|
Двигатели внутреннего сгорания в настоящее время являются основным потребителем жидкого топлива нефтяного происхождения, оказывая существенное негативное воздействие на экологическую обстановку в мире. Повышение производительности автомобилей и тракторов в значительной степени определяется ростом их энерговооруженности, т.е. мощности двигателей, приводящих их в движение. В реальных условиях эксплуатации двигатели транспортных средств значительную часть времени работают на частичных нагрузках и переходных режимах, для которых характерны более высокие удельные расходы топлива и выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Одним из активно развивающихся направлений решения задачи повышения эксплутационнои топливной экономичности транспортных средств является создание гибридных силовых установок состоящих из поршневого двигателя, генератора, аккумулятора электрической энергии и тяговых электромоторов-генераторов. Гибридные силовые установки кроме экономии топлива и улучшения экологических показателей автотранспортных средств за счет оптимизации работы ДВС, а также рекуперации кинетической энергии транспортного средства, могут существенно снижать потери, связанные с неустановившимися режимами работы. Использование дизелей с турбонаддувом в качестве энергетической установки гибридного транспортного средства оправдано высокими исходными топливо-экономическими и массово-габаритными показателями этого типа ДВС. Однако, турбонадцуву в классическом его исполнении: лопаточные газовая турбина и компрессор, объединенные единым валом, свойственны недостатки, одним из которых является снижение удельных показателей дизеля и повышенный выброс токсичных компонентов и сажи с отработавшими газами в переходных режимах. Существует ряд методов улучшения качества протекания переходных процессов в транспортных дизелях с турбонаддувом, одним из которых является применение турбокомпрессоров с обратимым электроприводом ротора. Этот метод может быть успешно реализован в гибридной силовой установке, в которой изначально существуют внутренние энергопотоки высокой интенсивности. Способ в настоящее время мало изучен, однако, успехи в развитии и все более широкое применение электро-исполнительных и электронных управляющих устройств в двигателях внутреннего сгорания, делают его исследование, в особенности с учетом применения на дизеле входящем в состав гибридной транспортной силовой установки, актуальным. Целью исследования являлось исследование параметров гибридной дизель-электрической силовой установки с обратимым электроприводом ротора турбокомпрессора дизеля и поиск путей повышения ее топливо-экономических и экологических показателей. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Экспериментальная часть работы построена на данных полученных на испытательном стенде с дизелем Д-245 (4ЧН 11/12,5), которые обрабатывались, в том числе и с применением математического аппарата метода планируемого эксперимента. Полученные экспериментальные данные использовались для математического моделирования работы дизеля в составе гибридной силовой установки транспортного средства при его движении в условиях типового ездового цикла. Научная новизна проведенной работы состоит в создании математических моделей для анализа работы дизеля с турбонаддувом в составе гибридной силовой установки транспортного средства при его движении в соответствии с задаваемым ездовым циклом, для оценки величины циркуляции энергопотоков внутри силовой установки и их оптимизации с учетом реальных режимов эксплуатации, минимизации эксплутационного расхода топлива и выбросов вредных веществ, для оценки влияния применения обратимого электропривода ротора ТКР на качество переходных процессов в силовой установке, предложенных экологическом и эффективном критериях качества переходных процессов в турбокомпрессоре. Практическая значимость работы заключается в разработке методик и компьютерных программ для оценки влияния реальных режимов эксплуатации на параметры силовой установки по топливной экономичности и токсичности отработавших газов и оценки влияния качества переходных процессов при применении обратимого электропривода ротора турбокомпрессора комбинированного дизеля в составе гибридной силовой установки автотранспортного средства, конкретных рекомендациях по выбору параметров накопителя энергии гибридной силовой установки и мощности обратимого электропривода ротора турбокомпрессора. Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечивалась применением поверенных контрольно-измерительных приборов, проведенном в работе анализе погрешностей измерения и обработки экспериментальных данных. Математическое моделирование осуществлялось на основе фундаментальных понятий и уравнений, а также общепринятых подходов к описанию исследуемых процессов на основе учета основных влияющих факторов. Основные положения, выводы и рекомендации диссертации используются в учебном процессе на кафедре комбинированных ДВС РУДН. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры комбинированные ДВС Российского Университета Дружбы Народов в октябре 2004 г. Материалы, включенные в диссертацию, были представлены на X Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотракторных средств» во ВлГУ (г. Владимир, 2004 г.), на 39 научной конференции РУДН «Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований» (г. Москва, 2003 г.), на 40 научной конференции РУДН «Современные инженерные технологии» (г. Москва, 2004 г.).
| 
Вы находитесь:
