Проблемы экологии и экономии энергоресурсов являются сегодня актуальными во многих странах. А так как одним из основных загрязнителей окружающей среды является автомобильный транспорт, то решение экологических проблем сводится к конструктивным доработкам автомобильных двигателей внутреннего сгорания (АДВС), целью которых является уменьшение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопа.
С целью снижения расхода топлива разработаны электронные системы регулирования расхода. Для уменьшения токсичности двигателей работы ведутся в направлении совершенствования процессов смесеобразования топливо – воздушного заряда и его горения.
Одним из радикальных решений проблем экологии и экономии являются разработки в области гибридных силовых установок транспортных средств, в которых совмещаются электромотор и АДВС. Электромотор используется при старте и движении на малых скоростях.
Использование гибридных силовых установок позволяет существенно улучшить экологические характеристики автомобиля в городе, где актуальным является движение на малых скоростях и с частыми остановками. При загородном цикле электромотор фактически работает как генератор электроэнергии для её накопления в электрическом аккумуляторе.
Другим способом аккумулирования энергии может служить пневматический аккумулятор в виде ресивера-накопителя воздуха высокого давления (РНВВД). Однако, до сих пор систематически не разработаны схемы гибридных силовых установок с пневматическим аккумулятором энергии. В связи с этим работа является актуальной.
Цели и задачи. Целью настоящей работы является совершенствование рабочего цикла и эксплуатационных характеристик АДВС за счёт применения РНВВД в системе наддува, разработка методики теплового расчёта АДВС с использованием РНВВД в системе наддува, разработка способа эффективного наполнения РНВВД. Для реализации поставленных целей необходимо решить следующие основные задачи:
• Исследовать эффективность способов подачи сжатого воздуха в РНВВД и цилиндр АДВС;
• Разработать математическую модель и методику расчёта процесса наполнения цилиндра АДВС воздухом из РНВВД;
• Создать экспериментальную установку для исследования процессов наполнения и опорожнения емкостей воздуха в системе наддува с РНВВД;
• Провести экспериментальные исследования процесса наполнения цилиндра АДВС воздухом из РНВВД;
• Провести сравнительные расчётные исследования дизельного двигателя, дизельного двигателя с турбонаддувом, дизельного двигателя с надувом из РНВВД, дизельного двигателя с надувом из РНВВД и турбонаддувом;
• Обосновать параметры АДВС, в котором может быть реализован предлагаемый способ наддува.

Научная новизна:
• Предложен способ наддува АДВС с использованием РНВВД в системе наддува в процессе регулярной работы двигателя, позволяющий реализовать гибридные циклы работы силовой установки автомобиля без преобразования энергии в электрическую форму;
• Разработана методика расчёта процесса наддува воздуха в цилиндр АДВС из РНВВД (методом конечных разностей);
• Разработан способ эффективного наполнения РНВВД с использованием многоступенчатого компрессора;
• Разработан способ измерения переменных объёмов в процессах наполнения и опорожнения РНВВД с двухфазными рабочими средами (методом взвешивания).

Предмет исследования. Предметом исследования является процесс наддува АДВС с использованием РНВВД.

Объект исследования. Объектами исследования являются термодинамические параметры рабочего тела в цилиндре АДВС и РНВВД, процессы наполнения цилиндра АДВС воздухом из РНВВД, индикаторные характеристики АДВС с различными способами организации наддува.

Методы исследования. В основу исследования положена математическая модель процесса наполнения цилиндра АДВС воздухом из РНВВД, которая реализована на языке программирования высокого уровня Microsoft Visual Basic 6.36. Использованы также методы статистической обработки результатов измерений, методы теории ошибок измерения. Экспериментальные исследования термодинамических и гидравлических процессов в системе наддува и цилиндрах АДВС.

Купить