автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХБЛОЧНОГО РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ (технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 .9 ОКТ 2009

Брянск-2009

003481130

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Брянская государственная инженерно-технологическая академия» (БГИТА)

Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор

Тайц Олег Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мирошников Вячеслав Васильевич

кандидат технических наук, доцент Дмитриевский Евгений Владимирович

Ведущая организация ГОУ ВПО «Калужский филиал МГТУ им. Баумана»

Защита состоится «24» ноября 2009 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д 212.021.03 при Брянском государственном техническом университете по адресу: 241035, г. Брянск, бульвар 50-летия Октября, д.7, ауд. 220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянского государственного технического университета.

Автореферат разослан «23» октября 2009 г.

диссертационного совета

Ученый секретарь

Шкаберин В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) уже более двухсот лет является неотъем-мой частью производственной и повседневной деятельности человека. Потребность в ЗС делает чрезвычайно актуальной задачу его модернизации, совершенствования, здания альтернативных источников механической энергии. Одним из актуальных правлений в совершенствовании ДВС является устранение необходимости преобра-вания поступательного движения поршней во вращательное движение вала. Такую зможность дают роторные двигатели внутреннего сгорания, наиболее известным едставителем таковых является РПД Ванкеля. Однако РПД Ванкеля имеет ряд прин-пиальных (неустранимых) недостатков, связанных с конструктивными особенностя-I двигателя, которые приводят к низкому моторесурсу, повышенному расходу топли-, токсичности отработанных газов.

Решить проблемы экологичности, топливной экономичности, надежности, мото-есурса теоретически позволяет двухблочный роторный двигатель внутреннего сгора-ия новой конструкции (далее РД, пат. №2242624, РФ Р01С19/02, 2004, автор О.Г. айц). При этом новый РД теоретически имеет значительный потенциал для дальней-его совершенствования. Однако оценить технические характеристики не представля-ся возможным в силу отсутствия физической и математической модели, учитываю-дей конструктивные особенности и новизну исследуемого РД. Поэтому неизученность Д как новой сложной технической системы выявляет потребность в проведении его омплексного исследования.

Наряду с существующими методами в последнее время активно развивается омпьютерное моделирование для построения моделей исследуемого объекта. По-кольку постановка физических экспериментов над принципиально новым РД является орогостоящим процессом, особое внимание уделено созданию математической моде-и, описывающей основные процессы и свойства исследуемого двигателя. Математи-еское моделирование позволит на этапе первичного (предварительного) изучения оп-еделиться с основными техническими параметрами, выявить их влияние друг на друга на выходные параметры проектируемого РД.

Таким образом, возникает проблема диссертационного исследования - прове-ение комплексного исследования двухблочного роторного двигателя внутреннего горания новой конструкции с применением современных технологий математическо-" моделирования и вычислительного эксперимента с целью проведения аналитиче-

методом оценочного расчета основных технических параметров принципиально зго РД. Потребность в данной математической модели связана с особенностями ..овационного цикла развития технических систем и необходимостью разработки эс-лзного проекта РД.

Цель работы и задачи исследования

Цель диссертационной работы - исследовать научно-техническую проблему по озданию РД новой конструкции, разработать алгоритм определения основных техни-еских параметров РД и осуществить программную реализацию новой математической юдели по определению основных технических параметров исследуемого РД. Матема-ическая модель должна обладать возможностью выявления области допустимых зна-ений при проектировании нового двигателя.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие за-

ачи:

1) Разработать информационную модель РД.

2) Разработать новую математическую модель (включающую тепловую, геометрическую, силовую, прочностную модели) для определения основных технических параметров РД:

а) геометрических (рабочий объем, габариты двигателя...);

б) энергетических (мощность, эффективный крутящий момент, удельный расход топлива...);

в) прочностных (напряжений, возникающих в наиболее напряженных элементах РД - зубчатая планетарная передача, неподвижный вал).

3) Реализовать разработанные алгоритмы в объектно-ориентированном программном комплексе.

4) Провести численный эксперимент по определению основных технических параметров РД.

Объект исследования - двухблочный роторный двигатель внутреннего сгорания новой конструкции.

Предмет исследования - математическая модель определения основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции.

Методической базой для решения поставленных задач является теория ДВС, системный анализ, формализация, декомпозиция, математическое моделирование, планирование численного эксперимента, объектно-ориентированное программирование, имитация.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Предложена новая математическая модель определения основных технических параметров РД. Данная модель отличается тем, что учитывает конструктивные особенности и новизну изучаемого двигателя:

- статор, в сечении имеющий форму окружности;

- два двухвершинных ротора;

- пара двухкамерных блоков (блок - «впуск-сжатие», блок - «рабочий ход-выпуск»),

- поворотные подпружиненные радиальные уплотняющие элементы, обеспечивающие касание соприкасающихся поверхностей (статор-ротор) по окружности одинакового радиуса; ^

2) Предложен алгоритм проведения численного расчета технических параметр^

РД- |

Практическая значимость и ценность диссертационной работы:

1) Проведен эмпирический анализ области рациональных значений технических параметров, определяющих возможность конструктивного исполнения РД;

2) Создан программный комплекс «1Ш-1.0» для расчета математической модели РД, который позволит вычислять технические параметры РД и автоматизировать процесс работы с созданной математической моделью.

3) На основе результатов представлены эскизные конструкторские решения двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции, которые позволяют перейти к реализации данного РД.

| Основные положения, выноснмые на защиту:

1) Математическая модель основных технических параметров двухблочного ровного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции;

2) Объектно-ориентированный программный комплекс расчета созданной мате-1тической модели РД.

Апробация результатов работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на минарах кафедры «КТС» и «ДВС» (БГТУ), «ЭиАПП» (БГИТА), а также на междуна-(дной научно-технической конференции «Вклад ученых и специалистов в националь-'ю экономику» (Брянск, 2007), международной научно-практической конференции 1сследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» !анкт-Петербург, 2009), международной научно-технической конференции «Инфор-атизация процессов формирования открытых систем на основе САПР, АСНИ, СУБД систем искусственного интеллекта» (ИНФОС-2009)» (Вологда, 2009).

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 8 статьях, 1 из оторых в журнале, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библио-рафии и приложений. Изложена на 156 машинописных страницах, содержит 63 ри-унка, ю 1аил».ц, *. приложения общим объемом 25 листов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформированы цели и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность ра-оты. Приведены основные положения, вынесенные на защиту.

В первой главе проведен анализ поршневых двигателей внутреннего сгорания, ътернативных роторных двигателей внутреннего сгорания, систематизированы их остоинства и недостатки. Изучены конструктивные особенности и принцип рабо-ы двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции.

Повышение технических характеристик при снижении эксплуатационных затрат основная цель изобретения нового РД. Достичь этого позволяют следующие отличи-Иьные особенности РД:

а) статор, в сечении имеющий форму окружности;

б) поворотные подпружиненные уплотняющие элементы рабочими поверхностя-и соприкасаются по окружности одинакового радиуса, что резко сокращает истирание оверхности, повышая надежность и долговечность радиальных уплотнений рабочих амер;

в) пара двухкамерных блоков обеспечивает распределение четырёхтактного цик-а в РД на два блока:

1-й блок - стадия «впуск - сжатие»;

2-й блок - стадия «рабочий ход - выпуск».

Принцип работы РД схематично представлен на рис. 1.

Свежая рабочая смесь, попадая в камеру «впуск-сжатие», сжимается ротором, овершающим планетарное движение. Сжатая рабочая смесь через каналы в роторах и

отверстие в межкамерной перегородке (рис. 2) перекачивается в камеру «рабочий ход-выпуск», по окончании перекачки происходит воспламенение и расширение рабочей смеси (совершается рабочий ход).

Центральный вал Ротор

-Отверстие в перегородке Канал в роторе

Выпуск PC

ксцентркк

Подвижная шестерня

Перегородка Канал в роторе А-А

Уплотняющий

Рис. 1. Аксонометрия РД Рис. 2. Каналы в роторах для перекачки

(пат. №2242624, РФ F01C19/02,2004, автор О.Г. Тайц) рабочей смеси в роторном двигателе внутреннего сгорания новой конструкции.

I

Расширение отработанных газов происходит до определенного положения ротора, создающего максимальный объем камеры, далее происходит процесс выпуска за i счет последующего уменьшения объема при движении ротора. !

Несмотря на простоту конструкции и принцип работы нового двигателя, при расчете его основных технических параметров возникают трудности, обусловленные отсутствием алгоритма и методики расчета. Поэтому, возникает необходимость разра- [ ботки математической модели по определению основных технических параметров нового РД, характеризующих его свойства и работу. j

В качестве основных технических параметров приняты: f

- конструктивно-габаритные размеры (диаметр рабочей поверхности статора, Df диаметр неподвижного вала, d; ширина ротора, Ь; рабочий объем двигателя, Vpa6; торцевой зазор, е; поле торцевой герметичности, а; радиус кривизны рабочей поверхности ротора, RpoTopa);

- энергетические (эффективная мощность, Ne; эффективный крутящий момент, Ме; эффективный удельный расход топлива, ge; среднее эффективное давление, ре; эффективный к.п.д., г|е; угловая скорость вращения ротора, сор; максимальный крутящий j момент, Мшах);

- прочностные (контактное напряжение и напряжение изгиба для зубчатой передачи, он и oF; напряжение изгиба центрального вала, свал).

Вторая глава посвящена построению математической модели РД, отражаю-гй основные геометрические, энергетические, кинематические, динамические, проч-стные параметры. Описан процесс определения основных технических параметров

I

Построение математической модели РД осуществлялось с использованием со-еменных методов математического моделирования (Тайц О.Г., Мухин О.И. и др.).

При рассмотрении возможности применения существующих моделей (описание в работах Ф. Ванкеля, В.С.Бениовича, Н.С. Ханина, С.Б.Чистозвонова, А.И. Кол-на и др.) для определения технических параметров РД выявлено несоответствие ряда раметров в силу новизны двигателя.

Для изучения нового РД введены новые понятия и определения, например: d -¡аметр неподвижного вала; RcT. = D^. / 2 - радиус рабочей поверхности статора; L -сстояние от центра ротора до его вершины по главной оси; RKp. рот. - радиус кривизны тора; 1рот. - длина рабочей поверхности ротора; е - радиальный зазор, компенсируе-ый ходом штока уплотняющего элемента (длина хода штока); а - поле торцевой гер-етичности, положительное значение обеспечивает возможность расположения торце-ых уплотнений; b - ширина ротора в одной камере; d/D0TB.==l/2 - отношение диаметра еподвижного вала к диаметру подвижной шестерни; L/d = к - коэффициент, характе-изующий форму траектории точечной вершины ротора. С ростом значения L/d„.B. тра-ктория приближается к окружности.

Связь введенных новых понятий отражает система уравнений ((1)). Решение дан-ой системы осуществляется методами одномерной оптимизации.

г*.

Scn

= S +S

рот шш = »•0

(1 + е);

Г __ D

рот рот

^рот ^

I = 2-яЛ

360

= 2 • arcsin(—

h ~ /?

рот рот

-I2);

2 ;

cm ст

L-2 -L-{Rcm-hcm))-

/_ =

2

360

аст = 2 ■ arcsin(-),

Spa6.=(£-i)Sm

.. уравнение отношения площадей камер РД .. площадь статора .. радиус статора .. площадь ротора

.. геометрический параметр ротора

.. геометрический параметр ротора

.. геометрический параметр ротора .. площадь камеры с минимальным объемом

.. малая площадь статора .. геометрический параметр статора .. геометрический параметр статора .. геометрический параметр статора

... геометрический параметр статора ... площадь, соответствующая Ураб.

((1))

Новизна конструкции РД и его кинематическая схема вносят особенности в определение таких важных для двигателя параметров, как: рабочий объем РД, Vpa6.; эффективная мощность, Ne; максимальный крутящий момент, Мшах, что отражено в предлагаемой математической модели.

Рабочий объем двигателя определяется по формуле:

м, (1)

где

b - ширина ротора; z - пара двухкамерных блоков; для упрощения записи введены переменные с', с", с'":

V(L2+rf2) ., L ^

—--- • arcsint—р= )

180 \1(Ь2+с1г)

2 4 Х'Крошра .arcsin(_L_)

ч 180 R ротора J

c^L-^R^-ey-d).

Слагаемое (с'- с"+ с'") соответствует численному значению минимальной площади (в камере сгорания или в камере максимального сжатия), образованной ротором и статором.

При определении эффективной мощности РД за основу принята математическая модель определения данного параметра для РПД Ванкеля, описанная в работах B.C. Бениовича и С.Б. Чистозвонова, с учетом конструктивных и кинематических особенностей изучаемого РД.

Таким образом, формула расчета эффективной мощности РД принимает вид:

N = Ре ' Vpa('' 'n"'Z"'Z [кВт], (2)

120

где

ре - среднее эффективное давление;

VPa6. - рабочий объем РД, камеры «рабочий ход - выпуск»;

пв - число оборотов вала отбора мощности;

z„ - число рабочих циклов, совершаемых за один оборот вала отбора мощности: Параметр zu определяется следующим образом:

7 -UilEs.

«" г 'где

iB - передаточное отношение привода от ведущего ротора (сопряженного с валом отбора мощности посредством передаточного механизма) к валу отбора мощности:

i

' пв 'где

пр - число оборотов ротора;

п„ - число оборотов выходного вала;

zo - число циклов изменения объема отсеков за один оборот ведущего ротора; z - число пар камер в РД;

| т - число тактов цикла.

Для изучаемого РД:

¡в = 1/2; го = 4; т = 4, следовательно гц = 1 (независимо от числа оборотов ротора и входного вала, НО для одной пары роторов в РД).

Максимальный крутящий момент определяется относительно точки касания подменой шестерни и неподвижного центрального вала и выражается формулой:

^"(Рл-р^-^-Ь-^-ашр [Нм], (3)

где

Ра и рБ - давление газов на ротор со стороны камеры А и камеры Б, МПа;

Ф - угол наклона главной оси ротора, при планетарном движении относительно ¡подвижного центрального вала.

Для определения результирующего крутящего момента РД составляется сумма оментов каждой секции двигателя.

Математическая модель также позволяет определить:

- силу, изгибающую зубья Р, = Р'А ~Р'Б, [Н];

- радиальную силу, изгибающую центральный вал Рг = Рд - Р^ + Рин, [Н];

- силу инерции, при постоянной частоте вращения ротора

Ри„=т„р-£чм,=тпр-г-с^,[ н],

где шпр - приведенная масса неуравновешенных вращающихся частей двигателя,

г;

г - расстояние от центра тяжести ротора до оси вращения выходного вала, м;

со - угловая скорость ротора, рад/с.

Сила инерции Рии играет положительную роль в динамике двигателя, т.к. разгру-ает шестерню ротора (зубья шестерни с внутренним зацеплением) от действия ради-ъной составляющей силы давления газов Р' в момент поджигания (воспламенения) аряда, поэтому ее можно не уравновешивать, избавляясь при этом от линейной массы гротивовесов, которые присутствуют в традиционных ПД.

Максимальная радиальная сила Рг действует на вал при повороте ротора на угол = 90° и изгибает его в продольной плоскости.

Максимальная радиальная сила Р'г, действующая на опоры эксцентричной шес-ерни, возникает в период воспламенения рабочей смеси в камере сгорания, что соот-етствует положению ротора при ф = 0°. Эта нагрузка довольно высокая и вызывает вление динамического удара, что крайне опасно для основных тяжело нагруженных еталей двигателя. Для уменьшения Р'г камера сгорания предусмотрена с некоторым мещением в сторону вращения ротора.

Поскольку наиболее нагруженными элементами в РД являются зубчатая переда-а и неподвижный центральный вал, приведены их прочностные показатели (контакт-ая [он] и изгибная [оР] прочность зубчатого зацепления, прочность опасного сечения ала, 0^), которые оценивают работоспособность РД в целом, что и отражает система равнений ((2)).

Корректность выполненных расчетов оценивается возможностью воспринимать .убчатой планетарной передачей и неподвижным центральным валом основные уси-1ия, возникающие в исследуемом РД.

г

... контактная проч-

г'-Шм-т'

Га 'Tí*Fv

тах

... изгибная прочетах! «ОСТЬ

... прочность опасного сечения вала

Математическая модель учитывает принципы формирования основных элементов РД (статора, двухвершинного ротора) и, как следствие, рабочих камер двигателя в блоках «Впуск-Сжатие» и «Рабочий ход-Выпуск». В предлагаемой математической модели отражены основные физические процессы, проходящие в двигателе при планетарном движении парного ротора относительно неподвижного центрального вала. В целом предлагаемая математическая модель включает 165 теоретических параметров РД, в т.ч. 6 параметров приняты в качестве исходных.

Исходными параметрами являются: - эффекивная мощность РД;

пв - число оборотов вала отбора мощности;

Е - степень сжатия топливной смеси;

(1 - диаметр наподвижного вала;

к=Ь/с! - величина, оценивающая форму траектории точечной вершины ротора;

г - число пар камер РД.

Искомыми являются основные геометрические, энергетические и прочностные параметры РД, приведенные в табл. 1.

Последовательность расчета определяется исходными и искомыми величинами. Представленный на рис. 4 алгоритм реализован в соответствующих расчетных моделях, которые дают представление о новом двигателе как сложной системе.

Поскольку формализация абстрактно - мысленного образа РД производится впервые, а диссертационная работа является первым оценочным этапом в изучении данного двигателя, то задача по определению технических параметров сведена к численным уравнениям. Исследование (анализ) предложенной математической модели осуществляется решением алгебраических уравнений, имитацией конструкции РД.

В математической модели приняты следующие допущения:

- в РД - четыре такта происходят одновременно в соответствующих камерах (камера впуска, камера сжатия, камера воспламенения, камера расширения-выпуска) и заряд перетекает из одной камеры в другую;

- ротор совершает планетарное движение, обкатывая неподвижный вал, обеспечивает формирование газовых камер переменного объема;

- центральная зубчатая передача РД является его наиболее нагруженной частью, воспринимающей все основные нагрузки (инерционные, давление газов в камерах);

- применяемое топливо бензин.

В процессе работы с математической моделью сформирована система уравнений

(О)).

Данная система уравнений включает параметры, которые: - формируют область рациональных значений для РД;

- характеризуют возможность и целесообразность конструктивного исполнения вигателя.

^ V - • D • п • z ■ z

дг _ ' pao fe *в "ч "

<

120

V^ = 2-b-z-{e-\)-{c<-c"+c<") e = ^(L2+d2)-L

^ = Rpomopa ~ ^ротора ~L2)~2-d

Характерными параметрами являются:

- эффективная мощность РД (Ne);

- среднее эффективное давление в рабочей камере РД (ре);

- диаметр рабочей поверхности статора (DCTaTopa);

- радиальный зазор (е);

- поле торцевой герметичности (а);

- радиус кривизны ротора (RpOTopa);

- отношение L/d - величина, необходимая для оценки влияния на форму 1 >аектории точечной вершины ротора.

Ne= (20 ; 200), [кВт]; ре= (0 ; 1,3), [МПа] - характеризуют область применения

РД-

D = (0; 1], [м]; Vpa6 = (0,2 ; 8), [л] - характеризуют габариты РД.

а = (2торц.угш.; +<*>) - характеризует наличие герметичности в рабочих камерах и ка-ество работы торцевых уплотнений;

е = (-оо ; 0) - характеризует качество работы радиальных уплотнений;

Rporopa = [Rmmjxrropa; Rmaxjotopa] - определяемый степенью повышения давления рабочей смеси и возможностью размещения торцевых уплотнений.

В третьей главе рассмотрен вопрос реализации предложенной математической юдели в объектно-ориентированном программном комплексе, который автоматизи-ует процесс вычисления основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции.

Многофакторность решаемой задачи по определению основных технических параметров РД выявляет необходимость автоматизации расчета созданной математической модели с целью снижения трудоемкости и повышения точности проведения численных экспериментов.

Объектно-ориентированный программный комплекс «RD 1.0» написан на языке Pascal, для наглядности реализован в среде Delphi 7 и работает в операционной системе Windows ХР.

Объектно-ориентированный программный комплекс «RD 1.0» (рис. 3) разработан ца основе уравнений предложенной математической модели по определению основных ехнических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания но--ой конструкции и является инструментом изучения технических параметров нового вигателя.

Работа с программой начинается с ввода исходных данных: п, N. <1, 8, г, 17(1.

Л." Т : . -.121

и Нл1

Исходные данные

С

-1-

Тепловой расчет

Геометрический расчет

Пвраметрыдвигатвяя'..... ....................................................

Число оборотов вале отбора мощности Мощность рогорногодвигагеяя (РД) |ю0

Число пар камер р

Степень сжатия ~

В н

Рис. 3, Общий вид программного комплекса «1Ш 1.0». Дополнительно: вкладка «Исходные данные»

Программный комплекс выполнен в виде расчетных блоков, обеспечивающих последовательное вычисление соответствующих расчетных моделей (рис.3,4) и позволяет конструктору просматривать определяемые основные и промежуточные расчетные технические параметры РД. Предусмотрена возможность разработки альтернативного проекта методом корректировки исходных данных, принимаемых расчетных коэффициентов, материалов и их свойств.

Результатом работы программного комплекса является сводная таблица искомых основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции (табл.1).

Блок-схема объектно-ориентированного программного комплекса «Ш? 1.0» представлена на рис. 4.

В четвертой главе исследована возможность применения разработанной математической модели и объектно-ориентированного программного комплекса «КО-1.0» для решения практических задач. Проведен анализ формирования области рациональных значений исходных и искомых технических параметров РД.

В ходе исследования возможности применения разработанной математической модели и предложенного алгоритма был проведен ряд численных экспериментов по определению основных технических параметров РД.

Значения параметров, принимаемых в численном эксперименте, ориентированы на существующие автомобильные ДВС с целью их последующего сопоставления.

Эффективная мощность РД

Число оборотов вала отбора мощности

Степень сжатия

Диаметр неподвижного вала

Величина, оценивающая формк

траектории точечной вершины ротора

Число пар камер

Параметры рабочего тела Параметры окружающей среды Параметры рабочего цикла (стадия впуска) Параметры рабочего цикла (стадия сжатия) Параметры рабочего цикла (стадия сгорания) Параметры рабочего цикла (стадия расширения) Индикаторные параметры РД Эффективные параметры РД Основные параметры рабочего цикла РД Тепловой баланс

Основные параметры статора Основные параметры ротора Геометрические параметры РД в целом

Основные параметры планетарной передачи Суммарный крутящий момент в камерах Распределение давления в камере "Впуск - Сжатие" Распределение давления в камере "Рабочий ход - Вылусх"

Основные параметры принимаемых материалов Расчет на контактную прочность зубчатой передачи Расчет прочности зубьев на изгиб Расчет прочности центрального вала

Рис. 4. Блок-схема объектно-ориентированного программного комплекса «1*1) 1.0».

Расчет выполнен для следующих исходных данных: (1 = 40 мм - диаметр неподвижного вала;

Ь/<1 = 3,5 - величина, оценивающая форму траектории точечной вершины ротора; Ие = 100 кВт - номинальная мощность РД; п = 5600 об/мин - частота вращения вала отбора мощности; е = 10 - степень сжатия; г = 1 - число пар двухкамерных блоков. Результаты численного эксперимента представлены в табл. «Результаты основных расчетных параметров РД».

Таблица

Результаты основных расчетных параметров РД

№ Наименование параметра Ед.изм. Значение

1 2 3 4

Основные геометрические параметры РД

1 Рабочий объем двигателя л 1,8

2 Поле торцевой герметичности, а мм 14,9

3 Радиальный зазор, е мм 5,6

Статор

4 Диаметр рабочей поверхности статора мм 291,2

5 Общая ширина статора мм 198,5

Ротор

6 Ширина ротора (в одной камере) мм 39,3

7 Радиус кривизны ротора мм 150,7

Основные физические (энергетические и экономические) параметры РД

8 Эффективная мощность, N6 кВт (л.с.) 103 (140,5)

9 Эффективый крутящий момент, Ме Н*м 175,6

10 Среднее эффективное давление при номинальной мощности, Ре МПа (Н/см2) 1,19

И Эффективный КПД 0,37

12 Эффективный удельный расход топлива, ge г/(кВт*ч) 222

13 Литровая мощность РД, Ил кВт/л 55,4

14 Максимальный суммарный крутящий момент на выходе, Мтах Н.м. 1160

15 Часовой расход топлива, От кг/ч 22,9

16 Угловая скорость вращения ротора, Wp рад/с 293,2

Параметры планетарной зубчатой передачи

17 Длина неподвижного вала, Ь мм 198,5

18 Рабочая ширина венца зубчатого колеса, Ьш мм 168,5

19 Модуль зацепления, т 2,5

20 Число зубъев, г шт. 16

21 Максимальное расчетное контактное напряжение (зубчатое зацепление), [бн] МПа 990

22 Максимальное расчетное напряжение изгиба (зубчатое зацепление), [б?] МПа 815

23 Максимальное расчетное напряжение центрального вала, [бфакт] МПа 554

24 Величина истирания радиальных уплотнений мм/1000ч 0,032

В результате численного эксперимента выявлен ряд характерных зависимостей, лример упрощенная схема распределения давления рабочего заряда в четырехтакт->м цикле РД приведена на рис. 5, где Блок 1 соответствует камере «Впуск - Сжатие», юк 2 - камере «Рабочий ход - Выпуск». На участке выровненного давления в Блоке 1 1 стадии «Впуск» открыто впускное окно, происходит процесс всасывания свежей ратей смеси. Перетекание рабочей смеси из Блока 1 в Блок 2 также отмечено кратко-именным выравниванием давления. В Блоке 2 на стадии «Выпуск» выравнивается .вление при открытии выпускных окон.

я

В 2

X «

о.

4J

S л ££

а &>

S

3

4J

в а

4

О 90 180 270 360 450 540 630 720

Угол поворота вала отбора мощности

Рис. 5. Упрощенная схема распределения давления рабочего заряда в четырехтактном цикле РД

Условия протекания рабочего процесса в отсеках РД несколько хуже, чем в ПД. частности, это связано с особой формой камеры сгорания, имеющей серповидную орму (рис. 1, 2). Однако, в силу конструктивных особенностей РД нет резкого пере-ада температур, т.е. во всех четырех камерах постоянный температурный режим. При том суммарная площадь теплоотдачи в РД составляет ориентировочно 800 см2, а в эк-ивалентном по рабочему объему ПД 1000 см2 (в 1,25 раза больше). Так же следует от-етить - в высокооборотных двигателях потери вследствие теплоотвода от рабочего ела невелики. Их полное устранение позволило бы повысить индикаторное давление 1ишь на 3 - 4%.

При сопоставлении расчетных значений габаритов РД с известными двигателя-и, при аналогичных параметрах п = 5000...6500 об/мин, е = 10, выявлено, что для беспечения заданной номинальной мощности (100 кВт) новому РД требуется мень-ие габариты, чем четырехтактному поршневому ДВС.

В рамках проведенного численного эксперимента выполнен анализ, с использо-анием системы уравнений ((3)), формирования области рациональных значений ряда сходных и искомых параметров РД с целью:

- упрощения процедуры расчета искомых основных технических параметров РД;

- получения корректных результатов;

- выявления тенденций дальнейшего развития конструкции РД.

Таким образом, в результате численного эксперимента выявлена следующая особенность: большая площадь рабочей поверхности ротора способствует созданию большого суммарного давления на зубчатую планетарную передачу. Особого внимания требует параметр (а - поле торцевой герметичности), который может иметь отрицательные значения (рис. 6).

Так, например, с ростом значения Ь/с1:

1 - величина радиального зазора (е) стремится к нулю, что положительно влияет на герметичность радиальных уплотнений, надежность и долговечность работы узлов и агрегата в целом.

2 - величина поля торцевой герметичности (а) увеличивается, что положительно влияет на качество работы торцовых уплотнений и возможность их размещения.

3 - величина диаметра рабочей поверхности статора Б непропорционально растёт, увеличивая габариты РД.

Уменьшение значения Ь/с1 может привести к полному отсутствию торцевой герметизации рабочих камер РД. Отрицательное поле торцевой герметичности (а) характерно малым значениям отношения ЫА. Параметр а = 0 соответствует Ь/<1 = 3,1178 при разных значениях <1, а увеличение параметра с1 способствует росту параметра (а).

С поворотом главной оси ротора поле торцевой герметичности (а) увеличивается в 3-4 раза, однако 1/3 часть пути ротора имеет малое (критическое) значение данного параметра.

Таким образом, рост отношения Ь/с1 и значение степени сжатия (е), оказывая влияние на диаметр рабочей поверхности статора (Б), поле торцевой герметичности (а), радиальный зазор (е), благоприятно сказывается на эффективности работы радиальных и торцевых уплотнений и, как следствие, на герметичности рабочих камер, что положительно влияет на протекающие в РД процессы. Качество герметичности позволяет достигать высокого давления в рабочих камерах РД и создавать высокую степень сжатия, необходимую для реализации дизельного цикла.

Результатом проведенного комплексного анализа получаемых в численном эксперименте результатов стала разработка рекомендаций дальнейшей модернизации конструкции изучаемого РД:

- совершенствование механизма перекачки рабочей смеси из блока «впуск - сжатие» в блок «рабочий ход - выпуск»;

- совершенствование конфигурации камеры «рабочий ход», камеры «шах сжатие» и соответственно роторов;

- совершенствование механизма уравновешивания и отбора мощности;

- уменьшение суммарной длины планетарного зубчатого зацепления, и ширины РД в целом;

- снижение суммарной длины неподвижного вала.

I _юо -

Отношение L/d

i

Рис. 6. Зависимость значений Dct, е, а от Vá при d = 40 мм и Е=10

¡ Проведенные численные эксперименты показали хорошую точность и надежность работы программного комплекса при решении различных задач. Для проверки аботоспособности программного комплекса и точности результатов сконструирован икет РД и создана виртуальная геометрическая имитационная модель РД.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе решена задача комплексного исследования двухблоч-ioro роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции с применением со-'ременных технологий математического моделирования и вычислительного эксперимента, имеющая существенное значение для исследуемого РД, как альтернативного источника механической энергии. Проведенная научно-исследовательская работа осно-ана на эвристическом моделировании структурно-семантического типа. По результатам работы:

1. Разработана информационная модель изучаемого РД, отражающая его новиз-'iy и конструктивные особенности (исключены большие знакопеременные силы инерции при возвратно-поступательном движении поршней, как в поршневых ДВС, и устранены недостатки герметичности рабочих камер, надежности, моторесурса, как в РПД

анкеля).

2. Предложена новая математическая модель определения основных технических параметров РД, которая учитывает 165 теоретических параметров и все процессы, проходящие в изучаемом двигателе.

3. Разработан алгоритм и математическая модель, позволяющая выполнить оценочный расчет технических параметров РД (Vpa6, DCT, Ne, ре, ge, GT, Мшах, Me, [о] и др.), готорые можно сопоставить с основными техническими параметрами аналогичных о[вигателей внутреннего сгорания.

i 4. Разработан объектно-ориентированный программный комплекс «RD-1.0» для Определения основных технических параметров изучаемого РД.

I

5. Проведен численный эксперимент. В результате исследования математической модели определены основные технические параметры (Ураб, Вст, ре, gt, Ог Мтах,Ме, [с] и др.).

6. Проведен эмпирический анализ области рациональных значений технических параметров, определяющих возможность и целесообразность конструктивного исполнения РД.

7. Разработаны: эскизный проект, виртуальная геометрическая модель и макет

РД.

Проведенная научно-исследовательская работа является основой для разработки физической опытной модели и дальнейшей эволюции математической модели РД.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Симуков, И.В. Методика работы Брянской государственной инженерно-технологической академии по реализации программы «Энергосбережения Минобразования России» / И.В. Симуков, СЛ. Погонышев // Информационно-технический сборник ФГУ «УГЭН по Западному региону»: Западэнергонадзор-информ. - 2003. - №2. -С.11-12.

2. Симуков, И.В. Роторный двигатель внутреннего сгорания: реальность и перспективы / И.В.Симуков // Вестн. БГТУ. - 2006. - №4. - С.49-52.

3. Тайц, О.Г. Двухвершинный роторный двигатель внутреннего сгорания как альтернативный источник механической энергии / О.Г.Тайц, И.В.Симуков // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т. - Брянск: БГИТА, 2008. - Т.2. - С. 198-202.

4. Симуков И.В. Эффективность уплотняющих элементов в усовершенствованном роторном двигателе внутреннего сгорания / Симуков И.В. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т. - Брянск: БГИТА, 2008. -Т.2. - С. 226-232.

5. Симуков И.В. Окружность как оптимальная форма рабочей поверхности в роторном двигателе внутреннего сгорания / Симуков И.В. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т. - Брянск: БГИТА, 2008. - Т.2. - С. 232-238.

6. Симуков И.В. Математическое моделирование основных технических параметров двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции / Симуков И.В. // Высокие технологии, фундаментальные исследования, образование: сб. науч. тр.: в 2 т. - Санкт-Петербург: Политехи, ун-т, 2009. - Т.2. - С. 211-214.

7. Симуков И.В. Математическая модель для определения основных технических параметров двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции / Симуков И.В. // Информатизация процессов формирования открытых систем на основе САПР, АСНИ, СУБД и систем искусственного интеллекта (ИНФОС-2009): Материалы 5-й межд. научно-техн. конф. - Вологда: ВоГТУ, 2009. - С. 297-301.

8. *Симуков, И.В. Сопоставление математических моделей расчета эффективной мощности поршневых ДВС, роторнопоршневого двигателя Ванкеля и нового двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания / И.В.Симуков // Вестн. БГТУ. - 2009. - №1. - С.95-99.

*- работа опубликована в журнале, входящем в перечень ВАК России для публикации результатов научных исследований для кандидатов наук.

СИМУКОВ Игорь Васильевич

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХВБЛОЧНОГО РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

Автореферат

Подписано в печать 15.10.Г:009. Формат 60x84 1/16 Усл. печ.л. 1,16. Тираж 100 экз._

Брянская государственная инженерно-технологическая академия 241037, Брянск, проспект Станке Димитрова, 3

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

РОТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

1.1 Классификация двигателей внутреннего сгорания.

1.2 Тенденции развития двигателей внутреннего сгорания.

1.3 Анализ существующих математических моделей расчета поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания.

1.4 Новое поколение роторных двигателей. Достоинства, принцип работы и особенности конструкции.

1.5 Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВУХБЛОЧНОГО РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ.

2.1 Теоретические основы построения математической модели РД

2.2 Описание математической модели двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции. Формализация процедур расчета.

2.2.1 Геометрическая модель РД.

2.2.2 Тепловая модель РД.

2.2.3 Силовая модель РД.

2.2.4 Прочностная модель РД.

2.3 Модель определения области рациональных значений технических параметров РД.

2.4 Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА RD-1.0.

3.1 Структура и характеристики программного комплекса RD-1.

3.2 Расчетные модули.

3.3 Модули подготовки результатов.

3.4 Описание объектно-ориентированного программного комплекса RD-1.

3.5 Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ

ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РД.

4.1 Постановка численного эксперимента.

4.2 Пример расчета двухблочного РД новой конструкции.

4.3 Результаты численного эксперимента.

4.4 Сопоставление результатов расчета РД с известными двигателями

4.5 Анализ влияния факторов на основные показатели РД Определение рациональной области и краевых значений расчетных параметров РД.

4.6 Выводы по четвёртой главе.

Актуальность работы

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) уже более двухсот лет является неотъемлемой частью производственной и повседневной деятельности человека. Потребность в ДВС делает чрезвычайно актуальной задачу его модернизации, совершенствования, создания альтернативных источников механической энергии. Одним из актуальных направлений в совершенствовании ДВС является устранение необходимости преобразования поступательного движения поршней во вращательное движение вала. Такую возможность дают роторные двигатели внутреннего сгорания, наиболее известным представителем таковых является РПД Ванкеля. Однако РПД Ванкеля имеет ряд принципиальных (неустранимых) недостатков, связанных с конструктивными особенностями двигателя, которые приводят к низкому моторесурсу, повышенному расходу топлива, токсичности отработанных газов.

Решить проблемы экологичности, топливной экономичности, надежности, моторесурса теоретически позволяет двухблочный роторный двигатель внутреннего сгорания новой конструкции (далее РД, пат. №2242624, РФ F01С 19/02, 2004, автор О.Г. Тайц). При этом новый РД теоретически имеет значительный потенциал для дальнейшего совершенствования. Однако оценить технические характеристики не представляется возможным в силу отсутствия физической и математической модели, учитывающей конструктивные особенности и новизну исследуемого РД. Поэтому неизученность РД как новой сложной технической системы выявляет потребность в проведении его комплексного исследования.

Наряду с существующими методами в последнее время активно развивается компьютерное моделирование для построения моделей исследуемого объекта. Поскольку постановка физических экспериментов над принципиально новым РД является дорогостоящим процессом, особое внимание уделено созданию математической модели, описывающей основные процессы и свойства исследуемого двигателя. Математическое моделирование позволит на этапе первичного (предварительного) изучения определиться с основными техническими параметрами, выявить их влияние друг на друга и на выходные параметры проектируемого РД.

Таким образом, возникает проблема диссертационного исследования - проведение комплексного исследования двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции с применением современных технологий математического моделирования и вычислительного эксперимента с целью проведения аналитическим методом оценочного расчета основных технических параметров принципиально нового РД. Потребность в данной математической модели связана с особенностями инновационного цикла развития технических систем и необходимостью разработки эскизного проекта

РД.

Цель диссертационной работы — исследовать научно-техническую проблему по созданию РД новой конструкции, разработать алгоритм определения основных технических параметров РД и осуществить программную реализацию новой математической модели по определению основных технических параметров исследуемого РД. Математическая модель должна обладать возможностью выявления области допустимых значений при проектировании нового двигателя.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) Разработать информационную модель РД.

2) Разработать новую математическую модель (включающую тепловую, геометрическую, силовую, прочностную модели) для определения основных технических параметров РД: а) геометрических (рабочий объем, габариты двигателя.); б) энергетических (мощность, эффективный крутящий момент, удельный расход топлива.); в) прочностных (напряжений, возникающих в наиболее напряженных элементах РД - зубчатая планетарная передача, неподвижный вал).

3) Реализовать разработанные алгоритмы в объектно-ориентированном программном комплексе «RD-1.0».

4) Провести численный эксперимент по определению основных технических параметров РД.

Объект исследования — двухблочный роторный двигатель внутреннего сгорания новой конструкции.

Предмет исследования - математическая модель определения основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции.

Методической базой для решения поставленных задач является теория ДВС, системный анализ, формализация, декомпозиция, математическое моделирование, планирование численного эксперимента, объектно-ориентированное программирование, имитация.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Предложена новая математическая модель определения основных технических параметров РД. Данная модель отличается тем, что учитывает конструктивные особенности и новизну изучаемого двигателя:

- статор, в сечении имеющий форму окружности;

- два двухвершинных ротора;

- пара двухкамерных блоков (блок - «впуск-сжатие», блок - «рабочий ход-выпуск»).

- поворотные подпружиненные радиальные уплотняющие элементы, обеспечивающие касание соприкасающихся поверхностей (статор-ротор) по окружности одинакового радиуса;

2) Предложен алгоритм проведения численного расчета технических параметров РД.

Практическая значимость и ценность диссертационной работы:

1) Проведен эмпирический анализ области рациональных значений технических параметров, определяющих возможность конструктивного исполнения РД;

2) Создан программный комплекс расчета математической модели РД, который позволит вычислять технические параметры РД и автоматизировать процесс работы с созданной математической моделью.

3) На основе результатов представлены эскизные конструкторские решения двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции, которые позволяют перейти к реализации данного РД.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Математическая модель основных технических параметров двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции;

2) Объектно-ориентированный программный комплекс расчета созданной математической модели РД.

Основные выводы по работе

1. Разработана информационная модель изучаемого РД, отражающая новизну и конструктивные особенности (исключены большие знакопеременные силы инерции при возвратно-поступательном движении поршней, как в поршневых ДВС, и устранены недостатки герметичности рабочих камер, надежности, моторесурса, как в РПД Ванкеля).

2. Предложена новая математическая модель определения основных технических параметров РД, которая учитывает 165 теоретических параметров и все процессы, проходящие в изучаемом двигателе.

3. Разработан алгоритм и математическая модель, позволяющая выполнить оценочный расчет технических параметров РД (VpaG, DCT, Ne, ре, ge, Gt, Mmax , Me, [cj] и др.), которые можно сопоставить с основными техническими параметрами аналогичных двигателей внутреннего сгорания.

4. Разработан объектно-ориентированный программный комплекс для определения основных технических параметров изучаемого РД.

5. Проведен численный эксперимент. В результате исследования математической модели определены основные технические параметры (VpaG, Dст, Ne, рс, ge, GT, Mmax, Me, [а] и др.).

6. Проведен эмпирический анализ области рациональных значений технических параметров, определяющих возможность и целесообразность конструктивного исполнения РД.

7. Разработан: эскизный проект, виртуальная геометрическая модель и макет РД.

8. Проведенная научно-исследовательская работа является основой для разработки физической опытной модели и дальнейшей эволюции математической модели РД.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Симу ков, И.В. Методика работы Брянской государственной инженерно-технологической академии по реализации программы «Энергосбережения Минобразования России» / И.В. Симуков, С.А. Погонышев // Информационно-технический сборник ФГУ «УГЭН по Западному региону»: Запад-энергонадзор-информ. — 2003. - №2. - С.11-12.

2. Симуков, И.В. Роторный двигатель внутреннего сгорания: реальность и перспективы / И.В.Симуков // Вестн. БГТУ. - 2006. - №4. - С.49-52.

3. Тайц, О.Г. Двухвершинный роторный двигатель внутреннего сгорания как альтернативный источник механической энергии / О.Г.Тайц, И.В.Симуков // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т. - Брянск: БГИТА, 2008. - Т.2. - С. 198-202.

4. Симуков, И.В. Эффективность уплотняющих элементов в усовершенствованном роторном двигателе внутреннего сгорания / Симуков И.В. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т.

- Брянск: БГИТА, 2008. - Т.2. - С. 226-232.

5. Симуков, И.В. Окружность как оптимальная форма рабочей поверхности в роторном двигателе внутреннего сгорания / Симуков И.В. // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: сб. науч. тр.: в 2 т.

- Брянск: БГИТА, 2008. - Т.2. - С. 232-238.

6. Симуков, И.В. Математическое моделирование основных технических параметров двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции / Симуков И.В. // Высокие технологии, фундаментальные исследования, образование: сб. науч. тр.: в 2 т. — Санкт-Петербург: Политехи. ун-т, 2009. - Т.2. - С. 211-214.

7. Симуков, И.В. Математическая модель для определения основных технических параметров двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции / Симуков И.В. // Информатизация процессов формирования открытых систем на основе САПР, АСНИ, СУБД и систем искусственного интеллекта (ИНФОС-2009): Материалы 5-й межд. научно-техн. конф. - Вологда: ВоГТУ, 2009. - С. 297-301.

8. Симуков, И.В. Сопоставление математических моделей расчета эффективной мощности поршневых ДВС, роторнопоршневого двигателя Ван-келя и нового двухвершинного роторного двигателя внутреннего сгорания / И.В.Симуков // Вестн. БГТУ. - 2009. - №1. - С.95-99.

Заключение

1) Решена задача комплексного исследования двухблочного роторного двигателя внутреннего сгорания новой конструкции с применением современных технологий математического моделирования и вычислительного эксперимента, имеющая существенное значение для исследуемого РД, как альтернативного источника механической энергии. Проведенная научно-исследовательская работа основана на эвристическом моделировании структурно-семантического типа, с использованием структурно-логических связей.

2) Результатом работы явилось комплексное описание принципиальных конструктивных решений дающих общее представление о назначении, устройстве, принципе работы и габаритных размерах исследуемого РД. Выявлены параметры, определяющие возможность и целесообразность конструктивного исполнения РД, влияющие на основные технические параметры и габаритные размеры двигателя.

3) Разработанный алгоритм и математическая модель по определению основных технических параметров РД позволили:

- провести оценочный расчет технических показателей РД;

- определить основные технические параметры (геометрические, энергетические, прочностные и др.);

- провести сравнительный анализ по заданным параметрам с аналогичными альтернативными и традиционными двигателями внутреннего сгорания с газовыми камерами переменного объема;

- выявлять тенденции и направления дальнейшего совершенствования РД, прогнозируя эксплутационные и технические показатели.

4) Объектно-ориентированный программный комплекс «RD-1.0» позволил снизить трудоемкость и повысить качество проводимых числительных экспериментов. Проведенный численный эксперимент позволил рассмотреть различные варианты РД. Для одного из них выполнены чертежи общего вида, которые являются частью эскизного проекта, и могут иметь существенное значение при реализации РД согласно ГОСТ 2.103-68, регламентирующего стадии разработки проектно-конструкторской документации.

В итоге проведенную работу можно представить в виде таблицы «Этапы разработки новой технической системы (РД новой конструкции)».

1. Пат. 2242624 Российская Федерация, МПК7 F02B53/08, F01C19/02. Роторный двигатель Текст. / Тайц О.Г.; заявитель и патентообладатель Тайц Олег Григорьевич,- №2002133837/06; заявл. 15.02.02; опубл. 20.12.04 Бюл. №35.- 12 е.: ил.

2. Аверченков, В.И. Основы научного творчества Текст. / В.И. Авер-ченков, Ю.А. Малахов. Брянск.: Изд-во БГТУ, 2000. - 179с.

3. Аверченков, В.И. Основы математического моделирования технических систем Текст. / В.И. Аверченков, В.П. Федоров, M.J1. Хейфец. -Брянск: Изд-во БГТУ, 2004. 271 с.

4. Чернилевский, Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования: Учебное пособие для студентов вузов Текст. / Д.В. Чернилевский. — М.: Машиностроение, 2001. — 560 с.

5. Бениович, B.C. Ротопоршневые двигатели Текст. / B.C. Бениович, Г.Д. Апазиди. -М.: «Машиностроение», 1968. 151 с.

6. Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей Текст. / А.С. Орлин, М.Г. Круглов. М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

7. Чернавский, С.А. Проектирование механический передач: учебно-справочное пособие для вузов 5-е изд., перераб. и доп. Текст. / С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцов. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 е., ил.

8. Зиновьев, И.В. Особенности процесса сгорания в роторно-поршневом двигателе и некоторые пути его совершенствования: автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Текст. / И.В. Зиновьев. Волгоград.: ВоТИ, 1983. - 20 с.

9. Пойда, А.Н. Исследование утечки рабочего тела в роторно-поршневом двигателе: автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Текст. / А.Н. Пойда. — Харьков.: ХаТИ, 1972. -18 с.

10. Аверченков, В.И. Мониторинг и системный анализ информации в сети Интернет Текст. / В.И. Аверченков, С.М. Рощин. Брянск.: Изд-во БГТУ, 2006. - 253с.

11. Васильков, Ю.В. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании Текст. / Ю.В. Васильков. М.: Финансы и статистика, 2001. - 253с.

12. Маджуга, Г.С. Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания Текст. / Г.С. Маджуга, В.Х. Подойников. М.: «Знание», 1964 г.

13. Луканин, В.Н. Двигатели внутреннего сгорания. Динамика и конструирование Текст. / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров. М.: Высшая школа, 2005. - 400 с.

14. Акатов, Е.И. Судовые роторные двигатели Текст. / Е.И. Акатов, B.C. Болотов, В.К. Горбатый, Г.Л. Ячевский. — Л.: «Судостроение», 1967.

15. Гуськов. Г.Г. Необычные двигатели Текст. / Г.Г. Гуськов. — М.: «Знание», 1971.

16. Иванченко, Н.Н. Разработка тепловых двигателей оригинальной конструкции за рубежом Текст./ Н.Н. Иванченко, Б.Н. Семенов, Ю.В. Красив-ский, Н.Д. Ходунов. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1975.

17. Бензиновые двигатели с послойным распределением топлива в заряде Текст.: НИИИАП Автопром IV. М., 1976.

18. Обельницкий, A.M. Топливо и смазочные материалы Текст. / A.M. Обельницкий. М.: «Высшая школа», 1982.

19. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике Текст. / B.C. Зарубин. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.- 195с.

20. Чернилевский, Д.В. Основы проектирования машины Текст.: учебное пособие / Д.В. Чернилевский. М.: «Высшая школа», 1982.

21. Ховах, М.С. Автомобильные двигатели Текст. / М.С. Ховах. М.: «Высшая школа». - 548 с.

22. Яманин, А.И. Компьютерно — информационные технологии в двига-телестроении Текст. / А.И. Яманин. М.: Машиностроение, 2005. - 480 с.

23. Гузенков, П.Г. Детали машин: учеб. пособие для студентов вузов. -3-е изд., перераб. и доп. Текст. / П.Г. Гузенков. — М.: Высш. Школа, 1982. — 351с., ил.

24. Чернавский, С.А. Проектирование механический передач: учебно-справочное пособие для вузов Текст. / С.А. Чернавский, Г.А.Снесарев Б.С. Козинцов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с.

25. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2. — 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой Текст. / В.И. Анурьев, И.Н. Жест-кова. -М.: Машиностроение, 2001. 912 е.: ил.

26. Машиностроительные материалы: Краткий справочник. — 3-е изд., перераб. и доп. Под ред. В.М. Вейс Текст. / В.М. Вейс. — М.: Машиностроение, 1980.-511 с. ил.

27. Ханин, Н.С. Автомобильные роторно-поршневые двигатели Текст. / Н.С. Ханин, С.Б.Чистозвонов. М.: 1964.

28. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. Текст. / А.И. Колчин, В.П. Демидов. - М.: Высш. шк., 2002. — 496 е.: ил.

29. Автомобильные и тракторные двигатели. 4.II. Конструкция и расчет двигателей: учебник для втузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. Под ред. Ленина И.М. Текст. / И.М. Ленин,- М.: «Высшая школа», 1976. 280 с.

30. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей Текст. / А.В. Николаенко. -М.: Колос, 1984.

31. Железко, Б.Е. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей Текст. / Б.Е. Железко, В.М. Адамов. — М.: Высшая школа, 1987.

32. Архангельский, В.М. Автомобильные двигатели Текст. / В.М. Архангельский, М.М. Вихерт. — М.: Машиностроение, 1977.

33. Тракторные дизели: Справочник. Под ред. Взорова Б.А. Текст. / Б.А. Взоров. — М.: Машиностроение, 1981.

34. Вагин, В.Н. Дедукция и обобщение в системах принятия решений Текст. / В.Н. Вагин. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит.; 1988, 384 с.

35. Общая алгебра. Т. 2 Под ред. Л.А.Скорнякова / Л.А.Скорняков, В. Артамонов, В.Н.Салий. М.: Наука. Гл. ред. Физ.- мат. Лит., 1991. -480 с.

36. Кнут, Д. Искусство программирования, Т.1, 2, 3 Текст. / Д. Кнут.-М.: Изд-во Дом «Вильемс», 2000. 832с.

37. Литвин, Ф.Л. Теория зубчатых передач Текст. / Ф.Л. Литвин. М.: Физматгиз, 1960.

38. Бениович, В. С. Определение параметров роторно-поршневого двигателя Текст. / B.C. Бениович, В. Б. Гостев. М.: НАМИ, 1961.

39. Литвин, Ф. JL Теория зубчатых передач Текст. / Ф.Л. Литвин. -М.: Физматгиз, 1960.

40. Чистозвонов, С. Б. Проблема роторных автомобильных двигателей Текст.: Автомобильная промышленность, №2 / С.Б. Чистозвонов, Н.С. Ханин.-М.: 1961.

41. Шварц, A.M. Изобретающим роторные двигатели Текст.: Изобретатель и рационализатор, № 7 / A.M. Шварц. М.: 1961.

42. Бениович, B.C. Расчет ротопоршневого двигателя Текст. / B.C. Бениович. -М.: НАТИ, 1965.

43. Бениович, B.C. Исследование геометрии ротора и рабочей полости ротопоршневого двигателя Текст.: Тракторы и сельхозмашины, №7 / B.C. Бениович, В.Б. Гостев — М.: 1961.

44. Воронкин, А.А. Выбор основных размеров ротопоршневого двигателя Текст.: Автомобильная промышленность, №3 / А.А. Воронкин, А.С. Цеслинский. М.: 1966.

45. Квасенко-Нилов, В.М. Геометрические соотношения элементов роторного двигателя внутреннего сгорания Текст.: Известия АН СССР, №3 / В.М. Квасенко-Нилов. -М.: 1961.

46. Колесников, К.С. Машиностроение: Энциклопедия Текст. / К.С. Колесников. М.: Машиностроение, 1994. - 534 с.

47. Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем /Н. П. Бусленко. -М.: Наука, 1988.

48. Грэй, П. Логика, алгебра и базы данных. Под ред. Г В. Орховского, А.О. Слисенко / П. Грей / пер. с англ. Х.И. Килова, Г.Е. Минца. М.: Машиностроение, 1989. — 368 с.

49. Вавилова, А.А. Имитационное моделирование производственных систем Текст. / А.А. Вавилова. М.: Машиностроение, 1983.

50. Пытьев, Ю.П. Методы математического моделирования измерительно-вычислительных систем Текст. / Ю.П. Пытьев. М.: Физматлит, 2002.

51. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики: Учебник. 7-е изд Текст. / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. М.: Изд-во МГУ, 2004. - 798 с.

52. Свешников, А.Г. Лекции по математической физике: Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп Текст. / А.Г. Свешников, А.Н. Боголюбов, В.В. Кравцов. М.: Изд-во МГУ, 2004. - 416 с.

53. Орлов, А.И. Теория принятия решений : Учебное пособие Текст. / А.И. Орлов. М.: Издательство "Март", 2004.

54. Амосов, Н.М. Моделирование мышления и психики Текст. / Н.М. Амосов. М.: Наука, 1965.

55. Бальцук, Н.Б. Некоторые возможности использования электронно-вычислительной техники в учебном процессе Текст. / Н.Б. Бальцук, М.М. Буняев, B.JI. Матросов.- М.: Прометей, 1989. 135 с.

56. Батороев, К.Б. Кибернетика и метод аналогий Текст. / К.Б. Баторо-ев.- М.: Высшая школа, 1974.

57. Беспалько, В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения Текст. / В.П. Беспалько. М.: Высш. Шк., 1995. - 261 с.

58. Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии Текст. / В.П. Беспалько. М.: Педагогика, 1989. - 278 с.

59. Борк, А. "История" новых технологий в образовании: Российский открытый университет Текст. / А. Борк. М.: 1990. - с. 62-65.

60. Брановский, Ю.С. Введение в педагогическую информатику Текст. / Ю.С. Брановский. Ставрополь.: СГПУ, 1995.

61. Веденов, А.А. Моделирование элементов мышления Текст. / А.А. Веденов,- М.: Наука, 1988.

62. Даль, В. Толковый словарь Текст. / В. Даль. М.: Терра, 1994. - т.4. - 683 с.

63. Евреинов, Э.В. Информатика и дистанционное образование Текст. / Э.В. Евреинов, В.А. Каймин. М.: ВАК, 1998. - 88 с.

64. Кузин, Е.С. Интеллектуализация ЭВМ Текст. / Е.С. Кузин, А.И. Ройтман, И.Б. Фоминых, Г.К. Хахалин. М.: Высшая школа, 1989.

65. Коджаспирова, Г.М. Педагогический словарь Текст. / Г.М. Коджас-пирова, А.Ю. Коджаспиров. -М.: Академия, 2000. — 176 с.

66. Кочергин, А.Н. Моделирование мышления Текст. / А.Н. Кочергин. -М.: Наука, 1969.

67. Кузнецов, А.А. Компьютерная программа и дидактика Текст.: Информатика и образование / А.А. Кузнецов, Т.А. Сергеева. М.: 1986. - N 2.

68. Ларичев, О.И. Выявление экспертных знаний Текст. / О.И. Ларичев, А.И. Мечитов, Е.М. Мошкович, Е.М. Фуремс. М.: Наука, 1989. - 186 с.

69. Мархель, И.И. Комплексный подход к использованию технических средств обучения: Учеб.- метод, пособие Текст. / И.И. Мархель, Ю.О. Ова-кимян. М.: Высш. шк., 1987. - 175 с.

70. Свириденко, С.С. Современные информационные технологии Текст. / С.С. Свириденко. М.: Радио и связь, 1989. - 197 с.

71. Семенько, М.Д. Введение в математическое моделирование Текст. /

72. М.Д. Семенько. М.: Солон-Р, 2002. - 111с.

73. Соломатин, Н.М. Информационные семантические системы Текст. / Н.М. Соломатин. М.: Высшая школа, 1989. — 283 с.

74. Ершов, А.П. Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники Текст. / А.П. Ершов, Н.М. Шанский, А.П. Окунева, Н.В. Баско. М.: Просвещение, 1991.

75. Фролов, И.Т. Гносеологические проблемы моделирования Текст. / И.Т. Фролов. М.: Наука, 1961.

76. Штоф, В.А. Моделирование и философия Текст. / В.А. Штофф. М.: Наука, 1966

77. Тарасевич, Ю.Ю. Математическое и компьютерное моделирование Текст. / Ю.Ю. Тарасевич. М.: УРСС, 2002. - 141 с.

78. Адлер, Ю. П. Введение в теорию планирования эксперимента Текст. / Ю. П. Адлер. М.: Металлургия, 1969. - 57 с.

79. Амосов, А. А. Вычислительные методы для инженеров Текст. / А. А. Амосов, Ю. А.Дубинский, Н.В. Копченова. М.: Высшая школа, 1994. - 544 с.

80. Ивоботенко, Б. А. Планирование эксперимента в электромеханике Текст. / Б.А. Ивоботенко, Н.Ф. Ильинский, И.П. Копылов. — М.: Энергия, 1975.- 184 с.

81. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1977. - 832 с.

82. Крылов, В.И. Вычислительные методы Текст. / В.И. Крылов, В.В. Бобков, П.И. Монастырский М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1976. - 304с.

83. Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики: Учеб. пособие для вузов по спец. "Прикладная математика". — 3-е изд., перераб. и доп. Текст. / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1989. - 608 с.

84. Савельев, И. В. Основы теоретической физики: т. 1, Механика и элек-родинамика Текст. / И. В. Савельев. М.: Наука, 1991. - 496 с.

85. Самарский, А. А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры Текст. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Наука. Физматлит. - 1997.-320 с.

86. Самарский, А. А. Численные методы: Уч. Пособие для вузов Текст. / А.А. Самарский, А.В. Гулин. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. — 432 с.

87. Тихонов, А. Н. Уравнения математической физики Текст. / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. — М.: Наука, 1972. — 736 с.

88. Форсайт, Дж. Численное решение систем линейных алгебраических уравнений. Пер. с англ. В. П. Ильина, Ю. И. Кузнецова. Под ред. Г. И. Мар-чука Текст. / Дж. Форсайт, К. Молер. - М.: Мир, 1969. - 167 с.

89. Советов, Б .Я. Моделирование систем: учебник для ВУЗов Текст. / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. М.: Высшая школа, 1985.

90. Советов, Б.Я. Моделирование систем. Лабораторный практикум -М.: Высшая школа, 1989 г.

91. Советов, Б.Я. Моделирование систем. Курсовое проектирование Текст. / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. М.: Высшая школа, 1988.

92. Вавилов, А.А. Имитационное моделирование производственных систем Текст. / А.А. Вавилов. М.: Техника, 1983.

93. Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа Текст. / Н.Н. Моисеев. М.: Наука, 1981.

94. Волков, Е.А. Численные методы Текст. / Е.А. Волков. М.: Наука, 1987.

95. Блехман, И.И. Механика и прикладная математика. Логика и особенности приложения математики Текст. / И.И. Блехман, А.Д. Мышкис, Я.Г. Пановко М.: Наука, 1983.

96. Амелысин, В.В. Дифференциальные уравнения в приложениях. Техника и методы моделирования. Имитационное моделирование. Текст. / В.В. Амелькин. М.: Наука, 1987.

97. ЮО.Нивергельт, Ю. Машинный подход к решению математических задач Текст. / Ю. Нивергельт. М.: Мир, 1977.

98. Прицкер, А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ. Техника и методы моделирования. Приемы моделирования Текст. / А. Прицкер М.: Мир, 1987.

99. Островский, А.И. Геометрия помогает арифметике Текст. / А.И. Островский, Б.А. Кордемский. М: Столетие, 1994.

100. Поспелов, Д.А. Большие системы (ситуационное моделирование) Текст. / Д.А. Поспелов. М.: Знание, 1975.

101. Садовский, Л.Е. Математика и спорт Текст. / Л.Е. Садовский, А.Л. Садовский. — М.: Наука, 1985.

102. Трудоношина, В.А, Математические модели технических объектов Текст. / В.А. Трудоношина, Н.В. Пивоварова. Минск.: Высшая школа, 1988.

103. Трояновский, В.М. Элементы математического моделирования в макроэкономике Текст. / В.М. Трояновский. М.: РДЛ, 2001. - 151 с.

104. Фогель, JI. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование Текст. / JI. Фогель, А. Оуэне, М. Уолш. М: Мир, 1969.

105. Половинкин, А.И. Основы инженерного творчества Текст. / А.И. Половинкин. М.: Машиностроение, 1988.

106. Чяпяле, Ю.М. Методы поиска изобретательских идей Текст. / Ю.М. Чяпяле. Л.: Машиностроение, 1990.

107. ПО.Калянов, Г.Н. CASE структурный системный анализ Текст. / Г.Н. Калянов. М.: Лори, 1996.

108. Мак Гоуен, К. SADT методология структурного анализа и проектирования Текст. / К. Мак Гоуен, Д.А. Марка. - М.: Метатехнология, 1993.

109. С.Шлеер, С. Мейлор "Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях" Киев: Диалектика, 1993 г.

110. Буч, Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения Текст. / Г. Буч. — Киев.: Диалектика, 1992.

111. Черемных, С.В. От микропроцессоров к персональным ЭВМ Текст. / С.В. Черемных, А.В. Гиглавый, Ю.Е. Поляк. — М.: Радио и связь, 1988.

112. Абдеев, Р.Ф. Философия информационной цивилизации Текст. / Р.Ф. Абдеев М.: ВЛАДОС, 1994.

113. Громов, Г.Р. Очерки информационной технологии Текст. / Громов Г.Р. М.: Инфоарт, 1992.

114. Сигх, М. Системы: декомпозиция, оптимизация и управление Текст. / Сигх М., Титли А. — М.: Машиностроение, 1986.

115. Николис, Г. Познание сложного. Введение Текст. / Г. Николис, И. Пригожин. М.: Мир, 1990.

116. Таганов, И.Н. Причинный анализ сложных систем Текст. / И.Н. Таганов, Г.А. Тургумбаев. Алма-ата.: Мектеп, 1984.

117. Яковлев, Б.А. Интеллектуальная собственность (создание, правовая охрана и использование объектов промышленной собственности): учебное пособие Текст. / Б.А. Яковлев. Новосибирск: Новосибирский гуманитарный институт, 1998.