Введение к работе
Актуальность работы. Традиционные способы повышения удельных показателей дизелей позволили уже обеспечить весьма высокие значения удельных показателей.Поэтому за последние года появился интерес к проблеме утилизации теплоты, теряемой в среду охлаждения и с выпускными газами. Несмотря на немалое число работ.посвященных различным способам утилизации теплоты, ряд способов изучен недостаточно полно, в публикациях по ним имеются противоречивые выводы. Это определило выбор темы работы, посвященной изучению проблем, возникающих при создании компаундвых установок с утилизацией теплоты в силовой газовой турбине, уточнению прогнозирования их показателей.
Цели работа: 1. Проверка гипотезы о существенной (в несколько раз) интенсификации теплообмена при повышении температуры поверхности деталей камеры сгорания выше некоторого критического значения. 2. Изучение возможности обеспечения в условиях ограничения теплообмена высоких показателей действительного цикла .3. Уточнение методики н программы прогнозирования показателей и характеристик компаундной установки с силовой газовой турбиной, расположенной последовательно с турбиной газотурбокомпрессора (ТК).
Методы и объекты исследования В работе сочетались методы расчетного и экспериментального исследования. Расчеты выполнялись на PC/AT с 386 процессором. Опыты - на установке с одноцилиндровым дизелем перспективной размерности дизелей КамАЗ - S/D = 130/120.
Ограничение теплообмена достигнуто применением 4-х клапанной головки цилиндра из чугуна и составного поршня* вместо базовых деталей из алюминиевых сплавов.
Научная новизна. Выяснено, что при температуре поверхности камеры сгорания, превышающей 900 К, не происходит интенсификации теплообмена по сравнению с обычными температурами $ 600 К. Показано, что в условиях ограничения теплообмена высокие показатели действительного цикла могут быть обеспечены при использовании освсимметричного процесса смесеобразования,* широкой камеры сгорания, невысокой интенсивности вихря, многодырчатого распылителя и достаточно высокой анергии впрыскивания. С использованием этих сведений разработана уточненная методика и
*Применен составной порпень конструкции НВДЦ-МАДИ
программа прогнозирования показателей и характеристик компвундной установки с утилизацией теплоты в силовой газовой турбине, расположенной последовательно с турбиной ТК.
Практическая полезность работы Для создания компаундной установки мощностьв 309 кВт при п = 2200 мин-1 и эффективным к.п.д. до 0,457 на базе дизеля КамАЗ V8 с S/D.= 130/120 могут Оыть использованы: размеры компрессора и турбины ТК, размеры силовой газовой турбины, величина передаточного отношения мевду силовой турбиной и коленчатым валом дизеля, форма и размеры камеры сгорания, 4-х клапанная головка цилиндра и механизм газораспределения, основные размеры топливной системы, в частности, число и размер сопловых отверстий.
Методика и программа прогнозирования показателей и характеристик компаундной установки могут быть использованы в работах по предварительной, до начала проектирования, оптимир?ции основных элементов компаундних установок, создаваемых на базе автотракторных дизелей близких размеров и метода организации рабочего процесса.
Реализация результатов работы методика и программа прогнозирования показателей и характеристик компаундной установки используются ужв в течение 2-х лет в учебном процессв групп ДВС и специализированной группы ДМ, а также в дипломных работах. Результаты работы переданы в виде кратких отчетов в министерство науки и технической политики Российской Федерации для использования в разработках заводов отрасли.
Апробация работы Диссертационная работа была заслушена и одобрена на заседании кафедры "Автотракторные двигатели" московского государственного автомобильно-доронного института (Технического университета). Основная часть исследований представлена в виде докладов на V Международном симпозиуме по теплообмену и утилизации теплоты в Польше, сентябрь 19Э4 г., IV конференции по\ пуску ДВС в Польше, июнь 1995 г.
Публикации. Результаты работы изложены в статье и двух опубликованных докладах ва международных конференциях.
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из, введения, 5-ти глав, выводов и приложения. Она содержит 118 страниц основного текста, 32 рисунков, 14 таблиц. Библиография
включает 85 наименований, в том числе 31 иностранных.