Исследование вибродинамических характеристик двигателей с переменной степенью сжатия

• Автор: Яманин, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПЕРЕМЕННОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ
1.1. Конструкции двигателей с переменной степенью сжатия
7.2. Методы расчетной оценки вибродинамических характеристик двигателей
1.3. Выводы к главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОАКТИВНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ В НИЗКОЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА
2.7. Твердотельные модели двигателей
7.2. Особенности динамики преобразующих механизмов двигателей с переменными степенью сжатия
2.3. Уточнение метода расчета критерия уравновешенности двигателя
2.4. Сравнительный анализ виброактивности двигателей с переменной степенью сжатия
2.5. Переходный процесс перемены степени сжатия
2.6. Оценка быстродействия и энергоемкости системы управления степенью сжатия
2.7. Оценка достоверности расчетных данных
2.8. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОАКТИВНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ С ПЕРЕМЕННОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ В ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ОБЛАСТИ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Использование программного комплекса ДА/ЗУД/ЕД-ОУЛ/А для расчета динамического отклика конструкций
3.2. Конечно-элементные модели двигателей
3.3. Обработка результатов расчета
ЗА.Оценка прочности траверсы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЕМОЙ УПРУГО-ДЕМПФИРУЮЩЕЙ
ОПОРЫ КАК СРЕДСТВА ВИБРОЗАЩИТЫ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ П
ПРИЛОЖЕНИЕ П

ВВЕДЕНИЕ
Одними из главных направлений совершенствования транспортных двигателей в настоящее время являются улучшение их экологических характеристик и экономичности при одновременном снижении металлоемкости. В связи с этим ведутся работы по оптимизации рабочего процесса, внедрению электронных систем управления как двигателем, энергетической установкой, так и транспортным средством в целом, предпринимаются многочисленные попытки создания альтернативных конструкций двигателей.
Управление степенью сжатия е и (или) величиной рабочего объема Уи двигателя может способствовать существенному улучшению его экономичности, многотопливности, экологических характеристик и т.п. (рис. В1, таблица). Сама по себе идея этого управления известна достаточно давно1; несмотря на то, что отношение к таким двигателям на протяжении длительного периода их изучения менялось, неоднократно предпринимались попытки практической их реализации (эти попытки имели различный успех), число патентных публикаций, в которых описываются подобные конструкции, исчисляется десятками тысяч. На IV Международном автомобильном научном форуме (Москва, октябрь 2006 г.) регулирование е и 4 было названо в числе одного из наиболее перспективных направлений совершенствования автомобильных двигателей.
Наряду с выбросами токсических веществ с отработавшими газами вибро- и акустическая активность двигателей является одной из важных экологических характеристик двигателей; Европейской Экономической Комиссией ООН (ЕЭК ООН) введены в действие Правила 1451.01 и 1451.02, ограничивающие предельно допустимые уровни внешнего шума различных
1 В частности, в отечественной патентной литературе описано авторское свидетельство СССР № 37421 «Двигатель внутреннего горения», выданное в 1934 г. российскому изобретателю С.И. Переверзеву на устройство для изменения хода поршня аксиальнопоршневого двигателя.
осью вращения коленчатого вала и осью цилиндра и радиус кривошипа г удовлетворяли соотношениям (рис. 1.25)
3,8л Показано также, что с точки зрения уравновешенности выгоднее схема двигателя, показанная на рис. 1.25 (когда точка 2 прицепа коромысла к эксцентриковому валу располагается выше траверсы).
Специалистами Тольяттинского государственного университета создан /-образный двигатель1 с переменной степенью сжатия (рис. 1.26), кинематическая схема которого аналогична таковой для механизма НАМИ. В ходе расчетного исследования [42] установлено, что в таком двигателе с диаметром цилиндра 77,5 мм, радиусом кривошипа 22 мм, ходе поршней 64,3 мм и 50,1 мм, частоте вращения коленчатого вала 5600 мин"1 при регулировании степени сжатия в диапазоне 7-15 и величине ттк=2,0-2,5 при
1 Заметим, что подобная схема (с параллельными цилиндрами, поршни которых присоединены шатунами к одной и той же траверсе) описана в пат. США № 4138897, МКИ F16H 21/18. Balanced crankshaft mechanism for the two piston Stirling engine.