Купив подержанный автомобиль, многие люди с удивлением обнаруживают, что машина укомплектована вовсе не тем двигателем, который был установлен на ней в момент схода с заводского конвейера.
Результатом становятся затруднения с ремонтом, покупка неподходящих запчастей, неправильно выбранный режим эксплуатации и множество иных неприятностей. Также далеко не все люди интересуются конкретной моделью двигателя при покупке транспортного средства, что впоследствии приводит к проблемам с заказом запчастей либо расходных материалов.
Соответственно, возникает вопрос, как узнать модель двигателя, не затрачивая на это много времени? Ответов может быть несколько, и вам стоит выбрать наиболее удобный.
Простейшим способом определить модель двигателя будет открыть капот автомобиля, и найти соответствующее обозначение на поверхности самого мотора. К примеру, компания Volkswagen нередко оставляет на произведённых ею двигателях заводскую маркировку — например, EA 288, EA 888. Аналогичным образом поступает и такой известный производитель, как Mercedes, однако в этом случае номера двигателей начинаются с символов OM. Узнав модель двигателя, вам останется только ввести подобное обозначение в поисковую строку браузера, чтобы получить развёрнутую информацию о его характеристиках.
Однако сохранение такой маркировки на моторах можно назвать единичным случаем. В большинстве случаев приходится довольствоваться номером двигателя, который традиционно выбивается на левой стороне блока, хотя встречаются и иные места его нанесения.
Как правило, первый символ обозначения двигателя указывает на год выпуска (после 2000 года ставятся буквенные индексы, соответствующие порядковому номеру года), последующие четыре на модификацию агрегата, а последний — на климатическую версию. Ниже основного номера ставится серийное обозначение из восьми символов, которое не будет представлять для вас столь большого интереса. Информацию по расшифровке кодов двигателя можно найти на специализированных сайтах, в литературе производителя и в инструкции по эксплуатации.
Третий способ определения модели мотора — по ВИН-коду (VIN), который представляет собой серийный номер транспортного средства, обязательный для каждого производителя. Конечно, только немногие эксперты умеют читать подобные номера сходу, поэтому вам придётся воспользоваться специализированным справочником.
Можно приобрести книгу, которая рассказывает о методике чтения VIN-кода — такой способ будет очень познавательным, но требующим немалых затрат времени. Поэтому лучше ввести серийный номер в специализированный онлайновый справочник, который выдаст всю информацию по запросу за считаные секунды. Найти подобные сервисы можно в любой поисковой системе, используя запрос «расшифровка VIN».
Стоит сказать, что даже расшифровка по VIN не всегда даёт стопроцентный результат — иногда сбой даёт база данных на сервере, а иногда ошибку допускает сам завод-производитель. По последней причине не стоит безоговорочно доверять номерам, выбитым на поверхности блока цилиндров, поскольку человеческий фактор всегда может стать причиной непреднамеренной ошибки.
Поэтому перед покупкой автомобиля с подозрительным двигателем вам следует обратиться в МРЭО с просьбой проведения экспертизы. Скорее всего, вас направят в специализированный технический институт, где ждать придётся немало времени. Однако если у вас есть резерв времени, то такая методика даст превосходные результаты, и вы сможете точно определить модель двигателя.
Однако очень часто двигатель меняют без регистрации номерного агрегата в государственных органах, поэтому МРЭО не может точно определить, какой двигатель стоит на машине. Возможности института также не безграничны — вам могут предоставить отказ в определении модели силового агрегата либо затянуть исследование на длительное время.
В подобных случаях стоит прямым путём отправляться в специализированный сервисный центр и заказывать услугу комплексной диагностики двигателя. Мастера, пользуясь своим опытом и методическими материалами, быстро определят, какой именно силовой агрегат установлен на вашем транспорте. Конечно, бесплатной услуга не будет, однако можно рассчитывать на сумму в 500–2500 рублей в зависимости от марки автомобиля.
Однако в малых населённых пунктах подобных сервисных центров обычно нет, поэтому определить модель двигателя будет очень затруднительно. Остаётся только последний способ, который предполагает обращение к автомобильным экспертам напрямую через интернет. Вам необходимо будет найти специализированный форум либо сайт, где обмениваются опытом технические специалисты, и изложить сущность своей проблемы.
С большой долей вероятности вам помогут выяснить, какой двигатель стоит на вашем транспортном средстве — в противном же случае придётся отправлять фотографии и другие материалы в представительство завода-изготовителя, что займёт несколько месяцев.
Чтобы определить конкретную модель двигателя и все характеристики такого силового агрегата, вам следует воспользоваться относительно простыми способами — они дают положительный результат в 90% случаев. Однако если транспортное средство было переоборудовано и укомплектовано иным мотором, шансы на выяснение истины существенно уменьшаются.
Лучшим способом будет создать запрос в МРЭО, однако и в подобном случае вас может ожидать неудача. Поэтому примерно в 2–3% случаев обойтись без экспертной консультации не получается. Если речь идёт об автомобилях, выпущенных до 1991 года, то ситуация существенно затрудняется, поскольку многие производители тогда использовали безномерные агрегаты, и выяснение их модели точно потребует работы профессионала.
365cars.ru
Разработка математической модели двигателя внутреннего сгорания с использованием программного комплекса PRADIS
авторы: профессор, д.ф.-м.н. Карпенко А. П., Мухлисуллина Д. Т., Овчинников В. А.
УДК 519.6
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.
Карпенко А.П. [email protected], Мухлисуллина Д.Т. [email protected], Овчинников В. А[email protected]
"Если мы попытаемся включить в модель слишком много черт действительности, то мы захлебнёмся... Если, наоборот, оробев от столь мрачных перспектив, мы построим слишком упрощённую модель, то вскоре обнаружим, что она не предсказывает дальнейший ход явлений настолько, чтобы удовлетворить нашим требованиям. Следовательно, учёный... должен идти прямой и узкой тропой между Западнями Переупрощения и Болотом Переусложнения ".
Р. Беллман
Введение
В силу сложности и многообразия задач, сопровождающих моделирование автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), возникает необходимость разработки систем автоматизированного проектирования ДВС (САПР ДВС). Эти САПР должны включать в себя математические модели шатунно-поршневой группы и газораспределительного механизма (механика), систем впуска и выпуска (газовая динамика), систем топливоподачи и охлаждения (гидравлика) и т.д.
Целью работы является построение параметризованной трехмерной модели механической подсистемы ДВС, которая позволяет конструктору исследовать выходные характеристики ДВС в зависимости от интересующих его параметров двигателя и на этой основе решать задачу оптимизации ДВС.
В качестве базовой САПР используется комплекс анализа динамики систем различной физической природы – PRADIS [1]. Важным преимуществом комплекса перед другими подобными программными системами является большая библиотека моделей, включающая в себя
· модели одномерных, двухмерных и трехмерных механических элементов,
· модели электронных компонентов,
· модели гидравлических и пневматических компонентов,
· модели элементов сплошной среды,
· модели контактных элементов и т.д.
Одним из активных пользователей комплекса PRADISявляется ОАО АВТОВАЗ. В этой связи в настоящее время в комплексе активно развивается автомобильный модуль. Рассматриваемая в работе модель ДВС является частью этого модуля.
Разработанная модель ДВС использована для исследования работы одно-, двух- и четырехцилиндрового восьмиклапанного рядного автомобильного двигателя внутреннего сгорания с верхним расположением газораспределительного механизма.
1. Структура модели
Основными элементами модели двигателя являются маховик FLYWHEEL, передача DRIVE, подшипник коленчатого вала ROT и набор цилиндров CYLINDER. Общая структура модели представлена Рис. 1. Здесь и далее для представления структуры моделей используется входной графический язык препроцессора Qucs [1].
Рис. 1. Qucs- схема четырехцилиндрового двигателя с испытательным стендом.
Маховик FLYWHEEL представлен библиотечной моделью, которая отображает инерционные свойства произвольного твердого тела при его пространственном движении.
Модуль DRIVE моделирует ременную или цепную передачу, служащую для передачи вращения от коленчатого вала на распределительный вал. Модель учитывает потери в передаче, которые определяются моментом трения в передаче.
Подшипник ROT моделируется с помощью библиотечного цилиндрического шарнира. Модель учитывает упругие и вязкостные свойства подшипника [1].
2. Модель цилиндра
Модель цилиндра CYLINDERявляется наиболее сложным элементом модели двигателя. Модель состоит из модуля кривошипно-шатунного механизма и модуля участка системы газораспределения.
Схема модуля кривошипно-шатунного механизма представлена на Рис. 2. Модуль включает в себя модель кривошипа CRANKSHAFTс противовесами COUNTERWEIGHT, которые образуют участок коленчатого вала, модель шатуна CONNECTING_ROD, а также модели поршня PISTON и системы индикаторного процесса INDICATE_PROCESS_SYSEM. Последняя модель по заданной зависимости давления газов в цилиндре двигателя от угла поворота кривошипа формирует силу, действующую на поршень. Указанная зависимость может быть задана, как в аналитическом виде, так и в виде таблицы значений.
Схема модуля участка системы газораспределения представлена на Рис. 3. Модуль включает в себя модели участка распределительного вала CAMSHAFT, кулачка CAM, клапана VALVE и пружины SPRING с тарелками TOP_PLATE и BOTTOM_PLATE.
Рис. 2. Qucs-схема кривошипно-шатунного механизма.
Рис. 3. Qucs-схема участка газораспределительного механизма
Модели коленчатого и распределительного валов, а также стержней клапанов построены на основе библиотечной модели упругого пространственного прямолинейного балочного элемента. Эта модель отражает упругие деформации элемента в результате его растяжения (сжатия), изгиба и кручения вокруг продольной оси, а также перемещения элемента в трехмерном пространстве. В качестве модели шатуна использован такой же балочный элемент, но со смещенным центром тяжести. Имеется возможность использования также библиотечной модели произвольного упругого тела с податливостью, которая рассчитывается с помощью конечно-элементного модуля решателя комплекса PRADIS.
Модели поршней, тарелок, клапанам и маховика, построены на основе библиотечной модели трехмерной инерционной массы. Противовесы моделируются с помощью той же модели трехмерной массы, но со смещенным центром тяжести.
Подшипники коленчатого и газораспределительных валов моделируются с помощью библиотечных моделей цилиндрических шарниров.
Модель контакта между поршнем и цилиндром представляет собой библиотечную модель цилиндрического шарнира, которая позволяет моделировать зазоры, нелинейную податливость, а также нелинейную вязкость в различных направлениях.
В модели системы газораспределения используется модель дискового кулачка с роликовым толкателем. Возможно также использование модели кулачка с тарельчатым толкателем. Профиль кулачка описывается кубическим сплайном, что обеспечивает гладкую зависимость силы, действующей на толкатель, от угла поворота кулачка. Моделируются податливость и инерция кулачка и ролика, трение скольжения и качения между кулачком и роликом.
Пружины моделируются с помощью библиотечной модели упругого линейного пространственного элемента. Имеется возможность задать нелинейную упругую характеристику пружины в виде таблицы значений "деформация - усилие".
3. Модель испытательного стенда
В стационарных условиях ДВС испытывают в отведенных для этой цели и соответствующим образом оборудованных помещениях (боксах) на специальных стендах (Рис. 4) [2]. При этом эффективная мощность, развиваемая двигателем, поглощается тормозной установкой.
Рис. 4. Схема стенда для испытания двигателя внутреннего сгорания:
ОГ – отработанные газы
Модель испытательного стенда TEST_DESK представлена на Рис. 5. В модели тормозной установки используются библиотечные модели демпфера VISCOSITYи упругого элемента SPIRAL_SPRING. Элемент модели POWER_CALCULATIONпозволяет автоматически на основе момента и частоты вращения коленчатого вала двигателя вычислять его мощность.
4. Исследование модели и результаты
Для формирования математической модели исследуемой системы в программном комплексе PRADISиспользуется расширенный узловой метод для механических систем [1]. Решатель PRADISреализует несколько методов интегрирования системы обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). При исследовании модели ДВС для интегрирования систем ОДУ использовался неявный метод Штермера [3], для решения систем нелинейных алгебраических уравнений - метод Ньютона, для решения систем линейных алгебраических уравнений - метод Гаусса для разреженных матриц.
Рис. 5. Qucs-схема стенда для испытания двигателя внутреннего сгорания.
Модели всех элементов ДВС являются параметризованными. В качестве параметров моделей используются геометрические характеристики двигателя (диаметр цилиндра, ход поршня, длины валов), инерционные характеристики деталей (массы и моменты инерции), физические свойства материалов и характеристики соединений (жесткость, вязкость). Все параметры моделей имеют значения по умолчанию, что позволяет конструктору сосредоточиться только на наиболее важных параметрах. Отметим, что в комплексе PRADIS параметризация моделей реализована на языке программирования Python[1].
На основе рассмотренных моделей элементов ДВС построены модели одно-, двух- и четырехцилиндрового восьмиклапанного двигателей, а также выполнен анализ их внешних скоростных характеристик, определяющих зависимость мощности и крутящего момента двигателя от числа оборотов его коленчатого вала при полной подаче топлива [4]. Некоторые результаты исследования представлены на Рис. 6, 7.
Рис.6. Зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала одноцилиндрового (
), двухцилиндрового (
) и четырехцилиндрового (
) двигателей.
Результаты исследования показывают хорошее согласие с данными, полученными экспериментальным путем, что подтверждает адекватность разработанной модели.
Рис.7. Зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала одноцилиндрового (), двухцилиндрового () и четырехцилиндрового () двигателей.
Заключение
При разработке модели ДВС использован модульный подход, так что модель может быть использована для построения моделей двигателей с различными конструктивными решениями: рядных двигателей; V- или W–образных двигателей; оппозитных двигателей и т.д.
Построенная модель ДВС позволяет исследовать работу кривошипно-шатунного механизма двигателя, его газораспределительной системы, рассчитать неравномерность вращения вала, колебания силового агрегата на опорах и т.д.
Все разработанные модели элементов ДВС являются параметризованными, что позволяет конструктору двигателя за короткий срок рассмотреть различные варианты его построения и выбрать оптимальный вариант. Меняя параметры моделей, можно, например, снизить колебания двигателя и этим повысить комфортность автомобиля, снизить расход горючего и т.д. [3]. При поиске оптимального решения, естественно, следует учитывать ограничения на массу элементов и всего двигателя, на прочность элементов и геометрию деталей и т.д. Таким образом, параметрический синтез ДВС сводится к задаче многомерной условной, вообще говоря, многокритериальной оптимизации и требует наличия в САПР ДВС программных компонентов, реализующих методы решения таких задач.
Литература
1. PRADIS - анализ динамики систем различной физической природы [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.laduga.ru/pradis/pradis.shtml , свободный.
2. Кухаренок Г.М., Петрученко А.Н., Русецкий И.К. Теория рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Лабораторные работы (практикум) для студентов специальности «Двигатели внутреннего сгорания». Белорусский национальный технический университет. Минск, 2005. - 55с.
3. Жоголев Е.А. Программа интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений 2-го порядка методом Штермера // Вычислительные методы и программирование. T. I. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1962.
4. Вырубов Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». –М.: Машиностроение, 1984. – 384 с.
engineering-science.ru
Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
Первый такт — такт впускаПервый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.
Второй такт — такт сжатияСледующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Степень сжатия – компрессию, можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.
Третий такт — рабочий ходТретий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.
Четвертый такт — такт выпускаЧетвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.
После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.
Источник: autoustroistvo.ru
Видео:
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
СЛИВАЕМ ПО ШЛАНГУ Замена масла в двигателе автомобиля — одна из самых грязных операций. Посудите сами — когда из прогретого до 80—90 градусов двигателя сливается грязная отработка, ее...
НАДДУВ — «МОСКВИЧУ» На дорогах России сегодня довольно много автомобилей зарубежного производства. Чтобы уверенно чувствовать себя в плотном дорожном потоке и на отечественной машине, иногда приходится...modelist-konstruktor.com
