Совершенствование системных технических решений в базовых дизелях при формировании модельного ряда

• Автор: Мурзин, Владимир Станиславович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ДИЗЕЛЕЙ

1.1. Особенности рабочего цикла и тенденции развития дизелей

1.2. Разработка и производство дизелей за рубежом

1.3. Принципы повышения технического уровня дизелей

1.4. Цель и задачи исследования

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ БАЗОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ

2.1. Основные положения концепции базовых дизелей
2.2. Базовые дизели как элементы структуры модельного ряда
2.3. Параметры технического уровня базовых дизелей
2.4. Принципы организации малотоксичного рабочего цикла в дизелях
2.5. Методы теоретического анализа технических решений
Глава 3. РАСЧЕТНО - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
3.1. Улучшение индикаторных показателей рабочего цикла
3.2. Разработка системы питания топливом и ее элементов
3.3. Совершенствование системы газообмена в базовых дизелях
3.4. Снижение тепловой нагруженности поршня
3.5. Совершенствование силовой схемы и системы охлаждения картера
3.6. Повышение работоспособности подшипников коленчатого вала
Глава 4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, СТЕНДОВАЯ УСТАНОВКА И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
4.1. Особенности экспериментальной установки
4.2. Методика исследования
4.3. Измерительная аппаратура и оценка погрешности измерений

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В БАЗОВОМ ДИЗЕЛЕ
5 Л. Обеспечение заданной мощности базового дизеля
5.2. Оценка топливной экономичности базового дизеля
5.3. Удовлетворение требований к экологическим параметрам дизеля
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Основные обозначения
п - частота вращения коленчатого вала, мин -1;
От - расход топлива, кг/ч;
Ме - эффективная мощность, кВт;
ёе - удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч);
Ре - среднее эффективное давление, МПа;
Р; - среднее индикаторное давление, МПа;
Р - давление газов в цилиндре, МПа;
Рк - давление наддувочного воздуха, МПа;
а - коэффициент избытка воздуха;
0 - угол начала сгорания, град ПКВ;
£ - коэффициент эффективности сгорания;
7.) фг - продолжительность процесса сгорания, с, град ПКВ;
П1„, ГП0 - показатели сгорания в начальном и основном периодах;
Т - температура газов в цилиндре, К;
ТК - температура наддувочного воздуха, К;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К);
Ъ - температура топлива, °С;
t - температура элементов поршня, °С;
5 - доля объемного смесеобразования;
О - вихревое отношение воздушного заряда;
а - относительная величина запальной порции топлива;
Р - плотность, кг/м3;
ук - объем камеры сгорания в поршне, м3;
ус - объем пространства сжатия в цилиндре, м3;
фвпр - продолжительность впрыскивания топлива, град ПКВ;
w - скорость, м/с;
wф - относительная скорость сгорания, град -1.

• должен быть оборудованным системой наддува со свободным (или несколькими) турбокомпрессором с регулируемой турбиной и охлаждением наддувочного воздуха;
• обладать системой контроля технического состояния и диагностирования;
• иметь электронное регулирование и управление силовым блоком.
Для удовлетворения этих требований необходима реализация основных принципов повышения технического уровня дизелей [50]. В основе этих принципов лежит проблема совершенствования процессов, составляющих рабочий цикл базовых дизелей, и, прежде всего процесса сгорания топлива. Эффективность процесса сгорания топлива в свою очередь определяется такими процессами как газообмен (наполнение цилиндра свежим зарядом и отвод отработавших газов), впрыскивание, прогрев, испарение топлива, образование и воспламенение топливовоздушной смеси заданного состава.
Результаты предварительного анализа параметров рабочего цикла и процессов его составляющих в разрабатываемых базовых дизелях свидетельствуют, что они нуждаются в дальнейшем совершенствовании:
• Конструкция камеры сгорания и объемы, образуемые профилем поверхности головки цилиндра, свидетельствуют об отличном от рекомендуемого значения относительного объема камеры сгорания во внутрицилиндровом пространстве сжатия.
• Нуждается в корректировании требуемая доля объемного смесеобразования в выбранной конструкции камеры сгорания.
• Для обеспечения эффективного воздухоснабжения базового дизеля с наддувом необходимо согласование параметров наддувочного воздуха при рециркуляции отработавших газов и регулировании турбины турбокомпрессора.
• Интенсивность воздушного вихря в камере сгорания нуждается в корректировании для требуемой гомогенизации топливовоздушной