Тепловой расчет ДВС на основе двигателя – прототипа модели CHERY SQRD4G15

Введение
Современные двигатели являются очень технологичными. Новейшие разработки позволили конструкторам добиваться невероятно высоких показателей мощности и экономичности. Ощутить все прелести современных разработок могут обладатели автомобилей высокого класса. Низший сегмент рынка предлагает модели, как правило, с устаревшими моторами, которые претерпевают небольшие доработки. Дело в том, что со временем в конструкции двигателя выявляются разного рода «болячки», которые и устраняются автопроизводителями.
На дешевый автомобиль куда выгоднее ставить проверенную годами эксплуатации конструкцию, чем тратиться на создание новой.
Главным плюсом такого подхода для потребителя можно отметить дешевизну обслуживания, надежность и долговечность.
Китайские автопроизводители в своих моделях зачастую используют двигатели сторонних производителей. Конструкцию изучают и модифицируют, приводя ее к необходимым требованиям.
















1. Выбор и обоснование конструктивных параметров ДВС, исходных данных для теплового расчёта
1.1 История и краткий обзор двигателя CHERY SQRD4G15
1.5-литровый двигатель Chery SQRD4G15 производится на китайском заводе еще с 2013 года и ставится на популярные на местном рынке седаны Arrizo 3, а у нас известен по модели Bonus 3. Этот силовой агрегат по своей сути является лишь модификацией мотора SQR477F под ЕВРО 5.

1.2 Схема SQRD4G15
Базовый 1,5-литровый атмосферный мотор оснащен распределенным последовательным впрыском, двумя верхними распредвалами DOHC и двойной системой изменения фаз газораспределения DVVT. Решение, призванное сократить количество выбросов, оптимизировать сжатие смеси, сэкономить бензин и повысить энергоэффективность агрегата
1.3 Технические характеристики SQRD4G15
Таблица 1 - Характеристики
Объем двигателя, куб.см 1497
Максимальная мощность, кВт. 91
Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. 140 (14) / 4500
Используемое топливо Бензин АИ-92
Расход топлива, л/100 км 5.9 - 9
Тип двигателя Рядный, 4-цилиндровый
Доп. информация о двигателе MPFI
Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. 122 (91) / 5900

Степень сжатия 10.8
Привод клапанов SOHC
Количество клапанов на цилиндр 4
Система старт-стоп нет

1.4 Особенности системы питания
В рассматриваемом двигателе подача топлива осуществляется путем принудительного впрыска топлива с помощью форсунок во впускной коллектор или в цилиндр.
Принцип работы:
В контроллер при работе системы поступает со специаль-ных датчиков информация о следующих параметрах:
- положении и частоте вращения коленчатого вала;
- массовом расходе воздуха двигателем;
- температуре охлаждающей жидкости;
- положении дроссельной заслонки;
- содержании кислорода в отработавших газах (в системе с обратной связью);
- наличии детонации в двигателе;
- напряжении в бортовой сети автомобиля;
- скорости автомобиля;


- положении распределительного вала (в системе с последовательным распределенным впрыском топлива);
- запросе на включение кондиционера (если он установлен на автомобиле);
- неровной дороге (датчик неровной дороги);
- температуре входящего воздуха.
- На основе полученной информации контроллер управляет следующими системами и приборами:
- топливоподачей (форсунками и электробензонасосом),
- системой зажигания,
- регулятором холостого хода,
- адсорбером системы улавливания паров бензина (если эта система есть на автомобиле),
- вентилятором системы охлаждения двигателя,
- муфтой компрессора кондиционера (если он есть на автомобиле),
- системой диагностики.

Изменение параметров электронного впрыска может происходить буквально «на лету», так как управление осуществляется программно, и может учитывать большое число программных функций и данных с датчиков. Для оперативного выявления неисправностей инжектора используется компьютерная диагностика инжекторной системы подачи топлива.




1.5 Особенности системы охлаждения
Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. Система состоит из рубашки охлаждения, радиатора с электровентилятором, расширительного бачка, водяного насоса, термостата и шлангов.
Циркуляцию жидкости в системе создает водяной насос. Из насоса жидкость подается в рубашку охлаждения двигателя, омывает цилиндры, камеры сгорания и 12 затем поступает к термостату. В зависимости от положения клапана термостата жидкость поступает в водяной насос (при низкой температуре) или в радиатор (при высокой температуре). При температуре жидкости свыше 87 °С клапан термостата начинает открываться и жидкость циркулирует по большому кругу - через радиатор системы охлаждения.
Радиатор системы охлаждения обдувается встречным потоком воздуха и продувается электровентиляторами Радиатор с вертикальным потоком жидкости, с трубчато-ленточной алюминиевой сердцевиной и пластмассовыми бачками.
В верхнем бачке радиатора находится наливная горловина, закрытая пробкой. На автомобиле с автоматической ко-робкой передач в нижний бачок устанавливают теплообменник для охлаждения рабочей жидкости коробки. В нижнем бачке радиатора находится пробка сливного отверстия.
В бачках выполнены подводящий и отводящий патрубки шлангов к водяной рубашке двигателя, а также патрубки шлангов, соединяющих радиатор с расширительным бачком. Пробка радиатора с впускным и выпускным клапанами. Выпускной клапан поддерживает повышенное давление в системе с целью повышения температуры кипения охлаждающей жидкости. Клапан открывается, когда давление становится выше 0,11 МПа (1,1 кгс/см2).
При остывании двигателя давление в системе снижается, в этом случае открывается впускной клапан. Расширительный бачок служит для компенсации изменяющегося объема охлаждающей жидкости в зависимости от ее температуры. Он изготовлен из полупрозрачной пластмассы.
На его стенки нанесены метки «F» и «L» для контроля уровня охлаждающей жидкости, а сверху расположена наливная горловина, герметично за-крытая пластмассовой пробкой.
Водяной насос центробежного типа обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения, установлен на передней поверхности блока цилиндров и приводится во вращение поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала. В насосе установлены закрытые подшипники, не нуждающиеся в пополнении смазки.
Насос ремонту не подлежит, поэтому при отказе (течь жидкости или повреждение подшипников) его заменяют в сборе. 13
Термостат с твердым термочувствительным наполнителем поддерживает нормальную рабочую температуру охлаждающей жидкости и сокращает время прогрева двигателя. Термостат установлен в корпусе, который закреплен на головке блока цилиндров.
При температуре охлаждающей жидкости до 82 °С термостат полностью закрыт и жидкость циркулирует по малому контуру, минуя радиатор, что ускоряет прогрев двигателя. При температуре 82 °С термостат начинает открываться, а при 95 °С открывается полностью, обеспечивая циркуляцию жидкости через радиатор. Он включается и выключается по сигналу электронного блока управления двигателем в зависимости от температуры охлаждающей жидкости.
Электровентилятор системы охлаждения (с пластмассовой многолопастной крыльчаткой) служит для дополнительного обдува радиатора, включается и выключается по сигналу ЭБУ. Электровентилятор в сборе с кожухом закреплен на радиаторе.

1.6 Особенности системы смазки
Одна из главных систем двигателя — смазочная. Она состоит из поддона, насоса, фильтра и различных каналов.
1. Маслонасос приводится в действие коленвалом.
2. Насос поддерживает давление в системе на требуемом уровне, а как только напор повышается, задействуется обратный клапан (перепускной). Излишки масла попадут назад в поддон.
3. Еще один клапан находится непосредственно в фильтре — через него масло проходит прямо к механизмам двигателя, даже если фильтр сильно загрязнен и не работает. Это специально предусмотрено конструкцией, чтобы не оставлять трущиеся элементы ДВС без смазки. Таким образом, сокращается срок капитально-го ремонта, но грязное масло оставляет большое количество примесей в двигателе, что рано или поздно приводит к неисправности.
4. Фильтр очищает поступающее из картера масло, затем отправляет его сразу в главную магистраль. Далее поток смазки разделяется — один идет к коренным подшипникам коленвала и шатунным подшипникам, второй — на ГБЦ, для смазки гидротолкателей и подшипников распредвалов. А вот для охлаждения поршневой группы масло подается путем разбрызгивания. Единым потоком смазывающая жидкость через ГБЦ и БЦ стекает обратно в масляный поддон.