Повышение эффективности и надёжности системы газораспределения ДВС на основе комплексного подхода к синтезу её характеристик

• Автор: Васильев, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 483 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ
СИСТЕМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВС
1Л. Связь параметров и характеристик систем ГР с рабочими процессами, индикаторными и эффективными показателями ДВС
1.2. Факторы, определяющие эффективность и надёжность систем

1.3. Динамика МГР
1.4. Выбор законов движения толкателей и профилирование кулачков ГР
1.5. Выводы. Задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОД ПОШАГОВОГО ЧИСЛЕННОГО СИНТЕЗА ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ ТОЛКАТЕЛЯ
2.1. Постановка задачи, система ограничений, алгоритм метода
2.2. Формирование характеристик сопряжения кулачок-толкатель с учётом кинематики МГР
2.3. Синтез различных типов законов движения толкателя
2.3.1. Разрывные, трапецеидальные и гладкие кривые ускорения с различными ограничениями на высшие производные
2.3.2. Асимметрия закона движения толкателя при его подъёме и

КНИГА ИМЕЕТ

2.3.4. Верхний выстой толкателя
2.3.5. Законы движения с динамической настройкой
2.3.6. Учёт дополнительных требований по газообмену
2.4. Формирование законов движения предельной эффективности при различных ограничениях на характеристики ГР
2.4.1. Контактное напряжение в паре кулачок-толкатель
2.4.2. Гидродинамические условия смазки пары
2.4.3. Радиус кривизны профиля кулачка
2.4.4. Коэффициент запаса усилия клапанных пружин
2.4.5. Угол давления в паре кулачок-толкатель
2.5. Определение данных для изготовления и контроля профиля кулачка
2.6. Результаты и выводы
ГЛАВА 3. ОБОБЩЁННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ КЛАПАННОГО МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
3.1. Построение модели
3.2. Моделирование механизмов различной структуры
3.3. Моделирование гидродинамики смазки в зазорах
3.4. Моделирование гидравлических элементов
3.5. Отражение характерных особенностей МГР
3.6. Оценка адекватности модели и динамических качеств механизма
3.7. Алгоритм расчёта динамики
3.8. Результаты и выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВС НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОЧИХ
ПРОЦЕССОВ
4Л. Методика моделирования рабочих процессов в элементах
газовоздушного тракта с учётом характеристик ГР
4.1 Л. Цилиндр
4.1.2. Элементы систем наполнения и выпуска (квазистационарная
и нестационарная модели)
4.1.3. Элементы турбонаддува
4.2. Построение обобщённой математической модели, общая структура и алгоритм расчёта
4.3. Улучшение газообмена, мощностных и экономических показателей двигателя на основе совершенствования характеристик системы ГР
4.3.1. Формирование закона движения толкателя
4.3.2. Выбор фаз ГР
4.4. Результаты и выводы
ГЛАВА 5. СИНТЕЗ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО В ЗАДАННОМ ПОЛЕ РЕЖИМОВ
5.1. Исследование характера и диапазона изменения характеристик в области эксплуатационных режимов работы двигателя
5.2. Расчёт характеристик ГР с учётом и без учёта колебательных процессов, сравнительный анализ результатов
5.3. Влияние закона движения толкателя на динамику МГР
5.4. Методика синтеза, структура и элементы автоматизированного программного комплекса

оценивается влияние на динамику тех или иных конструктивных или эксплуатационных факторов.
Однако такой путь является весьма трудоёмким и дорогостоящим. Поэтому в настоящее время значительное внимание уделяется расчётным методам исследования динамики на основе математического моделирования [116, 119, 120, 157, 178, 187, 279, 322, 323, 324, 325, 337, 382, 383, 404, 407, 413]. В этом случае экспериментальные исследования проводятся в значительно меньшем объёме с целью идентификации математических моделей и проверки предлагаемых конструкторских решений. Математическое моделирование динамики позволяет легко оценить влияние на динамику различных конструктивных и эксплуатационных факторов, снизить трудоёмкость и повысить качество работ по проектированию и доводке клапанного механизма.
В математической модели динамики МГР должны быть отражены такие его существенные особенности, как наличие упругих деформирующихся передаточных звеньев и односторонность связей. К числу упругих звеньев следует отнести клапанные пружины, осуществляющие силовое замыкание механизма. В большинстве случаев также нельзя пренебрегать упругостью таких деталей, как штанга, коромысло и его опора. Односторонность связей приводит к нарушению и восстановлению контактов в звеньях, неизбежному при выборке тепловых зазоров, в начале движения клапана и после его посадки на седло. Кроме того, разрыв кинематической цепи может произойти и во время движения клапана. Из сказанного следует, что структура системы ГР не является постоянной.
МГР может быть представлен в первом приближении тремя сосредоточенными массами и четырьмя безынерционными пружинами (рис.
1.4.а) [157]. Пусть с, ск, сш, св - жёсткости соответственно клапанной пружины, коромысла вместе с опорой, штанги и распределительного вала.