Методика выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного ДВС, удовлетворяющего перспективным экологическим и экономическим требованиям

• Автор: Епифанов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 156 с. : ил.

-2- '
СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых обозначений и сокращений

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Принципы формирования ВСХ двигателей для автомобилей, удовлетворяющих перспективным экологическим и экономическим требованиям

1.1 Экологическое законодательство

1.1.1 Европейское экологическое законодательство

1.1.2 Российское экологическое законодательство

1.1.3 Особенности работы двигателя при движении автомобиля по циклу ИЕОС

1.1.4 Пути снижения эмиссии вредных веществ в ОГ дизелей, выполняющих требования Правил ЕЭК ООН №

1.2 ВСХ дизелей, выполняющих требования Правил ЕЭК ООН №

1.2.1 Особые режимы работы дизеля по ВСХ
1.2.2 Влияние режима минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала двигателя на показатели разгона автомобиля
1.2.3 Влияние сопротивления дороги на развиваемый крутящий момент двигателя при движении автомобиля
1.2.4 Влияние режима номинальной мощности «нетто» двигателя на максимальную скорость автомобиля
1.2.5 Коэффициенты оценки ВСХ двигателя
1.3 Выводы
ГЛАВА 2. Выбор типа агрегата наддува в зависимости от уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля
2.1 Требования к системам наддува
2.2 Одноступенчатые системы наддува
2.2.1 Системы механического наддува
2.2.2 Газотурбинный наддув (турбонаддув)
' -з-
2.3 Двухступенчатые системы наддува
2.3.1 Система турбонадцува 1128
2.3.2 Системы наддува с дополнительным центробежным компрессором с электроприводом
2.4 Влияние системы наддува на уровень форсирования быстроходного автомобильного дизеля
2.5 Качественная оценка потенциала систем наддува
2.6 Выбор характеристик ТКР для автомобильных двигателей
2.6.1 Выбор характеристик ТКР по одной расчетной точке ГХД
2.6.2 Выбор характеристик регулируемого ТКР по двум расчетным точкам ГХД
2.6.3 Выбор характеристик ТКР по трем расчетным точкам ГХД
2.7 Выводы
2.8 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 3. Разработка теоретических основ для выполнения расчета
и согласования ГХД с характеристиками ТКР
3.1 Методика расчета ВСХ двигателя по четырем ключевым режимам работы
3.1.1 Определение координат расчетных точек ВСХ
3.1.2 Исходные данные для расчета ВСХ
3.1.3 Расчет и построение участка постоянной номинальной мощности
3.1.4 Расчет и построение участка постоянного максимального крутящего момента
3.1.5 Расчет и построение участка от максимального до минимального
крутящих моментов
3.2 Методика определения ГХД по четырем расчетным точкам
3.2.1 Согласование расходно-напорной характеристики компрессорной ступени ТКР с ГХД

3.2.2 Рекомендации для расчета РСА
3.3 Методика формирования экспериментальной ВСХ двигателя
3.3.1 Определение предельно - допустимых параметров двигателя
3.3.2 Определение нагрузочных характеристик двигаїеля
3.3.3 Построение предельно - допустимой ВСХ двигателя по крутящему моменту
3.3.4 Построение расчетной ВСХ по крутящему моменту для автомобиля
3.3.5 Рекомендации для определения закона регулирования соплового
аппарата турбины
ГЛАВА 4. Расчет и согласование ГХД дизеля ЗМЗ-5143Л0 для автомобиля УАЗ-315148 «ХАНТЕР» Евро 4 с характеристиками ТКР У1ЧТ15. Определение закона регулирования ТКР У1ЧТ
4.1. Расчетная ВСХ
4.2. Расчет гидравлической характеристики дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 и выбор ТКР с РСА
4.3. Результаты формирования экспериментальной ВСХ дизеля
ЗМЗ-5143.10 Евро 4 с ТКР ТЧТ
4.3.1. Определение нагрузочных характеристик
4.3.2 Построение предельно - допустимой ВСХ двигателя по крутящему моменту
4.3.3 Построение расчетной ВСХ по крутящему моменту для автомобиля
4.3.4. Определение закона регулирования соплового аппарата турбины
для расчетной ВСХ дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро
ГЛАВА 5. Экспериментальная проверка результатов расчета и согласования ГХД дизеля ЗМЗ-5143.10 с характеристиками ТКР УШТ

Чем выше значение общего коэффициента ко, тем больше двигатель отвечает требованиям, предъявляемым к нему автомобилем. Согласно работе [17] желательно иметь к0 = 3 - 4, что может быть достигнуто только с применением регулируемого турббнаддува.
Применительно к ВСХ, имеющей участок постоянного крутящего момента Мк.тах , переходящий в участок постоянной мощности Ы^пом, коэффициент Кс следует определятыпо формуле (см: рис.1.7):
Кс-Члом_ . (17)

В таблице 2 приведены коэффициенты оценки ВСХ дизелей,, выполняющих в составе автомобилей нормы Евро 2, Евро 3 иЕвро 4 (см. рис. 1.5, 1.6, 1.11 И 1.12);
Таблица .3. Коэфс шциенты оценки ВСХ дизелей
Фирма 1 Б1еуг ВатДег РисЬ [211 ОРЕ1. ! мв 1УЕСО ЕОЯЕ)
Дизель М 14ТСА 22 ТБ1 ОМ 611 Е1А Е0481А Б1А Е0481В *К1А. Е0481С г ОииЛощ ТОСл 2,
Экология : Евро 2 Евро 3 Евро 3 Евро 4 Евро
ge.mii,, г/кВт-ч : 215 200 •: 215 205 205 205 207 ; 207 : *
- | 2300 1850- 1800- 1800- 1800- 1800- :1600- ; 1750
Пк;, МИН-’ 2450 : 2200 - 1900- .1900 1900 ■2500 2250 ; 2
Т/ьшлг, Нм ;> 225 260 ■: зоо : 240 270 320 1 250 1 285 310;
пК1 - 2300 1900- : 1800- 1800- 1800- 1800- : 1500- 1750
пк2, мин'1 х 2500 2600 2800 2800 2800 2250 2300 2
Мк.„ом, Нм 179,9 188,8 ? 209,2 , 174 208 245 ] 172' ; 221
Пнолн МИН'1 1 4300 4300 4200 3900 3900 3900 £ 3500 : 3500 3
Хга.и, КВТ I 81 ; 85 92 г 71 85 ? 100 г бз ? В1 £.
Пк2- | 3000 : 2800- 3250- 3000- 2300- 3250
п„аи, МИН"1 4300 ; 4300 4200 ? 3900 • 3900 3900 3500 • 3500 ;■ 3
К 1,25 1,38 1,434 1,38 1,30 1,31 1,45 1,29 1,
Кс 1,87 2,26 2,33 • 2,17 2,17 2,17 2,33 2,0 2,
ко 2,34 3,12 3,34 3,00 2,82 2,84 3,34 2,58 2,
Км 0,25 0,38 : 0,434 0,38 0,30 0,31 0,45 0,29 0,
Примечание: * - дизели с ТКР с РСА, остальные - с ТКР ЗУОТ.
Анализ данных, приведенных в таблице 1.3, позволяет сделать следующие выводы: