Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ГАЗОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН ВО ВПУСКНОМ ТРУБОПРОВОДЕ ПРИ НАДДУВЕ ПОРШНЕВОГО ДВС

Работа №101358

Тип работы

Авторефераты (РГБ)

Предмет

физика

Объем работы24
Год сдачи2012
Стоимость250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
120
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Основные результаты работы
Публикации

Актуальность работы
Эффективность работы двигателей внутреннего сгорания с наддувом в значительной степени зависит от совершенства процессов, протекающих в их газовоздушных трактах, в частности во впускном трубопроводе. Динамика входящего потока воздуха в поршневом ДВС с наддувом оказывает влияние на состав смеси и далее на весь рабочий процесс двигателя. Имеющиеся во впускном трубопроводе колебания потока воздуха могут вызвать разность рабочего процесса по расходу воздуха в многоцилиндровом двигателе. Кроме того, экспериментальные исследования показывают влияния колебания давления во впускном трубопроводе на уменьшение КПД центробежного компрессора. Сведений о динамике протеканий процесса впуска в поршневом ДВС с наддувом чрезвычайно мало.
Целью работы является установление закономерностей изменения газодинамических и тепловых характеристик потока во впускном трубо-проводе в процессе наполнения цилиндра свежим зарядом при наддуве поршневого ДВС от геометрических и режимных факторов.
Научная новизна основных положений работы заключается в том, что автором впервые:
- установлены зависимости мгновенных скорости, давления и локального коэффициента теплоотдачи потока во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом от угла поворота коленчатого вала при разных режимах работы двигателя и турбокомпрессора, в том числе при разных долях сброса сжатого воздуха;
- выявлены существенные отличия газодинамических и теплообменных характеристик потока во впускном тракте поршневого ДВС с наддувом от такового без наддува;
- получены амплитудно-частотные характеристики пульсаций скорости, давления и локального коэффициента теплоотдачи в потоке во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом, в том числе при разных долях сброса сжатого воздуха;
- определены закономерности изменения скорости, давления и мгновенного локального коэффициента теплоотдачи на начальном участке трубопровода после компрессора свободного турбокомпрессора при раз-личных продольных профилях данного участка;
- обобщены в виде эмпирических уравнений экспериментальные данные по мгновенной локальной теплоотдаче пульсирующего потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом;
- предложен дополнительный способ согласования характеристик двигателя и турбокомпрессора путем изменения геометрии начального участка впускного трубопровода;
- разработан и исследован эффективный способ уменьшения пульсаций давления и скорости потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом, а также метод снижения локального коэффициента теплоотдачи. Показано, что дозированный сброс нагнетаемого воздуха из впускного трубопровода снижает пульсации давления в нем на 30 %.
Достоверность результатов основывается на надежности экспериментальных данных, обусловленной тем, что они получены сочетанием не-зависимых методик исследования и подтверждены воспроизводимостью результатов опытов, хорошо согласуются на уровне тестовых опытов с данными других авторов, а также применением комплекса современных методов исследования, тщательным подбором измерительной аппаратуры, ее систематической проверкой и тарировкой.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные расширяют теоретические представления о газодинамике и локальной теплоотдаче потока воздуха в процессе впуска в поршневых ДВС с наддувом и создают основу для разработки инженерных методик расчета и проектирования впускных систем двигателей с наддувом. Разработаны эффективные методы повышения качества процесса впуска и их конструктивного оформления, что может привести к улучшению технико - экономических показателей ДВС. Отдельные результаты работы приняты к реализации на ООО «Уральский дизель-моторный завод» при проектировании и модернизации двигателей 6ДМ-21Л, 8ДМ-21Л, 8ДМ-21ЭЛ, 12ДМ-21Л.
Автор защищает:
- экспериментальные данные по газодинамике и мгновенному ло-кальному коэффициенту теплоотдачи во впускном трубопроводе при над¬дуве ДВС;
- результаты обобщения данных по мгновенному локальному коэффициенту теплоотдачи потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом с учетом доли сброса;
- способ согласования расходных характеристик турбокомпрессора и двигателя;
- способ гашения пульсаций потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом.
Личный вклад автора состоит в том, что им на основе анализа литературных источников поставлены задачи исследования, разработаны методики проведения опытов, спроектированы и отлажены экспериментальные установки, проведены опыты, обработаны, проанализированы и обобщены полученные экспериментальные данные. Автором предложен способ уменьшения пульсаций давления и скорости потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом.
Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на межрегиональной научно-технической конференции в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище (г. Челябинск, 2010); научных семинарах кафедр «Теоретическая теплотехника» и «Турбины и двигатели» (г. Екатеринбург, УрФУ, 2009 - 2012); научно-техническом семинаре при ООО «Уральский дизель - моторный завод» (г. Екатеринбург, 2012); всероссийской студенческой олимпиаде, научно-практической конференции и выставке работ студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» (г. Екатеринбург, УрФУ, 2011); техническом семинаре при ООО «Газпромтранс» Астраханский филиал (г. Астрахань, 2012); научно-техническом семинаре (г. Челябинск, ЮУрГУ, 2012).
Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено положительное решение по заявке на патент РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 113 наименований, и 4 приложений. Она изложена на 129 страницах компьютерного набора в программе MS Word и снабжена по тексту 65 рисунками и 2 таблицами


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Разработаны методики, спроектирована, изготовлена и отлажена экспериментальная установка для исследования газодинамики и теплооб¬мена во впускном трубопроводе в поршневом ДВС с наддувом, оснащен¬ная системой измерений, в состав которой входят термоанемометр, датчи¬ки давления, скорости, локального коэффициента теплоотдачи, частоты вращения коленвала и ротора ТК, а также система сбора данных. Прове¬денный на установке и дополнительных стендах комплекс исследований позволил получить нижеследующие основные результаты.
1. Установлены зависимости мгновенных скорости, давления и ло-кального коэффициента теплоотдачи во впускном трубопроводе поршне¬вого ДВС с наддувом от угла поворота коленчатого вала при разных ре¬жимах работы двигателя и турбокомпрессора, в том числе при разных до¬лях сброса нагнетаемого воздуха.
2. Получены амплитудно-частотные характеристики пульсаций скорости, давления и локального коэффициента теплоотдачи в потоке во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом, в том числе при разных долях сброса сжатого компрессором воздуха.
3. Выявлены существенные отличия газодинамических и теплообменных характеристик потока во впускном тракте поршневого ДВС с наддувом в сравнении с таковыми для поршневого ДВС без наддува.
4. Определены закономерности изменения скорости, давления и мгновенного локального коэффициента теплоотдачи на коротком участке трубопровода после компрессора свободного турбокомпрессора при различных продольных профилях данного канала.
5. Предложен способ согласования характеристик двигателя и турбокомпрессора путем изменения геометрии участка трубопровода сразу после ТК.
6. Обобщены в виде эмпирических уравнений экспериментальные данные по мгновенной локальной теплоотдаче пульсирующего потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом.
7. Разработан и исследован эффективный способ уменьшения пульсаций давления и скорости потока воздуха во впускном трубопроводе поршневого ДВС с наддувом, а также способ снижения локального коэффициента теплоотдачи, что позволит уменьшить различия в работе цилиндров многоцилиндрового дизеля, снизить уровень шума, повысить моторесурс двигателя в целом, а также увеличить КПД компрессора.
8. Предложенные в работе решения по установке электромагнитного клапана приняты к реализации на ООО « Уральский дизель-моторный завод» при модернизации двигателей 6ДМ-21Л, 8ДМ-21ЛМ и 8ДМ-21ЭЛМ и дизель - генераторов на их основе.



1. Жилкин Б. П. О необходимости исследования процессов впуска и выпуска в ПДВС в динамике / Б. П. Жилкин, Д. С. Шестаков, Л. В. Плотников // Вестник Академии военных наук. - 2010. - №1. - С. 54-57.
2. Жилкин Б. П. Некоторые особенности газодинамики процесса впуска при наддуве поршневых ДВС / Б. П. Жилкин, Д. С. Шестаков, Л. В. Плотников // Тяжелое машиностроение. - 2012. - №2. - С. 48-51.
3. Жилкин Б. П. Повышение энергоэффективности поршневых ДВС за счет совершенствования их рабочего процесса / Б. П. Жилкин, Д. С. Шестаков, Л. В. Плотников // Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно¬

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ