Теоретические основы разработки двухблочного роторно-поршневого двигателя методом математического моделирования

• Автор: Старокожев, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые условные обозначения

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТИПОВ И СХЕМ ДВС

1.1. Обзор конструктивных решений построения ДВС, альтернативных традиционному решению (конструкции с КШМ)

1.1.1. Классификация конструктивных схем роторно-поршневых двигателей

1.1.2. Конструктивные схемы роторно-поршневых двигателей

в патентной литературе

1.1.3. Конструктивные схемы роторно-поршневых двигателей

в Интернет - источниках
1.1.4. Конструктивные схемы роторно-поршневых двигателей
в реферативных журналах
1.2. Достоинства и недостатки роторно-поршневых двигателей
в сравнении с поршневыми двигателями
1.3. Выводы по главе. Постановка цели и задач диссертационной
работы
ГЛАВА 2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДВУХБЛОЧНОГО ЧЕТЫРЕХКАМЕРНОГО РОТОРНОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1. Описание конструкции и принципа действия двухблочного роторно-поршневого двигателя по патентам [1,2]
2.2. Обоснование выбранных геометрических параметров двухблочного роторно-поршневого двигателя
2.2.1. Определение рабочего объема камер двигателя

2.2.2. Выбор оптимального значения эксцентриситета е
2.2.3. Выбор оптимального отношения H/D
2.2.4. Определение фаз газораспределения
2.2.5. Определение параметров процесса перепуска
2.2.6. Торцевые уплотнения как необходимость герметизации смежных камер двухблочного роторно-поршневого двигателя
2.3. Предварительная оценка параметров рабочего процесса двухблочного роторно-поршневого двигателя по методу Гриневецкого-Мазинга
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЧИСЛЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВУХБЛОЧНОГО РОТОРНОПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
3.1. Базовые принципы построения численной математической модели рабочего процесса двухблочного
роторно-поршневого двигателя
3.2. Процесс тепловыделения при сгорании топлива и процесс теплообмена в цикле двухблочного роторно-поршневого двигателя
3.3. Методика численного моделирования рабочего процесса двухблочного роторно-поршневого двигателя в среде программирования «Excel» (OC«Windows>>)
3.3.1. Исходные данные для математического моделирования
3.3.2. Начальные условия для решения дифференциальных уравнений, описывающих процессы в камере всасывания
(блок всасывания)
3.3.3. Начальные условия для решения дифференциальных уравнений, описывающих процессы в камере сгорания (блок сгорания)
3.3.4. Алгоритм численного интегрирования системы уравнений

3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВУХБЛОЧНОГО РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ ЧИСЛЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Анализ характеристик рабочего процесса двухблочного роторнопоршневого двигателя на режиме проектной номинальной мощности
4.2. Исследование характеристик рабочего процесса двухблочного роторно-поршневого двигателя в широком диапазоне его нагрузочных и скоростных режимов. Представление универсальных характеристик двигателя в форме регрессионных моделей
4.3. Исследования, направленные на оптимизацию рабочего процесса двухблочного роторно-поршневого двигателя
4.3.1. Исследование возможности увеличения мощности двухблочного роторно-поршневого двигателя повышением
частоты вращения вала
4.3.2. Увеличение мощности двухблочного роторно-поршневого двигателя изменением фазы начала впуска рабочей смеси
4.3.3. Увеличение мощности двухблочного роторно-поршневого двигателя изменением проходного сечения впускного отверстия
камеры всасывания
4.3.4. Увеличение мощности двухблочного роторно-поршневого двигателя изменением фазы начала перепуска смеси из камеры сжатия
в камеру сгорания
4.3.5. Увеличение мощности двухблочного роторно-поршневого двигателя изменением проходного сечения канала перепуска рабочей смеси из камеры сжатия в камеру сгорания
4.3.6. Увеличение степени сжатия

к центру двигателя, непрерывно уменьшаясь в объеме вследствие уменьшения шага и амплитуды самого витка.
Компрессионный отсек (развертка)
Шаг корпуса

У-У УІ-УІ УІІ-УИ УІІІ-УІІІ ІХ-ІХ 1 Шаг корпуса
Рис. 1.20. Роторно - волновой двигатель:
А - впускное окно, Б - выпускное окно, В - компрессорный отсек, Г- камера сгорания, Д - расширительный отсек, ф - угол наклона ротора; 1 - ротор; 2 - корпус; 3 - вал отбора мощности; 4 - шарнир равных угловых скоростей; 5 - эксцентрик; 6 - блок шестерен
Процесс сжатия будет продолжаться до тех пор, пока уменьшающийся объем со сжатым воздухом не подойдет к камере сгорания. В этот момент процесс внутреннего сжатия воздуха в компрессорном отсеке заканчивается, наступает следующий этап - выталкивание сжатого воздуха в камеру сгорания тыльной стороной витка, ближе других находящегося к центру ротора Этот процесс сопровождается непрерывным распыливанием топлива в воздушном потоке с последующим его сгоранием в общей камере, куда и выталкиваются все порции воздуха Для первоначального поджигания топливовоздушной смеси в камере устанавливается запальная свеча После запуска дальнейшее поджигание смеси должно под держиваться газами, оставшимися от предыдущих циклов в общей камере сгорания. Последние, покидая камеру сгорания с высокой температурой и давлением, заполняют на роторе винто-