Повышение долговечности турбокомпрессоров автотракторных двигателей путем использования гидроаккумулятора в системе смазки

• Автор: Коркин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО НАДЕЖНОСТИ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ.

1.1. Способы повышения мощности двигателей внутреннего

сгорания

1.2. Анализ основных отказов турбокомпрессоров.

1.3. Анализ системы смазки двигателей внутреннего сгорания.

1.4. Выводы и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА И ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Общие методика и программа исследования.

2.2. Методика аналитического исследования

2.3. Методика экспериментального исследования
2.4. Методика эксплуатационных исследований.
2.5. Методика оптимизации параметров гидроаккумулятора.
3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОСТИ ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА ТУРБОКОМПРЕССОРА НА РЕЖИМЕ ОСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЯ
3.1. Моделирование температуры подшипника на режиме останова двигателя
3.2. Анализ работоспособности подшипникового узла в зависимости
от технического состояния и режима работы
3.3. Теоретическое обоснование целесообразности
гидроа ккумулятора.
3.4. Расчт и обоснование основных конструктивных параметров гидроаккумулятора
3.5. Выводы
4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Опенка результатов экспериментальных исследований эффективности гидроаккумулятора
4.2. Оценка эффективности гидроаккумулятора на реальных эксплуатационных режимах.
4.3. Сравнение результатов аналитических и экспериментальных исследований
4.4. Оптимизация параметров гидроаккумулятора масла.
4.5. Оценка результатов эксплуатационных исследований.
4.6. Выводы.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
5.1. Разработка схемы включения гидроаккумулятора в систему
смазки двигателя
5.2. Техникоэконохмическая оценка эффективности исследования
5.3. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В данной конструкции отсутствуют трущиеся элементы, так как роторы установлены с зазором, поэтому нет потребности в охлаждении и смазке. Для улучшения характеристик число лопаток на каждом роторе увеличивают до 3-х, иногда 4-х. Для этой же цели роторы иногда выполняют винтовыми (рис. Данные компрессоры достаточно просты, надежны, что способствовало их широкому применению для наддува бензиновых двигателей и небольших дизелей. К недостаткам можно отнести большие габариты в сравнении с турбокомпрессорами и необходимость затратить часть мощности двигателя на привод. Центробежный компрессор (рис. Для обеспечения необходимых характеристик ротор вращается с частотой от ООО до 0 ООО мин'1 в зависимости от исполнения и размеров компрессора. Привод может осуществляться как механически от двигателя, так и при помощи газовой турбины. Преимуществом таких компрессоров являются малые масса и габариты, простота конструкции и обслуживания. Принцип действия обменников давления (рис. Достоинствами данной системы является возможность получения благоприятной внешней скоростной характеристики двигателя, высокая его приемистость. К недостаткам можно отнести большие габариты и высокую стоимость. В настоящее время наибольшее применение среди всевозможных агрегатов. Они очень компактны, достаточно технологичны, . На производстве турбокомпрессоров специализируются крупные мировые фирмы, такие как Holset, Schwitzer, Garrett, ККК [,,,,3,5]. Очевидно, что при форсировании двигателя наддувом, , его конструктивные изменения не ограничиваются только установкой турбокомпрессора, требуют изменений системы смазки, охлаждения, питания топливом, газораспределения, впускные, выпускные коллекторы и др. Одним из несомненных преимуществ форсирования двигателя наддувом является то, что нагрузки от сил, возникающих при сгорании топлива на детали KI1IM (шатуны, подшипники, коленчатый вал) растут не пропорционально росту мощности двигателя. Поясняет это утверждение рис. Расчетная нагрузка от сил сгорания топлива, которая лимитирует ресурс деталей КШМ, пропорциональна максимальному давлению Рг в цилиндре. Мощность же двигателя, выражается площадью под кривой (рис. Рс. Как нетрудно видеть, Р, растет в гораздо меньшей степени, чем мощность двигателя, что благоприятно сказывается на ресурсе деталей КШМ. О . Рисунок 1. ТНВД насосом с большей производительностью. Установка турбокомпрессора (ТК): приводит к росту температурной напряжённости всего двигателя;, сам ТК имеет повышенные температуры, смазка ТК требует более тонкой очистки масла. В результате этого необходимо изменять систему смазки,. Разделение коллектора позволяет организовать поступление волн давления выпускных газов в коллектор из цилиндров через равное количество градусов поворота коленчатого вала. В результате волны давления (импульсы) не накладываются на соответствующие волны снижения давления, не усредняются, энергия газов сохраняется высокой. Для сохранения импульса давления в этом случае объём коллектора должен быть достаточно мал. Газовая турбина получается импульсной, наддув называют импульсным. Впускные коллекторы также претерпевают определённые изменения, поскольку по ним теперь приходится подавать большее количество воздуха. В коллекторах приходится устанавливать холодильники воздуха (интеркулеры) и т. Камера сгорания дизеля при применении наддува низкого уровня может и не изменяться. Однако при достаточно высоком наддуве, когда при исходной степени сжатия чрезмерно повышается максимальное давление в цилиндре, приходится идти на уменьшение конструктивно]! Повышение максимального давления Р2 в цилиндре приводит к росту нагрузок на подшипники, на сам коленчатый вал. А значит, нужно практически полностью менять конструкцию дизеля. Чтобы этого избежать, приходится увеличивать объём сжатия Ус для уменьшения степени сжатия и снижения максимального давления. Несмотря на снижение степени сжатия в поршневой части машины, что в соответствии с термодинамикой должно привести к потере экономичности, к. Кроме того, благодаря сжиганию в цилиндре большего количества топлива сохраняется достаточно высоким максимальное давление, т.