Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время основным средством повышения мощности и экономичности двигателя внутреннего сгорания является газотурбинный наддув. При форсировании дизелей по среднему эффективному давлению возникает целый комплекс специфических проблем. Одной из них является ухудшение качества переходных режимов работы. Практика создания комбинированных двигателей внутреннего сгорания (КДВС) показывает что, чем выше степень форсирования дизеля, тем ниже показатели переходных режимов.
Использование дизелей с низкими показателями динамики переходных режимов в транспортных и энергетических установках существенно ухудшает эксплуатационные характеристики последних. Очень остро эта проблема стоит перед дизельными двигателями, работающими в составе дизель-генераторов переменного тока.
Решая задачу повышения динамических показателей переходных режимов, основные усилия направляют на совершенствование системы автоматического регулирования частоты вращения, снижение момента инерции ротора турбокомпрессора. Существенно меньшее внимание уделяется системе газотурбинного наддува и поршневому двигателю. Необходимо отметить, что именно термогазодинамическая система двигателя с ростом среднего эффективного давления оказывает существенное влияние на показатели переходных режимов. Вышеизложенное позволяет констатировать, что остаются не использованными значительные резервы повышения качества переходных режимов работы КДВС, особенно с высоким наддувом.
Цель работы. Создание комплекса математических моделей для исследования влияния конструктивных параметров поршневой части двигателя и геометрии проточной части турбокомпрессора на показатели переходных режимов среднеоборотного дизеля с газотурбинным наддувом.
Научная новизна:
-
Предложен комплексный подход, основанный на математическом моделировании рабочих процессов КДВС в переходных режимах работы, учитывающий нестационарную природу термогазодинамических процессов, протекающих в цилиндре двигателя и смежных с ним системах.
-
Отработан метод поиска оптимальных, с точки зрения показателей качества переходных режимов, параметров двигателя и проточной части турбокомпрессора.
-
Получены новые данные о механизме взаимодействия поршневой части КДВС и турбины в переходном процессе.
-
Выполненная оценка влияния на показатели переходного процесса геометрии проточной части компрессора, турбины, момента инерции ротора ТК, угла опережения впрыска топлива, конструкции крышки цилиндра позволяет внести существенные дополнения в процесс проектирования современных комбинированных двигателей внутрекНй! и и и»
ания< .
«ШАЛЬНАЯ 1 БИБЛИОТЕКА {
Практическая ценность. Компьютерная реализация комплекса математических моделей для численного исследования переходных режимов и предложенного метода оптимизации позволяет на стадии проектирования и доводки проводить поиск наилучших с точки зрения показателей переходных режимов конструктивных и настроечных параметров двигателя и его систем.
При выполнении работы для дизель-генератора ДГРА 200/750 с дизелем 6 ЧН 18/22, использованного в качестве объекта исследования, получен ряд практических результатов, которые в виде рекомендаций переданы ОАО «завод Дальдизель».
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на заседании кафедры Э-2 Ml ТУ им. Баумана (г. Москва, сентябрь 2000 г.), региональном научно-техническом семинаре по проблемам в области двигателей внутреннего сгорания (г.- Хабаровск, ХГТУГ
-
г., 2003 г.), Международной научно-технической конференции «Двигатели 2002» (г. Хабаровск, сентябрь 2002 г.), Международной конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы механики» (г. Хабаровск, октябрь
-
г.), заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания и установки» ДВГТУ (г. Владивосток, 2003 г.), заседании кафедры «Судовые двигатели внутреннего сгорания» МГУ им. адмирала Г.И. Невельского (г. Владивосток, 2003 г.), заседании кафедры «Судовые энергетические установки» Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета (г. Владивосток, 2003 г.), а также заседаниях кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» (г. Хабаровск, 1999 г., 2000 г., 2003 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 133 наименований и приложений. Она содержит 156 страниц основного текста, 60 рисунков, 9 таблиц.
Похожие диссертации на Исследование и улучшение динамических качеств переходных режимов работы комбинированных двигателей внутреннего сгорания
