автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение эффективных показателей двигателя легкового автомобиля изменением фаз газораспределения

. 7 ffiütt

Вол1ский автомобильный завод имени 50-летиз СССР Челябинский государственный технический университет

На правах рукописи

Егоров Аркадий Васильевич

ШЧ8ЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ ЙЗШШНИЕМ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Специальность 05.04.02 -Тепловиа двигатели*

Работа выполнена в Научно-техническом центре акционерного общества "Волжский автомобильная завод" и на кафедре "Автомобили и тракторы" Челябинского государственного технического университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Драгунов Г.Д.

Осшциадыше оппоненты: доктор технических наук, профессор

Вароглазов Б.А..

кандидат технических наук, доцент Сухов Е.Ы.

Всдужсс предприятие - Эфиискос моторостроительное

производственное объединение.

Занята состоится па заседании спет ной госадар^ Челябял

1993 года, в часов, кованного совета К 053.13.02 при Челябинском- университете по адресу: 454080, г.

Даться & библиотеке университета, анлярах, заверенных лечатьв, продета но вывеуказашшиу адресу.

.1393г.

¿В.Кестков

Сй'ДАЗ ШШсРНСГДКЙ РЙШЗ

актуальность р а б о та. Для еовреаеннвгз разз?!-тяя йптсаобнлесгроенл'я характерна тенденция как к совераекстзоза-низ динлиических «ачеста аатойоййдя. так и сназекиэ токсичности отр.|8отазпмх г а:» па, повывеняэ зконояичностя.

Одни» из резазгда условий достизения зтж прогдзорочношс камее та инлзетса совсрвенствованне имевшихся способов управления характеристикой дьнгатели я разработка нозах рекенка.как капрйпез. 1иаы1ения Оаз газораспределения з заппсизости от извепвняа резягш работы двигателя. Одциа из главных достоинстз его язлаетса возаоа-ность достизения высокий значений зсэя визеперечнеленизх качостя дишатала.

Ввиди того, что это направленна до настоящего аремегш достаточно не ¡пучено, развитие данного способа актиаяъяо.

Цель работы. Элучзеняс яс-Фектишшх показаталгЛ дзкга-теля легкового аэтоаобидя изменение» оаз газораспределения з игроком диапазоне рабочих частот я соверяенстаоваяна взтоаккя 'взбера саз.

Научная я о а а э и а. ! .Эсоверйезствовааа яатаззтк-ческая аодель применительно а бензниоэозд де<5га?елз с йздяя вптлек-ныйи I! двумя внпусянная клапаиази ¡за цилиндр, вяраегю« " поддчапз зависмаостя изменения фаз газораспределения на ппуекз с дчятоа соотношения дазлеиия перед опускная ялапапоя я давгеияз э шштнярэ.

2.Разработана аетодикл расчетного определения зазисвгастз саз газирЧспределення.' обеспечйващяа наибольшей. ярдтязяй вонзит,от частоты праяення коленчатого оалл двигателя вря работа ка полкой дросселе.

3.Обоснована целесообразность приаененна пгпреризшзго, з эазп-смяоста от частота орадекня коленчатого пала двпгатзлз кзяанегша Фаз и диапазон» нзавненяя оаз.

Практическая цоццость {.Разработав. азго-тазлен а аспатан веханнзэ аээененяя фаз а его привод, пряйор ра-гистрации оаз газораспределения на работавшей двягатеде, установка для исследования оаз газораспределения при аоторних псянтанязя.

^Экспериментально исследована эффективность управления характеристикой двигателя с поао^ьа ©аз газораспреналенза.

3.Усовер«енствована программа для ЗВМ расчета рабочего процесса двигателя применительно к двигателе с двумя впускными и двумя выпускными клапанами на каждый цилиндр и впрыском бензина.

4.Дани рекомендации по применении непрерывного и ступенчатого способов изменения характеристики двигателя.

5.Проведены натурные испытания двигателя ВОЗ-21!2 с механизмов изменения фаз.

6.Методика определения зависимости изменения фаз газораспределения от частоты вранения коленчатого вала и предложенная конструкция механизма изменения фаз применявтея для разработки перспективных двигателей в Научно-техническом центре Волжского объединения по производству легковых автомобилей.

Апробация работы. Положения диссертации обсун-дались на научно-технической конференции "Двигатели внутреннего сгорания и их конкурентоспособность" (г.Челябинск, 1991 гi. научно-технической конференции "йотортехника"(г.Тольятти. 1931г), научно-техническом совете Научно-технического центра АвтоВАЗ (г.Тольятти. 1993D.

Публикации. Содержание диссертации опубликовано в четырех печатных работах . Получено авторское свидетельство на изобретение .

О б'ъ ей работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения.

С0ДЕР1АНИЕ РАБОТЫ

Изменение фаз газораспределения как способ управления характеристикой двигателя известен с 1902 года, однако заметное применение начинает получать только с конца 60х годов с развитием технологии и электроники.

Наиболее активно в этом направлении работа« фирмы Toyota. Nissan (Япония). Daieler-Benz. Porsche. Uolksuagen (Германия). Flat. Alfa-Lancia (Италия). Lotus (Англия).

Способы изменения фаз применительно к непосредственному приводу клапанов в обобченном и систематизированной виде можно свести к пяти типичным, когда изменяется угловое положение распредвалов.либо применявтея раздвижные кулачки, жкив распредвала эксцентричен

по отновенив к распредвалу, применяется пространственный кулачок, наконец, когда клапаны инсат электронное управление.

Применение механизмов изменения @аэ позволяет цлучиить экономичность до 30Z. . снимается частоты вращения холостого хода (1Z). улучмавтея аитидетонационные качества двигателя на низких частотах. Выбросы НОх спивается до 37.5Z. СН- до 27.5Z. крутящий момент возрастает на 32Z.

Иоано существенно снизить насосные потери (на 20-30Z от объ умного К!!Л), отказоивись от применения дроссельных заслонок на частичных pesHM.ix раГюта.

Исхода ип вымеизлохенного. изменение фаз газораспределения как способ управления характеристикой двигателя заслумивает разработки и исследования.

Информация по характерд изменения фаз газораспределения в зависимости от параметров двигателя о известных публикациях представлена недостаточно.

Ряд ученых нридеряииается акустической природы газодинамических процессов (П.Заммерфельд . И.Дебай (1911г). О.Лутц (1Э34г). Л. 0хата.3.й*ида. Другие находят объяснение в инерционном характере течения (А.С.Орлнн . й.й.Ленин , И.Н.Иигматуллин . ). Существует различные методы расчетов течений (методы баланса - Глаголев И.В.. В.Т.Цветков . А.С.Орлнн. Э.Г.Круглов, Г.Д.Драгунов) . характеристике!.С. Ховах. Б.А.Киселев и Б.Р.Ибрагимов), "распад-разрыва" (Д.С.Орлин, Г.А.Барышников и Б.П.Рудой). Развитием последнего является метод интегральных законов сохранения (Б.П.Рудой, С.Р.Бере-зин). Высокий уровень развития ЭВМ позволяет ревать газодинамические задачи в трехмерной постановке (Патаикар С.).

Во всех разработках влияние фаз газораспределения оценивается подстановкой их значений и получением результатов расчетов.

Анализ суцестьувяих технических ренений показывает, что к обеим недостаткам всех конструкций следует отнести увеличение продольных габаритов двигателя и сломность конструкций.

Проведенный анализ состояния вопроса позволяет определить сле-дувяие проблемы, требуввие ренения.

1. Имсввиеся методы расчета процессов газообмена с учетом газодинамических явлений в газовоздумных трактах не учитывает особенности конструкции перспективных автомобильных двигателей - на-

дичие ¿Буя гшусгашх н двух ¡вклускннх клапанов и требуат совер8енсп!оваш?2.

2. В кзвестпах кетодиках. в 'лучхек случае, производится оценка вОСектквности св^ествусанк на двигателе саз газораспределение. Необходимо разработать методику выбора фаз с использование*! ь-ате саткческого иоделированиа.

3. Рассмотренное конструкции ыеханизыов изменения фаз увеянчк васт габарита двигатели, что затрудняет установку их на те ¿готово били. на которых они прймсняатсв без веханизиов изменения Фаз.

4. Вследствие ас>©а!ттности применения изменения фаз для уяуч • кенкс потребительских качеств аитокобкля, проблема изменения Фаз ааслугавает разработки и исследования.

5.&К2 исследуекого вопроса при разработке иатеклтическоЯ коде ж процессов во спускной спстехс косно принять как базовуа идио-иернуз модель. разработаанув Б.П.Рудик к С.Р.Березкннк с дорабит-кой ее дла систем с двукя ппусг.ниии клапанакн,

б.йдя процессов в цилиндре за Ьазоиуа *огно принять модель, разработакнув под руководством Г.Й.Драгуиова и доработать ее с учетон особенностей двигателя с вприскок бензина.

& итоге определена слодуссне задачи исследование.

1. УсоБерсснствованис ыатеыатлческой иодели рабочего процесса & ЙВС с учетоа газодкнамкчееккх процессов, происходящих в газопроводах. приконителько к двигателе с вприскок бензина, икев^еку два впцск1Ш5 в два выпускных клапана на касдий цилиндр.

2. Расчетко-зкспернаеитальное исследование влияния изменения Саз газораспределения впускних клапанов на эффективные показатели ЛВС на реакае полного дросселя к определение целесообразных по за дакнекд критерий ешз газораспределения в зависимости от регшма рабств двигателя.

3. Разработка конструкции кеханизиа кзиененка ©аз-, изготовление в вспнтакиа опвгкого образца, выработка практических рекомендаций.

За объект исследования принят четирехцилиндровнй. четиректакт-нкй. бензиновый двигатель ВйЗ-2112 с вприскои, иневдий по два ВВЦсшшх в два Ешпдскшг клапана на касдиК цилиндр. Двигатель наест рабочий объек 1500 скЗ. нокннальнув иоаность Ке-Б2.5кВт/5600иин. крдгящий коиент йе= 130 Не.

2.ватеиатнческая модель я методика теоретического исследования ипаянвниа фая

Математическая модель составлена в одномерной постановке я базируется на модели газообмена в ДВС, разработанной д.т.я.Б.П.Рудый. С.Р.бервзиныи . и на модели протекания рабочего процесса в цилиндре, разработанной д.т.н. Драгуиовии Г.Д.

Прм составлении математической модели приняти допущения об одномерности модели и квазистацмонарности потока. Заброс газов во впускной коллектор происходит без переиеанвания с воздухом, и после окончания заброса газы возвращавтся в цилиндр. При расчете газодинамических явлений во впускной трубопроводе я клапане все вневние воздействия (геометрические, расходние. механические, тепловые. трения) опосредована через скорость потока. Газ в рабочей камере двухконпонентный - воздух я остаточнне газа. Давление в цилиндре на расчетной иагв выравнивается по всеид объему мгновенно. Теплоотдача от газа в стенки цилиндра учитывается с шшоцъв коэффициента теплоотдача. Поле скоростей в цилиндре првнявается однородным и пропорциональный средней скорости порвня. Зчат теплообие-на в выпускной коллекторе упрекается и принимается равная 2...42 от введенного с топливом. Давление в випусквоа коллекторе на заданном ремиме постоянно, однако с изменением ревияа кзвеняетса.

Расчетная'схема газообмена в рабочего процесса в цилиндра представлена на рис.1а . Принципиальная блок-схема (»счета рабочего цикла представлена на рис.2.

В базовуа программу 1Й1ЕТ введена подпрограниа 'ТгI" расчета течения газа в месте разделения впускного канала на два.

Тройник рассматривается как скачок сеченая (ся.рас 1в)) а т.9. Расчет течения по патрубкам В и С не производится, считая, что та длинами можно пренебречь и тройник сразу следует посла клапавоз.

При зтов

„JL__з(Мз) Гс

9?~тГ(ги j■ (гл

•WiMi);

( 1

Р' _ __га

- ТТ'(Ми);

( 2

tlMJ rt -q(Мч)-

С 3

гастагшш сзссаса модели

¡•«ic-очсго процесса.

ГЙ.СЧОТКЬБ CSCi

>с\/" / >

р ' /

/V

Гчх\<?4 / Д ,

/ / v^^ R«

I

/

VI

\ „. VJL

I

1 ПрОCC'wIIs<J* G&CJiCHi-S'

2-патрусо'..: "е."

4-сатру5ск "Ь"

5-rponura;

о-клап&ик впуекгше 7-а- -л;:кцр

5Î

€ ^ ^V1

Mi аа * Мг -az ; Ni ûj = MÎ-а'-, .

t 4 î С 5 }

«"ДО z -Ft*Fa; f - коэсфяциеит. характеризуй отновеюе проходшк сеченый

uaiicuos С a fi.

Поскольку ШМ Б а С расположены оиметрвчао относительно какала Û. го f =0.3.

5 времени ( J ) <кз - козофацкеит потерь полного щмтааи определяется m враанекш

б^з я ^ и, * /с)

rgs Mî,M»~ числа Е&ха в сеченззя 3.4 ; К - показатель адаабзтс ;

С б }

г

LirioM-CXÍ.'-'.S nporjvu-j-sí "'.

^»Рочего года Бадкгииюлт г-г тяте.*;-ü с 4

г~

f—«J 35 п^гктъ • /

КЛ1"

L

Гг-:ЗОП1!:!ЗК!5'!геККЯ '¡ПСЧСТ I • :-У?""J", г;-: _J

1ÎÎL2T

Г Расггг поовгеео» «хчтяя,

стерший, учеигаренот

X

I .-iCΣ~ ярог.иесч j

j Ьг у j j

Г I

Е1СГС7, ¡

310К20 !

_____!

1

i , ^—.—_—__——.——-———i

И íVfbv

fïïwtij» H-DSUX fT-'S'îK.rea I " :з .......

i cact&r кзпедамгая s .-s !

Lh

Пэтать риуаг.т»Г5* расчета

пххгз

i

! GUVJÍ

fes. 2

- 10 -

У», У» - сечены триб Й в В.

Расчетк состояли газа в цмлмндре в процессы сватвя, ргорания, рабочего хода основаны на програмве расчета рабочего процесса по ветоду Г.Д.Лрагунова .

После закрытия ввпускного клапана расчет ведется из условия потери давления при расвирении за счет хода порвня и изменение давления за счет наполнения через впускные клапаны.

Температура расчитывается из условия адиабатического.созтноие-ввя параметров. Сватве. сгорание, рассматривается в общем случае как полмтропнве процессы. Расчет процесса расширения ведется как волвтропного. с учетом взменения коэффициента теплоотдачи в стенам. Состав газа прмнммается по концу сгорания, а величина удельной тевлотв определяется теплообменом аналогично случав сватия. По вавдову участку определяется работа газа м сумиарная работа газа.

Расчет ведется до совервеняя поляоетьв четырехтактного рабочего цвкла двигателя для одной частоты вращения коленчатого вала. Определяется индикаторные в аффективные показатели.

Представленная в настоящей работе математическая модель охватывает все стадия рабочего процесса, протекавшего в /¡ВС, начиная ет входа во впускнув трубу на ее границе с окрухавщей средой, в кончая ввхлопмой трубой.

С целы» адаптации математической модели в объекту испытаний всподьэоваю осциллограмма давленмя перед впускным клапанов на частотах 3006 в 5800мвн~'. Ваксамальвое расхождение расчетных в вк-сперввевтальнвх даннвх ве превввает 32. Сходимость всей математической модели принята достаточной, а математмческув модель - приемлемой для проведения расчетов в всследования двигателя С двумя воусЕшшв в двумя внпускнвмм клапанами в механизмом изменения фаз газораспределения.

Ори мгновенном гакрвтви клапанов наиболее целесообразно заяривать впускной клапан в момент равенства давления во впускной трубе в в цилиндре. При реальной кинематике клапана м более раннем Фактическом запирании его проходного сечення этого не наблвдается, однако определенная закономерная связь мевду углом закрытия впускного ирдплн* я углов, соответствувдям точке пересечения дваграяи давленая перед влапанок в в цилиндре, прослевмвается.

Отсвда следует, что геометрическое место точек пересечения дм-

- и -

аграмм давления молно принять за аналог зависимости целесообразного нзменрния Мз от частоты вращрния коленчатого вала. Опррделии различие мещду действительной зависимость« и аналогом, шшна определить действительную зависимость изменения целесообразных фаз от частоты вращения коленчатого вала."

В связи с выщесказанны* предлагается следугщая методика.

(.Производится расчет рабочего процесса двигателя на выбранных ревимах с определением диаграммы изменения давления перед впускным клапаном и индикаторной диаграммы.

2. На каждой частоте определяются координаты точек пересеченна диаграмм давления перед клапаном и в иилиндре. Геометрическое то этих точек составляет кривуо. которая повторяет траекторию протекания кривой изменения целесообразных фаз от частоты вращения коленчатого вала двигателя, однако смещена от нее по координате относительного изменения фаз газораспределения.Назовем ее "аналогом".

3.На одном из ремимоп рагчетом определяется значение отклонения угла запаздывания впускного клапана от "стандартного", соот-Вгтстнуввее наиболыему значение крутящего момента на данном ре«м-ме.

4."Аналог" перемещается таким образом, чтобы его точка, соответствуешая заданному режиму, совпала с точкой, определенной по п.З.

3.Теоретическое исследование изменения фаз.

Результаты теоретического иссярдовлния

С црльв рагчетного опредрленмя зависимости изменения газораспределения от частоты вращения коленчатого иала двигателя для частот 1000, ?0С0. 3000. 3500. 4000. 5000, 5Б00, бОООвин*' проведен ряд расчетов течения воздумного потока во впускном трубопроводе и рабочего прпцггса двигателя при "стандартных" фазах газораспределения.

Ппгтрнгн "лн.1япг". Пронгдрны расчеты при измрнгнии фат от -24 гр.«д. до град, "кв от "стандартных" для чагтпты ЗПООмин".

Расчеты показали, что наиболыие значения крутящий момент имеет при "стандартных" фачах. После этого аналог был перемещен в системе координат таким образом, чтобы точка ка частоте 5600ммн .

аналога, совпала с расчетной. Так получена расчетная кривая фаз впуска, показанная_на'рис.3. Кривая ииеет боль&ой диапазон кэнененяй фаз от -ЗЗград.' до 43 град.пкв. Поскольку с реальной явкгателе имеется конструктивное ограничение по возмоености изменения саз, определяемое опасностью встречи клапанов с поранея. составлевцсг ~ 20 град.пив, реальный диапазон изменения раз бил ограничен грзд.пдв. Рскоаенднсиаа зависимость извенсния фаз газораспределения показана на рнс.З.

Дгдорбкзд кзненглки углов ззж&зднваикй здкршж: шпусхного капана с посто£ш:ш: поя&ешш

<1±> гршИХВ йо 23

-10

-со —

~го -ее ~сз |

-70 | -СО- I

* ! 1 1

|

1 г

?........ ¿г

| %

У- —-- ---

$ 1 г

| 1 /

|

1 /

ц ■■ \ \ /

1 \ /

I /

1 V г

О 1000

-.¡а- -расист

2000

ъаХ/0

4 ООО

8000

еооо

-прс&сяьвсе воааожксч «иггиекме фаа

7000

Р;:с.З

£ целък подтверждения правильное^; расчетной зависимости били проведет; расчета рабочего процесса г: течения газа со впускной трубе дяз всего диапазона изаеиениг оаз газораспределения от -24

ггп::. <:'° грт5,Г1'. ' :;" ::: г.

зпачг>нг$ лаз ¡г;! каздоп рстач? с тек;;, когоркз гвлп опредзле:^ по

перпоД расчетной кривоЛ. Следовательно, предяомннггй способ спро-

долянй'! члп;1с::'.'ост'.1 ат реяяча раЗоти докгатога пэ

анепи».* скяппст'пл хлр<та?«ст::ке спрпзг.ан и чо~ат бить предложен

для опрезелекип *лз для дзкглтедеЯ, спотзйтстпч"'";^ грияятсЯ рзс-

ЧЯТНОЛ С;'0ЦП.

С цсльз ;;сследован:?а эиектнвиссти иззенеияа с-аз при персязя-ипй продолжительности згр;сиа и подъеме клапапз по принятой "етпд::-.:з прозелени расчет;; показателя^ дяяглтелз пр-; полной дросселе па раздкчник частотах пра?;еш;з иолзпчатогз сала,

Дла чтпго использован лике&шЯ закон изнснешо подсока клапана а гш«си»!опти от частота вращения коленчатого валл л.зг.гатз«л.

Злррдплгиа зпв'лспмостъ кзяеиепяз цэдсссобразпих таз от частзт'з вращения (рпс.4).

Диагрлякл цсяаспсбразних яглез заяаззвзаяия за:;?:!ткя впускного кдлпаяз при пзреяаппоз водгсйз йт-

■5.

% ГЯ

Й- •

1-4

I

1 и и

' Г I ,-Г Г ! .

Л. III

_]_ь ! 4 1 1 1 1-4-4—

Я,ев/ваз

Рис. 4

Пз: гр.': ".'.над -чависавость показнвает. что диапазон изиенепкп п?-десаойр.иичх эаэ з этон случпе располагается в предзлах констрдк-гкпмчх пгр.чничг>най двчгатела. сзаЭанкйз с вероатностьз касания поргиа.

Сравнение пнет««; скяростпид характеристик двигателя при пос-

тояннои я переменно* подъемах клапанов показывает что при уменьве-нмн подъема впускных клапанов в диапазоне частот от 1000 до 2000мин*промсходмт улучвение показателе! по водности в крутящему моменту.

4.Методика в результаты экспериментальных исследований

Испытанна двигателя с механизмом изменения «аз проведены в моторном боксе Н7Ц АвтоВАЗ.который оборудован приборами в устройствами согласно ГОСТ 14В46 81. погрешности испытаний находятся в пределах регламентированных последний я в соответствии с методикой проведения моторных испытаний в НТЦ АвтоВАЗ дополнительная оценка пигремностм измерений не производится.

Двигатель оборудован веханизвов изменения фаз газораспределения как для впускного, так к выпускного распредвалов. 4 также приводов механизмов. Механизм представляет вз себя акив зубчатого ремня, венец которого имеет возможность углового перемещения относительно неподвижно закрепленной ступицы. Ступица оснащена двумя гвдроцмлилдрами. тангенциально* расположенными в плоскости якшва. Перемещение пораней вдоль осв гмдроцмлмн^ов через посредство рычага в кулисы преобразуется в угловое перемещение венца относительно Ьтупмцы. Техническое ревение по описанному механизму изменения фаз обладает новизной в зарегестряровано в качестве изобретения (А.С.И.1733644.от 15.01.1Э92г) 121.

Изменение фаз газораспределения производится с поиоцьв электрогидроприводов отдельно каждого распредвала, что позволяет управлять валами автономно, независимо друг от друга, с пульта управления стендом. Контроль фаз осуществляется с помощьв специального электронного блока . который фиксирует сигналы от датчиков Холла .

Во впускнув трубу перед клапаном встроен пьеэокварцевмй датчик давления М7507 ЯН 150421 фирмы ШПЕй. .Сигнал от «его через у сожитель поступает на влейфовый осциллограф, либо ЭВМ. Двигатель промел натурные стендовые испытания.

Экспериментальные исследования проведени с цельв проверка правильности теоретических исследований и опр; „елениа возмомяоетей способа управления характеристикой двигателя изменением фаз газораспределения.

- 13 -

. Методика исследования состоят в следугтем.

1. Сзза запуска прннзта "стаядартнакв" е вехзхеиякхп. ?зза впуска йзаеняптсз от поздних угхоз (24 град, ляв) по сравнения са "стемдартн!.'5!!1", до 2'1 град, в сторону ранних углов через 4 град, пкн.

2. По резмльтатаа расчетов на частотах 1000.2000,3000.3500. 4000.5000,5800,5000 тли1, опредслаатся внегнао скорэстнме характеристики (ВСХ).

3. Для казной частота определяется значения <?азн впуска, обеспечивавшие наибольвее значение нрутгз^его нояента.

4. Определяется засясивость фаз спуска от частот вразенкз, определенных согласно п.2.

5. На расчетная частотах устанавакваятса определенные о пп 1.-•1. фаз я впуска, ©аза выпуска изиеняатся от поздних (24 град.пкв.) до ранних (24 град. пкв.) через 4 град. пкв. Определавтса целесообразнее значения оаз выпуска, обеспечивавшие наибольвиО крутящий ноиент.

8. Чередуется снятие регулировочных характеристик по фазам впуска и выпуска до прекращения улучвениа показателей по крутящему мокенту.

?. Дедается пшзод о влияний ¡раз впуска и Саз выпуска на зс*ск-тншшс показатели двигателя.

0. истанавлнваатса "стандартнее" Фазе впуска и вапуска. Снкка-нтса внешние скоростние характеристики а оецзллогракзы давленая перед впускнаин клапана!::! на частотах по п, 2.

9. Для оценки эффективности прниенсниз яеяаийзка изменения ©аз сиимаатса регулировечние характеристик» по составу скеси.

10.Снимается характеристика холостого хода при п=бб0ккн"' .

11.3 контрольной точке п=2000кин*', Ре=0.?.Ш1а и на региие. со-ответствус'ея скорости дпиюииа азтоаобнлз 90ки/час производится завер токекчннх «оппонентов.

12. Дсллятся вывода я предлозения.

По результата!» испытаний построена акспериаентальная днагракыа целесообразных по величине крутящего ноыента $зэ (рпс.З).

Сравнение эксперикентальной й расчетной диаграмм показывает кх хоровуо сходимость в пределах вага счета.

С цельв Полсе детального изучения изменения фаз изменялись кап ©аза ввдека. так а выпуска в определялись значения зефрктввних по-

казатегес.

На рентах п^ОООвин"', Ре=0,2КПа. 0а=90км/ч и Ка^гОцм/ч согласно методике сняты регулировочные характеристики по составу снеси.

- На рввние Уа-ЗОкн/ч определялись фази газораспределения впускного распредвала, обеспечивавшие минимальный расход топлива. Вии является 'стандартные* фазы двигателя ВОЗ 2112.

- Для выпускного распредвала целесообразный является .изменение фаз от стандартных на 4 град.пкв. в сторону запаздывания.

- На рсЕиие Ца=120кв/ч для впускного распредвала целесообразный является изменение фаз на 16град.пкв в сторону оперсвения по отновенив в "стандартный*.

- На релиме 1>а-!20кк/ч целесообразными фазами для выпускного распредвала является "стандартные* фазы двигателя ВОЗ 2112.

- Б контрольной точке п=2000мин~', Ре-0,2ИПа целесообразным для впускного распредвала является изиенение фаз от 'стандартных* на 4 град.пкв в сторону опереления.

- Целесообразный« фазами для выпускного распредвала при выбранных фазах впускного является изиенение фаз от "стандартных' на 4 град.пкв в сторону запаздывания.

- На режимах 1)а=30кк/ч и п=2000мин~. Рс-0,2МПа изменение фаз существенно влияет на выбросы окислов азота КОх . При изменении фаз на 20 град.пкв в сторону оперевения по выпуску и на 24 град.пкв в сторону запаздывания по впуску выбросы окислов азота сшпается в первой случае в 4.6 раза, во втором - в З.браза. Быб роев токсичных коипонентов СО. СИ. при изменении фаз практически не иеняотся.

-Иннкмадыше вмбросв СО в СН при работе по выпускному и впуск воыу распредвалам получены при изменении фаз от "стандартных* на 12 град.пкв в сторону запаздывания, при этом чувствительность к изменение фаз газораспределения выпускного распредвала наибольмая.

ВКВОДН

1. Сходимость теоретических и экспериментально определенных зависимостей изменения целесообразных *аз позволяет утвервдать о правильности выдвинутых предполокений и годности предлагаемой ие-

тодикн теоретического определенна зависимости целесообразна* фаз от частоты вращения коленчатого зала двигателя.

2.Разработанная методика теоретического исследования позволяет примерно в четыре раза сократить трудоемкость определенна целесообразного для получения наибояьвего крутяыдего момента изменения фаз.

3.Установлено, что управление характеристикой дангателя путем изменения фаз газораспределения позволяет получить улучвение показателей исследуемого двигателя по максимальной аозноста на 162. крутящему моменту -на 13,62, снизает удельный расход топлива на 3500иин"' на 212, улучмает наполнение на реаиае 5б00нин" на 31.72. Расходы топлива на резинах двизения 30-120кн/ч сннзаатся на 1,9-2.02, выбросы НОх на реаиме ООка/час снизаатса о 4.0раза, на реяиме 2000мин , Ре-0,2йПа - э 3,8раза, выброса СО на холостой ходу сниваотся в 13раз. Эти показатели получены при одновременной изменении фаз впуска я выпуска.

4.Непрерывное изменение только фаз впуска дает прирост по косности и моменту на 82 по сравнение с двухпозициошшм на знегпей скоростной характеристике о диапазоне частот врацеияя 3300 -ЮООмин"'. Вследствие того, что такие резимв работа двигателя применявтея пра двизенин со скорость» несколько больаей 120кя/час, а такзе разгонах, непрерывное изменение фаз целесообразно. Для применения способа изменения ©аэ с наибодъяей зффсктавностьз необходимо непрерывное изменение как фаз впуска, так в выпуска. .

5.Разработанная экспериментальная установка позволяет ассяедо-вать с-азы газораспреления на 26 град.пкв в сторону опереаения я т 29 град.пкв в сторону запаздывания-от "стандартного" полояенаа э аироком диапазоне скоростнах и нагрузочных реаииов без остановка двигателя.

6. Яменыение подъема клапанов в сочетания с уаеньвением про-додаительностм фазы впуска ведет к улучяенив показателей по наполнении на частотах вращения от 1000 до 2000мин/на 7.82. по крутизну моменту ч мощности на 112, по удельномд расходд топлива улучяение составляет до 82. позволяет получить диапазон изменения Фаз в пределах возмовности работ» Двигателя без контакта клапанов с поранем.Чхудмение показателей на частоте п=3000иин'свидетельствует о необходимости ограничения изменения подъема клапана а про-

долкнтельиостн фаз для нсследуекого двкгатеда частотой ез более гОООмаяТ'

7.Для улучвсная показателей аззтоаобнля ВЙЗ 2110 с двигателей ваз 2112 при отсутствии ыоханизиа иэиснення фаз. целесообразно изыскать Фазы впуска к ваяуска на 10-12град.шга в сторону опереге-

1ШЯ.

11.Натурные испытания диигателя БАЗ-2112 с асханизаоы язаена-ниа фаз показали работоспособность новой конструкции, защищенной а.с.И1733844 от 15.05.32r и пути дальнейших доводочных работ в Научно технической центре Болеского автомобильного завода.

Основные г.ояоаелня диссертации опубликовала в следивших работах:

1.П.С.1М733644. СССР. ИНН 5 Р 01 И/34. Механизм регулирования фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания/ А.В.Егоров, Г.2.Литвин (СССР).-114785081/03; Заявлено 22.01.90. Опубл.15.05.92. БВЛ.Ш.

2.Драгунов Г.Д., Егоров О. *0 вопросах азвенения характеристики Д~С ,//Двигателестроснае.-1991.-Н12.- С.12-14,26.

3.Егоров б.В., Батенкн Й.С. Конструирование а испытания механизма газораспределения с кзкснзехикн оазаак//Двигатели внутреннего сгорании и их конкурентоспособность :11ауч!10-тох.ничвская коп§а-реиция:Тезнса докладоигЧедябин1;к:1991.-С.30-32.

4.Егорой П.В.. Лысова Е.0, Теоретическое исследование зависимости оа! газораспределении от частота врадення коленчатого ва-да//Даигатеда омутренисга сгораная н.нх нонкурентоспособность:На-учно-тсхничзская кон?сргнцйа:Теаасы докладов.-Челябинск; 1991.-С.32 34.

Подписано я печати 20.CS.93. ^ордат СССЙО 1/16. Печ.л. I. Уч.-нзд.л. I. Тяраа 100 экз. йа.^аз 114/273.

70И 1ГГ7. <15408Г), г. Челябинск» пр.им. 3.'Д. Ленина, 76.