Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Яров Валерий Сергеевич

Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения
<
Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Яров Валерий Сергеевич. Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения: диссертация ... кандидата технических наук: 05.04.02 / Яров Валерий Сергеевич;[Место защиты: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова].- Барнаул, 2015.- 155 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Анализ возможности совершенствования расходных характеристик газовоздушных трактов систем газообмена 4 тактных поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС) 12

1.1 Газодинамические факторы влияющие на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена 4-тактных ПДВС. 12

1.2 Влияние геометрических, насосных, режимных и наддувных факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена 4-тактных ПДВС 18

1.2.1 Влияние геометрических факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена 4—тактных ДВС в периоды выпуска ОГ и наполнения цилиндров 18

1.2.2 Влияние насосных потерь на расходные характеристики клапанных систем газообмена 4—тактных ПДВС 22

1.2.3 Влияние режимных и наддувных факторов на расходные характеристики клапанных систем газообмена 4—тактных ПДВС 23

1.3 Методы улучшения расходных характеристик газовоздушных трактов и снижения насосных потерь в 4 - тактных ПДВС с клапанным механизмом газораспрделения 24

1.4 Методы определения и исследования расходных характеристик газовоздушных трактов 4-тактных ПДВС с клапанным МГР 29

1.5 Обоснование работоспособности, целесообразности и возможности использования дополнительного золотникового МГР для комбинированного ПДВС 35

1.6 Выводы по разделу. Выбор цели и постановка задач исследования для комбинированного ПДВС с клапанно-золотниковым МГР 39

2 Прогнозирование повышения расходных характеристик очистки цилиндра от отработавших газов комбинированного ПДВС с клапанно-золотниковым МГР 51

2.1 Разработка математической модели процесса очистки цилиндров от ОГ комбинированного ПДВС с клапанно-золотниковым МГР з

2.2 Результаты численного исследования расходных характеристик комбинированного ПДВС оборудованного клапанно-золотниковым МГР в период очистки от ОГ с использованием более физически обоснованных коэффициентов 58

3 Разработка экспериментального образца комбинированного двигателя с клапанно-золотниковым МГР на базе дизеля Д-144 (4Ч10,5/12) 67

3.1 Проектирование, изготовление и монтаж дополнительного золотникового МГР системы выпуска ОГ на базе дизеля Д-144 67

3.2 Анализ конструктивного оформления проходных сечений выпуска дополнительного золотникового МГР . 78

3.3 Безмоторная установка для определения эффективных проходных сечений основной и дополнительной выпускных систем дизеля Д-144 (4Ч10,5/12) 80

3.4 Термодинамический анализ и методика обработки результатов статической продувки воздухом основного и дополнительного выпускных каналов 89

3.5 Определение эффективных проходных сечений основного и дополнительного выпускных каналов дизеля Д-144 (4Ч10,5/12) 97

Выводы по разделу 103

4 Проведение экспериментальных исследований на моторной установке с комбинированным 4-тактным дизелем воздушного охлаждения 4Ч10,5/12 и клапанно-золотниковой системой с двойным выпуском ОГ 105

4.1 Результаты «холодных» сравнительных испытаний серийного дизеля Д-144 с клапанным МГР и дизеля оборудованного клапанно-золотниковым МГР 105

4.2 Результаты сравнительных моторных испытаний комбинированных дизелей Д-144 с клапанным МГР и экспериментальным клапанно-золотниковым МГР с двойным выпуском ОГ . 110

4.3 Анализ результатов моторных испытаний комбинированного дизеля Д-144 в клапанном и клапанно-золотниковом вариантах МГР, оценка эффективности мероприятий 117

Заключение 120

Влияние геометрических, насосных, режимных и наддувных факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена 4-тактных ПДВС

К основным факторам влияющим на расходные характеристики 4— тактных ПДВС в процессе выпуска ОГ и наполнения цилиндров свежим зарядом относят: фазы газораспределения и площади проходных сечений систем «канал—клапан» и «клапан — канал» в период их открытия (закрытия), геометрические характеристики впускного и выпускного трубопроводов (длина, диаметр и конфигурация), атмосферные условия и наддув, нагрузка и частота вращения коленчатого вала (режимные факторы ). Фазы газораспределения оказывают большое влияние на качество работы системы газообмена в целом. Именно они определяют продолжительность каждого происходящего процесса. Так если открыть выпускной клапан слишком рано, то снизится давление газов в цилиндре еще способных совершать работу; если открыть слишком поздно, то уменьшится время на очистку цилиндра от продуктов сгорания. При раннем закрытии выпускного клапана ухудшается очистка цилиндра от продуктов сгорания, а если он закрывается слишком поздно, то происходит утечка свежего заряда. В случае же раннего открытия впускного клапана увеличивается заброс продуктов сгорания во впускной тракт, при позднем открытии впускного клапана неоправданно сокращается время отводимое на наполнение цилиндра свежим зарядом. При раннем закрытии впускного клапана отсутствует процесс дозарадки, при позднем закрытии впускного клапана происходит обратный выброс свежего заряда во впускной тракт. Подытоживая можно сделать вывод, что не оптимальные фазы газораспределения приводят к изменению коэффициентов наполнения и остаточных газов.

Фазы газораспределения для каждой частоты вращения имеют свою оптимальную величину, а реальные фазы газораспределения выбирают из множества, обеспечивая оптимум для наиболее важных режимов работы конкретного двигателя.

Для качественного протекания газообмена очень важно обеспечить достаточно большие проходные сечения в клапанах. Эти сечения при газообмене изменяются по фактическому открытию и закрытию клапанов, поэтому пропускную способность клапанов характеризуют параметром, называемым «время—сечение» (рисунок 1.4):

Диаграмма изменения площади проходного сечения в впускного клапана по углу п.к.в. На диаграмме величина «время — сечения» эквивалентна площади под кривой. Из выражения (1.3) и рисунка 1.4 видно, что «время — сечение» зависит не только от величины максимальной площади, но и от периода открытия отверстия. Так если кривую открытия (закрытия) клапана сделать слишком пологой, то неоправданно сокращается «время — сечение», т.е. сокращается суммарная пропускная способность клапанной щели. Но с другой стороны выполнение резко возрастающей кривой периода открытия (закрытия) клапанов ограничивается механическими свойствами материалов применяемых для кулачковых механизмов, т.к. это приводит к резкому возрастанию нагрузки от сил инерции и разрушению контактной пары.

Геометрические характеристики впускного и выпускного трубопроводов такие как диаметры патрубков, их длина, радиусы поворотов влияют на пропускную способность впускной и выпускной систем и характеризуются величиной массового расхода G. Различают теоретический массовый расход Gт и действительный массовый расход Gд. Так, принимая допущения об одномерности потока во впускной и выпускной системах, массовый расход можно записать в следующем виде: где кл - геометрическая площадь (теоретическая) проходного сечения систем «канал — клапан» или «клапан — канал» на выходе потока,м2; вых — теоретическая скорость потока в выходном сечении, м/с; / вых — теоретическая плотность рабочего тела в выходном сечении потока, кг/м3; — коэффициент расхода систем «канал — клапан» или«клапан — канал». Из выражений 1.4 и 1.5 видно, что величина теоретического массового расхода Gт зависит от таких параметров как геометрическая площадь проходного сечения, теоретических скорости и плотности потока там же, а действительный массовый расход Gд определяется с учетом газодинамического качества систем «канал — клапан» или «клапан — канал» характеризуемых коэффициентом расхода \х , который, в свою очередь, зависит от коэффициента газодинамического сопротивления упомянутых систем. Данная зависимость представлена выражением: где Рд, рт — действительная и теоретическая плотность на выходе потока соответственно. Коэффициент газодинамических потерь в свою очередь зависит от площади и конфигурации поперечного сечения, квадрата скорости, трения потока о стенки канала. Зависимости для определения коэффициента газодинамических потерь, как правило, получают эмпирическим путем с помощью различных методов, например, метода статической продувки.

Обобщая выше сказанное можно заключить, что расходные характеристики систем впуска и выпуска зависят от геометрических характеристик, как через площадь проходных сечений, так и через их конфигурацию. Влияние площади заключается в том, что чем она больше, тем больше и расход, но с учетом его коррекции коэффициентами расхода и газодинамических потерь характеризующих газодинамическое качество проточных систем.

Опыт показывает, что в системах впуска и выпуска наименьшей площадью и наибольшим значением коэффициента газодинамических сопротивлений обладают клапанные щели, а следовательно расходная характеристика будет , в основном, определятся расходной характеристикой систем «канал — клапан» или «клапан — канал»

Результаты численного исследования расходных характеристик комбинированного ПДВС оборудованного клапанно-золотниковым МГР в период очистки от ОГ с использованием более физически обоснованных коэффициентов

Численное исследование проводилось по принципу «было - стало», т.е. расчеты проводились для комбинированного 4-тактного ПДВС оборудованного клапанным МГР с применением исходной математической модели и с таким же ПДВС оборудованным клапанно-золотниковым МГР с использованием модернизированной математической модели. Такое исследование позволяет определить эффективность введения дополнительного золотникового выпуска отработавших газов через окна в гильзе цилиндра по сравнению с чисто клапанным вариантом выпуска ОГ.

Движение воздуха и газа по каналам газообмена ДВС сопровождается газодинамическими потерями, внутренним и внешним теплообменом. Поэтому при проведении расчетов по опорожнению цилиндров используют различные опытные коэффициенты такие как коэффициены газодинамических потерь , расхода \1 и изменения энтропии AS, которые получают методом статической продувки их воздухом.

При получении этих коэффициентов экспериментальным путем, приходится вводить некоторые допущения. Прежде всего необходимо определиться с термодинамическим процессом расширения воздуха в потоке. При этом неравномерность процессов, протекающих в ДВС, затрудняет, а в некоторых случаях делает невозможным, применение термодинамических методов для их изучения. Однако, при решении некоторых задач возможно (без значительной погрешности) допустить, что состояние системы в процессе ее изменения остается равновесным, хотя между системой и окружающей средой не устанавливается внешнее термодинамическое равновесие. Такое допущение позволяет при исследовании реальных процессов применить к ним термодинамический и газодинамический анализ, которые составляют основу для изучения подобных процессов.

Для описания процесса течения газа при статической продувке, а также при газообмене применительно к продувочным и выпускным системам поршневых ДВС, учитывая их незначительную длину, можно использовать уравнения первого и второго законов термодинамики и уравнения газовой динамики для одномерного, стационарного, изоэнтропного и адиабатного процессов расширения в открытой системе, выражающие законы сохранения массы и энергии.

Все зависимости в данном разделе получены в идеально-газовом приближении, т.е. являются точными для газов, удовлетворяющих условию Клапейрона-Менделеева. Анализ обширного экспериментального материала показывает что для воздуха в диапазоне температур 273 373 К и избыточном давлении Р 10 МПа данное условие выполняется достаточно точно, т.е. коэффициент сжимаемости z, не допуская заметной погрешности, можно принять равным единице [50,148].

Кроме этого, при проведении статической продувки выпускных каналов с клапанами 4-тактных ДВС воздухом, удельная теплоемкость при постоянном давлении может быть принята постоянной, т.е. ср = const и, соответственно, может быть принят постоянным и показатель изоэнтропного процесса расширения воздуха к = const.

Наличие в реальных каналах газодинамических сопротивлений, приводит к тому, что они механически воздействуют на поток, снижая его заторможенное давление, а затем эта механическая работа преобразуется в тепловую, вызывая при этом увеличение внутренней энергии и статического давления в потоке. При рассмотрении плоской или пространственной модели течения в общем случае работа, затрачиваемая на преодоление газодинамических сопротивлений, трансформируется в теплоту, а теплота в свою очередь вызывает незначительное увеличение статических температуры, давления и удельного объема в потоке, т.е. можно сказать, что вся выделившаяся внутренняя теплота в потоке, за счет преодоления им газодинамических сопротивлений, расходуется на увеличение статических параметров потока относительно изоэнтропного уровня.

Критериями газодинамической эффективности, при оценке конструктивных мероприятий, направленных на снижение аэродинамических потерь в системах «клапан -канал» и «окно в гильзе цилиндра-выпускной коллектор», принято обычно считать коэффициенты [Л и . Кроме этого, сравнительную оценку газодинамической эффективности можно производить как по объемному Qe или массовому Ge расходам воздуха, так и по эффективному проходному сечению juf в зависимости от ходов клапана, поршня или углов поворота коленчатого или кулачкового валов, но эта оценка будет носить только частный характер.

Однако, для оценки совершенства (клапанных систем 4-тактных и окон в гильзах цилиндров 2-тактных ПДВС» чаще всего используют условный безразмерный коэффициент расхода ju. Это, прежде всего, вызвано тем, что в отечественной литературе имеется достаточно много сведений об коэффициентах расхода выпускных каналов с клапанами 4-тактных и окон в гильзах цилиндров 2-тактных двигателей, чего нельзя сказать о других коэффициентах, использующихся для характеристики аэродинамических потерь.

Поэтому, при определении степени влияния на расходные характеристики и аэродинамическую эффективность выпускных каналов с клапанами и окон в гильзах цилиндров, необходимо учитывать, кроме проходных сечений клапанной щели и окон в гильзах, ещ конфигурацию и профиль основных образующих эти каналы элементов, т.е. так называемый геометрический фактор.

Численное исследование проводилось по двум направлениям: Изменение эффективного проходного сечения окон в гильзах. Исходными послужили данные полученные при проведении экспериментов, такие как расположение и размеры окон, давления в коллекторах, температуры воздуха и газа в различных точках системы выпуска, фазы газораспределения и продувочные данные по коэффициентам \1 и , а также AS представленные в разделе 3.5 на рисунках 3.19, 3.20, 3.21.

Изменение фаз открытия и закрытия окон в гильзах.

На рисунках 2.1 и 2.2 представлены изменения температуры в цилиндре и работы выталкивания, в зависимости от фаз газораспределения. Кривые на рисунках приведены только на участках открытия окон, т.к. после их закрытия изменение параметров и работы происходит как и при традиционном клапанном МГР при сохранении разницы достигнутой в них до закрытия окон.

Из рисунка 2.1 видно, что с увеличением фаз открытия и соответственно закрытия окон увеличивается скорость снижения температуры в цилиндре и, соответственно, снижается сама температура. Так снижение температуры при фазе открытия 60 п.к.в. до НМТ температура в цилиндре в конце такта выпуска, до момента открытия впускного клапана снизилась на 4,2%, при 50 п.к.в. до НМТ на 1,04%, а при 40 п.к.в. до НМТ разница составила уже менее 0,05%.

Из рисунка 2.2 видно снижение работы выталкивания при увеличении фазы открытия дополнительного окна. Так при фазе 60 п.к.в. до НМТ снижение затрат энергии относительно серийного варианта составила 16,25%, при 50 п.к.в. до НМТ на 7,63%, а при 40 п.к.в. до НМТ разница составила уже менее 0,5%.

Анализ конструктивного оформления проходных сечений выпуска дополнительного золотникового МГР

Экспериментальная часть исследований проводится на 4-тактном, 4-цилиндровом дизеле воздушного охлаждения размерностью D/S=10,5/12 марки 4Ч10,5/12 в рядном исполнении (Д-144).

Выбор такого двигателя обусловлен тем, что- во-первых, необходимо создать работоспособную экспериментальную установку с дополнительным выпуском ОГ через окно в гильзе цилиндра, что оказалось технически проще осуществить на двигателе с воздушным охлаждением, по сравнению с двигателем жидкостного охлаждения; во-вторых- результаты исследования могут быть распространены на большое количество транспортных дизелей с объемно-пленочным смесеобразованием близких размерностей типа 8Ч12/12 производства КАМАЗ, (6 8)Ч13/14 ОАО «Автодизель» и ОАО «ПО АМЗ», а также на двигатели для привода энергоустановок мощностью 200 кВт в комбинированном варианте, составляющих основу автотракторных ПДВС и других мобильных энергоустановок России.

Таким образом, конструкция системы выпуска с дополнительным золотниковым МГР, реализованная на 4-тактном дизеле Д-144 с клапанным МГР, должна позволять: - сохранить без изменения клапанную выпускную систему дизеля; - обеспечить минимальную переделку двигателя с сохранением взаимозаменяемости кривошипно - поршневой группы; - предусмотреть дальнейшую перспективную возможность регулирования количества перепускаемых ОГ по золотниковой системе в зависимости от нагрузки.

Основная цель экспериментальных исследований по клапанно-золотниковому выпуску ОГ - дать оценку в целом эффективности снижения насосных потерь по системе выпуска и увеличению среднего эффективного давления дизеля.

При экспериментальном определении эффективных и экономических параметров дизеля с дополнительной золотниковй системой выпуска ОГ, целесообразно рассмотреть наиболее характерные из них отражающих влияние, как эффективного проходного сечения дополнительного золотникового канала выпуска jufd на опорожнение цилиндра от ОГ, так и на насосные потери, а также связанную с ними эффективную мощность и экономичность дизеля. Введение дополнительного золотникового выпускного канала должно способствовать снижению насосных потерь в процессе выпуска, которые зависят от уровня среднего давления насосных ходов Рнх, работы расширеня газов и оптимизации фаз предварения открытия выпускного клапана и окна. При этом следует учитывать, что с уменьшением нагрузки на дизель насосные потери будут увеличиваются и в большей мере оказывать влияние на его эффективные и экономические показатели.

В связи с тем, что преимущества дизелей переоборудованных в ДОГ будут проявляются в основном при работе их по регуляторной и незначительном отрезке внешней характеристике, т.е. с небольшим изменением частоты вращения, что характерно для дизель- генераторных (ДГУ) и дизель- насосных установок (ДНУ), поэтому по предложению (изготовителя ДГУ) завода ООО АЗДА (Алтайский Завод Дизельных Агрегатов) экспериментальный двигатель Д-144 в варианте ДОГ был дефорсирован как по частоте вращения до пн = 1500 мин1, так и по мощностным показателям представленным на скоростных и нагрузочных характеристиках. Кроме этого дефорсирование дизеля с клапанно-золотниковым МГР вызвано еще и тем, что у каждого цилиндра было убрано по пять ребер охлаждения в зоне нижней мертвой точки поршня на длине 70мм, т.е. 15% этого пояса, и в каждом цилиндре было профрезеровано по два окна размером 15 10мм, с привариванием к цилиндру электросваркой нижней накладки с прогревом его до температуры 400С и дальнейшей термофиксацией, т.е. все это говорит об ослаблении прочностных характеристик каждого цилиндра, а также о необходимости дефорсирования экспериментального дизеля в варианте ДОГ по мощности на 25 35%.

Оценка пусковых качеств ДОГ. При запуске двигателя Д-144 в серийном исполнении с помощью балансирной машины М-2821-4 производства Чехословакии сила потребляемого тока обмотками ротора I = 185±5,0 А. При такой силе тока двигатель надежно запускается при среднем положении рейки топливного насоса.

При запуске двигателя Д-144 в комплектации ДОГ с помощью той же балансирной машины потребляемая сила тока ротора снизилась до I=140±5,0А. При этом двигатель надежно запускался при том же положении рейки топливного насоса. Поэтому можно констатировать, что потребляемая электрическая мощность для запуска опытного двигателя Д-144 в комплектации ДОГ по сравнению с серийным дизелем (с учетом постоянства напряжения) на 28 30% ниже.

Это можно объяснить тем, что при запуске дизеля, частота вращения которого в этот момент равна nпуск=150 200 мин"1, происходит подогрев свежего заряда воздуха за счет перетекания в цилиндр газа из дополнительного золотникового канала выпускной системы в районе НМТ, и поэтому на такте сжатия к моменту впрыска топлива температура заряда в

Оценка снижения затрат мощности на «насосные потери». Прежде чем проводить сравнительный анализ механических потерь в двигателе Д-144 в серийном исполнении и комплектации ДОГ (рисунок 4.1), следует отметить, что механические потери при изменении частоты вращения коленчатого вала дизеля следует считать условными, из-за разницы в условиях «холодной» и «горячей» прокрутках его (без топливоподачи) от постороннего источника в вязкости масла, величине зазоров ЦПГ, а также расходных характеристиках при истечении через выпускную систему «холодного» воздуха и «горячего»

Результаты сравнительных моторных испытаний комбинированных дизелей Д-144 с клапанным МГР и экспериментальным клапанно-золотниковым МГР с двойным выпуском ОГ

Сравнительным моторным испытаниям, с целью подтверждения работоспособности и выявления целесообразности создания дизелей в варианте ДОГ, подверглись экспериментальные комбинированные 4-тактные дизели Д-144 в клапанном и клапанно-золотниковом вариантах МГР.

Конструктивно ДОГ с клапанно-золотниковым МГР незначительно сложнее обычного дизеля с клапанным МГР, причем конвертация в ДОГ не добавляет ни одной подвижной детали.

Анализируя результаты моторных испытаний дизелей Д-144, в обычной комплектации с клапанным МГР и в экспериментальной комплектации с клапанно-золотниковым МГР (комплектации ДОГ), в серийном и комбинированном вариантах по мощностным, экономическим и относительным показателям, можно сделать следующие выводы: 1. Каких-либо серьезных преимуществ дизели без наддува оборудованные дополнительным золотниковым МГР с окнами в гильзах цилиндров (ДОГ), перед двигателями с обычным клапанным МГР не имеют, т.к. увеличение мощностных, экономических, расходных и относительных показателей не превышает 1 – 2 % (рисунок 4.2), поэтому ДОГ без наддува перспективным считать нельзя. 2. Увеличение мощности экспериментального комбинированного ДОГ по сравнению с комбинированным двигателем Д-144, но с традиционной клапанной системой выпуска ОГ, составляет по внешней скоростной характеристике около 8%, как за счет снижения затрат мощности на выталкивание ОГ, так и за счет увеличения работы расширения из-за сужения фаз газораспределения. 3. Коэффициент наполнения выше на 8 12% у комбинированного ДОГ оборудованного клапанно-золотниковым МГР по сравнению с обычным комбинированным дизелем с клапанным МГР из-за продувки цилиндров в конце процесса наполнения. 4. Коэффициент избытка воздуха увеличивается в среднем 10 – 12 % у комбинированного ДОГ оборудованного клапанно-золотниковым МГР по сравнению с обычным комбинированным дизелем с клапанным МГР. 5. Удельный эффективный расход топлива у экспериментального ДОГ с наддувом на 4 –5 % ниже по сравнению с наддувным дизелем с клапанной системой МГР. 6. Температура выпускных газов у ДОГ с наддувом значительно ниже, чем у обычных клапанных 4-тактных ПДВС с наддувом на 40 - 80 С. 7. В процессе моторных испытаний показано, что пусковая мощность экспериментального ДОГ на базе дизеля Д-144 по сравнению с обычным дизелем с традиционным МГР ниже на 28 30% из-за подогрева заряда газо 119 воздушной смеси в цилиндре, за счет перетекающего газа через окна в гильзе из золотникового канала выпускной системы в районе НМТ.

Из проведенного анализа по результатам моторных испытаний можно сделать еще вывод о том, что улучшение показателей комбинированного ДОГ оборудованного клапанно-золотниковым МГР по сравнению с комбинированным дизелем, но с традиционной клапанной системой выпуска ОГ, можно достичь как за счет интенсификации наддува, потому что влияние наддува на показатели дизеля в варианте ДОГ больше (как показали моторные испытания) по сравнению с комбинированным клапанным вариантом, так и оптимизацией фаз газораспределения по клапанному и золотниковому каналам выпуска. Поэтому целесообразность повышения уровня форсировки комбинированного двигателя в варианте ДОГ очевидна.

В процессе эксплуатации комбинированный двигатель в варианте ДОГ с постоянно открытыми золотниковыми окнами целесообразно применять, когда основными являются наиболее выгодные для него два режима: 1) пуск и близкие к нему режимы холостого хода и малых нагрузок; 2) режимы полных нагрузок на номинальной частоте вращения. Исходя из этого можно сказать, что в дополнительную золотниковую систему выпуска ОГ можно ввести регулирующий орган (заслонку), с помощью которой перекрывать окна этой системы в функции нагрузки, и тогда ДОГ предполагается использовать при работе на переменных нагрузках. С этой целью окна открывать на режимах пуска и холостого хода, а также на полных нагрузках близких к номинальной частоте вращения. На промежуточных режимах окна закрывать.

В ходе выполнения диссертационной работы рассмотрены атмосферный 4-тактный дизель с клапанным МГР 4Ч10,5/12 (Д-144) и экспериментальный комбинированный 4-тактный дизель 4ЧН10,5/12 оборудованный дополнительным золотниковым МГР, позволяющим достичь цели поставленной вначале работы повысить мощностные и экономические показатели ПДВС за счет совершенствования традиционного МГР.

Проведенный комплекс исследований на комбинированном экспериментальном дизеле Д-144 оборудованном по варианту ДОГ показал, что можно повысить мощностные и экономические показатели за счет добавления золотникового МГР к традиционному клапанному.

Основные результаты проведенной работы состоят в следующем: - разработана математическая модель клапанно-золотникового варианта МГР с двойным выпуском ОГ комбинированного дизеля 4ЧН10,5/12 с использованием для ее настройки экспериментальных данных моторных испытаний и статической продувки, проведено численное исследование и сделаны выводы. Результаты численного моделирования показали увеличение эффективной мощности комбинированного дизеля, оборудованного клапанно -золотниковым МГР (вариант ДОГ) по сравнению с таким же двигателем оборудованным традиционным клапанным МГР на 19 20%.