Математическое моделирование основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции

• Автор: Симуков, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

РОТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1 Классификация двигателей внутреннего сгорания.

1.2 Тенденции развития двигателей внутреннего сгорания

1.3 Анализ существующих математических моделей расчета поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания
1.4 Новое поколение роторных двигателей. Достоинства, принцип работы и особенности конструкции

1.5 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХБЛОЧНОГО РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.1 Теоретические основы построения математической модели РД.

2.2 Описание математической модели двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции.
Формализация процедур расчета.
2.2.1 Геометрическая модель РД
2.2.2 Тепловая модель РД
2.2.3 Силовая модель РД
2.2.4 Прочностная модель РД
2.3 Модель определения области рациональных значений технических параметров РД.
2.4 Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ИМ.О
3.1 Структура и характеристики программного комплекса КО1.0
3.2 Расчетные модули.
3.3 Модули подготовки результатов
3.4 Описание объектноориентированного программного комплекса Ш1.0
3.5 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ
ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РД.
4.1 Постановка численного эксперимента
4.2 Пример расчета двухблочного РД новой конструкции
4.3 Результаты численного эксперимента
4.4 Сопоставление результатов расчета РД с известными двигателями .
4.5 Анализ влияния факторов на основные показатели РД Определение рациональной области и краевых значений расчетных параметров РД.
4.6 Выводы по четвртой главе.
Заключение
Основные выводы по работе.
Библиографический список
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ А Чертежи эскизного проекта РД ПРИЛОЖЕНИЕ Б Макет РД новой конструкции ПРИЛОЖЕНИЕ В Имитационная 3 модель РД, визуализация принципов формирования изменяющихся объемов ПРИЛОЖЕНИЕ Г Фрагмент исходного кода программы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Вследствие планетарного движения ротора возникает центробежная сила инерции, для уравновешивания которой предусмотрены противовесы. При такой схеме радиальные уплотнения размещаются в вершинах ротора, и все рабочие камеры при вращении ротора движутся по контуру полости. Каждый такт происходит в определенном месте рабочей полости, и газообмен может осуществляться через окна, расположенные в соответствующих местах и перекрываемые ротором. Примером такого двигателя является РПД Ванкеля, выполненный по энитрохоидной схеме с внутренней огибающей и отношением г : К = 2 : 3, имеющий вращающийся ротор и неподвижный корпус, поэтому при изучении альтернативных ротопоршневых двигателей внутреннего сгорания особое внимание уделено РПД Ванкеля. В роторно-поршневых двигателях вследствие последовательного изменения объемов рабочих отсеков осуществляются те же такты рабочего процесса, которые характерны для обычных поршневых двигателей. Именно поэтому ряд авторов в патентных публикациях предложили название - роторно-поршневые двигатели. Это дает основание для сокращенного наименования роторных двиттелей - РПД. В РПД Ванкеля ротор совершает планетарное движение в статоре эпи-трохоидной формы, образуя изменяющиеся объемы рабочих камер. Таким образом, в двигателе появляется возможность избавиться от необходимости преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Тенденции развития двигателей внутреннего сгорания. Renault) и многого другого. Это объясняется тем, что перед производителем и потребителем встают проблемы экономичности, экологичности автомобилей и все возрастающая необходимость применения возобновляемых источников энергии. Honda 1. Engine expo », и в номинации «Лучшая экономичность года» на международной выставке «Engine Expo » в Штутгарте. Рис. Engine Expo » в Штутгарте (рис. Полноприводная машина Toyota CS&S с гибридной силовой установкой Hybrid Synergy Drive. Задние колеса приводятся полуторалитровой бензиновой «четверкой», а передние — электромотором. Мощность электродвигателя существенно выше, чем на всех известных аналогах. Благодаря этому достигнуты высокие динамические характеристики (в первую очередь при разгоне и на подъемах) при высокой экономичности. Renault - с г. Для этой цели партию обычных автомобилей Ford Focus переоборудуют в электромобили с питанием от электрохимических генераторов (рис. Рис. Рис. BMW - как и в автомобиле Honda IMA, электромотор встроен между ДВС и коробкой передач, но питание электромотора осуществляется от конденсаторов сверхвысокой емкости (рис. Рис. На первый взгляд эти установки кажутся громоздкими и неуклюжими с вытекающими отсюда последствиями (вес и объем силового агрегата, комфортность, моторесурс и т. При этом наибольший объем и вес в этой цепи имеет ДВС. Поэтому при создании гибридных автомобилей необходимо решить задачу модернизации обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Решением этой задачи является использование вместо поршневого двигателя внутреннего сгорания роторно-поршневого двигателя (РПД). О достоинствах также хорошо известно -поршневые двигатели внутреннего сгорания являются самыми экономичными из всех типов двигателей. Первый двигатель внутреннего сгорания изобретен в году. Вначале без сжатия смеси перед зажиганием, потом с сжатием, после чего конструкция ДВС практически не менялась. Причем КПД тоже остался на почти таком же низком уровне (максимальный теоретический уровень КПД %, реально же в четырехтактных не более %, а в дизелях %). Рис. Движущиеся детали двигателей: а - РПД Ванкеля (3 движущиеся детали); б -четырехтактный двухцилиндровый поршневой ДВС (ориентировочно движущихся деталей); в - двухблочный РД новой конструкции (7 движущихся деталей). Из представленного рисунка 1. РПД, в которых осуществляется непосредственное преобразование работы газа в крутящий момент на валу двигателя, то есть отсутствует кривошипно-шатунный механизм, но сохраняется поршень, разделяющий проточную часть на отсеки, объем которых циклически изменяется.