Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора

Берестнев, Геннадий Александрович

Тепловые двигатели

автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора

кандидата технических наук: Берестнев, Геннадий Александрович
город: Челябинск
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.04.02
цена: 450 рублей

Диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора»

Автореферат диссертации по теме "Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора"

На правах рукописи

БЕРЕСТНЕВ Геннадий Александрович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА В КОМБИНИРОВАННЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВОГО АККУМУЛЯТОРА

(Специальность 05.04.02 - «Тепловые двигатели»)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 2006

Работа выполнена на кафедре «Двигатели» Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (военного института) и в ФГУП 15 «Центральный автомобильный ремонтный завод» МО РФ

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кукис Владимир Самойлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лаврик Александр Николаевич кандидат технических наук, доцент Марков Михаил Васильевич

Ведущая организация - ОАО «НИИ Автотракторной техники»

Защита состоится « & » декабря 2006 г. в часов на заседании диссертационного совета Д212.298.09 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, Челябинск, просп. им. В.И. Ленина, 76.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « 3 » ноября 2006 г.

Ученый секретарь ßj cU>,J>— Е.А. Лазарев

диссертационного совета (t/f v

доктор техн. наук, профессор /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Развитее техники требует постоянного роста агрегатной мощности двигателей, уменьшения их удельных габаритов и улучшения экономичности без существенного увеличения массы при постоянно возрастающей тепловой и механической нагруженности деталей и узлов. Увеличение мощности поршневых ДВС без изменения их размеров связано с необходимостью решения задачи сжигания в цилиндрах больших порций топлива за один рабочий цикл. Решение этой задачи требует подачи в цилиндры большего количества воздуха (в дизелях) или горючей смеси (в двигателях с внешним смесеобразованием), т. е. увеличения количества свежего заряда. При неизменном рабочем объеме двигателя это может быть обеспечено только за счет повышения плотности заряда в результате предварительного сжатия (наддува). Однако повышение давления заряда сопровождается ростом его температуры, что требует ограничения давления наддува в связи с ухудшением некоторых характеристик рабочего процесса, а также с повышением тепловой нагруженности деталей и узлов двигателя.

Избежать указанных негативных последствий наддува в дизелях позволяет охлаждение наддувочного воздуха (НВ). Организация этого процесса связана с дополнительными затратами на привод вспомогательных агрегатов, обеспечивающих требуемый тепловой режим работы двигателя, а также с увеличением габаритов и массы силовой установки. Кроме того, охлаждение НВ решает только одну сторону проблемы - снижение высокой температуры. Вопросы же повышения его температуры при работе комбинированных двигателей на неустановившихся режимах (что для ряда режимов целесообразно) в литературе рассматриваются мало. Особенно остро проявляется вредное влияние низкой температуры НВ при длительной работе комбинированных двигателей на режимах малых нагрузок и холостого хода.

Анализ влияния температуры НВ на особенности протекания рабочего цикла в комбинированных двигателях, проведенный в первой главе работы, показал существование противоречия, заключающегося в том, что с увеличением температуры поступающего в цилиндры свежего заряда одни показатели рабочего цикла улучшаются, другие - ухудшаются. В свою очередь, понижение температуры заряда вызывает улучшение ряда показателей и ухудшение других. Таким образом, и нагрев, и охлаждение НВ выше или ниже. некоторых температурных границ ведет к негативным последствиям. Описанные выше существующие в современной практике двигателестроения способы нейтрализации этих последствий недостаточно эффективны.

Решение задачи поддержания температуры НВ в целесообразных пределах для обеспечения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями дизеля, механической и тепловой нагруженностью его деталей и узлов при работе на любых режимах представляется принципиально

возможным, путем использования теплового аккумулятора (аккумулятора внутренней энергии), который в рассматриваемом аспекте логично называть «стабилизатором температуры наддувочного воздуха» - СТНВ, установленного во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора. Однако подобные исследования до настоящего времени не проводились.

Цель настоящей работы - стабилизировать температуру наддувочного воздуха на уровне, обеспечивающем целесообразное сочетание мощно-стных, экономических показателей дизеля, механической и тепловой нагру-женности его деталей и узлов при работе на любых режимах

Объект исследования - энергетические процессы в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха, содержащем теплоаккумулирующее вещество, находящееся в состоянии фазового перехода.

Предмет исследования - закономерности изменения температуры наддувочного воздуха при прохождении его через стабилизатор температуры.

Для достижения указанной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать физическую модель и составить систему уравнений (математическую модель), описывающие энергетические процессы, происходящие в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха, установленном во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора.

2. Разработать методику определения целесообразного значения температуры наддувочного воздуха с точки зрения обеспечения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями дизеля, механической и тепловой нагруженностью его деталей и узлов.

3. Разработать и изготовить опытный образец стабилизатора температуры наддувочного воздуха. Провести экспериментальные исследования с целью проверки адекватности предложенной физико-математической модели.

4. Экспериментально исследовать изменение показателей рабочего цикла дизеля зависимости от температуры наддувочного воздуха и установить целесообразное значение его температуры с точки зрения обеспечения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями двигателя, механической и тепловой нагруженностью его деталей и узлов.

5. Экспериментально оценить эффект использования стабилизатора температуры наддувочного воздуха при работе дизеля на различных режимах.

Обоснованность и достоверность результатов подтверждаются применением комплекса современных информативных и объективных методов исследования, подбором современной измерительной аппаратуры, ее систематической поверкой и тарировкой, соблюдением требований соответствующих стандартов и руководящих документов на проведение испытаний и корректной статистической обработкой экспериментальных данных с использованием ПК. Научные положения и выводы подтверждены результатами, полученными в ходе натурных экспериментов.

Научная новизна результатов работы заключается в следующих .положениях, выносимых автором на. защиту:. ........

1. Разработана фюическая, модель и составлена система уравнений, описывающие энергетические процессы» происходящие в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха нового типа, установленном во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора.

2. Разработан и реализован способ определения температуры наддувочного воздуха, при котором обеспечивается получение достаточно высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками на узлы и детали двигателя при работе на неустановившихся режимах, режимах длительных больших, малых нагрузок и холостого хода.. , _ > , , , . . , , 3. Предложено решение задачи сохранения температуры наддувочного воздуха на уровне, обеспечивающем получение достаточно высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками при работе двигателя на различных режимах.

4. Практическая ценность работы. Предложенная методика определения целесообразной температуры наддувочного воздуха позволяет устанавливать ее значение для любого конкретного двигателя.

Система уравнений, описывающая процессы во впускном тракте комбинированного двигателя, оборудованного стабилизатором температуры наддувочного воздуха, позволяет определять его конструктивные параметры, при которых обеспечивается получение требуемой температуры свежего заряда во время работы двигателя на различных режимах.

Экспериментально подтверждена возможность решения задачи стабилизации температуры наддувочного воздуха на уровне, обеспечивающем целесообразное сочетание мощностных, экономических показателей дизеля, механической и тепловой нагруженности его деталей и узлов при работе на неустановившихся режимах, длительных режимах малых нагрузок и холостого хода.

Представленные в диссертации материалы целесообразно использовать в научно-исследовательских, проектно-конструкторских организациях и на предприятиях, занимающихся разработкой комбинированных поршневых ДВС.

Реализация результатов работы. Получен патент на полезную модель комбинированного двигателя с предложенным способом стабилизации . . температуры свежего заряда. Материалы диссертации (концепция стабилизации температуры наддувочного воздуха с помощью теплового аккумулятора, математическая модель процессов, протекающих в системе стабилизации температуры наддувочного воздуха, методика определения целесообразного уровня охлаждения наддувочного воздуха) приняты к проработке в 38 НИИ МО РФ (г. Кубинка) при формировании планов НИОКР на 2007-2010 гг. В учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов и чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной

"автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище используются: конструктивнее схемы систем наддува дизеля со стабилизатором температуры наддувочного воздуха; термодинамическая и математическая модели процессов во '"впускном тракте комбинированного двигателя, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха; методика определения уровня Целесообразной температуры наддувочного воздуха.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены: на научно-методических семинарах с участием сотрудников кафедр двигателей и эксплуатации автомобильной техники Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (2004-2006 гг.); международном Форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2005 г.), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» (Челябинск, 2006 г.), международной научно-технической конференции «Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (г. Тула, 2006 г.); расширенном заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Южно-Уральского государственного университета (2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ и получен патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 143 страницы машинописного текста, включающего 39 рисунков, 12 таблиц, и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка основной использованной литературы (135 наименований) и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, его научная новизна и практическая ценность, конкретизированы объект и предмет исследования, приведены основные положения работы, выносимые автором на защиту, дана общая характеристика диссертационного исследования.

В первой главе по литературным источникам рассмотрено влияние темпе- ,

ратуры HB на рабочий цикл дизеля, тепловые и механические нагрузки на его узлы и детали при работе на неустановившихся режимах, а также при длительной работе на режимах малых нагрузок и холостого хода. t

Основываясь на анализе работ Д.А. Деховича, Б.А. Взорова, С.В. Пат-рахальцева, H.H. Иванченко, P.C. Дейча, В.Р. Бурячко, А.К. Костина, Л.В. Нечаева, Е.А Лазарева, О.Н. Лебедева, В.Н. Попова, Г.Д. Драгунова, A.C. Хачияна и других исследователей, можно констатировать, что повышение температуры HB на каждые 10 °С приводит к уменьшению массы воздушного заряда на 3,0-3,5 % и росту удельного эффективного расхода топлива на 0,8-1,2 %. Повышение температуры HB существенно отражается на тепловом

состоянии деталей двигателя. Заметно увеличиваются температура перемычки (на 29-33 %), средняя температура цилиндра (на 20-22 %) и поршня (на 9-12 %). • Снижение температуры НВ приводит к весьма заметному увеличению

плотностивоздуха, поступающего в цилиндр (на 20-25 %), и соответствующему росту коэффициента избытка воздуха. Результатом этого является более полное и быстрое сгорание (коэффициент эффективного тепловыделения увеличивается на 4-6 %; скорость тепловыделения в начальный период сгорания возрастает на 5-5 %; продолжительность сгорания по углу поворота коленчатого вала уменьшается на 22-27 %, что приводит к существенному снижению расхода топлива (на 12-16% - часового, на 10-13% - удельного эффективного). Уменьшается максимальная температура рабочего тела (на 10-15 %), что ведет к соответствующему снижению температуры отработавших газов (ОГ) и тепловых потерь с ними.

Подробно рассмотрены существующие в настоящее время способы снижения температуры НВ. Констатируется, что снижение температуры НВ приводит не только к благоприятным изменениям в протекании рабочего процесса. При этом увеличивается период задержки воспламенения, что приводит к увеличению количества топлива, выгорающего в начальный период сгорания. В результате возрастают максимальная скорость нарастания давления и максимальное давление рабочего тела, что заметно увеличивает ударные механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма. Особенно остро проявляется вредное влияние низкой температуры НВ при длительной работе двигателей на режимах малых нагрузок и холостого хода. Со снижением средней температуры рабочего тела понижается и температура носка распылителя форсунки и деталей, образующих внутридилиндровое пространство. В этих условиях происходит интенсивное нагарообразование и смолообразование. Уменьшается эффективное проходное сечение сопловых отверстий, что приводит к ухудшению характеристик форсунок. В результате существенно снижаются показатели рабочего цикла, увеличивается тепловая нагруженность дизеля.

Таким образом, анализ влияния температурь! НВ на рабочий цикл дизеля, тепловые и механические нагрузки на его узлы и детали показал, что как нагрев, так и охлаждение НВ выше или ниже некоторых целесообразных температурных границ ведут к негативным последствиям. Поэтому в настоящей работе предлагается решение задачи поддержания температуры НВ в пределах, целесообразных для эффективного протекания рабочего процесса и обеспечения умеренных тепловых и механических нагрузок на узлы и детали комбинированных ДВС за счет реализации идеи использования аккумулятора внутренней энергии (или, как его принято называть в литературе - «теплового аккумулятора»), установленного во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора и обеспечивающего уменьшение амплитуды колебаний (демпфирование) температуры НВ при работе двигателя на различных режимах.

Рассмотрены основные типы и конструкции существующих накопителей энергии, приводится их классификация.

Во второй главе приводится описание устройства предлагаемой системы стабилизации температуры НВ при работе дизеля на переменных режимах, длительных режимах больших, малых нагрузок и холостого хода; разработанные автором физическая и математическая модели процессов во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном СТНВ.

На рис. 1 показана принципиальная схема системы стабилизации температуры НВ.

Система функционирует следующим образом. Когда дизель работает на больших нагрузках, температура НВ после компрессора достигает 100 С и более. Проходя через СТНВ, воздух нагревает теплоаккумулирующее вещество (TAB), охлаждается и по впускному коллектору направляется в цилиндры дизеля. При уменьшении нагрузки температура НВ понижается. Если она станет ниже температуры разогретого ранее TAB, то от последнего начнется подвод теплоты к НВ, проходящему через СТНВ, и во впускной коллектор будет поступать подогретый воздух.

1 2 ■ 3

Рис. 1. Принципиальная схема системы стабилизации температуры наддувочного воздуха:

1 - дизель; 2 - выпускные коллекторы; 3 - газовая турбина; 4 - регулирующая • заслонка; 5 - выхлопная труба; 6 - патрубок подвода отработавших газов к СТНВ; 7, 15 - управляющее устройство; 8 - компрессор; 9 - впускной коллектор; 10 - теплоаккумулирующее вещество; 11 - полость для прохода отработавших газов или охлаждающей жидкости; 12 - температурный датчик; 13 - патрубок подвода охлаждающей жидкости к СТНВ; 14 - клапан К

Если описанные процессы увеличения и уменьшения нагрузки будут периодически чередоваться с относительно высокой частотой (3-5 с, что характер- < но для работы двигателей транспортных машин в городских условиях, строительно-дорожных машин и т. п.), то процессы периодического охлаждения горячего и подогрев относительно холодного НВ будут обеспечивать уменьшение размаха колебаний его температуры практически вплоть до ее стабилизации. Заметим, что в рассматриваемой ситуаций управляющие устройства 7 и 14, связанные с температурным датчиком,-установленным на выходе НВ из СТНВ,

обеспечивают такие положения регулирующей заслонки 4 и клапана 15, которые исключают попадание ОГ или охлаждающей жидкости в СТНВ.

Если же двигатель работает при малых нагрузках или на режиме холостого хода продолжительное время и температура НВ опускается ниже требуемой, то управляющее устройство 7 начнет воздействовать'на регулирующую' заслонку 4 и часть ОГ будет поступать в полость 11 СТНВ и нагревать TAB, которое, в свою очередь, будет подогревать НВ.

Ес'ли двигатель работает длительное время на больших нагрузках, то управляющее устройство 15 начнет открывать клапан 14, часть охлаждающей жидкости будет поступать в полость 11 СТНВ и охлаждать TAB, что, в свою очередь, вызовет понижение температуры НВ.

Для того чтобы обеспечить требуемую температуру НВ независимо от режима работы дизеля, температура плавления TAB должна быть равна этой температуре (точнее, с учетом потерь - незначительно превышала ее), а количество теплоаккумулирующего вещества должно быть таким, чтобы при работе ДВС на любом режиме TAB находилось в состоянии фазового перехода (перехода либо из твердого в жидкое, либо из жидкого в твердое состояние).

При прохождении НВ воздуха через СТНВ принципиально возможны - две ситуации.

В случае, когда средняя температура НВ (ТВ1С ср) выше, чем средняя температура TAB (Tm ср), часть энергии воздуха будет передаваться TAB в форме теплоты и увеличивать его внутреннюю энергию (происходит энергетический «заряд» СТНВ). При этом температура НВ понижается. Такая картина характерна для работы дизеля на больших нагрузках и высоких частотах вращения коленчатого вала.

В случае, когда Твк. ср<Тшср (режимы малых нагрузок и холостого хода), процесс энергообмена протекает в обратном направлении. Запасенная рабочим телом СТНВ энергия передается потоку НВ в форме теплоты, повышая его температуру. При этом происходит энергетический «разряд» СТНВ.

Как следует из приведенного ранее, описания работы системы стабилизации температуры НВ, энергия в TAB может запасаться либо при его нагреве от горячего НВ, либо от ОГ.

В каждом из приведенных случаев принципиально возможны четыре варианта. Первый соответствует ситуации, при которой TAB находится только в твердой фазе; второй - когда в TAB одновременно имеются две фазы -жидкая и твердая; в третьем случае TAB находится только в жидкой фазе при температуре фазового перехода и в четвертом TAB находится только в жидкой фазе при температуре, превышающей температуру фазового перехода.

Основным (штатным) рабочим режимом является второй, который соответствует нахождению TAB в состоянии фазового перехода (т. е. когда в TAB одновременно имеются две фазы — жидкая и твердая).

Во втором разделе второй главы дано подробное описание физической и термодинамической картины процессов энергообмена во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном СТНВ, а также системы уравнений, опи-

сывающей происходящее (с указанием принятых допущений, граничных и начальных условий). . ^ •' .

Система уравнений представляет собой замкнутую систему из 29 уравнений, основными из которых являются: уравнения теплового баланса, теплоотдачи, теплопередачи, расчета «скрытой теплоты» фазового перехода, коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи во всех отмеченных выше вариантах ;; Штатный режим работы СТНВ (соответствующий нахождению TAB в состоянии фазового перехода) при работе дизеля на переменных режимах описывается следующими основными уравнениями.

Тепловой поток, уходящий от HB к TAB в процессе «заряда», определяется по формуле: ..л

О1 =G* с ГР -Т1 У, (1)

*<т*я. "it^pnV*«, 1 ли./ v '

где G^ г массовый расход HB, проходящего через СТНВ в процессе «заряда»; Ср в к. - изобарная средняя удельная массовая теплоёмкость проходящего через СТНВ воздуха; Т* ь и - соответственно температуры HB на входе

в СТНВ и на выходе из него в процессе «заряда».

В свою очередь, количество теплоты, полученное TAB в процессе

«заряда» СТНВ, может быть найдено по уравнению

dT (2)

Q* = m с —as-, v '

тгж та» т»» (Jx

где Штв, - масса TAB; стяв— удельная массовая теплоемкость TAB, dT«, /dx -изменение температуры TAB за единицу времени.

Среднюю удельную массовую теплоемкость TAB можно выразить как теплоемкость системы:

_ Сжф • Шжф + Стф • (штав — Шжф) /-34

Став ~ ————————————————————————» \->/

Штав

где сЖф и Стф - средние удельные массовые теплоемкости жидкой и твердой фаз соответственно; т^ и т^ - массы жидкой фазы и TAB.

С учетом фазового перехода массу жидкой фазы можно выразить как

я■£ /,2 ,2\ (4)

шжф = р*ф • ——w

где рЖф - плотность жидкой фазы TAB; dx - место расположения фазового перехода при заряде.

Одна часть теплоты, переданной от HB к TAB, расходуется на его переход из твердого состояния в жидкое: ,

Л , dx^»T7 (5)

Qt»» — РтфГфп «Р'

где ртф - плотность твердой фазы; Гф„ - удельная теплота фазового перехода; Хтф - толщина твердого слоя, расплавившегося за время х; F^ - средняя площадь цилиндрической части расплавившейся твердой фазы TAB.

Другая часть теплового потока, переданного от НВ к TAB, идет на повышение запасов его внутренней энергии:,.'•'•;..■.

• Тепловой поток, подводимый k НВ от TAB в процессе «разряда», определяется по формуле: ■ . \ ;

Qp =GP с (Тр -Т" )» (6)

где G^ - массовый расход НВ, проходящего через СТНВ в процессе «разряда»; - соответственно температуры НВ на выходе из СТНВ и на

входе в него в процессе «разряда».

С другой стороны, тепловой поток, подводимый к НВ, может быть найден как сумма теплоты, передаваемой от жидкой фазы TAB через двойную твердую стенку (твердая фаза TAB, внутренняя стенка СТНВ), и теплоты фазового перехода, выделяющейся при затвердевании жидкой фазы TAB:

С. (1х

Q^ -Т^с^+РЛ-^^.Дж/с, (7)

где v' , - линейный коэффициент теплопередачи через двухслойную твер-

сст ■

дую цилиндрическую стенку; Т£кср - среднее значение температуры НВ,

проходящего через СТНВ в процессе его «разряда»; хжф - толщина жидкого слоя TAB, затвердевшего за время т; - средняя площадь цилиндрической

части затвердевшей жидкой фазы TAB, м2.

Зависимости для описания процессов теплообмена, происходящих в СТНВ в других возможных и перечисленных выше случаях, носят аналогичный характер и подробно представлены в диссертации.

Разработана блок-схема алгоритма расчета процессов стабилизации температуры НВ в СТНВ, программа расчета реализована в интегрированном пакете MathCad.

При наличии экспериментально определенных характеристик режима работы поршневых ДВС и основных конструктивных параметров СТНВ математическая модель позволяет рассчитывать процессы теплообмена в нем. Исходными данными в этом случае должны быть: температура НВ, поступающего в СТНВ, расход НВ, начальная температура TAB, физико-химические свойства материала стенки, разделяющей теплоносители (плотность, теплоемкость и теплопроводность), и свойства вещества TAB (плотность, теплоемкость и теплопроводность твердой и жидкой фаз, температура плавления), а также массогабарит-ные показатели СТНВ (внутренний и наружные диаметры стенок, разделяющих теплоносители, длина и масса этих стенок, габариты СТНВ, масса TAB).

При конструкционной проработке СТНВ математическая модель позволяет решать задачу по определению его массогабаритных параметров.

В третьей главе рассмотрены программа и методика проведения экспериментального исследования. Программа включала четыре этапа.

-от: первом эталёпрШзйб'Дйлайь 'Оценка влияния температуры НВ на мощностные и экономические показатели дизеля ЯМЗ-8424, а также на особенности протекания ёго'р&бочёГо прбц^^

Второй этап был посвящен решению двух задач: Первая заключалась в* определении целесообразного уровня охлаждения НВ с точки зрения компромисса, между улучшением мошностных и экономических; параметров, снижением тепловой нагруженности и дымности (токсичности) ОГ, имеющими место при понижении температуры НВ, и происходящем при этом росте механических нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма. Вторая задача состояла в выборе TAB, а также расчете параметров и конструктивных характеристик СТНВ, которые требуются для стабилизации температуры НВ на выбранном в ходе решения первой задачи уровне перед его попаданием в цилиндры дизеля при работе дизеля на различных режимах

Третий этап включал сравнительные стендовые испытания дизеля ЯМЗ-8424 со штатным ОНВ и СТНВ при работе на различных режимах.

Четвертый этап заключался в оценке возможности стабилизации температуры НВ на требуемом уровне при работе дизеля ЯМЗ-8424 на малой нагрузке. ,

Важной частью третьей главы явилась разработка методики определения целесообразного уровня охлаждения НВ. Для эффективной литровой мощности двигателя, удельного эффективного расхода топлива, показателя механической нагруженности (представляющего собой среднее арифметическое значение суммы максимального давления и максимальной «жесткости»), показателя тепловой нагруженности (критерия Костина) и дымнобти ОГ проводили расчет степени их положительного изменения ( С'т ) в процентах от наихудшего значения:

И - А'°1 ЮО %, (8)

АЬ

где Aj - текущее значение i-го показателя; А'0 - наихудшее значение i-ro показателя.

После этого с помощью квалиметрического метода определяли значимость (коэффициент весомости «Ш;») каждого из перечисленных показателей и находили индивидуальный коэффициент его положительного изменения (К^ по формуле: . , ,

• К>С'пи-т, (9)

Затем сложением коэффициентов положительного изменения всех показателей при данной температуре НВ получали интегральное значение коэффициента положительного изменения показателей для f-ой температуры:

ИС,=1К£= KN7„+ K8enf„+ кк"1+ KKZ+ К°/и. (Ю)

Спи — '

Экстремум кривой,, построенной в координатах «интегральный коэффициент положительного изменения показателей для f-ой температуры - температура наддувочного воздуха», соответствовал целесообразному значению температуры НВ с точки зрения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями двигателя, механической, тепловой нагруженно-стью его деталей и узлов, а также дымностью ОГ. Это значение температуры НВ служило основанием для выбора TAB, температура фазового перехода у которого должна быть максимально близка к найденной.

В четвертой главе даноописание экспериментальной установки. В ее состав вошли: дизель ЯМЗ-8424 с газотурбинным наддувом с системой воз-духоснабжения (которую можно было оборудовать либо штатным водо-воздушным ОНВ, либо опытным СТНВ); испытательный стенд !DS-1036kV с измерительной аппаратурой; приборы для определения мощностных, экономических показателей и индицирования двигателя.

На рис. 2. показана принципиальная схема СТНВ, на рис. 3 - СТНВ, установленный на двигателе. С целью снижения потерь теплоты и пожаро-опасности наружная поверхность СТНВ была теплоизолирована асбестом и покрыта алюминиевой фольгой.

Стабилизатор температуры представлял собой теплообменник кожухо-трубного типа; диаметр медных трубок: наружный - 8 мм, внутренний - 7 мм; количество трубок для прохода НВ - 400, для прохода ОГ - 200; площадь поверхности теплообмена трубок для прохода НВ - 10,05 м2, для прохода ОГ -5,025 м2; газодинамическое сопротивление при продувке воздухом с температурой (25±10) °С при расходе (1100*10) м3/ч не превышало 13 кПа. В качестве TAB использовался кристаллогидрат окиси бария с температурой фазового перехода 78 °С (выбор TAB произведен на основании анализа экспериментальных данных, приведенных в главе 5).

Тст1Л4»ыс кемтгси-

Рис. 2. Принципиальная схема СТНВ: 1 - патрубок выхода ОГ или охлаждающей жидкости; 2 - ТАВ; 3 - трубки для прохода НВ; 4 - рубашка для прохода ОГ или охлаждающей жидкости; 5 - трубки для прохода ОГ или охлаждающей жидкости; 6 - патрубок входа ОГ или охлаждающей жидкости

Рис. 3. Стабилизатор температуры наддувочного воздуха на дизеле ЯМЗ-8424:

1 - СТНВ; 2- подвод ОГ; 3 - регулировочная заслонка

Завершается четвертая глава разделом, посвященным оценке погрешности проведенных при исследовании измерений.

Пятая глава содержит результаты экспериментальных исследований.

На первом этапе были получены зависимости мощностных, экономических показателей и характера протекания рабочего цикла дизеля ЯМЗ-8424 от температуры НВ. Для этого штатный ОНВ был отсоединен от жидкостной системы охлаждения двигателя и подключен к отдельному водяному контуру. Это позволило, регулируя в нем расход циркулирующей холодной воды, изменять температуру НВ на выходе из ОНВ. Определение показателей проводили при работе дизеля с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей режиму номинальной мощности (п= 2100 мин"1) и максимальному крутящему моменту (п = 1300 мин"1). Температуру НВ, поступающего в цилиндры двигателя, изменяли от 40 до 130 °С. В качестве примера на рис. 4 показаны полученные зависимости для режима п = 2100 мин'1. В диссертации приведено подробное объяснение установленных закономерностей.

Обработка полученных результатов позволила рассчитать значения степеней положительного изменения, индивидуальных коэффициентов положительного изменения названных показателей и интегральных коэффициентов в зависимости от температуры НВ. На основании этих материалов была построена зависимость £К£ИП от температуры НВ. Такая зависимость для режимов

п = 2100 мин"1 ип= 1300 мин"1 показана на рис. 5. Как видно, при п = 2100 мин"1 начиная с 40 °С, величина ЕК^ип линейно увеличивается до температуры 70 °С. Затем происходит относительно плавный перегиб кривой в сторону уменьшения рассматриваемого аргумента (примерно до 90 °С), после чего значение ХК^

практически линейно падает до предельно высокой температуры 130°С. В области между 67-80 °С изменение ХК^ незначительно (0,45 %), поэтому указанный интервал можно считать целесообразным при выборе температуры надду-

"■ 12 V

вочного воздуха с точки зрения «компромисса» между мошностными, экономическими показателями, механической, тепловой нагруженностью и дымностьюОГ.

" Р*

МП»

'•• ч.-Ч'1'-

' кВт

310

305

300

I).

<0 К с.

40 ■ (кВгч)

30 1 230

2,25

220

Кт 1, «и

3.« МПа

град ПКВ

5.5 - 2.0

5.4 - 1.6

5.3 -

5.2 - 0.8

!7>ш ПКВ

110 -1 а

100 - 1.«

90 - 1.7

80 - 1.«

1 фм ^ »уи I С

Рис. 4. Изменение показателей дизеля ЯМЗ-8424 . в зависимости от температуры наддувочного воздуха (п = 2100 мин"1; цикловая подача топлива - полная; установочный угол начала впрыскивания топлива 18 град ПКВ до ВМТ):

Нел - эффективная литровая мощность двигателя; & - удельный эффективный расход топлива; рг - максимальное давление рабочего тела в цикле; \Ур „„ - максимальная «жесткость»; К,. - показатель тепловой нагруженности (критерия Костина); О -дымность отработавших газов; Тф„ - температура фазового перехода ВаОН2

16 15 14 13 12 И 10 9 8 ^ 7 б

; 5* Л • >

; Й-!1

; V 1

1 V

ПС %

18 17 16 И 14 13 12 11 10

' 9 8

40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 ^С

40 50 60 70 80 90 100 110 120

Рис. 5. Изменение интегрального коэффициента положительного изменения показателей дизеля ЯМЗ-8424 в зависимости от температуры наддувочного воздуха (а-II = 2100 мин"1; б-п= 1300 мин1)

v.,v.-v"- Для режима п = 1300 мин"- картина получилась практически такой же, Разница значений интегрального коэффициента положительного изменения параметров в области 66-81 °С составила 0,15 %. Полученные материалы позволяют утверждать, что целесообразные значения температуры НВ лежат в диапазоне66-81 °С. ;; .

, Анализ литературы показал, что для достижения поставленной цели в качестве TAB наиболее целесообразно использовать кристаллогидрат окиси бария. Он имеет температуру фазового перехода, равную 78 °С, достаточно высокую теплоту фазового перехода (294! кДж/кг), незначительную разницу (8,25 %) плотностей в твердом и жидком состояниях (т. е. характеризуется незначительным изменением объема TAB, в процессах плавления и затвердевания, что важно по конструктивным, соображениям). Несущественно различаются теплоемкости и теплопроводности твердой и жидкой фаз (что обеспечивает достаточно хорошую «симметричность» процессов «заряда» и «разряда» TAB в плане интенсивности накопления и отдачи им энергии).

На рис. 4 вертикальная штриховая линия, соответствующая температуре фазового перехода кристаллогидрата окиси бария, позволяет увидеть, какие значения при этом будут иметь литровая мощность двигателя, удельный эффективный расход топлива, максимальное давление цикла, максимальная «жесткость», показатель тепловой нагруженности (критерий Костина) и дымность ОГ.

Далее была проведена сравнительная оценка температуры НВ, поступающего в цилиндры дизеля ЯМЗ-8424, при работе на различных режимах со штатным ОНВ и СТНВ. Режимные условия соответствовали эксплуатации грузового автомобиля в городе. Испытания представляли собой две серии из трех последовательно повторяющихся циклов, каждый из которых характеризовался своей частотой вращения коленчатого вала, своей нагрузкой и своей продолжительностью (приведены в диссертации). Рис. 6 (в качестве примера) иллюстрирует результаты, полученные при работе дизеля ЯМЗ 8424 в одном из испытательных циклов.

В диссертации проведен детальный сравнительный анализ материалов, полученных на всех исследованных режимах. Результаты этого анализа позволяют констатировать, что замена штатного ОВН на опытный СТНВ существенно повлияла на характер изменения температуры НВ. Максимальное снижение температуры НВ на режимах больших нагрузок доходит до 73 °С. Колебания его температуры составляют только 3-4 °С, а отклонение от уровня целесообразной температуры не превышает 2 °С. Максимальный размах колебания температуры НВ после СТНВ в процессе проведенных испытаний не превышал 5 °С. Среднее значение коэффициента стабилизации температуры НВ оказалось равным 1,48 % - в четыре раза меньше, чем при использовании штатного ОВН. Гидравлический КПД СТНВ на режиме максимальной мощности составил 0,91, а степень повышения плотности в нем - 1,683.

150 130 110 90 70

-I_I_I_I-

3 4 5

Л_I_I.

6 7 8 а

I I

9 10 II 12 13 14 15 Т, мин

----г

/ л

1» н \4

50 I_I_I 1.1_I_I I I

Л_

Л_I_I_I

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Т,мни

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

47 48 Т, мин

Рис. 6. Изменение температуры наддувочного воздуха при работе дизеля ЯМЗ 8424 в одном из испытательных циклов:

1 - температура НВ на выходе из компрессора; 2 - температура НВ на выходе из штатного ОНВ; 3 - температура НВ на выходе из СТНВ

В соответствии с методикой проведения экспериментов после завершения сравнительных стендовых испытаний дизеля ЯМЗ-8424 со штатным ОНВ и СТНВ при работе на различных режимах для каждого из режимов первого цикла с помощью разработанной математической модели был выполнен расчет температуры НВ после прохождения им через СТНВ и проведена оценка адекватности модели (адекватность проверялась на основе определения ^критерия Стьюдента). Расчеты показали, что = 1,13 при критическом значении 2,00 (с доверительной вероятностью ц = 0,95).

Оценка возможности стабилизации температуры НВ при работе дизеля ЯМЗ-8424 на режимах малых нагрузок проводилась при п = 1000 мин"'

и Ме = 2 кВт. Эксперименты проводились зимой в холодном боксе при температуре окружающего воздуха 8 °С. Перед началом каждого эксперимента двигатель прогревали и выводили на стабилизированный тепловой режим, который в обоих случаях устанавливался при температуре охлаждающей жидкости на выходе ее из рубашки охлаждения, равной 74 С. На этом режиме двигатель каждый раз работал по 30 мин.

Обработка результатов показала, что колебания температуры НВ в ходе каждого эксперимента практически отсутствовали. На входе в ОНВ и в СТНВ температура составляла 37 °С. При использовании штатного ОНВ прохождение через него охлаждающей жидкости привело к повышению температуры НВ до 56 °С. В результате степень отклонения его фактической температуры перед впускными органами от ее целесообразного значения составила 28,2 %.

При использовании СТНВ за счет регулирования количества проходящих через него ОГ удалось получить температуру НВ перед его поступлением в цилиндры двигателя, равную 77 °С, что обеспечило степень отклонения фактической температуры перед впускными органами от ее целесообразного значения, равную 1,3 %. Отметим, что для этого потребовалось отбирать из выпускного тракта 30,7 % ОГ. Важно подчеркнуть, что сопротивления тракта ОГ в СТНВ на исследованном режиме составило 0,6 кПа. В проведенных нами экспериментах около 70 % ОГ проходили мимо СТНВ, и противодавление в системе выпуска практически не изменялось.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана система стабилизации температуры наддувочного воздуха на уровне, обеспечивающем «компромисс» между мощностными, экономическими показателями, механической, тепловой нагруженностью деталей и узлов дизеля, а также дымностью его отработавших газов при работе на неустановившихся режимах, длительной работе на режимах больших, малых нагрузок и холостого хода.

2. Разработана физическая модель процессов энергообмена в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха. Это позволило составить систему уравнений, описывающую рассматриваемые процессы, использование которой дает возможность:

- исследовать температурное поле системы стабилизации температуры наддувочного воздуха и энергетические потоки в ней;

- определять конструктивные характеристики стабилизатора температуры наддувочного воздуха;

- определять расход отработавших газов, обеспечивающий стабилизацию температуры наддувочного воздуха на требуемом уровне в условиях работы ДВС на длительных режимах малых нагрузок и холостого хода.

Адекватность математической модели проверена и подтверждена (с достоверностью не менее 95 %).

3. Предложен и реализован способ определения целесообразного значения температуры наддувочного воздуха с точки зрения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями, механической, тепловой нагруженностью деталей и узлов дизеля, а также дымностью отработавших газов.

4. Экспериментально установлен характер изменения показателей рабочего процесса дизеля ЯМЗ-8424 в зависимости от температуры наддувочного воздуха и определен целесообразный уровень его температуры (66-81 °С) с точки зрения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями дизеля, механической и тепловой нагруженностью его деталей и узлов. Это позволило выбрать теплоаккумулирующёе вещество (кристаллогидрат окиси бария с температурой фазового перехода 78 °С).

5. Экспериментально подтверждена гипотеза о возможности стабилизации температуры наддувочного воздуха на установленном целесообразном уровне с максимальным отклонением от него на 2 °С при работе дизеля ЯМЗ-8424 в условиях неустановившихся режимов, режимов малых нагрузок и холостого хода.

6. Предложен показатель для оценки эффективности работы системы стабилизации наддувочного воздуха - коэффициент стабилизации температуры над дувочного воздуха { К^ =(ТК. — |ХИ |) / Ти >, где Т.. - фактическая температура воздуха, поступающего в цилиндры, Т„ - целесообразное значение температуры свежего заряда, который показывает степень отклонения фактической температуры наддувочного воздуха перед впускными органами поршневого ДВС ее целесообразного значения.

7. Сравнительный анализ экспериментов, проведенных со штатным охладителем наддувочного воздуха и с предложенной системой стабилизации температуры свежего заряда, показал, что во втором случае:

- коэффициент стабилизации температуры наддувочного воздуха уменьшился с 6,00 до 1,48 (на 75,33 %);

- степень повышения плотности свежего заряда увеличилась с 1,307 до 1,683 (на 23,34 %);

- гидравлический КПД повысился с 0,88 до 0,91 (на 3,412 %).

Сказанное свидетельствует о том, что, используя предложенную в диссертации систему стабилизации температуры наддувочного воздуха, можно обеспечить требуемую температуру свежего заряда и, следовательно, избежать негативных последствий, сопутствующих работе дизеля на переменных режимах, длительных режимах малых нагрузок и холостого хода.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Берестнев Г.А. Термодинамическая модель процессов во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВВАКИУ. - Вып. 17. - Челябинск, 2004. - С. 103-105.

2. Берестнев Г.А. Математическая модель процессов во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВВАКИУ. - Вып. 17. - Челябинск, 2004. - С. 105-110.

3. Кукис B.C., Берестнев ГА. Повышение эффективности наддува за счет стабилизации температуры воздуха, поступающего в цилиндры дизеля, работающего на переменных режимах // Тр. Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. - М.: Академия наук о земле, 2005. - С. 111-113.

4. Кукис B.C., Берестнев Г.А., Попов Ю.Л. Обеспечение оптимальной температуры наддувочного воздуха при работе дизеля на переменных режимах, режимах малых нагрузок и холостого хода // Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения: Тр. Международной науч.-техн. конференции. - Челябинск, 2006. - С. 227-280.

5. Берестнев Г.А. Стабилизатор температуры наддувочного воздуха для дизеля ЯМЗ-8424 И Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВВАКИУ. - Вып. 18. - Челябинск, 2006. - С 105-110.

. 6. Берестнев Г.А. Физическая и математическая модели процессов во впускном тракте комбинированного двигателя, оборудованного стабилизатором температуры наддувочного воздуха, при работе на переменных режимах // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВВАКИУ. — Вып. 18. - Челябинск, 2006. - С. 64-75.

7. Берестнев Г.А., Кукис B.C. Оптимизация температуры наддувочного воздуха в дизеле ЯМЗ-8424 при работе на переменных режимах // Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта: Тр. Первой Международной науч.-техн. конференции. - Тула, 2006. - С. 18-25.

8. Берестнев Г.А. Оценка влияния температуры наддувочного воздуха на мощ-ностные, экономические показатели дизеля ЯМЗ-8424 и особенности протекания его рабочего цикла // Ползуновский вестник. - № 4. - Барнаул, 2006. - С 84-91.

9. Кукис B.C., Берестнев Г.А., Козьминых В.А Комбинированный двигатель И Патент на полезную модель. - RU 54101 U1 F02G 5/02. Опубл. 10.06.06. Бюл. № 16.

Подписано в набор и печать 30.10.2006. Формат бумаги 60x84/16. Объем 1,1 печ. л., 1,0 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Зак. Печать офсетная. Цена свободная. Типогра-

фия ЧВВАКИУ

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Берестнев, Геннадий Александрович

Основные сокращения и условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Влияние температуры свежего заряда на работу дизеля с наддувом. Возможные пути стабилизации температуры свежего заряда в комбинированных двигателях.

1.1. Влияние температуры свежего заряда на рабочий процесс дизеля с наддувом и его надежность.

1.1.1. Влияние температуры наддувочного воздуха на рабочий процесс дизеля и его надежность при работе на неустановившихся режимах.

1.1.2. Влияние температуры наддувочного воздуха на/рабочий процесс дизеля и его надежность при длительной работе на режимах малых нагрузок и холостого хода.

1.2. Возможные пути стабилизации температуры свежего заряда при работе комбинированных ДВС на различных эксплуатационных режимах.

1.2.1. О трактовке понятия «Тепловой аккумулятор».

1.2.2. Принцип действия и устройство тепловых аккумуляторов (накопителей энергии).

1.3. Цель и задачи исследования.;.

Глава 2. Система стабилизации температуры наддувочного воздуха при работе дизеля на переменных режимах, режимах малых нагрузок и холостого хода.

2.1. Обеспечение оптимальной температуры наддувочного воздуха при работе дизеля на переменных режимах, режимах малых нагрузок и холостого хода.

2.2. Физическая и математическая модели процессов во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха.

Глава 3. Программа и методика исследования.

3.1. Программа экспериментального исследования.

3.2. Методика экспериментального исследования.

3.2.1. Методика проведения первого этапа экспериментального исследования.

3.2.2. Методика проведения второго этапа экспериментального исследования.

3.2.3. Методика проведения третьего этапа экспериментального исследования.

3.2.4. Методика проведения четвертого этапа экспериментального исследования.

Глава 4. Экспериментальная установка.

4.1. Экспериментальная установка.

4.1.1. Силовая установка.

4.1.2. Оборудование экспериментальной установки.

4.1.3. Особенности методики анализа рабочего цикла.

4.2. Оценка погрешности измерений.

Глава 5. Результаты экспериментального исследования.

5.1. Оценка влияния температуры наддувочного воздуха на мощностные, экономические показатели дизеля ЯМЗ-8124 и на особенности протекания его рабочего процесса.

5.2. Определения целесообразного уровня охлаждения наддувочного воздуха, выбор теплоаккумулирующего вещества и расчет характеристик СТНВ.

5.3. Результаты испытаний дизеля ЯМЗ-8424 при работе с различными системами охлаждения наддувочного воздуха.

5.4. Результаты испытаний дизеля ЯМЗпри работе на режиме малой нагрузки.

Введение 2006 год, диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, Берестнев, Геннадий Александрович

Акгуалыюсть темы исследования. Непрерывно )скоряющееся развитие 1ехники i ребуег все более быстрого рос га ai peí а той мощное г и двигателей, уменьшения их удельных габаритов и улучшения экономичное!и без существенною увеличения массы при постоянно возрастающей надежности. Увеличение мощности поршневых двшателей впуiренпего счорапия (ПДВС) без изменения их размеров связано с необходимоешо ре!иения задачи сжигания в цилиндрах больших порций топлива за один рабочий цикл. Решение эюй задачи требует подачи в цилиндры большего количес!ва воздуха (в дизелях) или юрючей смеси (в двителях с внешним смесеобразованием), т. е. увеличение количества свежего заряда Увеличение количества свежего заряда при неизменном рабочем объеме двителя может быть обеспечено только за счет повышения ею плотности в результате предварительною сжатия. Этот способ, предложенный в 1902 году инженером Альфредом Ьюхи и известный под названием наддува, успешно применяется в современном двигателестроении. Совокупность ПДВС и системы наддува (включающей как минимум компрессионную машину) называют комбинированными двигателями.

Опыт показывает [37], что плотность заряда, подаваемою в цилиндры ПДВС (в дальнейшем - дизелей) с наддувом можно увеличить в три раза и более по сравнению с плотностью атмосферною воздуха. Однако повышение давления наддувочного воздуха сопровождается ростом ею 1емпературы. Гак применение наддува в 0,5 бар над уровнем давления окружающей среды приводит к росту температуры на впуске примерно на 30 °С, а при наддуве 0,7-1,0 бар (избыточных), - уже на 130 °С [ 101 ].

С одной стороны, это повышение температуры заряда в цилиндре позволяет успешно применять более дешевые нетрадиционные (алыернатив-ные) топлива. Их особенностью, как правило, является пониженная воспламеняемость, повышенная вязкость и т. п. С другой стропы, указанное повышение температуры требует ограничения давления наддува в связи с ухудшением некоторых характерис I ик рабочею процесса, а также с повышением тепловой и механической нагруженности деталей двигателя |74].

Избежать указанных негативных последствий наддува позволяет охлаждение наддувочного воздуха. Надувочный воздух чаще всего охлаждают с помощью рекуперативных теплообменников, причем в качестве охлаждающего теплоносителя применяют агмосферный воздух или охлаждающую жидкость из системы охлаждения двигателя. Движение охлаждающею и промежуточного теплоносителей может бьпь осущеавлено различными способами, выбор которых производят исходя из уровня наддува, компоновочных условий, имеющихся на двшателе и транспортном средстве, технологических и производственных возможностей, условий эксплуатации и др. В результате сочетания определенного вида охлаждающего теплоносителя и способа его применения могут быть выполнены разные схемы спаем охлаждения надувочного воздуха.

Однако охлаждение надувочного воздуха связано с дополнительными затратами на привод вспомогательных агрегатов, обеспечивающих требуемый тепловой режим работы двига1еля, а также с увеличением объема и массы силовой установки.

Кроме того, только охлаждение наддувочного воздуха решает только одну сторону проблемы - снижение высокой температуры. Вопросы же повышения его температуры при работе комбинированных двигателей на неустановившихся режимах в литературе практически не рассматриваются. Между тем, решение этих вопросов тем более актуально, чю достаточно широко применяемые сегодня охладители наддувочного воздуха мо1уг (если не предусмотрено специальных мер для их отключения) понижать температуру свежего заряда и в случаях, когда в этом нет необходимости, более того, когда это вредно с точки зрения протекания рабочего процесса.

Особенно остро проявляется вредное влияние низкой температуры наддувочного воздуха при длительной работе комбинированных двшателей (как и двигателей без наддува) на режимах малых нагрузок и холостого хода.

Анализ влияния температуры наддувочного воздуха на особенности протекания рабочего процесса в комбинированных двигателях, проведенный в первой главе настоящей работы, показал очевидное существование научной проблемы, заключающейся в существенной зависимости эффективности рабочего процесса и надежности поршневых ДВС от температуры поступающего в цилиндры свежего заряда. При этом как нагрев, так и охлаждение наддувочного воздуха выше или ниже некоторых оптимальных температурных границ ведут к негативным последствиям. Существующие в современной практике двигателестроения способы нейтрализации этих последствий недостаточно эффективны.

На наш взгляд, решение проблемы поддержания температуры наддувочного воздуха в оптимальных пределах для обеспечения эффективного протекания рабочего процесса и повышения надежности комбинированных ДВС при работе на любых эксплуатационных режимах представляется принципиально возможным за счет использования аккумулятора внутренней энергии (который в рассматриваемом аспекте логично называть «стабилизатором температуры наддувочного воздуха»), установленного во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора. Однако подобные исследования до настоящего времени не проводились.

Предмет исследования - закономерности изменения температуры наддувочного воздуха при прохождении его через стабилизатор температуры Гипотеза исследования. Использование стабилизатора температуры наддувочного воздуха, установленного во впускном тракте после компрессо ра, обеспечит поддержание температуры заряда, поступающего в цилиндры двигателя в пределах, необходимых для обеспечения эффективного протекания рабочего процесса и приемлемых уровней механической и тепловой на-груженности при работе комбинированных ДВС на любых эксплуатационных режимах.

Для достижения указанной цели на основании выдвинутой гипотезы было необходимо решить следующие задачи:

Методологической основой исследования служили: основные положения классической термодинамики, теории тепломассообмена и теории рабочих процессов поршневых ДВС.

Методы исследования. Для решения перечисленных выше задач и достижения поставленной цели в работе использовались: теоретический анализ и обобщение научной и специальной литературы; теоретические и экспериментальные методы исследования, методы математического моделирования, математической и статистической обработки экспериментальных результатов.

Научная новизна результатов работы заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

1. Разработана физическая модель и составлена система уравнений, описывающие энергетические процессы, происходящие в стабилизаторе температуры наддувочного воздуха нового типа, установленном во впускном тракте комбинированного ДВС после компрессора.

2. Разработан и реализован способ определения Температуры наддувочного воздуха, при котором обеспечивается получение достаточно высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками на узлы и детали двигателя при работе на неустановившихся режимах, режимах длительных больших, малых нагрузок и холостого хода.

3. Предложено решение задачи сохранения температуры наддувочного воздуха на уровне, обеспечивающем получение достаточно высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками при работе двигателя на различных режимах.

4. Практическая ценность работы. Предложенная методика определения целесообразной температуры наддувочного воздуха, позволяет устанавливать ее значение для любого конкретного двигателя.

Реализация результатов работы. Получен патент на полезную модель комбинированного двигателя с предложенным способом стабилизации температуры свежего заряда. Материалы диссертации (концепция стабилизации температуры наддувочного воздуха с помощью теплового аккумулятора, математическая модель процессов, протекающих в системе стабилизации температуры наддувочного воздуха, методика определения целесообразного уровня охлаждения наддувочного воздуха) приняты к проработке в 38 НИИ МО РФ (г. Кубинка) при формировании планов НИОКР на 2007-2010 гг. В учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов и чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище используются: конструктивные схемы систем наддува дизеля со стабилизатором температуры наддувочного воздуха; термодинамическая и математическая модели процессов во впускном тракте комбинированного двигателя, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха; методика определения уровня целесообразной температуры наддувочного воздуха.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и об/ суждены: на научно-методических семинарах с участием сотрудников кафедр двигателей и эксплуатации военной автомобильной техники Челябинского высшего военного автомобильного командно-инженерного училища (2004-2006 гг.); международном Форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2005 г.), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателе-строения» (Челябинск, 2006 г.), международной научно-технической конференции «Эксплуатация и методы исследования систем и средств автомобильного транспорта» (Тула, 2006); расширенном заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Южно-Уральского государственного университета (2006).

Личный вклад автора. Автору принадлежат:

- постановка задач;

- разработка физической модели и системы уравнений, описывающих процессы во впускном тракте дизеля с наддувом, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха;

- разработан способ определения температуры наддувочного воздуха, при которой обеспечивается получение высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками при работе двигателя на неустановившихся режимах, длительных режимах больших, малых нагрузок и холостого хода;

- разработка конструкции стабилизатора температуры наддувочного воздуха;

- результаты математического моделирования и обработки экспериментальной части исследования.

Изготовление опытного образца стабилизатора температуры наддувочного воздуха и экспериментальные исследования выполнялись при непосредственном участии автора.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ и получен патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 143 страницы машинописного текста, включающего 39 рисунков, 12 таблиц и состоит из введения, пять глав, заключения, списка основной использованной литературы (135 наименований) и приложения.

Заключение диссертация на тему "Обеспечение стабилизации температуры наддувочного воздуха в комбинированных двигателях путем применения теплового аккумулятора"

Основные результаты и выводы, отражающие итог выполненной диссертационной работы, заключаются в следующем.

- определять конструктивные характеристики стабилизатора температуры наддувочного воздуха;

Адекватность математической модели проверена и подтверждена (с достоверностью не менее 95 %).

4. Экспериментально установлен характер изменения показателей рабочего процесса дизеля ЯМЗ-8424 в зависимости от температуры наддувочного воздуха и определен целесообразный уровень его температуры (66-81 °С) с точки зрения «компромисса» между мощностными, экономическими показателями дизеля, механической и тепловой нагруженностью его деталей и узлов. Это позволило выбрать теплоаккумулирующее вещество (кристаллогидрат окиси бария с температурой фазового перехода 78 ОС).

6. Предложен показатель для оценки эффективности работы системы стабилизации наддувочного воздуха - коэффициент стабилизации температуры наддувочного воздуха {КС1 =(ТК -|ГЦ|)/Т„}, где Тк - фактическая температура воздуха, поступающего в цилиндры, Т„ - целесообразное значение температуры свежего заряда, который показывает степень отклонения фактической температуры наддувочного воздуха перед впускными органами поршневого ДВС ее целесообразного значения.

7. Сравнительный анализ экспериментов, проведенных со штатным ох/ ладителем наддувочного воздуха и с предложенной системой стабилизации температуры свежего заряда, показал, что во втором случае:

- коэффициент стабилизации температуры наддувочного воздуха уменьшился с 6,00 до 1,48 (на 75,33 %);

- степень повышения плотности свежего заряда увеличилась с 1,307 до 1,683 (на 23,34%);

- гидравлический КПД повысился с 0,88 до 0,91 (на 3,412 %).

Сказанное свидетельствует о том, что, используя предложенную в диссертации систему стабилизации температуры наддувочного воздуха, можно У обеспечить требуемую температуру свежего заряда и, следовательно, избежать негативных последствий, сопутствующих работе дизеля на переменных режимах, длительных режимах малых нагрузок и холостого хода.

8. Материалы диссертации приняты к проработке в 38 НИИ МО РФ (г. Кубинка) при формировании планов НИОКР на 2007-2010 гг. В учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов и чтении отдельных разделов лекций по дисциплинам «Двигатели военной автомобильной техники» и «Теплотехника» в Челябинском высшем военном автомобильном командно-инженерном училище используются: конструктивные схемы систем наддува дизеля со стабилизатором температуры наддувочного воздуха; термодинамическая и математическая модели процессов во впускном тракте комбинированного двигателя, оборудованном стабилизатором температуры наддувочного воздуха; методика определения уровня целесообразной температуры наддувочного воздуха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литературные материалы и результаты проведенного исследования свидетельствуют о существенном влиянии температуры наддувочного воздуха на характер рабочего процесса комбинированных поршневых ДВС, их тепловую и механическую нагруженность. При этом как повышение, так и понижение температуры относительно некоторого ее уровня приводит к негативным последствиям. При длительной работе комбинированных двигателей на режимах малых нагрузок и холостого хода эти негативные последствия проявляется особенно остро.

Предложенное и реализованное автором решение названной проблемы с помощью аккумулятора внутренней энергии (аккумулирующего энергию с помощью фазового перехода и установленного во впускном тракте после компрессора), обеспечило поддержание температуры наддувочного воздуха на уровне, необходимом для получения высоких эффективных показателей рабочего процесса дизеля ЯМЗ-8424 в сочетании с умеренными механическими и тепловыми нагрузками при его работе на неустановившихся режимах, режимах малых нагрузок и холостого хода.

На предложенную систему стабилизации температуры наддувочного воздуха автором получен патент.

Библиография Берестнев, Геннадий Александрович, диссертация по теме Тепловые двигатели

1. Аболтин Э.В. Эффективность применения систем турбонадцува с одним и двумя турбокомпрессорами на V-образных восьмицилиндровых двигателях / 3. В. Аболтин, И. С. Халтин // Сб. науч. трудов НАМИ М., 1986. С. 5-14.

2. Автомобильные двигатели / под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. - 591 с.

3. Автомобильные двигатели с турбонаддувом / Н.С. Ханин и др. М.: Машиностроение, 1991. - 336 с.4. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учеб. пособ. для вузов / под ред. В.Н. Луканина. - М.: ИНФРА - М, 1998.-408 с.

4. Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания / Д.А. Дехович и др. М.: Машиностроение, 1973. - 296 с.

5. Александров Н.Е. Влияние параметров наддувочного воздуха на тепловое состояние дизеля воздушного охлаждения и его экономичность / Н.Е. Александров//Сб. науч. трудов ЧВВАИУ. Вып. 9. - С. 12-19.

6. Александров Н.Е. Повышение эффективности'функционирования дизеля воздушного охлаждения в отсеке с ограниченным воздухообменом: Дис. канд. техн. наук / Н.Е. Александров: Челябинск, 1996. - 185 с.

7. Альтман М.Б. Плавка и литье сплавов цветных металлов / М. Б. Альтман, A.A. Лебедев, М.В. Чухров. М.: Изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1963. - 523 с.

8. Арав Б.Л. Исследование рабочего цикла и теплонапряженности быстроходного дизеля при разделенном впрыске топлива: Дис. канд. техн. наук / Б.Л. Арав. Л.: ЛКИ, 1976. - 238 с.

9. Ахтямов У.С. Тенденции и перспективы развития поршневых ДВС зарубежной военной автомобильной техники / У.С. Ахтямов, Г.В. Стельиах // Инф. бюлл. По зарубежным материалам. 1983. - № 3. - С. 35-46.

10. Багиров Д.Д. Двигатели внутреннего сгорания строительных и дорожных машин / Д.Д. Багиров, A.B. Златопольский. М.: Машиностроение, 1974.-212 с.

11. Баранов В.И. Некоторые особенности работы дизеля на неустановившихся режимах / В.И. Баранов, А.П. Кузнецов, И.А. Хисаев // Тр.ЧИМЭСХ. -Челябинск, 1974. С. 41-49.

12. Бешелев С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич. М.: Статистика, 1974. - 159 с.

13. Болгарский A.B. Термодинамика и теплопередача / A.B. Болгарский,

14. Г.А. Мухачев, В.К. Щукин. М.: Высш. шк., 1975.495 с.

15. Большее Л.Н. Таблицы математической статистики / JI.H. Болы-шев, Н.В. Смирнов. М.: Наука, 1965. - 474 с.

16. Большее JI.H. Теория вероятностей и математическая статистика/ JI.H. Болышев. М.: Наука, 1987. - 284 с.

17. Брякотин Э.И. Обработка результатов экспериментов при испытаниях двигателей внутреннего сгорания / Э.И. Брякотин, A.C. Лоскутов. -Барнаул: АПИ, 1997.-91 с.

18. Бурячко В.Р. Теоретические основа эффективности энергоиспользования поршневых двигателей / В.Р. Бурячко. СПб.: ВАТТ, 1993. - 157 с.

19. Ванин В.К. К вопросу о выборе некоторых параметров рабочего процесса поршневого автомобильного двигателя / К.В. Ванин // Сб. науч. трудов НАМИ М., 1978. - С. 46-53.

20. Васильев A.C. Основы метрологии и технические измерения / A.C. Васильев. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

21. Вентцель C.B. Применение смазочных масел в автомобильных и тракторных двигателях / C.B. Вентцель. М.: Химия, 1969. -131 с.

22. Взоров Б.А. Форсирование транспортных двигателей / Б.А. Взоров, М.М. Мордухович. М.: Машиностроение, 1974. - 151 с.

23. Вибе И.И. Теория двигателей внутреннего сгорания: Конспект лекций / И.И. Вибе. Челябинск: ЧПИ, 1974. - 246 с.

24. Вибе И.М. Новое о рабочем цикле двигателей / И.И. Вибе. Свердловск, 1962. - 271 с.

25. Гетманец Г. В. Социально-экологические проблемы автомобильного транспорта / Г.В. Гетманец, В.В. Лиханов. М. Наука, 1993. - 330 с.

26. Голосов Н.Ф. Методика оценки уровня качества промышленной продукции / Н.Ф. Голосов. М.: Машиностроение, 1990. - 67 с.

27. Горшков A.M. Процессы в открытых термодинамических системах / A.M. Горшков, З.Н. Нестратова, А.Г. Подольский // Машиностроение. 1987. -№9.-С. 45-51.

28. ГОСТ 17.2.2.01-84. Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений.

29. Григорьев М.А. Обеспечение надежности двигателей / М.А. Григорьев, В.А. Долецкий. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 324 с.

30. Гулин С.Д. Тепловой аккумулятор для автомобиля / С.Д. Гулин // Автомобильная промышленность. 1994. -№3. - С. 18-20.

31. Гулин С.Д. Холодный пуск с тепловым аккумулятором / С.Д. Гу-лин, В.В. Шульгин // Автомобильная промышленность. 1998. - №1. - С. 2123.

32. Гурвич И.Б. Эксплуатационная надежность автомобильных двигателей / И.Б. Гурвич, П.Э. Сыркин. М.: Транспорт, 1984. - 141 с.

33. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / под общ. ред. A.C. Орлина. Изд. 4-е. М.: Машиностроение, 1983. - 372 с.

34. Дехович Д.А. Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания / Д.А. Дехович и др. М.: Машиностроение, 1973.-296 с.

35. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания / Н.Ф. Дубовкин. М.: Госэнергоиздат, 1962. - 288 с.

36. Евстигнеев Б.В. Перспективы использования систем отключения части цилиндров / Б.В. Евстигнеев, Ю.В. Соин, И.В. Назаров // Локомотив. -№7.-1996.-С. 40-42.

37. Зайдель А.И. Элементарные оценки ошибок измерений / А.И. Зай-дель. J1.: Наука, 1967. - 217 с.

38. Зайченко Е.А. Об оценке эффективности различных систем охладителей наддувочного воздуха / Е.А. Зайченко, В.Б. Клименков, Г.М. Савельев // Автомобильная промышленность. №10. -1976. - С. 4-6.

39. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений / М.А. Земельман. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 228 с.

40. Иванченко H.H. Высокий наддув дизелей / H.H. Иванченко, О.Г. Красовский, С.С. Соколов. J1.: Машиностроение, 1983. - 198 с.

41. Игнатьев Ю.В. Снижение расхода топлива автотранспортом в городах / Ю.В. Игнатьев: Охрана атмосферного воздуха. Проблемы и пути решения // Сб. науч. статей науч.-практич. конф. Челябинск, 2001. - 38-41.

42. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1972. - 368 с.

43. Исследование параметров рабочего процесса двигателя Д-130 на режимах холостого хода при работе в холодное время года с целью устранения осмоления тракта выпуска. ЧИМЭСХ-ЦЗЛИД ЧТЗ. Отчет №1915. -Челябинск, 1967. - 9 с.

44. Исследования по оптимизации теплового режима ДВС при его работе на холостом ходу и частичных нагрузках: Технический отчет № 496/5053. -ЧФ НАТИ. Челябинск, 1989. - 34 с.

45. Кейс В. М. Компактные теплообменники: пер. с англ. / В.М. Кейс,

46. A.Л. Лондон. М.: Энергия, 1967. - 224 с.

47. Коваленко Ю.Ф. Математическая модель процесса теплообмена в тепловом аккумуляторе с фазовым переходом для системы утилизации теплоты отработавших газов ДВС / Ю.Ф. Коваленко, A.B. Разношинская,

48. B.А. Шибанова // Современные тенденции развития военной техники и вооружений: Материалы науч.-техн. конф. Омск: Омск. гос. унт., 2003. - С. 27-31.

49. Колесник П.А. Материаловедение на автомобильном транспорте / П.А. Колесник.-М.: Транспорт, 1987. 271с.

50. Комбе Б. Изменение состояния гидрантров солей в эмульсиях. Аккумулирование тепловой энергии низких температур. Отдача накопленной энергии, отсроченная во времени: пер. с фр. / Б. Комбе, Л. Бабен, Д. Клос // "REVUE. GENERAL", 1983. T. 22, С. 209-213.

51. Комбинированный двигатель / В. С. Кукис и др.// Патент на полезную модель RU 52114 U1 F02G 5/02. Опуб. 28.09.2005. Бюлл. №17.

52. Костин А.К. Эксплуатационные режимы транспортных дизелей / А.К. Костин, Е.Б. Еркембаев. Алма-Ата: Наука, 1988. - 192 с.

53. Котенко Э.В. Разработка математической модели и методики расчета аккумуляторов теплоты на фазовом переходе: Дис. . канд. техн. наук / Э.В. Котенко. Воронеж, 1996. - 125 с.

54. Котляров В.И. Экологическая безопасность и возможные стратегии развития / В.И. Котляров, К.С. Лосев, В.Ф. Гракович // Известия РАН, 1991. -№ 6. С. 5-13.

55. Краткий химический справочник / В.А. Рабинович и др. Л.: Изд-во Химия, 1978.-392с.

56. Кудряш А.П. Надежность и рабочий процесс транспортного дизеля /А.П. Кудряш. Киев: Наукова думка, 1981. - 135 с.

57. Кукис B.C. Возможности оптимизации температурного режима каталитического нейтрализатора путем установки теплового аккумулятора / B.C. Кукис, Д.В Нефедов, А.И. Богданов // Науч. вестник / ЧВАИ. Челябинск, 2000. - Вып. 9. - С. 22-25.

58. Кукис B.C. Каталитический нейтрализатор: Свидетельство на полезную модель RU 15380 7F 01 N 3/00 / B.C. Кукис, А.И. Богданов, Д.В. Нефедов. Опубл. 27.12.2000. Бюлл. №36.

59. Кукис B.C. Комбинированный двигатель: Патент на полезную модель RU 54101 U1 F02G 5/02 / B.C. Кукис, Г.А. Берестнев, В.А. Козьминых. Опуб. 10.06.2006. Бюлл.№16.

60. Кукис B.C. Паровой двигатель с тепловым аккумулятором для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис и др.: Свидетельство на полезную модель. RU 28382 U1 7F 02 G 5/02. Опубл. 20.03.2003. Бюл. №8.

61. Кукис B.C. Результаты снижения токсичности отработавших газов дизеля КамАЗ-740 с помощью каталитического нейтрализатора / B.C. Кукис, А.И. Богданов // Тр. Таврической государственной агротехнической академии. Мелитополь, 2002. - Т.9. - .С. 15-17.

62. Кукис B.C. Тепловой аккумулятор как средство повышения экологических, мощностных и экономических показателей ДВС / B.C. Кукис,

63. Ю.Ф. Коваленко, A.B. Разношинская // Ползуновский вестник. № 1-2 / АлтГТУ - Барнаул, 2003. - С. 82-85.

64. Лаврик А.Н. Расчет и анализ рабочего цикла ДВС на различных топ-ливах / А.Н. Лаврик. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1985. -100 с.

65. Лазарев A.A. Улучшение работы двигателя с камерой в поршне на режимах холостого хода и малых нагрузок / A.A. Лазарев // Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение. 1963. - Вып. 2. - С. 22-28.

66. Лазарев Е.А. Влияние разделенного впрыска топлива на показатеtли рабочего цикла тракторного дизеля: Дис. . канд. техн. наук / Е. А. Лазарев. Челябинск, 1971. - 438 с.

67. Лазарев Е.А. Основные положения по совершенствованию процесса сгорания топлива в дизелях промышленных тракторов / Е.А. Лазарев. -Челябинск: ЧПИ, 1989. 86 с.

68. Лазарев Е.А. Основные принципы, методы и эффективность управления процессом сгорания в дизелях: Дис. . докт. техн. наук / Е.А. Лазарев. Челябинск: ЧПИ, 1986. - 438 с.

69. Лебедев C.B. Совершенствование показателей индикаторного процесса дизелей ЧН 16,5/18,5 при форсировании до рс=1,8-2,0 МПа / C.B. Лебедев // Двигателестроение. -1999. .№4. С. 25-28.

70. Левенберг В.Д. Аккумулирование тепла / В.Д. Левенберг. М.: Наука, 1991.-83 с.

71. Лыков А. В. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М.: Высш.шк., 1967.-600 с.

72. Лыков А.В.Теория тепло- и массообмена / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. Л.: Наука, 1963. 535 с.

73. Лышевский A.C. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками / A.C. Лышевский. М.гМашгиз, 1963. - 179 с.

74. Малов Р.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Р.В. Малов, В.И. Ерохов, В.А. Щетинин. М.: Транспорт, 1982. - 200 с.

75. Мошенцев Ю.Л. Расчет воздухо-воздушных охладителей наддувочного воздуха / Ю.Л. Мошенцев, Н.Л. Иванов // Двигателестроение. 1986. -С. 24-25.

76. Нефедов В.И. Улучшение параметров форсированных дизелей воздушного охлаждения изменением глубины охлаждения наддувочного воздуха: Дис. канд. техн. наук / В.И. Нефедов. Челябинск, 1998. - 168 с.

77. Нефедов Д.В. Методика расчета двухфазных тепловых аккумуляторов для системы выпуска поршневого двигателя / Д.В Нефедов // Деп. в РГАСНТИ 25.06.01 / Воен. автомоб. ин-т. Рязань, 2001. - 15 с.

78. Нефедов Д.В. Тенденции развития накопителей тепла на базе тепловых аккумуляторов / Д.В. Нефедов // Автомобильная техника: Науч. вестник ЧВАИ. Челябинск, 2001. - Вып. 14. - С. 67-72.

79. Нефедов Д.В. Способ повышения эффективности работы каталитического нейтрализатора двигателя: Дис. . канд. техн. наук / Д.В. Нефедов. -Рязань, 2003.- 130 с.

80. Новый бензиновый двигатель S55 V8 фирмы MERCTDES-BENZ с отключаемыми цилиндрами // Автостроение за рубежом. №7. 2000. - С. 13-14.

81. Обеспечение работы дизельного двигателя на холостом ходу методом выключения цилиндров / Е.С. Арсентьев и др. // Науч.-техн. сб. НИИИ МО №4. - Бронницы, 1980. - С. 22-29.

82. Окружающая среда между прошлым и будущим: Мир и Россия: Опыт эколого-экономического анализа / В.И. Данилов-Данильян и др. -М., 1994.-133 с.

83. Орехов В.А. Разработка и исследование аккумуляторов теплоты фазовых переходов для речных судов: Дис. .канд. техн. наук / В.А. Орехов. -Владимир, 1994.- 123 с.

84. Основные направления развития конструкционных термопластичных материалов / под ред. И.Л. Айзинсона и др. М.: Химия, 1988. - 48с.

85. Особенности теплового баланса тракторного дизеля воздушногоохлаждения / А.П. Кожевников и др. // Тр. ЧИМЭСХ Челябинск, 1975. -Вып. 88. - С. 47-49.

86. Особенности эксплуатации автотракторных двигателей зимой /

87. B.Е. Козлов и др. Л.: Колос, 1977. - 159 с.

88. Панталоне И.Н. Аккумулирование энергии за счет теплоты плавления солей: изучение контактного теплообменника с кристаллизацией соли при течении / пер. с итал. / И.Н. Панталоне // «Rev. phys. Apl». 1979.1. C. 113-124.

89. Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентноспособностидизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия / И.В. Парсаданов. Харьков, 2003. - 244 с.

90. Патрахальцев H.H. От отключения цилиндров к отключению циклов / H.H. Патрахальцев, A.B. Ромеро, Х.Г. Кальдерон // Автомобильная промышленность. № 11. - 1995. - С. 23-25.

91. Патрахальцев H.H. Форсирование двигателей внутреннего сгорания наддувом / H.H. Патрахальцев, A.A. Савастенко. М.: Легион-Автодата, 2004.-174. с.

92. Перлов М.Л. Исследование тепловой и механической напряженности охлаждаемого поршня с камерой ЦЕИДИ дизеля форсированного наддувом: Дис. канд. техн. наук / М. Л. Перлов. Челябинск, 1983. - 225 с.

93. Петров В.А. К вопросу осмоления выхлопного тракта дизеля Д-108 / В.А. Петров, А.Я. Алякринский // Тракторы и сельхозмашины. №9. 1967.-С. 7-11.

94. Попов В.Н. Результаты экспериментально исследования влияния параметров наддувочного воздуха на основные показатели работы тракторного дизеля // Тр. ЧИМЭСХ / В.Н. Попов, А.П. Иншаков. Челябинск, 1978. -Вып. 141.-С. 55-63.

95. Попык К.К. Словарь по топливам, маслам, присадкам и специальным жидкостям / К.К. Попык, H.A. Рогозин. М.: Химия, 1975. - 392 с.

96. Программа мониторинга и оценки окружающей среды США / И.Х. Бикбулатов и др. Уфа, 1996. - 146 с.

97. Путилов К.А. Термодинамика / К.А. Путилов.,- М.: Наука, 1971.375 с.

98. Пьезоэлектрический двухлучевой индикатор давления типа 2780-S: Руководство по эксплуатации. Будапешт: Орион-КТС, 1978. - 88 с.

99. Работа дизелей в условиях эксплуатации / А.К. Костин и др. Л.: Машиностроение, 1987. - 284 с.

100. Разношинская A.B. Процессы теплообмена в тепловом аккумуляторе, установленном в системе утилизации отработавших газов поршневых ДВС /

101. A.B. Разношинская, B.A. Шибанова, B.A. Козьминых // Вестник Челябинского гос. агроинженерного ун-та. Т. 41. - Челябинск: ЧГАУ, 2004. - С. 135-139.

102. Разработка и обоснование общих технических требований и технического задания на систему утилизационных сбросов тепла дизеля: Отчет о научно-исследовательской работе №83/06 (промежуточный). ООО «ФУМНПЦ». -Челябинск, 2006. 15 с.

103. Райман Э.П. Экспертные методы в оценке качества товара / Э.П. Райман, Г.Г. Азгальдов. М.: Экономика, 1974. - 151 с.

104. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учебн. пособие по целевой подготовке специалистов ДВС / A.JI. Новоселов и др. Барнаул: Алт. ГТУ, 1996.- 122 с.

105. Составляющие теплового баланса тракторного, дизеля воздушного охлаждения / А.П. Кожевников и др. // Тр. ЧИМЭСХ. Челябинск, 1974. -Вып. 78. - С. 34-47.

106. Справочник по чугунному литью / под ред. Н.Г. Гиршовича. Л.: Машиностроение, 1978. - 758 с.

107. Теплотехника и теплоэнергетика. Кн. 2. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / под общей ред.

108. B.А. Григорьева. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 250 с.

109. Теплотехника: Учебник для вузов. / В.Н. Луканин и др. / под общ. ред. В. Н. Луканина. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 2000. - 671 с.

110. Теплофизические свойства теплоаккумулирующих материалов. Кристаллогидраты / А. Г. Мозговой и др. М.: ИВТАН АН СССР, 1990. - 82 с.

111. Технология металлов и материаловедение / Б.В. Кнорозов и др. -М.: Металлургия, 1987. 800 с.

112. Турбонаддув высокооборотных дизелей / А.З. Симеон и др. М.: Машиностроение, 1976. - 285 с.

113. Улучшение индикаторных показателей рабочего цикла дизеля за счет промежуточного охлаждения наддувочного воздуха / Е.А. Лазарев и др.

114. Сб.: «Повышение надежности и долговечности двигателей». М.: ЦНИИ-ТЭИ тракторосельхозмаш, 1974. - Вып. 5 (56). - С. 23-27.

115. Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя / В.И. Нефедов и др. // А.с. 1726810 СССР. Опубл. 15.11.91. -Бюл. №14.

116. Хаймин Ю.Ф. Анализ рабочего цикла двигателя по индикаторной диаграмме с использованием ЭЦВМ : Автореф. дис. . канд. техн. наук / Ю.Ф. Хаймин. Л.: ЛПИ, 1981. - 20 с.

117. Ханин Н.С. Проблемы и перспективы применения наддува двигателей / Н.С. Ханин // Автомобильная промышленность. -1982. № 9. - С. 6-10.

118. Ципленкин Г.Е. Обзор докладов по турбокомпрессорам / Г.Е. Ци-пленкин, Р.С. Дейч // Двигателестроение. 2002. - № 1. - С. 46-47.

119. Чернышев Г.Д. Рабочий процесс и теплонапряженность автомобильных дизелей / Г.Д. Чернышов, А.С. Хачиян, В.И. Пикус. М.: Машиностроение, 1986. - 181 с.

120. Чернышев Г.Д. Развитие методологии конструирования автомобильных дизелей: Автореферат дис. . д-ра техн. наук / Г. Д. Чернышов. -Москва, 1976. 71 с.

121. Coswami D.Y. Analysis of thermal energy storage in cylindrical PCM capsules embedded in a metal matrix / D.Y. Coswami, C.K. Jotshi, M. Olszewski // Proc. 25, Energy Convers. Eng., Conf., Reno, Nev., Aug. 12-17-New York (N.Y.), 1990. P.257-261.

122. Douglas A. The past, present and future of eutectic salt storage systems / A. Douglas // ASHRAE Journal. 1989. - N5. - P.26-2&

123. Gadebusch Н.М/ Analises two tipes of Diesel deposifs / H.M. Gade-busch // SAE. №4. 1967. - P. 77-86.

124. Kamimoto A. Development of latent heat storage unit using form-stable high density polyethylene for solar total energy system / A. Kamimoto // Int. Sok. Energy Convers. Eng. Conf., 18. New York, Orlando.-1983.-Vol. 4, P.113-119.

125. Tomlinson Joth J. Analysis of wallboard containing a phase change material / J.J. Tomlinson, P.D. Heberie // Proc. 25, Energy Convers. Eng. Conf., Reno, Nev., Ang. 12-17,1990: IECEC 90. Vol.4. - New York (N.Y.), 1990. - P.230-235.

126. Trenc F. Analysis of the temperature distribution in an air-cooled diesel engine / F. Trenc // Strojn. Vestn. 1992. - № 1-3. - P. 59-62.

127. Vibe I.I. Brennverlauf und Kreisprozeß von Verbrennungsmotoren. / I.I. Vibe. Berlin: Veb Verlag Technik, 1970. - S. 286-301.

Похожие работы

Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение
05.04.00