Разработка и исследование поршневых пневматических двигателей с самодействующими клапанами

• Автор: Бычковский, Евгений Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 198 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОБО ЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ. ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Конструкции пневматических приводов

1.2. Конструкции воздухораспределительных устройств поршневых пневмодвигателей

1.2.1. Принудительные воздухораспределительные органы

1.2.2. Самодействующие клапаны в системе воздухораспределения

поршневых пневмодвигателей

1.3. Теоретические и действительные рабочие циклы поршневых
пневмодвигателей
1.4. Теоретические исследования рабочих процессов поршневых
пневмодвигателей
1.5. Перспективы применения поршневых пневматических
двигателей с самодействующими впускными клапанами
Постановка задач исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ
ПОРШНЕВОГО ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ С
САМОДЕЙСТВУЮЩИМ ВПУСКНЫМ КЛАПАНОМ
2.1. Математическая модель рабочих процессов поршневого
пневмодвигателя с самодействующим клапаном
2.2. Описание алгоритма и программы расчета рабочих процессов
2.3. Анализ влияния неточностей в задании эмпирической
информации в математической модели поршневого
пневмодвигателя с самодействующим впускным клапаном
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРШНЕВОГО ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ С
САМОДЕЙСТВУЩИМ ВПУСКНЫМ КЛАПАНОМ Экспериментальный стенд для исследования пневмодвигателя
Конструкции исследуемых самодействующих клапанов
поршневого пневмодвигателя
Методика измерения интегральных показателей
Методика измерения быстроменяющихся величин
Погрешности измерений
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ЧИСЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОРШНЕВОГО ПНЕВМОДВИГАТЕЛЯ С САМОДЕЙСТВУЮЩИМ КЛАПАНОМ
Предварительное экспериментальное исследование
Теоретический и действительный рабочие процессы
поршневого пневмодвигателя с самодействующим клапаном
Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований
Конструктивные соотношения самодействующего клапана
Обработка экспериментальных данных
Инженерная методика прямоточного поршневого пневмодвигателя самодействующим клапаном
Конструктивные параметры поршневого пневмодвигателя на базе холодильного компрессора ФУ 12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ Приведенные обозначения распространяются на всю диссертационную работу. Некоторые обозначения, которые имеют силу только в пределах одного раздела, описываются в соответствующем разделе. а - относительное «мертвое» пространство; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К);
Л - коэффициент теплопроводности, (Вт/м-К);
С„р - жесткость пружины, Н/м;
Ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении Дж/(кг-К);
Су - удельная теплоемкость при постоянном объеме, Дж/(кг-К);
Г) - диаметр, м;
Е- поверхность теплообмена, м ; к - показатель адиабаты;
Р1ШЧ - начальное давление газа, Па;
Ркон ~ конечное давление газа, Па;
Рц - давление в цилиндре, Па;
/л - коэффициент расхода;
/Ид.в. - коэффициент динамической вязкости, Па-с;
Нпл - текущая высота подъема запорного элемента, м; ктах - максимальная высота подъема запорного элемента, м;
$ - ход поршня, м;
О - теплота, Дж;
Ф - угол поворота коленчатого вала, рад. п - частота вращения с'1;
ИНДЕКСЫ
нач. - начальное; кон. - конечное; ц. - цилиндр; п - поршень; ш - шатун; щ — щель;

ния газа в рабочей камере, т.е. процесс расширения соответствует процессу сжатия, процесс наполнения соответствует процессу выпуска и т.д.
В современной литературе используется более полная классификация, характеризующая те или иные процессы. Далее будем использовать следующие виды процессов: 1) процесс наполнения; 2) процесс расширения; 3) процесс выхлопа; 4) процесс выпуска (выталкивания); 5) процесс обратного сжатия; 6) процесс частичного нагнетания.
Существуют следующие основные теоретические циклы поршневых пневмодвигателей:
1) С полным наполнением.
В цикле поршневого пневмодвигателя не может быть менее четырех процессов. Некоторые поршневые ПД работают по этому циклу - с полным наполнением рабочего объема (рис. 1.11а). Цикл обеспечивает максимальную внешнюю работу, но в то же время характеризуется максимальным удельным расходом энергии и энергоносителя - сжатого воздуха.
2) С неполным расширением.
Более экономичным представляется цикл, состоящий из пяти процессов (рис 1.116), в котором после уменьшения первого процесса - частичного наполнения происходит второй - частичное расширение воздуха в увеличивающемся рабочем объеме. Увеличивается внешняя работа, совершаемая одним и тем же количеством воздуха, и уменьшается время, необходимое для выхлопа, поскольку давление начала выхлопа уже ниже давления конца наполнения. При пятипроцессном цикле, с повышением частоты вращения пневмодвигателя, снижение внешней работы одного цикла происходит в меньшей степени, чем при четырехпроцессном. Этот цикл наиболее распространен.
Его недостаток заключается в том, что в «мертвом» объеме рабочей камеры не поднимается давление к началу наполнения и «мертвый» объем заполняется сжатым воздухом без совершения полезной работы. Можно исключить перерасход сжатого воздуха на заполнение «мертвого» объема, если этот объем