Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Дудкин Виктор Иванович. Резервы повышения индикаторной экономичности и пути их реализации в современных тракторных дизелях : ил РГБ ОД 61:85-5/4794

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

В в е д е н и е 5

Глава I. Современное состояние методологии анализа эконо
мичности процесса преобразования энергии в порш
невых ДВС 9

1.1. Классификация методов анализа зкономігчности
процесса преобразования энергии в ДВС II

1.1.1. Классификация факторов действительного

цикла ДВС 12

  1. Задачи и виды моделирования действительного цикла ДВС 16

  2. Методы анализа экономичности процесса преобразования энергии в ДВС 20

  1. Методы сравнения обратимых циклов 23

  2. Эмпирические методы анализа индикаторного

КПД 27

1.4. Методы относительного коэффициента 34

  1. Методы множителей 35

  2. Метод сумм 44

1.5. Методы элементарных циклов 48

  1. Метод элементарных адиабатных циклов. 48

  2. Метод элементарных идеальных циклов 52

  3. Уравнение связи характеристики подвода и потери теплоты в цикле с индикаторным КПД... 55

1.6. Выводы. Постановка задачи исследований 59

Глава 2. Феноменологический метод термодинамического анали
за экономичности циклов поршневых ДВС 61

2.1. Феноменологические способы количественной

оценки влияния внутренних факторов на исполь
зование теплоты в циклах ДВС 61

2.І.І. Факторы обратимых циклов 61

2.1.2. Источники необратимости цикла 69

2.2. Построение метода анализа 72

  1. Выбор эталонного цикла и его обоснование 73

  2. Факторы, определяющие величину анергии 77

  3. Факторы, определяющие потерю эксергии 80

  4. Графическая интерпретация метода анализа 82

2.3. Возможности метода в проведении исследований по
выявлению резервов повышения индикаторной эконо
мичности дизелей и в определении путей их реали
зации 83

Глава 3.Резервы повышения экономичности в теоретических цик
лах ДВС 87

3.1. Принцип построения современных математических
моделей рабочего процесса ДВС. Обоснование вы
бора моделей для проведения теоретических ис
следований 88

  1. Математическая модель процесса подвода теплоты в цикл 90

  2. Математическая модель процесса теплообмена в развитии цикла 95

3.2. Исследование резервов повышения экономичности

в теоретических циклах ДВС 103

  1. Идеальный "воздушный" цикл 107

  2. Адиабатный цикл 114

  3. Необратимый цикл 117

Глава 4.Резервы повышения индикаторной экономичности дизелей

и определение путей их реализации 131

4,1, Расчетные исследования по участию сажи в форми
ровании индикаторной экономичности действитель
ного цикла дизеля 132

4.1.1. Радиационный теплообмен. 134

4.1.2, Фактор несвоевременности при выгорании сажи.. 137

4.1,3. Резервы повышения экономичности действи
тельного цикла дизеля, связанные с сажеобра-
зовательным процессом 142

4.2. Определение путей реализации резервов повыше
ния индикаторной экономичности дизеля 148

4.2.1, Взаимосвязь между сажеобразованием и формой
характеристики тепловыделения 148

4.2.2. Комплексный подход при определении путей по
вышения индикаторной экономичности дизелей... 152

Глава 5. Экспериглентально-расчетные исследования некоторых пу
тей реализации резервов повышения экономичности дизе
ля на модельном двигателе ...»* 156

5.1. Экспериментальный стенд. Измерительная и ре
гистрирующая аппаратура 156

  1. Базовая комплектация модельного двигателя.. 159

  2. Обслуживающие системы двигателя 161

  3. Система управления двигателем 164

  4. Специальное оборудование .168

5.2. Методика проведения экспериментально-теорети
ческих исследований 170

  1. Определение индикаторного КПД 172

  2. Программная реализация феноменологического метода анализа 178

  1. Разработка конструктивных мероприятий для экспериментальных исследований резервов повышения индикаторного КОД в дизелях с разделенной системой питания 130

  2. Обоснование выбора некоторых практических путей повышения индикаторной экономичности дизелей I94

  1. Интенсификация распиливания топлива 198

  2. Изменение диаметра горловины камеры в поршне.. 208

5.4.3. Изменение надпоршневого зазора 210

3 а к люч е н и е 214

Л и т е р а т у р а 216

Материалы по внедрению 229

Введение к работе:

Реализация программы экономического и социального развития СССР, намеченная ХХУІ съездом КПСС на П-ю пятилетку и в целом до 1990 года, предполагает вовлечение в общественное производство значительных топливо-энергетических ресурсов. Принимая во внимание происходящее в последнее время удорожание нефтяных видов топлива и ухудшение их моторных свойств в связи с истощением природных запасов нефти (с 1961 г. по 1980 г. себестоимость нефти увеличилась в 1,5 раза), становится очевидным, какое огромное народнохозяйственное значение приобретает их рациональное использование.

Среди поршневых ДВС, нашедших массовое применение в народном хозяйстве, наибольшей экономичностью и меньшей прихотливостью к свойствам топлива отличаются двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия (дизели). Так, расход топлива у них на 25 % меньше, чем в карбюраторных двигателях.

Это обусловлено особенностью организации в дизеле процесса преобразования энергии, которая позволяет получать: высокий термический КПД цикла - благодаря возможности использования больших степеней сжатия; меньшие механические потери и высокий коэффициент наполнения - ввиду отсутствия смесительных устройств в системе впуска; меньшие потери теплоты в окружающую среду конвективным путем, а также меньшую склонность к образованию токсических веществ - благодаря более низким средним по цилиндру температурам в цикле; большую работоспособность теплоты, подводимой в цикл - вследствие меньшей теплоемкости рабочего тела (является следствием увеличения воздушного балласта в цилиндре двигателя ввиду большего коэффициента избытка воздуха, которое вызывает снижение температурного уровня в цикле, а также уменьшение про-

центного содержания в рабочем теле многоатомных газов в развитии цикла); меньшую неполноту сгорания.

Для дизельного процесса также характерно наличие больших возможностей управления ходом его развития, что достигается путем воздействия на лимитирующий фактор - смесеобразовательный процесс - посредством множества конструктивных способов как со стороны топливоподающей аппаратуры, так и со стороны полости цилиндра.

В связи с этим, при проведении опытно-конструкторских работ по оптимизации экономических параметров рабочего процесса как на стадии его проектирования, так и стадии доводочных работ на модельном двигателе, крайне актуальной задачей является определение резервов повышения индикаторной экономичности, а также путей их реализации. К решению этой задачи призвана методология анализа экономичности процесса преобразования энергии в поршневых ДВС, представляющая собой учение о методах, "... которые имеют одну функцию: отражая закономерности объективной действительности и познания, ориентировать людей в процессе осуществления познавательной и практической деятельности" /III/.

В настоящее время экономические показатели дизелей находятся на достаточно высоком уровне, поэтому дальнейшее их улучшение требует углубленных исследований процесса преобразония энергии в цикле, совершенствования методов анализа экономичности.

В этой связи следует оговорить особенности в организации и протекании рабочего процесса в дизелях.

Ввиду крайне ограниченного отрезка времени, отводимого на процессы впрыска топлива и образования топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя, смесь к началу сгорания оказывается гетерогенной, вследствие чего в переобогащенных зонах в период сгора-

ния, под воздействием больших давлений и температур, идет процесс обильного образования сажевых частиц. Это явление характерно для всех дизелей.

К настоящему времени как в отечественной, так и в зарубежной практике накоплен значительный экспериментально-теоретический материал, со всей очевидностью подтверждающий наличие отрицательных последствий участия сажи в рабочем процессе, которая выражается: в появлении нагарообразования на внутрицилиндровых поверхностях; в повышении теплонапряженности деталей, ограничивающих камеру сгорания ввиду появления дополнительной радиационной составляющей теплообмена; в повышении канцерогенной опасности отработавших газов; в неполноте сгорания.

Наряду с этим косвенно, путем применения антидымных присадок установлено, что процесс сажеобразования оказывает также весьма значительное отрицательное воздействие на индикаторную экономичность двигателя /92/.

Однако до сих пор научно обоснованная оценка влияния процесса сажеобразования на индикаторный КПД - отсутствует, хотя пренебрежение этим фактом может явиться причиной серьезных ошибок при определении резервов повышения индикаторной экономичности, а также путей их реализации в современных дизелях.

Цель диссертационной работы заключалась в разработке метода термодинамического анализа качества тепловой энергии, участвующей в рабочем процессе поршневого ДВС, выявлении с его помощью резервов повышения индикаторного КПД и определении некоторых путей их реализации в современных тракторных дизелях с учетом участия сажи.

достижение указанной цели осуществлялось решением следующих основных задач:

обзор существующих методов анализа индикаторного КПД, позволяющих выявлять и производить оценку роли факторов рабочего процесса в формировании экономичности цикла;

разработка феноменологического метода анализа качества теплоты в цикле поршневого две;

проведение с помощью разработанного метода анализа качества теплоты в теоретических циклах ДВС, построенных на основе современных представлений о развитии внутрицилиндровых процессов без учета участия сажи;

комплексный анализ влияния участия сажи в рабочем процессе на индикаторный КПД, а также оценка резервов повышения экономичности, связанных с участием сажи в дизельном процессе;

совместный анализ влияния характеристики тепловыделения и сажеобразования на индикаторный КПД;

разработка конкретных конструктивных мероприятий по сниже-нию дымноети и повышению экономичности дизеля.

Решение поставленных задач осуществлялось: анализом исследований, проведенных с помощью известных методов анализа индикаторного КПД, по выявлению факторов и оценке их роли в формировании экономичности циклов ДВС; проведением теоретических исследований качества теплоты в циклах ДВС на математических моделях с помощью разработанного и программно реализованного на алгоритмическом языке ФОРТРАН-4 феноменологического метода; проведением теоретических исследований влияния участия сажи на основе математического моделирования образования и выгорания сажи, а также радиационного теплообмена от излучения сажевых частиц; конструктивными разработками и постановкой эксперимента на модельном одноцилиндровом отсеке Ч 13/14 производства АМПО им. ХХУ съезда КПСС.

Подобные работы
Быстров Олег Иванович
Повышение экономических и экологических показателей дизеля путем реализации комбинированного шеститактного цикла
Бадеев Алексей Анатольевич
Резервы улучшения динамических характеристик автотракторного дизеля воздействием на процессы топливоподачи изменением физико-химических свойств топлива
Ван Юйянь
Обращенная циркуляция охлаждающей жидкости как фактор повышения экономичности дизеля
Гаев Валерий Дмитриевич
Повышение экономичности паровых турбин за счет оптимального проектирования проточных частей
Басс Борис Абрамович
Повышение топливной экономичности бензиновых двигателей увеличением энергии источника искрового зажигания
Валиев Шамиль Зуфарович
Использование стехиометрического состава горючей смеси для повышения топливной экономичности бензиновых двигателей
Гайсин Эльмир Маликович
Повышение топливной экономичности тракторных дизелей регулированием режимов их работы пропуском подачи топлива
Медведев Алексей Николаевич
Повышение топливной экономичности автомобильных дизелей отключением части цилиндров
Талда Геннадий Борисович
Повышение топливной экономичности и снижение токсичности бензиновых двигателей добавкой водорода к бензину
Морщихин Евгений Борисович
Метод отключения циклов как способ повышения эксплуатационной топливной экономичности роторно-поршневых двигателей транспортных машин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net