Методологические основы проектирования систем воздушного охлаждения поршневых двигателей внутреннего сгорания транспортных машин

• Автор: Закомолдин, Иван Иванович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 414 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ

И ИНДЕКСЫ
ВВЕДЕНИЕ
1. УПРАВЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫМ СОСТОЯНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ЦП Г ДВИГАТЕЛЕЙ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ.

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Принципы проектирования поверхностей оребрения цилиндров, головок цилиндров и системы охлаждения в целом на стадии.... разработки

1.1.1. Исходные параметры окружающей среды

1.1.2. Исходные параметры температур характерных точек деталей ЦПГ, границы критических и предельных их значений

1.2. Методы расчета аэродинамической характеристики

воздушного тракта системы охлаждения
1.3. Анализ методов проектирования осевого вентилятора
1.4. Анализ систем регулирования температурного состояния ДВО
2. КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ
2.1. Общая характеристика систем, обеспечивающих температурное состояние ДВО и требования, предъявляемые к ним
2.2. Концепция формирования исходных параметров при
проектировании систем, связанных с обеспечением
температурного состояния ДВО
2.2.1. Влияние температуры окружающей среды
на температуру характерных точек деталей ЦПГ

2.2.2. Обоснование дифференцированного подхода к выбору..
температуры окружающего воздуха в качестве исходного.. параметра
2.2.3. Взаимосвязь относительного значения нагрузки двигателей
и температуры характерных точек деталей ЦПГ
2.2.4. Критические и предельные температуры характерных..
точек деталей ЦПГ по верхнему и нижнему пределу
2.3. Необходимость и способы регулирования температурного
состояния ДВО
3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ,
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРЕБРЕНИЯ ЦИЛИНДРОВ
И ГОЛОВОК
3.1. Выбор исходных данных для расчёта поверхности
оребрения цилиндров и их головок
3.2. Теплота, отводимая системой охлаждения и необходимое количество воздуха для её рассеяния
3.3. Температуры охлаждающего воздуха, характерных точек
деталей ЦПГ, их предельные и критические границы
3.4. Температура цилиндра и геометрические параметры
его оребрения
3.5. Теплоотдача ребристой поверхности цилиндра
4. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ,
ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ БЕЗОПАСНОЕ ТЕМПЕРАТУРНОЕ
СОСТОЯНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ ДВО
4.1. Системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания
и их классификация
4.2. Классификация воздушных трактов ДВО
4.3. Методология проектирования систем и её
составляющие
4.4. Основы проектирования воздухонаправляющего устройства
4.4.1. Структура и выбор аэродинамической схемы воздушного... тракта системы охлаждения ДВО
4.4.2. Влияние воздухонаправляющего устройства на скорость истечения и аэродинамические характеристики тракта
5. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ТРАКТА СИСТЕМЫОХЛАЖДЕНИЯ
5.1. Универсальная расчётно-экспериментальная методика
определения аэродинамической характеристики воздушного тракта любой степени сложности
5.1.1. Основные уравнения определения потерь полного
давления в тракте воздушного охлаждения двигателей
5.1.2. Площадь проходного сечения
характерных участков воздушного тракта
5.1.3. Сравнительный анализ скорости охлаждающего воздуха.... на выходе из межреберных каналов цилиндров, головок
и агрегатов двигателя
5.1.4. Сравнительный анализ потери давления
в характерных участках воздушного тракта
6. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАДИАЛЬНО-ОСЕВОГО ВХОДНОГО УСТРОЙСТВА ВЕНТИЛЯТОРА
6.1. Осевой вентилятор с радиально-осевым входным устройством.
и целесообразность его использования
6.2. Основы проектирования геометрических параметров РОВУ
с целью улучшения его аэродинамических характеристик
6.2.1.Закономерность связи геометрических и аэродинамических параметров в РОВУ, математическая зависимость
и её реализация
6.2.2. Расчёт и проектирование профиля проточной части

и цилиндра обеспечивается двумя системами терморегулирования по нижнему и верхнему пределу. Новизна предложенной методологии заключается:
- в разработке методики расчёта аэродинамической характеристики для воздушного тракта любой степени сложности;
- в выявлении закономерности связей трёх основных геометрических пара метров с аэродинамическими потерями в РОВУ, получении на этой основе и факторного эксперимента, математической зависимости (А. с. № 1825902);
- в обеспечении температуры деталей ЦПГ в процессе эксплуатации ДВО в определённом интервале с помощью САРТС по верхнему и нижнему пределу (патент № 2328606).
Система воздушного охлаждения современных рядных, V - образных и др. ДВО, особенно с охладителями масла и наддувочного воздуха, представляет собой сложную сеть с аэродинамическими сопротивлениями Ар. Учитывая гипотезу, предусматривающую системный подход к решению проблемы, воздушный тракт системы охлаждения разделён на зоны и участки, соединенные между собой последовательно и параллельно. Рассмотрены основы проектирования воздухонаправляющего устройства: дан сравнительный анализ воздушных тактов распределительного и объёмного типа, а также анализ аэродинамических характеристик воздухонаправляющего устройства, полученных теоретическим и экспериментальным путём. На данном этапе рекомендовано для V - образных двигателей использовать тракт объёмного типа (обладает меньшими аэродинамическими потерями), но дальнейшие исследования следует вести по совершенствованию тракта распределительного типа (обеспечивает более высокую степень равномерности распределения воздуха по деталям и агрегатам).
В пятой главе приведены основные уравнения расчёта и проектирования воздушного тракта системы охлаждения. Методика изложена в работе [89].
Как отмечалось, в настоящее время расчет аэродинамической характеристики при проектировании ДВО заключается в подборе прототипа. Основным недостатком такого подхода является то, что эмпирические зависимости не