Динамический расчет двигателя

Конъюнктура рынка изменилась, нужны были грузовики  грузоподъемностью не более трех тонн, рассчитанные на мелких предпринимателей и преимущественное использование в городах для доставки малых партий грузов, и большегрузные грузоподъемностью свыше 10 тонн.

В 1992 году был разработан новый 3-х тонный малотоннажный  автомобиль полукапотной компоновки ЗИЛ-5301.

Имя «Бычок»  этому автомобилю дал мэр г.Москвы Ю.М.Лужков.

В 1992 г. для  участия в соревнованиях Кубка  ФИА по шоссейно-кольцевым гонкам на грузовиках было изготовлено несколько  седельных тягачей ЗИЛ-4421С (мощность до 900 л.с.) с импортными агрегатами.

30 декабря  1994 г. с конвейера в АСК сошел  последний грузовик ЗИЛ-130 (ЗИЛ-431410) и тогда же началось мелкосерийное  производство автомобилей семейства  ЗИЛ-5301. Его шасси стало базой  для цельнометаллического фургона  и автобусов вместимостью 15+1, 21+1. На третьей Всероссийской выставке-конкурсе  «Лучшие работы года – Дизайн-95»,  коллектив авторов: К.В.Потехин,  В.Г.Мазепа, А.Н.Митрофанов, А.Н.Горчаков, Э.С.Дамьяно, В.И.Бобр и Э.И.Грицай за разработку малотоннажного грузовика удостоен Гран При в номинации «Промышленный дизайн».

Основой семейства в 1996 г. стала серийная сборка автомобилей ЗИЛ-5301. Он оснащен  автомобильной модификацией тракторного 4-цилиндрового дизельного двигателя  Д-245.12С (108,8 л.с.) и Д-245.9Е2(136 л.с.) Минского моторного завода. На автомобили устанавливается 5-ступенчатая синхронизированная коробка  передач, гидроусилитель рулевого управления и 3-местная кабина с некоторыми изменениями кабина ЗИЛ-4331. "Бычок" оснащен гидроприводом сцепления и тормозов, гипоидной главной передачей, передними дисковыми тормозами, 16-дюймовыми колесами с бескамерными шинами, имеет малый радиус поворота (7 м) и небольшую погрузочную высоту. Основные модификации семейства малотоннажных автомобилей производятся с колесными базами 3650 и 4250 мм; с удлиненной кабиной, с двумя спальными местами; с семиместной двухрядной кабиной. На них предлагаются соответствующие бортовые варианты, несколько видов универсальных, изотермических и рефрижераторных фургонов-кузовов. На базе малотоннажных автомобилей создана большая гамма коммунальной, строительной и специальной техники.

Автомобили  семейства ЗИЛ-5301, оказавшиеся проще  и дешевле иностранных аналогов, вполне удовлетворяют потребности  российских покупателей.

В 1999 г. было изготовлено 13745 "бычков", что составило 63,4% общего производства завода.

В 1996 г. был  представлен магистральный седельный  тягач ЗИЛ-6404 (6x4) с 410-сильным дизелем  ЯМЗ-7511 и спальным отсеком, способный  буксировать автопоезда полной массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

1998 году  на производство был поставлен  автомобиль ЗИЛ-432720 (4х4) с колесной  базой 3340 мм. Шасси ЗИЛ-432722 предназначается  для монтажа специализированных  надстроек коммунально -дорожных служб.

Кардинальные  реформы в России 90-х гг. существенно  отразились на положении ЗИЛа. Первоначальная ставка на тесное сотрудничество в области тяжелых грузовиков и дизелей с фирмами "Кенворт" (Kenworth), "Катерпиллар" (Caterpillar), "Вольво" (Volvo) и "Рено" (Renault) особого успеха не принесла.

С 1999 г. в  ыпускались новые 10-тонные грузовики ЗИЛ-6309 (6x4) и самосвал ЗИЛ-6409 с 195-сильным дизельным двигателем ЯМЗ-236А массой до 40 т со скоростью 105 км/ч.

К концу XX века АМО ЗИЛ выпускал автомобили более чем в 120 вариантах и предлагал  их с кузовами и надстройками, которые  выпускали 100 предприятий России и  стран СНГ, а комплектующие для  них изготовляли 800 заводов и мастерских. В 1998-2000 гг. ЗИЛ выпускал по 20-22 тыс. грузовиков - это в 10 раз меньше его потенциальных  возможностей.

С момента  начала своей деятельности на предприятии  в период с 1924 по 2000 годы произведено: грузовых автомобилей 7 769 902 шт.; автобусов 38 988 шт; легковых автомобилей высшего класса 11 515 шт.

В 2000 году три полноприводных автомобиля ЗИЛ-433420 совершили уникальный автопробег по маршруту Москва-Якутск-Уэлен-Северная Америка-Западная Европа-Калининград-Москва. Первый этап кругосветной экспедиции длиной 13500 км был пройден за 62 дня и завершился в поселке Уэлен на берегу Берингова пролива (Чукотка). Всего экспедиция преодолела 45 000 км. Автопробег проводился клубом «Приключение» совместно с АМЛ ЗИЛ и правительством Москвы.

В декабре 2002 года произошла смена руководства  АМО ЗИЛ. Был назначен новый генеральный  директор Константин Викторович Лаптев, который до этого работал в  команде "Руспромавто" на посту исполнительного директора ГАЗа. На завод была привлечена группа менеджеров, имеющих практический опыт работы в условиях антикризисного управления. Была разработана программа реструктуризации завода, направленная на работу с дочерними предприятиями по возвращению утерянных ранее активов АМО ЗИЛ, восстановление хозяйственно-производственных связей с сохранившими и возвращаемыми дочерними предприятиями, расширение гаммы выпускаемой продукции и услуг, освоение новых рынков сбыта.

Сегодня завод на базе шасси ЗИЛ совместно  с другими заводами выпускает  большую гамму специальной техники: коммунальную, дорожно- строительную, мусоровозы, вакуумные, илососные, каналопромывочные, аварийно-ремонтные машины, автоцистерны, автоподъемники.

В 2003 году освоено производство автомобилей  ЗИЛ-433180 и ЗИЛ-432930 с дизельными двигателями  с повышенными мощностными показателями Минского моторного завода Д-260.11Е2 (180 л.с.) и Д-245.9Е2 (136 л.с.), которые имеют сертификаты соответствия норм Евро-2.

В 2004 году произошла передача функций исполнительного  единоличного органа предприятия управляющей  компании (МАК). В связи с этим изменилась должность руководителя завода: К.В.Лаптев стал генеральным  директором управляющей организации  АМО ЗИЛ.

С 2004 года с конвейера стали сходить  автомобили ЗИЛ-43272Т (4х4) с дизельным  двигателем ММЗ Д-245.9Е2 Евро-2; ЗИЛ-4334В1 (6Х6) с дизельным двигателем ММЗ  Д-245.30Е2.

С целью  наращивания темпов роста продаж новой техники ЗИЛа на предприятии впервые среди отечественных производителей грузовой и спецтехники организована Акция, стартовавшая 15 марта 2004 года, предназначенная для владельцев отечественных грузовых автомобилей. Суть акции в том, что каждый желающий мог сдать свой подержанный грузовой отечественный автомобиль в зачет стоимости любой новой машины ЗИЛ при ее покупке. При этом старые машины принимались по цене выше рыночной.

В 2005 году Компания «Автофрамос» планирует разместить на АМО ЗИЛ заказ на производство 12 основных кузовных деталей для своего нового Renault Logan . Специалисты АМО ЗИЛ, задействованные в производстве новых деталей, пройдут дополнительную специальную подготовку на предприятиях Renault во Франции.

Кроме автомобилей  на заводе была разработана уникальная технология и налажено литье церковных  колоколов. 14 колоколов весом то 8 кг до 27 тонн украшают Храм Христа Спасителя  в г. Москве.

 

 

 

 

 

 

1. Тепловой расчет двигателя

Тепловой  расчет двигателя является начальным  этапом всех работ, связанных с проектированием  двигателя. При проведении расчетов необходимо сравнить данные отдельных  его этапов с соответствующими параметрами  существующих двигателей. Если обнаружится  ошибка – проверить повторным  расчетом или изменить численные  значения отдельных коэффициентов  в пределах принятых величин.

В соответствии с типом двигателя нужно выбрать  необходимый сорт топлива, т.к. у нас дизельный двигатель, то сорт топлива – дизельное, с цетановым числом не менее 45. Марка бензина зависит от степени сжатия, которая определяет мощность двигателя. Для высокооборотных двигателей следует применять повышенную степень сжатия.

Один  из основных показателей топлив –  низшая теплота сгорания топлива Н_и, кДж/кг. Для дизельных топлив Н_и=42500 кДж/кг.

1.1. Свежий заряд и  продукты сгорания

Количество  свежего заряда или воздуха для  дизелей, кмоль/кг топлива,

                                                   М₁=α∙L₀.                                                 (1.1)

Здесь α - коэффициент избытка воздуха, для дизелей α=1,5;

           L₀ – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг, для дизелей L₀=0,495;

Тогда,                             М₁=1,5∙0,495=0,7425.

Количество  продуктов сгорания М₂ подсчитывается как сумма отдельных составляющих смеси, кмоль/кг.

При полном сгорании (для дизелей α > 1)

М_СО =0,87/12=0,0725;                                                                               (1.2)

М_{Н О}=0,126/2=0,063;                                                                                 (1.3)

М_О =0,21∙(α-1)∙L₀=0,21∙(1,5-1)∙0,495=0,051975;                                  (1.4)

М_N=0,79∙α∙ L₀=0,79∙1,5∙0,495=0,556875;                                               (1.5)

Общее количество продуктов сгорания для дизеля, кмоль/кг,

М₂=М_СО +М_{Н О}+М_О +М_N =0,073+0,063+0,052+0,557=0,745;            (1.6)

Теоретический коэффициент молекулярного изменения

                  μ_-0=М₂/М₁=0,745/0,743=1,002                                              (1.7)

Действительный  коэффициент молекулярного изменения:

                  μ= μ₀+γ_r/1+γ_r=1,002+0,045/1+0,045=1,045;                        (1.8)

где γ_r – коэффициент остаточных газов, для дизелей от 0,03 до 0,06.

1.2. Процесс впуска

Расчет  процесса впуска заключается в определении  величин давления Р_а, Мпа, температуры Т_а, К, конца впуска и коэффициента наполнения η_V:

                                              Р_а=Р₀ - ∆Р_а                                                                  (1.9)

Р₀=0,1 МПа,

∆Р_а=0,11∙Р₀=0,11∙0,1=0,011

• Р_а=0,1-0,011=0,089

                                                 Т_а=Т₀+∆Т+γ_r∙Т_r / 1+ γ_r                                     (1.10)

      Т₀=293К,   ∆Т=30 К,   Т_r=800 К,   γ_r=0,045,   Р_r=1,175∙0,1=0,1175

• Т_а=293+30+0,045∙800/1+0,045=359/1,045=343,54;

                                  η_V =(ε∙Р_а - Р_r /Р₀∙(ε-1)) ∙ (Т₀ /Т₀+∆Т)                           (1.11)

ε = 18,5

                         η_V = (18,5∙0,089-0,1175 / 0,1∙17,5) ∙ (293/293+30)=(1,529/1,75) ∙ 0,907=0,874∙0,907=0,793;

1.3. Процесс сжатия

Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия – давление Р_с, МПа, и температуру T_c, К, определяют по уравнениям политропного процесса по формулам:

            Р_с=Р_а∙ ε ⁿ = 0,089 ∙ 18,5^1,375=0,089 ∙ 55,254=4, 918;             (1.12)

            Т_с=Т_а∙ ε ^n-1=343,54 ∙ 18,5^1,375-1=343,54 ∙ 2,987=1026,15;     (1.13)

где n₁ – средний показатель политропы сжатия, величина которого зависит от многих факторов. Для приближенных расчетов его значение имеет следующую величину, для дизелей n₁=1,375.

1.4. Процесс сгорания

Расчет  процесса сгорания заключается в  определении максимальных значений температуры Т_z и давления Р_z в цилиндре двигателя. Однако подсчет величины Т_z представляет определенные трудности и ее принимают по опытным данным:

Т_z=1800-2300 К – для дизелей.

Давление  конца сгорания для дизелей, МПа,

                        Р_z=λ∙Р_с=1,8 ∙ 4,918=8,852                                                       (1.14)

где λ = 1,4–2,2 – степень повышения давления.

В дизельных  двигателях, где сгорание продолжается на линии расширения, определяют величину степени предварительного расширения по формуле

                                        ρ=V_z /V_c ,                                                   (1.15)

представляющую  отношение объемов цилиндра конца  сгорания и конца сжатия. Также её можно определить по выражению

                                    ρ=μ∙ Т_z / λ∙ Т_с =                                              (1.16)

=1,045∙2050 / 1,8∙1026,15= 2142,25/1847,08=1,16 ~ 1,2

1.5. Процесс расширения

Расчет  процесса расширения заключается в  определении давления Р_в МПа и температуры Т_в К по уравнениям политропного процесса:

                                           Р_в= Р_z / δ ⁿ,                                             (1.17)

                                          Т_в=Т_z / δ ^{n – 1},                                            (1.18)

 принимают по опытным данным в пределах:

                           n = 1,23 – 1,24 – дизели.

δ=ε/ρ – степень последующего расширения,       δ=18,5/1,2=15,95