Мазін Володимир Олексійович. Розробка і дослідження системи газотурбінного наддуву чотиритактного трициліндрового двигуна

brief description

Мазін Володимир Олексійович. Розробка і дослідження системи газотурбінного наддуву чотиритактного трициліндрового двигуна : Дис... канд. наук: 05.05.03 2002

Мазін В.О. Розробка і дослідження системи газотурбінного наддуву чотиритактного трициліндрового двигуна. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 - теплові двигуни. -Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2002.
Удосконалено систему газотурбінного наддуву дизеля з малим числом циліндрів, варіант названо ізобарно-імпульсною системою. Позитивний ефект досягнуто розподілом випускного газу за енергетичними рівнями, газ високої роботоздатності використовується у турбіні, низької - скидається. Розподіл виконується двома клапанними органами газорозподілу, ефективний кут-переріз яких збільшено на 23 %.
Уточнено фізико-математичну модель комбінованого двигуна внутрішнього згоряння, враховуються особливості нестаціонарної течії у турбіні і газообміну у період продувки циліндра. Розроблено методику вибору і пристосування системи газотурбінного наддуву до чотиритактного трициліндрового двигуна і умов його експлуатації. Навантажувальна характеристика дизеля отримана методом стендових іспитів із застосуванням сепаратора - пристрою, що імітує розподіл клапанними органами газорозподілу. Питому витрату палива в експериментах знижено на 4.4 %.

1. Удосконалено імпульсну систему ГТН чотиритактного трициліндрового дизеля на основі ідеї розподілу і використання у турбіні випускного газу високої роботоздатності. Варіант названо ізобарно-імпульсною системою, її застосуванням паливну економічність дизеля підвищено на 3 %.
2. Визначено межі доцільного використання у турбіні газу високої роботоздатності і місце ізобарно-імпульсної системи у ряду відомих систем ГТН; розроблено рекомендації з реконструкції систем ГТН двигунів з малим числом циліндрів у ізобарно-імпульсну систему.
3. Підвищено точність ФММ і методики розрахункового дослідження циклу КДВЗ обліком особливостей нестаціонарного руху газу в турбіні і газообміну у період продувки циліндра, це підвищило відповідність розрахункової й експериментальної індикаторних робіт циклу на 2.3 %.
4. Встановлено експериментально:
-аеродинамічно доцільний кут конуса посадкової фаски 5230, можливості корекції діаграм газорозподілу штучним дроселюванням і турбулізацією потоку у клапанній щілині (а.п. №1726794 від 15.02.1991 р.), оптимальне значення радіуса кривини галтелі на випускному клапані дизеля 3ЧН-12/14; суперпозицією цих факторів кут-переріз збільшено на 23 %;
- кількісне вираження похибки аеродинамічних якостей клапанних органів газорозподілу через вплив в’язкісного тертя і стисненості циліндрового простору у період продувки циліндра;
- залежність зниження температури повітря в охолоджувачі типу повітря - повітря” від витрати і температури на вході, її застосуванням уточнено обчислення температури повітря у впускному колекторі.
5. Запропоновано сепаратор - пристрій, що імітує розподіл випускного газу за роботоздатністю; експериментально для дизеля 3ЧН-12/14 встановлено оптимальне співвідношення тривалості випуску у робочу магістраль і на скидання 6/7 : 1/7.
6. Розроблено програмне забезпечення з розрахунку циклу КДВЗ із обчисленням швидкості газу у турбіні за квазістаціонарною чи нестаціонарною методиками. Завдяки модульній структурі рішення практичних задач з вибору й оптимізації системи ГТН можливе без додаткових налагоджень.
7. Розроблено методику вибору і пристосування системи ГТН до чотиритактного трициліндрового двигуна й умов його експлуатації.
8. Застосуванням ізобарно-імпульсної системи ГТН у сполученні з аеродинамічними удос-коналеннями знижено питому ефективну витрату палива дизеля 3ЧН-12/14 на 4.4 %.