Применение ресивера - накопителя воздуха высокого давления в системе наддува автомобильных двигателей внутреннего сгорания

• Автор: Чернов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. Особенности процессов рабочего цикла АДВС с применением РНВВД

1.1 Тепловой расчёт АДВС

1.1.1 Исходные данные для теплового расчёта АДВС традиционной схемы без наддува

1.1.2 Процесс повышения давления в цилиндре АДВС без наддува

1.1.3 Процесс повышения давления в АДВС с наддувом

1.1.4 Процесс горения в цилиндре АДВС

1.1.5 Процесс расширения рабочего тела в цилиндре АДВС и выпуска

1.2 Анализ существующих способов наддува в двигателях внутреннего сгорания

1.2.1 Общие сведения о наддуве

1.2.2 Способы наддува

1.2.3 Наддув турбонагнетателем
1.2.4 Механический над дув
1.2.5 Наддув нагнетателем с посторонним приводом
1.2.6 Наддув волновыми обменниками давления
1.2.7 Наддув за счёт колебания газового потока
1.3 Анализ возможных способов наполнения ресивера
1.3.1 Общие сведения о поршневых компрессорах
1.3.2 Модель одноступенчатого компрессора 3
1.3.3 Модель двухступенчатого компрессора
1.3.4 Расчёт работы компрессора
1.4 Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 Математическая модель рабочего цикла АДВС с использованием РНВВД в системе наддува
2.1 Конструктивная схема АДВС с использованием РНВВД в системе наддува
2.2 Возможные способы применения РНВВД в системе наддува
2.3 Математические модели теплового расчёта АДВС с применением РНВВД в системе наддува
2.3.1 Алгоритм расчёта подачи воздуха в начале процесса сжатия
2.3.2 Алгоритм расчёта подачи воздуха в конце процесса сжатия
2.3.3 Алгоритм расчёта подачи воздуха в процессе расширения продуктов сгорания

2.4 Определение индикаторных показателей цикла ■
2.5 Результаты расчётных исследований при использовании математической модели
2.5.1 Исходные данные для расчёта индикаторных характеристик 5
2.5.2 Использование РНВВД при подаче воздуха в цилиндр в начале процесса сжатия
2.5.3 Использование РНВВД при подаче воздуха в цилиндр в конце процесса сжатия
2.5.4 Использование РНВВД при подаче воздуха в процессе расширения продуктов сгорания
2.6 Способ эффективного наполнения РНВВД
2.6.1 Сравнительный анализ модернизированного компрессора с немодернизиро-ванным
2.7 Выводы по второй главе •
ГЛАВА 3 Экспериментальные исследования процессов наполнения и опорожнения
РНВВД
3.1 Цели и задачи экспериментального исследования
3.2 Предмет и объект исследования '•
3.3 Функциональные возможности экспериментальной установки
3.4 Экспериментальная установка по исследованию процессов наполнения и перепуска воздуха в РНВВД
3.4.1 Параметры компрессора
3.4.2 Определение объёма ресивера и погрешности измерения объёма
3.4.3 Измерительная аппаратура
3.4.4 Г ерметичность установки
3.5 Методика проведения эксперимента
3.6 Методика определения объёмов газа и жидкости в сосуде методом взвешивания. Определение погрешности измерения
3.6.1 Расчётные оценки результатов измерений
3.7 Результаты экспериментальных исследований
3.8 Выводы по третьей главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
С - массовая доля углерода;
ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг К),
И - диаметр поршня, м;
Н - массовая доля водорода;
Ь-ход поршня,м;
Ни-низшая теплота сгорания, кДж/кг',
1 - число цилиндров; к-коэффициент адиабаты;
Ь - количество воздуха, кмоль;
1 - масса воздуха, кг;
М - количество компонента, кмоль; т-масса,кг;
Мкр - крутящий момент, Н'м; п - коэффициент политропы;
И-мощность, кВт;
п -частота вращения коленчатого вала, мин'1;
О - массовая доля кислорода;
Р - давление, МПа;
Д-универсальная газовая постоянная, кДж/кг-К;
Т - температура, К; и - внутренняя энергия, кДж;
V - объём, м3;
уг - коэффициент остаточных газов; е - степень сжатия;
X - степень повышения давления; р - молярная масса, кг/кмоль;
£ - коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси; к-число Пи;
р - степень предварительного расширения; т - коэффициент тактности; и - удельный объём, .и3/кг;
Ф - угол поворота коленчатого вала, град;
Принятые сокращения
РНВВД - ресивер-накопитель воздуха высокого давления
Остальные обозначения поясняются в тексте
1.4. Выводы по первой главе.
• Недостатками наиболее широко применяемых наддува АДВС турбонагнетателем и механического наддува являются: невозможность подачи оптимального количества воздуха в цилиндры АДВС на низких оборотах двигателя; необходимость съёма части мощности для работы систем наддува с коленчатого вала двигателя. В связи с этим актуален поиск альтернативных способов наддува, устраняющих эти недостатки.
• Известные и широко применяемые методики теплового расчёта АДВС не предусматривают применение его при использовании РНВВД в системе наддува, поэтому поставлена задача модернизации этих методик.
• Стандартная схема многоступенчатого сжатия не эффективна при небольшом отношении конечного давления к начальному. В связи с этим поставлена задача совершенствования схемы многоступенчатого сжатия воздуха в поршневом компрессоре.