Повышение эффективности поршневых двигателей внутреннего сгорания путем использования тепловых аккумуляторов энергии

• Автор: Романов, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 404 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные сокращения и условные обозначения

Введение

Глава 1. Современные проблемы и пути повышения

эффективности поршневых двигателей внутреннего сгорания

1.1. Требования, предъявляемые к поршневым двигателям внутреннего сгорания

1.2. Пути повышения эффективности'поршневых двигателей внутреннего сгорания

1.2.1. Повышение агрегатной мощности двигателей и уменьшение их удельных габаритов без существенного увеличения массы
1.2.2. Повышение мощностных, экономических и экологических показателей поршневых двигателей внутреннего сгорания

за счет утилизации теплоты отработавших газов

1.2.3. Снижение содержания токсичных компонентов в отработавших газах поршневых двигателей внутреннего сгорания
1.2.4. Обеспечение высоких пусковых свойств поршневых двигателей внутреннего сгорания в условиях низких температур окружающей среды
1.3. Возможные направления использования систем аккумулирования энергии как средства повышения
эффективности поршневых двигателей внутреннего сгорания
1.3.1. Использование систем-аккумулирования энергии первого

1.3.2. Использование систем аккумулирования энергии второго

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
Глава 2. Процессы стабилизации температуры рабочего тела
и передачи теплоты в устройствах, предназначенных

для ее последующей трансформации в работу
2.1. Повышение эффективности поршневых ДВС путем использования систем аккумулирования энергии
2.1.1. Повышение эффективности наддува путем стабилизации температуры свежего заряда
2.1.2. Повышение экологических показателей поршневых ДВС путем стабилизации температуры отработавших газов в каталитическом нейтрализаторе
2.1.3. Комплексное решение вопроса повышения могцностных, экономических и улучшения экологических показателей поршневых двигателей внутреннего сгорания путем стабилизации температуры процесса передачи теплоты к рабочему телу утилизационной установки и процессов в каталитическом нейтрализаторе
2.1.4. Обеспечение надежного пуска поршневых ДВС в условиях низких температур окружающей среды путем создания автономных теплогенерирующих установок с использованием системы аккумулирования энергии
2.2 Процессы стабилизации температуры наддувочного воздуха во впускном тракте и отработавших газов в выпускном тракте поршневых ДВС, оборудованном каталитическим нейтрализато-

2.3. Стабилизация температуры процесса передачи теплоты от ее источника к рабочему телу утилизационной системы (на примере утилизационной стирлинг-электрической установки)..
2.3.1. Структура энергии потока рабочего тела и процесс ее передачи во внутренний контур первичного двигателя утилизационной установки с использованием системы стабилизации температуры теплового потока
2.3.2 Термодинамика процесса передачи теплоты от отработавших газов поршневого ДВС во внутренний контур двигателя

стирлинг-электрической установки через промежуточный теплоноситель
2.3.3..............Выбор температуры плавления теплоаккумулирующего вещества системы стабилизации температуры процесса передачи теплоты
2.4. Выводы
Глава 3. Программа и методика экспериментального исследования. Экспериментальные установки
3.1. Программа и методика экспериментального исследования
3.1.1. Исследование энергетических процессов в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха и влияния его температуры
на основные показатели рабочего процесса дизеля
3.1.2. Исследование энергетических процессов в стабилизаторе температуры отработавших газов и его влияния на эффективность снижения концентрации токсичных веществ в каталитическом нейтрализаторе
3.1.3. Исследование мощностных, экономических и экологических показателей дизеля КамАЗ-740, оборудованного стирлинг-электрической установкой, утилизирующей теплоту его отработавших газов
3.1.4. Исследование процессов в технической системе, объединяющей отопитель ОВ-65Б и утилизационную стирлинг-электрическую установку
3.2. Экспериментальные установки
3.2.1. Экспериментальная установка для исследования энергетических процессов в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха и влияния его температуры на основные показатели рабочего процесса дизеля
3.2.2. Экспериментальные установки для исследования энергетических процессов в стабилизаторе температуры отработавших

грунта
Рис. 1.6. Изменение крутящего момента, частоты вращения коленчатого вала
и ротора турбокомпрессора компрессора:
а - дизеля ЯМЗ-238 Н при разгоне грузового автомобиля; б - дизеля Д-130 за цикл
работы бульдозера
Таблица 1.
Некоторые параметры работы дизеля ЯМЗ-238 при работе на режимах полной нагрузки и холостом ходу
Режим работы
Параметры полная холостой
нагрузка ход
Максимальное давление рабочего тела, МПа 10,02 4,
Максимальное давление топлива, МПа 34,3 15,
Температура рабочего тела, К:
в момент начала подачи топлива 720
в момент завершения подачи топлива 1250
Температура, иС:
отработавших газов 690
носка распылителя форсунки 187
поверхности камеры сгорания 155
гильзы цилиндра в районе верхнего компрессион-
ного кольца при положении поршня в ВМТ 136