Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.04.02 – Тепловые двигатели. — Уфимский
государственный авиационный технический университет. — Уфа, 2009. —
44 с.
Целью исследования является разработка принципов
организации процессов в ГВТ четырехтактного ДВС, направленных на
удовлетворение требованиям высокого наполнения, экономичности,
токсичности ОГ и шума выпуска во всем диапазоне скоростных и
нагрузочных режимов работы двигателя по-средством формирования
требуемого газодинамического состояния свежего заряда и ОГ.
Научная новизна. Новыми научными результатами, полученными в работе, являются принципы организации процессов в ГВТ четырехтактного ДВС, направленные на улучшение его наполнения, экономичности, токсичности ОГ и шума выпуска во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы посредством формирования требуемого газодинамического состояния свежего заряда и ОГ:
Впервые показана возможность улучшения эффективных показателей и снижения токсичности ОГ двигателя за счет управления интенсивностью закрученного движения свежего заряда, без ухудшения показателей двигателя по ВСХ.
Впервые установлено, что организация закрученного движения свежего заряда и управление его интенсивностью в РК двигателя достигаются разделением потока воздуха, поступающего в двигатель, на два потока, один из которых пропускают через ресивер и индивидуальные патрубки, а другой подают в индивидуальные патрубки вблизи впускных клапанов. Новизна решений подтверждена авторскими свидетельствами № 1464600, № 1437552, № 1815392 и патентами РФ на изобретения № 2148178, № 2156880, № 2215894, № 2253025.
Разработаны математические модели и методики расчета процессов в ГВТ и РК двигателя, позволяющие, в отличие от существующих, моделировать работу ДВС с учетом закрутки потока, формируемой на впуске.
Впервые установлено, что при согласовании процессов, определяющих колебания расхода газа на выходе из двигателя, – генерирование волн в РК ДВС, движение волн в элементах системы выпуска, формирование струи газа на выходе в атмосферу, возможно существенное снижение шума выпуска без ухудшения условий протекания газообмена (ухудшения эффективных показателей ДВС). Новизна решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2255229.
Впервые установлено, что увеличение шума выпуска при сбросе нагрузки определяется возникновением обратных течений в глушителе. Предложены методы снижения шума выпуска при сбросе нагрузки. Новизна решений подтверждена патентами РФ на изобретения № 2258816, № 2293855.
Практическая ценность. Результаты исследований, разработанная схема ГВТ четырехтактного ДВС и математические модели и методики расчета процессов в ГВТ и РК двигателя с учетом начальной закрутки потока на впуске внедрены в промышленности – в ГСКБ "Трансдизель" (г. Челябинск), ОАО "Строймаш" (г. Стерлитамак), и в учебный процесс – в УГАТУ (г. Уфа), ЮУрГУ (г. Челябинск). Результаты исследований имеют практическую ценность, а именно позволяют:
Совершенствовать характеристики двигателя при его проектировании и доводке с целью удовлетворения требованиям форсированности, экономичности, токсичности и шума выпуска.
Моделировать процессы в ГВТ двигателя при его проектировании и доводке с учетом влияния конструктивных параметров тракта на закрутку потока и влияния закрутки на индикаторный процесс в РК.
Научная новизна. Новыми научными результатами, полученными в работе, являются принципы организации процессов в ГВТ четырехтактного ДВС, направленные на улучшение его наполнения, экономичности, токсичности ОГ и шума выпуска во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы посредством формирования требуемого газодинамического состояния свежего заряда и ОГ:
Впервые показана возможность улучшения эффективных показателей и снижения токсичности ОГ двигателя за счет управления интенсивностью закрученного движения свежего заряда, без ухудшения показателей двигателя по ВСХ.
Впервые установлено, что организация закрученного движения свежего заряда и управление его интенсивностью в РК двигателя достигаются разделением потока воздуха, поступающего в двигатель, на два потока, один из которых пропускают через ресивер и индивидуальные патрубки, а другой подают в индивидуальные патрубки вблизи впускных клапанов. Новизна решений подтверждена авторскими свидетельствами № 1464600, № 1437552, № 1815392 и патентами РФ на изобретения № 2148178, № 2156880, № 2215894, № 2253025.
Разработаны математические модели и методики расчета процессов в ГВТ и РК двигателя, позволяющие, в отличие от существующих, моделировать работу ДВС с учетом закрутки потока, формируемой на впуске.
Впервые установлено, что при согласовании процессов, определяющих колебания расхода газа на выходе из двигателя, – генерирование волн в РК ДВС, движение волн в элементах системы выпуска, формирование струи газа на выходе в атмосферу, возможно существенное снижение шума выпуска без ухудшения условий протекания газообмена (ухудшения эффективных показателей ДВС). Новизна решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2255229.
Впервые установлено, что увеличение шума выпуска при сбросе нагрузки определяется возникновением обратных течений в глушителе. Предложены методы снижения шума выпуска при сбросе нагрузки. Новизна решений подтверждена патентами РФ на изобретения № 2258816, № 2293855.
Практическая ценность. Результаты исследований, разработанная схема ГВТ четырехтактного ДВС и математические модели и методики расчета процессов в ГВТ и РК двигателя с учетом начальной закрутки потока на впуске внедрены в промышленности – в ГСКБ "Трансдизель" (г. Челябинск), ОАО "Строймаш" (г. Стерлитамак), и в учебный процесс – в УГАТУ (г. Уфа), ЮУрГУ (г. Челябинск). Результаты исследований имеют практическую ценность, а именно позволяют:
Совершенствовать характеристики двигателя при его проектировании и доводке с целью удовлетворения требованиям форсированности, экономичности, токсичности и шума выпуска.
Моделировать процессы в ГВТ двигателя при его проектировании и доводке с учетом влияния конструктивных параметров тракта на закрутку потока и влияния закрутки на индикаторный процесс в РК.