ВКР: Когенерационная энергоустановка на базе двигателя ВАЗ 2131 с модернизированной системой охлаждения

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в автомобильной промышленности, дальнейшее увеличение грузооборота автомобильного транспорта предусматривает не только количественный рост автопарка, но и значительное улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.
В области развития и совершенствования автомобильных двигателей основными задачами являются: расширение использования двигателей с надувом, дизелей, повышение топливной экономичности снижение удельной массы двигателей, стоимости их производства и эксплуатации. На принципиально новый уровень ставится борьба с токсичными выбросами двигателей в атмосферу, а также задачи по снижению шума и вибрации в процессе эксплуатации. Значительно больше внимания уделяется использованию электронно-вычислительных машин при расчетах и испытаниях двигателей.
Первый практически пригодный газовый ДВС был сконструирован французским механиком Э. Ленуаром (1860 г.). В 1876 г. Немецкий изобретатель Н. Отто построил более совершенный четырехтактный газовый ДВС. По сравнению с паромашинной установкой ДВС принципиально более прост, так как устранено одно звено энергетического преобразования – парокотельный агрегат. Это усовершенствование обусловило большую компактность ДВС, меньшую массу на единицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалось топливо лучшего качества (газ, нефть).
В 1880-х гг. О.С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 г. Немецкий инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности ДВС, предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого ДВС на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель») в 1898-99 гг. позволило « применить в качестве топлива нефть. В результате этого ДВС становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем.
К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные и двигатели с системой впрыска, в которых горючая смесь из жидкого топлива и воздуха образуется в карбюраторе или же непосредственно в цилиндре, и газосмесительные, в которых горючая смесь из газа и воздуха образуется в смесителе. В ДВС с внешним смесеобразованием зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизелях) топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры.
Экономичность работы ДВС характеризуется эффективным КПД, который представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, выделяемого при полном сгорании топлива, затраченного на получение этой работы. Максимальный эффективный КПД наиболее совершенных ДВС, оснащенных самыми современными системами, на некоторых режимах составляет 50% и более (например, ДВС фирмы ВМW, оснащенные системой Vа1vеtroniс).
Основным преимуществом ДВС перед двигателями гидравлическими и электрическими является независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и т. П.), в связи, с чем установки, оборудованные ДВС могут свободно перемещаться и располагаться в любом месте. Это обусловило широкое применение ДВС на транспортных средствах (автомобилях, сельскохозяйственных и строительно-дорожных машинах, самоходной военной технике и т. П.). Несмотря на то, что ДВС являются несовершенным типом тепловых машин (сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.
Основными современными тенденциями при проектировании новых силовых агрегатов являются повышение мощностных характеристик при обеспечении минимального расхода топлива и соблюдении экологических требований по охране