Повышение эффективности рабочих процессов атмосферных и наддувных поршневых ДВС за счет улучшения межцикловой стабильности

• Автор: Власов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИСЛЕДОВАНИЯ
1.1 Предварительные замечания
1.2 Исследования природы возникновения межцикловой неидентичности в поршневых ДВС
1.3 Исследования возможности управления МЦН
1.4 Влияние МЦН на рабочие процессы поршневых ДВС
1.5 Математические модели ДВС для исследования МЦН
1.6 Методы нелинейной динамики в исследованиях МЦН в ДВС
1.7 Выводы
ГЛАВА 2 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВС
2.1 Предварительные замечания
2.2 Описание объекта исследования и оборудования для проведения
экспериментов
2.3 Устройство для управления длительностью впрыска топлива
2.4 Программа проведения экспериментальных работ
2.5 Выводы
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Предварительные замечания
3.2 Анализ межцикловой неидентичности и построение диаграмм Ламерея для объекта исследования
3.3 Анализ влияния частоты вращения коленчатого вала и степени коррекции длительности впрыска на параметры МЦН
3.4 Расчет скоростных характеристик объекта исследования и влияние МЦН на эффективные показатели
3.5 Исследование особенностей МЦН для ДВС с турбонаддувом
3.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Современный поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) транспортного типа является сложной системой, которая имеет высокий уровень технического совершенства, полученного за счет улучшения конструкции, применения микропроцессорных средств управления внедрения, а также результатов глубоких исследований физики и термодинамики рабочего процесса.
Общеизвестно, что одним из способов повышения удельных эффективных параметров двигателя, как бензинового, так и дизеля, является введение в конструкцию агрегатов наддува. При этом, так же как и в случае отсутствия турбонаддува, эффективность поршневого ДВС можно повысить путем оптимизации алгоритмов управления системами, входящих в состав двигателя, оснащенного ЭСУД (электронной системой управления двигателем) и имеющего впрыск топлива.
Одно из направлений совершенствования ДВС связано с улучшением рабочего процесса путем организации работы двигателя на предельно обедненной топливо-воздушной смеси. Работа на таких режимах связана с большими величинами межцикловой неидентичности (МЦН) рабочего процесса. Анализ работ по теме МЦН в ДВС показал, что режимы с МЦН занимают достаточно широкие интервалы нагрузок и скоростей. При этом заметно снижаются отдельные показатели двигателей. До сих пор окончательно не ясна природа возникновения МЦН, хотя этой проблеме уделяется достаточно много внимания.
Таким образом, актуальность исследования определяется потребностями выявления закономерностей и природы МЦН на режимах холостого хода ДВС, которые для транспортных средств в условиях современных плотностях потоков составляют значительные доли времени, определяющие расходы топлива и экологическую нагрузку на окружающую среду, а также необходимостью выявления способов снижения МЦН.

Совместная работа турбокомпрессора и двигателя при резких переходных режимах может сопровождаться перегрузками. Например, при резком закрытии дроссельной заслонки сразу же после выхода компрессора на режим происходит резкое повышение давления во впускном тракте, что может вызвать повреждение воздухоподающих магистралей, а также помпаж компрессорной ступени. Для предотвращения вышеперечисленных явлений в конструкцию впускной магистрали был введен стравливающий клапан (blow-off) марки HKS. Клапан устанавливается до дроссельной заслонки и имеет привод от диафрагмы, приводимой в движение разрежением, подводимым от задроссельного пространства. В случае, когда дроссель резко закрывается и в задроссельном пространстве появляется вакуум, противопомпажный клапан открывается и стравливает излишнее давление в атмосферу. Внешний вид клапана представлен на рис. 2.3.
Рис 2.3 Внешний вид противопомпажного клапана HKS.
В состав испытательного стенда входит тормозное устройство с динамометром, топливная, воздухопитающая, газоотводящая системы,