Способы улучшения показателей двигателей на примере
Способы улучшения мощностных,
экономических и экологических
показателей двигателей.
Обеспечение высоких мощностных показателей двигателя достигается за счет повышения рабочего объема
цилиндров. Но это связано с увеличением эксплуатационного расхода топлива, массы и габаритов двигателя.
Следующим важным направлением улучшения энергетических показателей являются увеличение наполнения,
повышение степени сжатия, применением наддува
(инерционного, нагнетателем с механическим приводом, турбонаддува). Последние годы был реализован ряд
следующих оригинальных конструктивных решений.
Пути повышения мощностных показателей.
По комплексу конструктивных решений разберем автомобиль с полным приводом Audi А8 с двигателем 6.0 литра
W12. Разгон с места до 100 км/ч осуществляется за 5,8 с,
разгон до 200 км/ч за 20 с, а до максимальной скорости
250 км/ч за 38 с, расход топлива 14,6 л/100 км. Такие высокие динамические показатели и относительно низкий
расход топлива достигается путем применения пятиступенчатой автоматической коробки передач с функцией
tiptronic и благодаря малой массе автомобиля (1980 кг).
Малая масса автомобиля такого класса определяется оригинальной конструкцией кузова с пространственной
рамой из алюминиевого сплава, кроме того, большинство
деталей подвески (передние и задние рычаги, тормозные
суппорты, опоры амортизаторов, колеса) также выполнены из алюминиевых сплавов. Однако основной эффект
достигнут за счет установки компактного двигателя W12 с
высокой удельной мощностью. Номинальная мощность
двигателя, разработанного фирмами Volkswagen и Audi,
при рабочем объеме 5998 см* достигает 420 л.с. на режиме
6000 об/мин. Однако высокие динамические показатели
автомобиля зависят не только от максимальной мощности. Гораздо важнее протекание кривой крутящего момента по внешней скоростной характеристике. Крутящий
момент 550 Км. достигается при сравнительно низкой
частоте вращения — 3500 об/мин. Высокие мощностые
показатели на всех скоростных режимах определяются
применением системы с переменными фазами не только впуска (конец впуска изменяется от 3 до 55 градусов положения
коленчатого вала после НМТ), но и выпуска (начало выпуска изменяется от 33 до 55 градусов положения коленчатого вала
до НМТ), а также трехступенчатого впускного трубопровода с изменяемой длиной каналов (первые цифры конца
впуска начала выпуска для низких частот вращения и малых нагрузок). Малая
масса двигателя (245кг) и малые габариты (длина 513 мм,
ширина 690 мм) достигнуты за счет расположения каждого из блоков под углом 72 градуса, причем цилиндры в блоках
размещены попарно под углом 15 градусов. В семиопорном коленчатом валу весом всего 20,5 кг шейки работающих
рядом шатунов шириной 15,8 мм смещены относительно друг друга. Система смазки с сухим картером имеет
масляный теплообменник с жидкостным охлаждением.
Двигатель оборудован системой распределенного впрыскивания топлива Bosch Motronic ME 7.1.1 с пленочным
термоанемометрическим датчиком массового расхода
воздуха, 8 подогреваемыми кислородными датчиками
(до и после нейтрализатора), 4 трехкомпонентными
нейтрализаторами, дополненные двумя трех компонентными нейтрализаторами. Все это решает проблему
выполнения норм Евро-4. Для бездетонационной работы
используются 4 датчика детонации.
Фирмой Volkswagen выпущены автомобили с таким же
двигателем и с двигателем, имеющим аналогичное расположение 8 цилиндров. При рабочем объеме цилиндров
4 л двигатель автомобиля Passat развивает 202 кВт при
6000 об./мин, максимальный крутящий момент 370 Н.м
при 2750 об./мин, что характеризует плавное протекание
кривой крутящего момента. Для уравновешивания сил
инерции в нижней части двигателя установлены два вала
с противовесами и цепным приводом.
Способы