (див. додаток № 2).

Однак при установці додаткового кільця ми збільшуємо площу поверхонь, що труться, що збільшує нагрів циліндрів і поршнів. Так само викликає нагрів і більш високий тиск суміші в циліндрах. При нагріванні двигуна МеМЗ968ГЕ до температури 105 0 С починає втрачатися потужність і виникає необхідність більш ефективного охолодження. Проблему зняття теплонадлишків я пропоную вирішити наступним способом - можна встановити другий вентилятор на вал генератора. З сталевого листа товщиною 1 мм треба вирізати коло діаметром 190 мм з отвором в центрі діаметром 16 мм. Розділивши коло на 16 секторів, потрібно зробити надрізи по радіусах на глибину 50 мм. Утворені лопаті слід зігнути так само, як у основного вентилятора. З валу генератора треба відвернути гайку, зняти пружинну шайбу і встановити на вал крильчатку, надійно закріпивши її тими ж шайбами ​​і гайкою (див. Рис. 3). Додатковий вентилятор збільшить кількість подаваного для охолодження повітря і дозволити зробити більш ефективним охолодження. Рекомендую застосовувати в модернізованому двигуні гільзи циліндрів з алюмінієвих ребрами, що має більш високу тепловіддачу, ніж гільзи з чавунним ребрами.

Додатково рекомендую використання анамегатора масла і модифікатора палива київської фірми «Адиос». Що випускається цією фірмою АНАМЕГАТОР масла «Gold Ozerol МП - 8» модифікує моторне масло так, що в двигуні замість пар тертя за рахунок поверхнево - активної плівки утворюються

АВТОМОБІЛЬНОГО ДВИГУНА МеМЗ968ГЕ

Реферат модернізація автомобільного двигуна МеМЗ 968ге для збільшення потужності, поліпшення тягових

Установка додаткового кільця проводилася на трьох двигунах. Двигун автомобіля ЗАЗ 968М випуску 1985 року, що експлуатувався в умовах Ялти з додатковим поршневим кільцем, на момент виходу з ладу шатуна мав пробіг 73 000 кілометрів при нормі пробігу до капітального ремонту 60 000 км. Представлений поршень був встановлений на цьому двигуні і ми можемо переконатися в тому, що його знос не перевищує норми, а перегородка між денцем поршня і канавкою додаткового поршневого кільця не має слідів прогара і руйнування.

На двигуні автомобіля ЗАЗ-968 випуску 1980 року, що експлуатувалося в умовах Ялти з додатковим поршневим кільцем після 55 000 кілометрів пробігу була проведена заміна поршневих кілець. Яких - або слідів руйнування або підвищеного зносу поршневий групи виявлено не було.

Установка додаткового компресійного поршневого кільця на двигуні МеМЗ 968ГЕ автомобіля ЗАЗ 968М дозволила отримати збільшення потужності двигуна на 12,5% і зменшення часу розгону з місця до 100 км. / Год на 17%. Витрата палива при цьому зменшився на 9%. Покращилися тягові і розгінні характеристики автомобіля. Практична експлуатація модернізованої поршневий групи на двигунах трьох автомобілів показала, що модернізація не призводить до зниження надійності шатунно - поршневої групи.

Визначення тягових характеристик двигуна МеМЗ968ГЕ.

Визначення тягових якостей проводилося шляхом визначення максимальної швидкості автомобіля з двигуном, на якому була встановлена ​​модернізована поршнева група. Використовувана методика рекомендується заводом - виробником для визначення тягових характеристик двигуна і визначення його потужності. Максимальна швидкість визначалася при русі на вищій передачі на мірному ділянці довжиною 1 кілометр з ходу. Замір проводився після регулювання ходової частини, регулювання розвалу - сходження коліс, регулювання токсичності вихлопу, попереднього розігріву двигуна до температури +85 0 С, сухому дорожньому покритті, температурі повітря +20 0 С і відсутності вітру, в автомобілі перебували 2 людини. Час проходження мірного ділянки фіксувалося шляхом включення секундоміра при перетині початкової позначки і відключення при перетині кінцевої позначки. Замір проводився за два заїзди в обох напрямках ділянки, обидва виміру проводилися безпосередньо один за іншим.

Швидкість автомобіля визначалася за формулою: V = 3600 / T (км. / Год), де

Т - час (в секундах) проходження кілометрового мірного участка.2 За дійсне значення максимальної швидкості автомобіля було прийнято середнє арифметичне з величин швидкостей, отриманих в двох заїздах.

V = (128,6 + 130,9) / 2 = 129,75 км. /година.

Завод - виробник для визначення потужності двигуна дає такі контрольні цифри максимальної швидкості в залежності від потужності:

· Двигун МеМЗ968Е потужністю 30 л.с. - 118 км. / Год.

· Двигун МеМЗ968ГЕ потужністю 40 л.с. - 123 км. / Год.

· Двигун МеМЗ968БЕ потужністю 45 л.с. - 130 км. / Год.

За результатами виміру максимальної швидкості можна зробити висновок, що потужність двигуна в результаті встановлення додаткового компресійного кільця збільшилася з 40 л. с. до 45 л. с. і приріст потужності склав 12,5%.

Для повноти оцінки тягових якостей справили завмер часу розгону від нуля до 100 км. / Год з послідовним перемиканням передач при тих же умовах, що і виміри максимальної швидкості. Автомобіль розганявся з місця на першій передачі енергійним натисканням на педаль акселератора. Рушання з місця плавне. Перемикання передач вироблялося швидко і безшумно при найвигідніших режимах. Заміри проводилися в двох напрямках ділянки, безпосередньо один за іншим.

Завод - виробник дає наступні контрольну цифру часу розгону до

100 км. / Год: для автомобіля ЗАЗ968М з двигуном МеМЗ 968ГЕ - 35 сек.

Зменшення часу розгону склало 6 сек. або на 17%.

Визначення контрольного витрати палива двигуном МеМЗ968ГЕ.

Експлуатаційний витрата бензину є одним з параметрів, що характеризують загальний технічний стан двигуна. Величина експлуатаційного витрати бензину в більшій мірі залежить від дорожніх і кліматичних умов, режиму руху (швидкість, навантаження, дальність і частота поїздок) і досконалості водіння автомобіля (кваліфікації водія). У зв'язку з цим не можна з достатньою об'єктивністю судити про технічний стан автомобіля з експлуатаційного витраті бензину, тим більше по ньому не можна судити про технічний стан двигуна (так як на витрату бензину істотно впливає стан ходової частини автомобіля).

Замір контрольного витрати полягає у визначенні витрат на бензин (л / 100 км) при швидкості автомобіля 80 км / год з технічно справною ходовою частиною при дотриманні умов випробування, викладених в додатку № 1.

Вимірювання виконувався на ділянці дороги довжиною 5 км, з постійною швидкістю, в двох протилежних напрямках руху по 2 рази в кожному напрямку. При цьому бензин в карбюратор подавався зі спеціальних мірних колб. Заміри проводилися лише після того, як повністю встановився нормальний тепловий режим двигуна. Завод - виробник дає контрольну цифру контрольного витрати бензину для технічно справного автомобіля ЗАЗ968М з двигуном МеМЗ968ГЕ - 8,5 літрів / 100 км.

Мірним ділянкою служив 5 - кілометровий відрізок дороги Бахчисарай - Сімферополь з рівним профілем, сухим покриттям.

При проведенні контрольних замірів були отримані наступні результати:

Середній арифметичний контрольний витрата на 5 кілометрів після чотирьох вимірів склав:

Контрольна витрата палива на 100 кілометрів склав:

З результатів виміру контрольного витрати палива слід, що після установки додаткового компресійного кільця на поршневий групі витрата зменшився на Vпасп. -Vконтр = 8,5 - 7,74 = 0,76 л. / 100 км. або на 9%.

Список використаної літератури.

1. С. Фучаджи «Автомобіль ЗАЗ 968М, керівництво по ремонту та

2. С. Шейнін «Автомобілі« Запорожець », керівництво по експлуатації та

ремонту ». Київ, Промінь, 1971 p

3. «АНАМЕГАТОР - відповіді майже на всі питання». Видання фірми «Adioz»,

4. Колчин А. І. Демидов В. П. «Розрахунок автомобільних і тракторних

двигунів ». Москва, Вища школа, 1980р.

5. Артамонов М.Д. Морін М.М. Скворцов Г.А. «Основи теорії та конструювання автотракторних двигунів. Конструювання і розрахунок автомобільних і тракторних двигунів ». Москва, Вища школа, 1978

2. Недоліки двигуна МеМЗ 968 і можливі

шляхи їх усунення ......................................................... ..2

3. Пропозиції по модернізації двигуна МеМЗ 968 ............... 5

· Додаток № 1 (завмер тягових характеристик) .................. 12

· Додаток № 2 (завмер споживання палива) ................... 13

6. Список використаної літератури ..................................... 14

Супер у Вас сайт! Зроби паузу, студент, ось розважся: Був студентом, ходив до університету тільки заради столовки. Тепер я там викладаю. Мотивація не змінилася. До речі, анекдот узятий з chatanekdotov.ru