Разработка и исследование малоразмерного турбокомпрессора с парциальным регулированием турбины

• Автор: Магзумьянов, Радик Фаатович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ОГДАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1. Влияние турбонаддува на основные показатели комбинированных двигателей внутреннего сгорания
1.2. Способы регулирования турбонаддува двигателей внутреннего сгорания
1.2.1. Использование поворотных лопаток лопаточного направляющего аппарата турбины
1.2.2. Изменение площадей проходного сечения безлопаточного направляющего аппарата турбины
1.3. Краткий анализ состояния вопроса
1.4. Постановка задач на исследование
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В РЕГУЛИРУЕМОМ БЕЗЛОПАТОЧНОМ НАПРАВЛЯЮЩЕМ АППАРАТЕ ТУРБИНЫ
2.1. Расход воздуха через поршневую часть двигателя
2.2. Регулируемый безлопаточный направляющий аппарат
ГЛАВА 3. МАЛОРАЗМЕРНЫЙ ТУРБОКОМПРЕССОР С ПАРЦИАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТУРБИНЫ
3.1. Профилирование безлопаточного направляющего аппарата
3.2. Разработка малоразмерного турбокомпрессора с парциальным регулированием турбины
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОРАЗМЕРНОГО ТУРБОКОМПРЕССОРА С ПАРЦИАЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТУРБИНЫ НА АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
4.1. Цель и выбор объектов исследования
4.2. Замеряемые величины и измерительные приборы. Погрешность измерений
4.3. Методика проведения исследований и обработки экспериментальных данных. Результаты исследований
4.4. Сравнение с результатами теоретического исследования
4.5. Использование результатов исследования в практике проектирования и совершенствования регулируемых турбокомпрессоров ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ I ПРИЛОЖЕНИЕ II ПРИЛОЖЕНИЕ III
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Ае - мощность двигателя в кВт;
Мв - крутящий момент двигателя в Н-м; п - частота вращения коленчатого вала двигателя в мин'1;
V/, - рабочий объем цилиндров в дм3;
Где- тактность двигателя; а - коэффициент избытка воздуха;
- коэффициент наполнения; ge - удельный эффективный расход топлива в г/кВт-ч ;
Ре - среднее эффективное давление в МПа;
Р7 - максимальное давление цикла в МПа;
Тг - максимальная температура цикла в К;
О,, - расход воздуха в кг/час, кг/с;

<2в - расход воздуха в м /час;
От - расход топлива в кг/час;
Ог - расход газа в кг/час;
К - дымность двигателя в ед.Бош;
к = 1,4 - показатель адиабаты для воздуха;
кт = 1,33 - показатель адиабаты для отработавшего газа;
Р?1 = 287 Дж/(кг-К) - газовая постоянная для воздуха;
РГ = 289,3 Дж/(кг-К) - газовая постоянная для отработавшего газа; рощ, - плотность воздуха в кг/м3;
В0щ - барометрическое давление в мм.рт.ст.;
Рвп, 7’вп - давление в кПа и температура в К на впуске;
РК, Тк - давление в МПа и температура в К на выходе из компрессора; Ркпз Тш - давление в МПа и температура в К на выходе из охладителя наддувочного воздуха;

ны 7. Передаточный вал 4 со стороны компрессора 6 жестко соединен с рычагом 8, размещенным в выемке 9 промежуточного корпуса 5 и шарнирно связанным со штоком 10 регулирующего механизма 11. Причем регулирующий механизм 11 расположен с внешней стороны корпуса малоразмерного турбокомпрессора. Необходимо отметить, что выполненная таким образом конструкция имеет следующие преимущества:
- выбрав соответствующим образом ось поворота парциальной заслонки, можно обеспечить закон изменения проходных сечений БНА турбины согласно зависимости (3.2);
- узел поворота (передаточный вал 4 и отверстие в корпусе 5) подвержен минимальным температурным нагрузкам вследствие того, что корпус 5 охлаждается маслом при смазывании подшипника скольжения ротора малоразмерного турбокомпрессора;
- на передаточный вал 4 действуют осевые усилия от давлений со стороны компрессора и турбины, которые примерно одинаковы, вследствие чего передаточный вал 4 разгружается от осевых усилий;
- передаточный вал 4 выполняется минимального диаметра исходя из условия прочности конструкции, поэтому менее подвержен заклиниванию из-за объемных температурных расширений;
- выбрав соответствующим образом длины рычагов 3 и 8, можно улучшить динамику регулирования (т.е. быстроту реагирования на сигнал регулирующего механизма).
Малоразмерный турбокомпрессор работает следующим образом: при уменьшении расхода газа через турбину 7, регулирующий механизм 11 через передаточный вал 4 поворачивает заслонку 1 в сторону уменьшения площади начального проходного сечения Ао БНА (в сторону увеличения парциальности) турбины, а при увеличении расхода газа через турбину 7 - регулирующий механизм 11 через передаточный вал 4 поворачивает заслонку 1 в сторону увеличения площади начального проходного сечения Р0 БНА (в сторону уменьшения