Поліпшення експлуатаційних показників двигуна з хвильовим обмінником тиску шляхом удосконалення приводу ротора - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Поліпшення експлуатаційних показників двигуна з хвильовим обмінником тиску шляхом удосконалення приводу ротораОфіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Дяченко Василь Григорович, Харківський державний політехнічний університет, професор кафедри “Двигуни внутрішнього згоряння” кандидат технічних наук, доцент Крушедольський Олександр Георгійович, Харківська державна академія залізничного транспорту, доцент кафедри “Теплотехніка та теплові двигуни” Захист відбудеться 1 червня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.820.03 при Харківській державній академії залізничного транспорту за адресою: 61050, м.Харків, пл.Фейєрбаха, 7. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківської державної академії залізничного транспорту за адресою: 61050, м.Харків, пл.Фейєрбаха, 7. Проведено розрахунково-експериментальні дослідження впливу режимних та конструктивних параметрів ХОТ з газогідравлічним приводом ротору на показники роботи комбінованого двигуна. The dissertation is devoted to improvement of “Comprex” air-supply system of transport unit combine engine.Заснований на принципі безпосереднього обміну енергією між відпрацювавшими газами і наддувочним повітрям, хвильовий обмінник тиску (ХОТ), поряд із скороченням часу перехідних процесів, забезпечує підвищений тиск наддуву в області низьких частот, що сприяє значному (до 25...30%) підвищенню коефіцієнта пристосовуваності дизеля за крутним моментом. Водночас, незважаючи на відомі привабливі властивості, система “Comprex” поки не одержала широкого розповсюдження як агрегат наддуву ДВЗ, головним чином через проблеми, звязані із приводом ротора обмінника. Традиційно застосований ремінний привід із постійним передавальним відношенням не забезпечує необхідну, із погляду організації робочого процесу обмінника, частоту обертання ротора в широкому діапазоні режимів експлуатації дизеля. Перевага газогідравлічного приводу (ГГП) полягає в можливості варіювання крутячого моменту за рахунок гідравлічної складової, що дозволяє використовувати його в системі автоматичного регулювання частоти обертання ротора. Розроблено методику пошуку раціональних параметрів газового приводу ротора; графо-аналітичний метод визначення крутячого моменту гідравлічної складової комбінованого приводу; метод визначення однопараметрової регуляторної характеристики САР приводу; математичну модель робочих процесів ХОТ; програму узгодження витратних характеристик ДВЗ та ХОТ.Встановлено, що значний резерв підвищення ефективності роботи КДВЗ із ХОТ звязаний із заходами щодо узгодження моментів підключення напорообмінних каналів до вікон повітря високого і низького тиску (ПВТ і ПНТ) із фазами руху первинних хвиль. Другий розділ присвячений математичному забезпеченню розрахункових досліджень складних газодинамічних процесів, що протікають у ХОТ, методам вибору основних конструктивних параметрів обмінника, що забезпечують заданий рівень форсування двигуна і методики узгодження витратних характеристик ДВЗ і ХОТ. Основним розмірним параметром проектованого обмінника є місткість проточної частини ротора VR, яку можна визначити за формулою де SREL - критерій подоби, W2 - обємна витрата наддувочного повітря в перетині вікна ПВТ; NR - частота обертання ротора, хв-1; i - число циклів обмінника за один оборот ротора. У результаті попереднього вибору параметрів визначаються довжина ротора, прохідні перетини вікон ПВТ і ГНТ і кути розкриття вікон ПВТ і ГВТ, кут зсуву початкових кромок вікон ГВТ і ПВТ, зовнішній і внутрішній діаметри проточної частини ротора. Приймаючи допущення про відповідність щільності газу за ударною та ідеальною адіабатам, залишковий тиск (рост) визначається з рівняння першого закону термодинаміки для відкритої системи по контуру каналу в період між моментами відкриття вікна ГВТ і закриття вікна ПВТ де D1 і D2 - швидкості поширення первинних хвиль стиску і розрідження, u1 - швидкість газу у вікні ГВТ.Автономність такого приводу забезпечує можливість автоматичної підтримки необхідної частоти обертання ротора у всій області експлуатації КДВЗ, включаючи часткові навантаження і режими холостого ходу. Розроблена математична модель робочого процесу хвильового обмінника тиску, заснована на використанні модернізованого методу розпаду довільного розриву, дозволяє описати відривні явища нестаціонарного обтікання кромок на вхідних ділянках напорообмінних каналів і врахувати особливості граничних умов у каналах газового приводу. Запропоновано комплекс методик і програм розрахунку ХОТ із гнучким приводом, що включає методику розрахунку раціональних параметрів газового приводу, а також графо-аналітичний метод визначення характеристики регулювання швидкісного режиму ХОТ. Встановлено, що залежність частоти обертання ротора обмінника від тиску газів у вікні ГВТ має практично лінійний характер; раціональне значення кута нахилу газопідводного каналу до осі напорообмінного каналу складає 55...

2. Основний зміст роботи