Повышение мощностных показателей поршневого двигателя путем снижения механических потерь

• Автор: Зетрин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 186 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО МЕХАНИЧЕСКИМ ПОТЕРЯМ В ПОРШНЕВЫХ две

1.1. Рядный четьтрехцилиндровый двигатель рабочим объемом 2,445 л как перспективный объект исследований

1.2. Механические потери в поршневых ДВС

1.2.1. Проблема энергосбережения в поршневых ДВС

1.2.2. Структура механических потерь современных

поршневых ДВС

1.2.3. Пути снижения механических потерь поршневых ДВС
1.2.4. Методы определения мощности механических потерь
1.2.5. Исторические этапы изучения мощности
механических потерь
1.3. Проблема конструктивного совершенствования КШМ поршневого ДВС с целью снижения потерь на трение
1.3.1. Общий подход к снижению механических потерь в КШМ
1.3.2. Поршни двигателей с искровым зажиганием
1.3.3. Влияние диаметрального зазора поршень - цилиндр
на механические потери поршневого ДВС
1.3.4. Тепловой баланс в ЦПГ ДВС
1.3.5. Функции и традиционный подход к проектированию кольцевого уплотнения поршневых ДВС

1.3.6. Смазочные материалы
1.3.7. Профилирование, обработка и покрытия
боковой поверхности юбки поршня
1.4. Постановка задач исследования
Выводы по главе
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Концепция проектирования КШМ с пониженными
потерями на трение
2.2. Общая схема математической модели и принятые допущения
2.3. Моделирование процессов в цилиндре двигателя и
системе газообмена
2.4. Моделирование работы КШМ
2.4.1. Определение нагрузок в КШМ и моделирование работы подшипников скольжения
2.4.2. Модель вторичной динамики поршня
2.4.3. Моделирование работы поршневого кольца и гидродинамики поршня
2.4.4. Сравнение экспериментальных и теоретических результатов. Тестирование математической модели
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Техническая характеристика объекта исследования
3.2. Безмоторная вакуумная установка и проведение аэродинамических продувок
3.3. Моторный исследовательский стенд для испытаний ДВС

3.4. Системы и оборудование моторного стенда
3.4.1. Индицирование двигателя
3.4.2. Определение частоты вращения коленчатого вала
двигателя
3.4.3. Система охлаждения двигателя
3.4.4. Система охлаждения масла двигателя
3.4.5. Определение расхода воздуха, разрежений и температур
в системе газообмена
3.4.6. Система выпуска отработавших газов
3.4.7. Прочее оборудование
3.5. Методика проведения экспериментальных исследований
3.6. Обработка результатов испытаний
3.7. Планирование эксперимента, условия проведения испытаний и точность измерений
Выводы по главе
4. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Выбор определяющих параметров и критерия оценки механических потерь
4.2. Анализ механических потерь отечественных двигателей
4.2.1. Зависимость суммарной мощности механических потерь
двигателя «Москвич-412» от скоростного и нагрузочного режимов работы
4.2.2. Внешние скоростные характеристики двигателей
«Москвич-400» и «Москвич-412»
4.2.3. Анализ структуры механических потерь двигателей
«Москвич-400» и «Москвич-412»

Таблица 1.3 - Прогнозируемый уровень снижения суммарной мощности механических потерь
МЕРОПРИЯТИЯ Ожидаемый суммарный эффект, % /источник/
Применение роликовых толкателей в МГР, оптимизация профиля юбки поршня, уменьшение массы возвратнопоступательно движущихся деталей, уменьшение упругости поршневых колец с оптимизацией их геометрической формы, уменьшение величины ддля снижения газовой нагрузки, применение смазочных масел с модификаторами трения. до 6% /28/
Оптимизация конструкции поршневой группы и связанное с ней уменьшение размеров коленчатого вала и шатунов. до 10% /42/
Оптимизация конструкции КШМ. до 33% /43/
Переход от 5 к 3 коренным опорам в КШМ, уменьшение диаметра шатунных подшипников, удлинение шатуна, снижение массы поршня и осевой высоты поршневых колец, снижение жесткости пружин клапанов, уменьшение ширины зубчатого ремня, переход от шиберного масляного насоса к шестеренному с пониженной в 2 раза частотой вращения по сравнению с частотой вращения КВ (рядный 4-цилиндровый транспортный ДВС с искровым зажиганием). 40% при полной, 30% при частичных нагрузках /59/