Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат наук Яров, Валерий Сергеевич

• Яров, Валерий Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Яров, Валерий Сергеевич

Содержание

Введение

1 Анализ возможности совершенствования расходных характеристик газовоздушных трактов систем газообмена 4-

тактных поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС)

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

1.2 Влияние геометрических, насосных, режимных и наддувных факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов

систем газообмена 4-тактных ПДВС

1.2.1 Влияние геометрических факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена 4—тактных ДВС в

периоды выпуска ОГ и наполнения цилиндров

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

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

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

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

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

1.6 Выводы по разделу. Выбор цели и постановка задач исследования

для комбинированного ПДВС с клапанно-золотниковым МГР

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

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

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

3 Разработка экспериментального образца комбинированного двигателя с клапанно-золотниковым МГР на базе дизеля Д-144 (4410,5/12)

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

3.2 Анализ конструктивного оформления проходных сечений выпуска дополнительного золотникового МГР

3.3 Безмоторная установка для определения эффективных проходных сечений основной и дополнительной выпускных систем дизеля Д-144 (4410,5/12)

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

3.5 Определение эффективных проходных сечений основного и дополнительного выпускных каналов дизеля Д-144 (4410,5/12)^

Выводы по разделу

4 Проведение экспериментальных исследований на моторной установке с комбинированным 4-тактным дизелем воздушного охлаждения 4410,5/12 и клапанно-золотниковой системой с

двойным выпуском ОГ

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

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

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

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Алгоритм обработки результатов испытаний, оценка погрешностей измерений

Алгоритм обработки результатов испытаний

Оценка погрешностей измерения

Приложение Б Принятые обозначения и единицы измерения,

основные индексы, принятые основные сокращения

Приложение В Блок-схема алгоритма расчета процесса очистки цилиндров от ОГ комбинированного ПДВС с клапанно-

золотниковым МГР

Приложение Г Расчет контрольной точки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение мощностных и экономических показателей комбинированного дизеля путем совершенствования газообмена за счет применения дополнительного золотникового механизма газораспределения»

Введение

Анализируя перспективы развития двигателестроения в России и за

V

рубежом, можно сказать, что одним из основных направлений в'этой области является увеличение удельных мощностных показателей, топливной экономичности и долговечности.

Общая мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС), использующихся в народном хозяйстве, примерно в 5 раз больше установленной мощности всех стационарных электростанций, поэтому решающую роль в топливном балансе нашей страны играет их экономичность, возрастает актуальность совершенствования, особенно в направлении снижения расхода топлива [8].

Увеличение мощности, экономичности и улучшение экологичности ПДВС ограничивается, как правило, теплонапряженностыо деталей кривошипно-шатунного механизма и колеса турбины турбокомпрессора. Улучшение процессов сгорания, газообмена и топливоподачи, а так же применение современных материалов и технологий обработки деталей двигателей, приводит к увеличению эффективного и механического КПД и, одновременно с этим, ограничивает предел форсирования двигателей как по частоте вращения, так и по нагрузке. Прежде всего этот предел зависит от расходных характеристик газовоздушных трактов систем газообмена ПДВС, на которые оказывают влияние габариты и количество клапанов на цилиндр, качество профилирования впускных и выпускных каналов с клапанами, а также впускных и выпускных коллекторов. Таким образом газообмен в 4— тактных ПДВС как с наддувом, так и без него, осуществляется за счет традиционного клапанного механизма газораспределения (МГР), от которого в значительной степени зависят расходные характеристики, теплонапряженность и пределы форсирования двигателей в целом.

Форсирование двигателей по их литровой мощности и скоростному режиму приводит к увеличению количества газа, проходящего через органы газораспределения, и сокращению времени протекания процессов газообмена и, как правило, более важную роль приобретают газодинамические потери в процессах впуска и выпуска у 4-тактных ПДВС. Все это приводит к известным негативным последствиям - увеличению газодинамических потерь в органах газообмена ПДВС, ухудшению экономичности, достижению предельных границ по теплонапряженности, '.дымности и токсичности.

Учитывая эти обстоятельства при проведении работ по снижению газодинамических потерь в газовоздушных трактах, можно добиться улучшения их расходных характеристик и технико-экономических показателей двигателей в целом.

Поэтому исследования, проведенные как в нашей стране, так и за

I

рубежом [13, 24, 26, 31, 64, 65, 73, 80, 93, 125, 157, 158] дают полное-основание утверждать, что одним из перспективных направлений на пути повышения эффективных показателей ПДВС является улучшение расходных

* 9

характеристик основных элементов системы газообмена, в частности, каналов с клапанами впуска и выпуска 4-тактных ПДВС, так как они являются главным источником газодинамических потерь при наполнении цилиндров свежим зарядом, продувке и выпуске отработавших газов [13, 19,

24, 47, 74, 93, 158], ибо существующие в этой области резервы еще не

!

исчерпаны.

Последнее подтверждается и практикой создания современных автомобильных двигателей, у которых наметившееся в недавнем прошлом уменьшение мощности и экономичности в связи с выполнением постоянно ужесточающихся требований к снижению токсичности ©Г было ликвидировано, в частности, за счет совершенствования газовоздушных

трактов в направлении увеличения расхода воздуха и снижения насосных потерь.

Для дальнейшего повышения пределов форсирования .и снижения теплонапряженности ПДВС необходимо модернизировать традиционный (клапанный) механизм газораспределения (МГР) с целыо увеличения проходных сечений газового тракта на такте выпуска и организации продувки цилиндра на такте впуска, т.е. создать нетрадиционный МГР состоящий из традиционного клапанного и дополнительного золотникового МГР. '

Дополнительный золотниковый МГР представляет из себя окно в гильзе цилиндра выполненное в близи нижней мертвой точки поршня, открытие и закрытие которого производится «золотником», т. е. поршнем. Выпуск отработавших газов в общий выпускной коллектор на такте выпуска; в нетрадиционном МГР производится как через выпускной клапан, так и через окно в гильзе цилиндра, а на такте впуска осуществляется цродувка цилиндра через впускной клапан и тоже окно в гильзе при условии, что давление во впускном коллекторе Рк будет выше, чем давление, в выпускном коллекторе Рт.

Такое техническое решение существует и защищено патентом автором которого является Л.М.Жмудяк [56] . Сложившиеся рабочие названия предложенного двигателя: «двигатель с двойным выпуском отработавших газов» или «двигатель с дополнительным окном в гильзе (двигатель с ДОГ)» или просто «двигатель с окном в гильзе» сокращенно - ДОГ.

Цель настоящего исследования: повысить мощностные и экономические показатели 4-тактного комбинированного ПДВС путем совершенствования газообмена с помощью применения дополнительного золотникового МГР.

Гипотеза исследования. Применение дополнительного золотникового канала выпуска ОГ позволит снизить насосные потери и теплонапяженность

выпускной системы, тем самым форсировать дизель по мощности и повысить экономичность.

Для достижения указанной цели на основании выдвинутой гипотезы необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать влияние конструктивных и режимных факторов на расходные характеристики основных элементов клапанных систем газообмена комбинированных ПДВС и подтвердить работоспособность, выявить целесообразность и показать возможность создания нетрадиционного клапанно-золотникового варианта МГР;

разработать математическую модель двойного выпуска ОГ комбинированного дизеля в варианте ДОГ, ' выполнить численное исследование возможных вариантов изменения проходных сечений и фаз газораспределения клапанно-золотникового МГР;

разработать конструкции и создать экспериментальный комбинированный дизель с нетрадиционным клапанно-золотниковым МГР и моторную испытательную установку для него, а также безмоторный стенд для статической продувки воздухом клапанного и золотникового каналов выпуска ОГ, для определения по результатам продувки экспериментальных коэффициентов, по разработанной уточненной методике их определения, с целью использования в математической модели;

- провести сравнительные испытания на моторной установке 4С1тактного экспериментального комбинированного дизеля воздушного охлаждения 4ЧН10,5/12 оборудованного по варианту ДОГ, в серийной и клапанно-золотниковой комплектациях МГР, со снятием скоростных и нагрузочных характеристик, для доказательства преимуществ двигателя с двойной системой выпуска ОГ.

Объектом исследования служат процессы выпуска ОГ и продувки в каналах клапанно-золотниковой системы МГР дизеля.

Предметом исследования явились закономерности изменения расходных характеристик газовоздушных трактов системы газообмена комбинированного дизеля 4ЧН 10,5/12 переоборудованного по варианту ДОГ.

Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы , исследования. Теоретическая основа работы базировалась на использовании основных положений технической термодинамики открытых термогазодинамических систем. Расчеты процессов очистки цилиндров выполнялись посредством численного моделирования в подкритическом режиме истечения ОГ. Сравнительные испытания проводились на экспериментальном комбинированном дизеле 4ЧН 10,5/12 оборудованном по варианту ДОГ с* 'использованием апробированных методов, оттарированного и поверенного оборудования.

Научная новизна и теоретическая значимость работы заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

• Экспериментально - теоретическом обосновании эффективности применения клапанно-золотниковой системы МГР у комбинированных ПДВС;

• разработке математической модели процесса- выпуска комбинированного дизеля с клапанно - золотниковым МГР, позволившей с помощью численного исследования показать возможность форсирования ПДВС по мощности и теплонапряженности;

• результатах численного исследования процессов выпуска ОГ с учетом подкритического режима истечения газа как в клапанной, так и в золотниковой системах МГР, в связи с невозможностью достичь критического режима истечения из-за влияния на поток газодинамических сопротивлений в каналах;

• результаты статической продувки основного и дополнительного

выпускных каналов МГР, получены с помощью разработанной для этих

<

целей уточненной методики обработки данных продувки с использованием физически более обоснованных зависимостей;

Практическую значимость работы составляют следующие результаты:

• подтверждена возможность реализации 4-тактного комбинированного цикла ПДВС с двойным выпуском ОГ, за счет применения клапанноП золотникового МГР;

• разработана математическая модель позволяющая определить оптимальные фазы газораспределения дополнительного выпуска ОГ и оптимальные проходные сечения окон в цилиндре золотникового МГР;

• получены экспериментальные данные при сравнительных испытаниях дизеля с клапанно - золотниковым и традиционным клапанным МГР, которые показали у дизеля в варианте ДОГ увеличение мощности на 8% и снижение температуры ОГ на 40-^-80°, а также подтверждена его работоспособность, показана целесообразность и обоснована возможность повышения мощностных и экономических показателей комбинированного: двигателя оборудованного системой ДОГ за счет снижения насосных потерь и температуры ОГ в процессе выпуска;

• полученные результаты исследования системы двойного выпуска ОГ комбинированного дизеля на моторном стенде в варианте ДОГ, показали

г

увеличение мощности, снижение насосных потерь и температуры ОГ.

Реализация результатов работы. Работа выполнена при поддержке Федеральной целевой программы (ФЦП) «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009П2013 годы.

Результаты работы переданы для использования на ВМТЗ г. Владимир, на ПО «АМЗ» г. Барнаул и ФГБОУ. ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на: заседаниях кафедры 2010 - 2013гг.; 70-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского

состава технического университета им. И.И. Ползунова (Барнаул, АлтГТУ,

2012 г.); научно-практическая конференция с международным участием "ХЫ неделя науки СПбГПУ (Санкт-Петербург, 2012 г.); международной научно-технической конференции "6-е Луканинские чтения. Решение энерго -экологических проблем в автотранспортном комплексе" (Москва, МАДИ,

2013 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 работах: 7 - в изданиях, рекомендованных ВАК; 3 - в материалах международных и всероссийских конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, заключения, списка использованной литературы (167 источников) и приложения, содержит 155 страниц, включая 2 таблицы и 38 рисунков.

1 Анализ возможности совершенствования расходных характеристик газовоздушных трактов систем газообмена 4-тактных поршневых двигателей внутреннего сгорания

(ПДВС).

1.1 Газодинамические факторы влияющие на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена

4-тактных ПДВС.

Для осуществления 4 -тактного цикла ПДВС используются два термодинамических такта — это сжатие свежего заряда и расширение продуктов сгорания, а также два не термодинамических (вспомогательных) такта - наполнение цилиндров свежим зарядом и очистка их от продуктов сгорания.

От количества свежего заряда поступающего в цилиндры ПДВС в значительной степени зависит получаемая работа в цикле, а следовательно, и мощность двигателя. Поэтому для наполнения цилиндров свежим зарядом и очистки их от отработавших газов (ОГ) в 4—тактных ПДВС применяют специальный клапанный механизм называемый — механизмом газораспределения (МГР). Клапанный МГР предназначен для нормального функционирования газовоздушных трактов ПДВС. Основными процессами осуществляемыми с помощью МГР являются процессы выпуска продуктов сгорания (или ОГ) и наполнение цилиндра свежим зарядом, называемые процессами газообмена. Продолжительность процессов выпуска и наполнения, их очередность в цикле двигателя определяются продолжительностью и последовательностью открытия клапанов, т.е. фазами газораспределения. Фазы газораспределения — это периоды, выраженные в

градусах поворота коленчатого вала, в течении которых клапаны открыты. Круговая диаграмма фаз газораспределения приведена на рисунке 1.1.

Процессы протекающие в системе газообмена нестационарные, они происходят в условиях изменения объема цилиндра и проходных сечений клапанных систем, переменных давлений и температур рабочего тела во всех элементах газовоздушного тракта. Характер процессов зависит от большого количества факторов, учесть которые в полной мере достаточно затруднительно. Поэтому прибегают к значительному упрощению и схематизации реальных процессов.

Процессы газообмена начинаются выпуском ОГ, т.е. очисткой рабочего объема цилиндра двигателя (рисунок 1.1, точка Ь') через клапан, который открывается до прихода поршня в нижнюю мертвую точку (НМТ). После прихода поршня в НМТ он изменяет направление движения и осуществляет принудительную очистку цилиндра от ОГ. При подходе поршйя к верхней мертвой точке (ВМТ) открывается впускной клапан (рисунок 1.1, точка ф. После прохождения поршнем ВМТ закрывается выпускной клапан (рисунок

Рисунок 1.1 — Индикаторная и круговая диаграммы процессов газообмена четырехтактного двигателя.

1.1, точка г'). Впускной клапан закрывается после прохождения поршнем НМТ (рисунок 1.1, точка а^.

Происходящие процессы опорожнения и наполнения цилиндров условно делятся на следующие периоды:

• свободный выпуск — от начала открытия выпускного клапана до НМТ. Истечение газов из цилиндра при увеличении его объема происходит вследствие того, что давление в начале выпуска Рйи вплоть до НМТ выше давления в выпускном коллекторе. В этот момент, по разным источникам, давление в цилиндре Рь~ 0,3 0,8 МПа [53, 114]. Истечение происходит при больших скоростях. За период свободного выпуска из цилиндра удаляется до ~ 70% продуктов сгорания.

• Принудительный выпуск — продолжается от НМТ до ВМТ. Здесь продукты сгорания выталкиваются поршнем. В цилиндре устанавливается примерно постоянное давление Рг большее, чем давление в выпускном трубопроводе Рр. На рисунке 1.2 показано изменение давления Рц в цилиндре и в канале головки цилиндров (около выпускного клапана) Рр в период выпуска. С началом выпуска понижение давления в цилиндре становится более заметным, а давление в канале нарастает, что приводит к образованию волны давления. Эта волна распространяется в сторону открытого конца трубопровода, где она отражается, отдавая часть энергии окружающей среде, и уже в виде волны разрежения перемещается в обратном направлении, т.е. к выпускному клапану, у которого происходит новое отражение, и т.д. При перемещении волн вдоль трубопровода и отражениях на его концах происходит последовательное затухание.

• Перекрытие клапанов происходит при нахождении поршня вблизи ВМТ, когда оба клапана впуска и выпуска открыты. В зависимости от соотношения значения давления в цилиндре Рц, во впускном Рвп и выпускном Рр трубопроводах газы могут двигаться в разных направлениях. При РвП > Рц и Рр < Рц через впускной клапан в цилиндр поступает свежий заряд, а через

выпускной удаляются продукты сгорания. Такой процесс называют продувкой цилиндра. Процесс продувки характерен для ПДВС с наддувом. При Рвг, < Рц и Рр < Рцпроисходит выпуск продуктов сгорания и их заброс во впускной трубопровод. Такая ситуация продолжается и после ВМТ, пока давление в цилиндре остается больше давления за выпускным и перед впускным клапанами — этот процесс называют забросом. Заброс характерен для двигателей без наддува, т.е. атмосферных. При таком процессе наполнение цилиндра начинается с запозданием — после ВМТ. *

Рисунок 1.2 — Изменение давлений Рц и Рр в процессе выпуска в 4-тактном ПДВС (срВып — фаза выпуска).

• Наполнение цилиндра осуществляется после открытия впускного клапана при движении поршня от ВМТ к НМТ. Однако в начальный момент этого движения (рисунок 1.1, точка г), несмотря на увеличение объема в цилиндре, свежий заряд еще не поступает, что может продолжаться до точки г'. Когда давления в цилиндре и перед клапаном уравниваются (рисунок 1.3,

точка А), с этого момента начинается наполнение цилиндра свежим зарядом. Его скорость в клапанной щели определяется скоростью поршня и отношением площади минимального проходного сечения клапанной щели к площади поршня. Влияние волн давления во впускном трубопроводе на скорость свежего заряда в клапанной щели существенно. Средняя за период наполнения скорость в минимальном поперечном сечении составляет -80 — 200 м/с [114].

• Дозарядка может осуществлятся после НМТ — при перемещении поршня к ВМТ на такте сжатия (период дозарядки) — давление в цилиндре остается некоторое время меньше давления перед впускным' • клапаном, несмотря на уменьшение объема цилиндра. Свежий заряд продолжает поступать в цилиндр через впускной клапан. Кроме того свежий заряд во впускном трубопроводе движется с большой скоростью, под действием скоростного напора он продолжает поступать в цилиндр еще некоторый промежуток времени. Период дозарядки заканчивается в точке В рисунок 1.3. Когда скоростной напор свежего заряда невелик, в период запаздывания закрытия впускного клапана, поршень вытесняет часть заряда из цилиндра во впускной трубопровод, т.е. происходит обратный выброс.

Dypb^HÍJc

130

115 :DD

с с,

í. ij

70

п

—— 1

1 1 1 Í Ьнл /

11 J i__ /

т т V VI

11 и

¿r

Р

■ \ ¥........

Í i ! »

1 i |Г ! - < т

hK'jji мм

15 12

9

вес О 40 80 120 160 200 <р/ср(гдпА.б

Рисунок 1.3 - Изменение давлений Рц и Рвп в процессе выпуска в тактном ПДВС (фвп — фаза впуска)

Основными показателями качества процессов протекающих^ системах газообмена при их работе принято считать коэффициенты наполнения r|v и

остаточных газов уг.

Коэффициент наполнения п„. Коэффициентом наполнения оценивают степень заполнения цилиндра свежим зарядом. Он выражается

отношением массы действительного свежего заряда Gd, поступившего в цилиндр, к теоретически возможному Сгтеор

щ = <и>

meo р

Коэффициент остаточных газов уг. Коэффициентом остаточных газов уг оценивают качество отчистки цилиндра от продуктов -сгорания. Он характеризуется отношением количества молей продуктов сгорания Мг к

количеству молей свежего заряда Mi: уг = (1-2)

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

1.2.1 Влияние геометрических факторов на расходные характеристики газовоздушных трактов систем газообмена

4—тактных ДВС в периоды выпуска ОГ и наполнения

цилиндров

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 -

I

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. Подытоживай 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 сбчения при газообмене изменяются по фактическому открытию и закрытию клапанов, поэтому пропускную способность клапанов характеризуют параметром, называемым «время—сечение» (рисунок 1.4):

т — время, с;

ф! и фг — соответственно опережение открытия и запаздывание закрытия клапана, °пкв.

/.'/■^¿■С^/-^, (1.3)

где/ — переменное проходное сечение в клапане, м2;

В.мх

Н.мх <р

Рисунок 1.4 - Диаграмма изменения площади проходного сечения /в

вп

^

впускного клапана по углу <р 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 б. Различают теоретический массовый расход СТ и действительный массовый расход Так, принимая допущения об одномерности потока во впускной и выпускной системах, массовый расход можно записать в следующем виде:

Ст = Р,и-Щых-РвЬ1Х (1-4)

и

Сд = И-Ркл'Щых- Рвш, (1-5)

где Ркл - геометрическая площадь (теоретическая) проходного сечения систем «канал — клапан» или «клапан — канал» на выходе потока, м2;

№вых — теоретическая скорость потока в выходном сечении, м/с;

Аых — теоретическая плотность рабочего тела в выходном сечении потока, кг/м3;

ц — коэффициент расхода систем «канал — клапан» или«клапан — канал».

Из выражений 1.4 и 1.5 видно, что величина теоретического массового расхода Ст зависит от таких параметров как геометрическая площадь проходного сечения, теоретических скорости и плотности потока там же, а действительный массовый расход определяется с учетом

газодинамического качества систем «канал — клапан» или «клапйн — канал» характеризуемых коэффициентом расхода ц , который, в свою очередь, зависит от коэффициента газодинамического сопротивления % упомянутых систем. Данная зависимость представлена выражением:.

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 й 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 ц 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»

(1.6)

где рд, рт — действительная и теоретическая плотность на выходе потока,соответственно.

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

Насосными ходами в 4 — тактных ПДВС называются такты выпуска и впуска. Во время такта выпуска (движение поршня от НМТ к ВМТ) поршень создает избыточное давление и таким образом принудительно выталкивает газы, а в период такта впуска (движение поршня от ВМТ к НМТ) поршень создает разрежение и тем самым обеспечивает всасывание свежего заряда. В это период совершается работа, называемая работой насосных ходов, которая может быть определена по выражению:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Яров, Валерий Сергеевич, 2015 год

Список использованных источников

1 Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика /Г.Н. Абрамович. -М.: Наука, 1969.-824 с.

2 Андрющенко А.И. Основы технической термодинамики реальных процессов /А.И. Андрющенко. - М: Высшая школа, 1975. - 264 с.

3 Артюхов A.B. Методика расчета двухмерного нестационарного течения газа в выпускной системе ДВС /A.B. Артюхов, В.В. Бравин, Ю.Н.Исаков //Двигателестроение.-1985.-№ 11.- С. 55-57.

4 Асатурян А.Ш. Об электрическом моделировании газодинамических явлений во впускной и выпускной системах двухтактного двигателя /А.Ш. Асагурян, В.Д. Ольяк // Известия вузов. Машиностроение.- 1965.- № 5.- С. 8489.

5 Астахов В.А. Теплообмен и трение при течении газа в ассиметричном канале на участке после смыкания пограничных слоев / В.А. Астахов, С.Д.Панин, Б.Б. Петрикевич //Известие вузов. Машиностроение 1998-№4-6. — с.32-36.

6 Антипов Ю.А. Выбор степени сжатия газового двигателя / Ю.А. Антипов, И.А. Барский, A.A. Кирюшин //Известие вузов. Машиностроение. -2005. -№2.-с.30-34.

7 Балабаев А.Н. Моделирование работы вихревой трубы на влажном воздухе / А.Н. Балабаев //Известия вузов. Машиностроение. - 2001.-№6.с.12-15.

8 Балакин В.И. Повышение экономичности дизелей - одно из важнейших направлений совершенствования топливно—энергетического комплекса страны /В.И. Балакин//Двигателестроение.- 1981.-№ 5.- С. 3-4.

9 Барский И.А. Влияние подводящих патрубков на переходные характеристики теплообменников /И.А. Барский, P.P. Хизяпов //Известия вузов. Машиностроение.-2003.-№3.-с. 18-22.

!

10 Балашов A.A. Совершенствование расходных характеристик газовоздушных трактов поршневых ДВС: дис. ...докт. техн. наук / A.A. Балашов. - АлтГЕУ им. И.И. Ползунова, Барнаул, 2008. - 395 с.

11 Балашов A.A. Разработка экспериментальной методики статической продувки системы газообмена двигателя с двойным выпуском отработавших газов / А.Е. Свистула, A.A. Балашов, C.B. Яров// Вестник академии военных наук. -2011.- №2 (35).-С. 22-26. :

12 Бенедикт Р.П. Течение с потерями /Р.П. Бенедикт, H.A. Карлуччи // Энергетические машины и установки. - 1965. - № 1. - С. 44-58. 5 Бенедикт Р.П. Обобщенный подход в газовой динамике одномерных течений /Р.П.Бенедикт, В.Д.Стельц//Энергетические машины и установки. - 1962. - № 1.-С. 65-86.

13 Бондаренко К.Ф. Исследование возможности снижения гидравлических потерь во впускных каналах тракторных двигателей /К.Ф. Бондаренко и др. //Вопросы конструирования и исследования тракторных двигателей. - Челябинск, 1973.-Вып.2.-С. 137-143.

14 Бартош Е.Т. К определению равномерности наполнения многоцилиндровых ДВС /Е.Т. Бартош //Труды ВНИИЖТ.- М, 1961.-Вып. 214.-С. 182-187.

15 Бунов В.М. Исследование газодинамики опытного клапана механизма газораспределения /В.М. Бунов //Автомобили, тракторы и двигатели: тр. Челябинского политех, ин-та.-Челябинск, 1976.-Вып.174.-С. 134-138.

16 Бурмистров A.B. Исследование течения в каналах вакуумных насосов и систем /A.B. Бурмистров, С.И. Саликеев, К.Б. Панфилович //Известия вузов. Машиностроение.-2003.-№2.-с.23-27.

17 Васильев А.П. Расчет несбалансированного течения и теплоотдачи ламинарного потока в круглой трубе /А.П. Васильев //Известие вузов. Машиностроение.-2003.-№3.с. 20-25.

18 Васильев-Южин P.M. Газообмен в четырехтактном дизеле /P.M. Васильев- Южин //Двигателестроение.- 1979.-№ 2.- С. 3-5.

19 Васильев Л.А. Особенности определения коэффициентов расхода органов газораспределения /Л.А. Васильев, В.М. Милютин.- В кн. Вопросы совершенствования работы дизелей при неустановившихся режимах и при высокой форсировке,-Хабаровск, 1978.-С. 92-100.

20 Винокуров Б.Н. Улучшение экономических показателей дизелей ВТЗ путем совершенствования выпускных каналов /Б.Н. Винокуров и др.//Повышение эксплуатационных показателей двигателей и тракторов. -Пермь, 1987,-С. 19-26.

21 Вихерт М.М. Исследование впускных каналов головок цилиндров дизелей с непосредственным смесеобразованием /М.М. Вихерт и др. //Автомобильная промышленность.- 1965.- № 3.- С. 8-12.

22 Вихерт М.М. Оценочные показатели систем впуска быстроходных дизелей /М.М. Вихерт, М.А. Литинский //Автомобильная промышленность. -1975.-№ 9.-С. 8-11.

23 Вихерт М.М. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей/М.М. Вихерт, Ю.Г. Грудский.- М.: Машиностроение, 1982.- 151 с.

24 Володин В.М. Отработка впускных каналов на безмоторной установке /В.М. Володину, Б.Н. Давыдков// НИИТЭИтракторсельхоз-маш. ДВС. - 1973. - № 7. - С. 28-32.

25 Вулис Л.А. Термодинамика газовых потоков /Л.А. Вулис- М., Л.: Госэнергоиздат, 1950.- с.

26 Гальговский В.Р. Исследование выпускных каналов дрелей /В.Р. Гальговский, И.Ф. Каракулина //Двигатели внутреннего сгорания. -Ярославль, 1975.-С. 69-81.

27 Гальговский В.Р. Тепловые потери с отработавшими газами в дизеле с непосредственным впрыском /В.Р. Гальговский //Двигателестроение.-1984.-№2.-с.57-61.

28 Зысин В.А. Техническая термодинамика потока /В.А. Зысин. - Л.: изд-во Ленинград, ун-та, 1977.-160с.

29 Герц E.B. Теория и расчет силовых пневматических устройств /Е.В. Герц, Г.В. Крейнин- М: Академия наук СССР, 1960. - 177 с.

г

30 Глаголев Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания /Н.М. Глаголев.- М.: Машгиз, 1965.- 480 с.

31 Гришин Ю.А. Исследование отрывного течения за выпускным клапаном ДВС //Ю.А. Гришин, A.A. Манджгаладзе //Перспективы развития

комбинированных ДВС новых схем и топлив: тезисы докл. Всесоюзн конф.-

»

М., 1980.-С.31-32.

32 Гришин Ю.А. Методы расчета разветвленных систем газообмена ДВС /Ю.А. Гришин, A.B. Гусев, М.Г. Круглов //Двигателестроение,- 1981.-№ 1,-С.10-12.

33 Гришин Ю.А. Разработка и проверка граничных условий для численного расчета нестационарных течений в газовоздушных трактах ДВС/Ю.А. Гришин, М.Г. Круглов//Двигателестроение .-1984.-№11.-С.51-53.

34 Гришин Ю.А. Расчет отрывного течения через щель тарельчатого выпускного клапана /Ю.А. Гришин, A.A. Манджгаладзе, A.M.' Савенков //Двигателестроение.-1982.-№3.-с.24-30.

35 Гришин Ю.А. Аналитический расчет истечения через выпускной клапан /Ю.А. Гришин //Межвузовский сб. науч. тр. М.гМГТУ «МАМИ»,-Вып. XVII.-2001.-№3-с. 135-139. '

36 Гришин Ю.А. Аналитический расчет через выпускное окно //Известия ТулГУ, Сер. Автомобильный транспорт. Вып.9.-Тула. ТулГУ, 2005.-е. 166-172

37 Гришин Ю.А. Расчет течения через органы газообмена с использованием продувочных характеристик /Ю.А.1 Гришин //Международный симпозиум «Образование через науку»: Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания». Отдельный выпуск.-М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2005.-е. 110-111.

38 Гришин Ю.А. принципы профилирования выпускных каналов и выпускных патрубков двигателей внутреннего сгорания // Ю.А.Гришин, A.A. Манджгаладзе //Известия вузов.-№9.-1982.-С.95-98.

39 Гришин Ю.А. Методы визуализации газового потока в проточных частях двигателей внутреннего сгорания/Ю.А. Гришин, М.Г. Круглов, A.A. Манджгаладзе //Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей: межвуз. научн. тех. сб.- Уфа, 1983.-Вып.7.-С,3-11.

40 Гришин Ю.А. Снижение газодинамических потерь на выпуске с целью

*

улучшения экономичности дизеля /Ю.А. Гришин, Ю.Л." Маслов, A.M. Савенков //Вестник машиностроения.- 1984.- № 6.- С.47-49.

41 Грудский Ю.Г. Методы оценки совершенства выпускных каналов дизелей /Ю.Г. Грудский, В.И. Шайкин //Труды НАМИ.- М., 1979. - Вып. 176.-С. 130-140.

42 Дейч М.Е. Техническая газодинамика /М.Е. Дейч. - М.:Энергия, 1974 -592 с.

43 Добровольский В.В. Методология проектирования оптимальной

(

системы воздухоснабжения ДВС /В.В. Добровольский //Двигателестроение.-1981 .-№ 6.- С.20-23.

44 Драганов Б.Х. Исследование неустановившегося процесса наполнения двухтактных двигателей //Известия вузов. Машиностроение.-1966.-№9.-С. 92-97.

45 Драганов Б.Х. Исследование впускной системы и процесса,наполнения четырехтактных дизелей: автореф. дис....докт. техн. наук /Б.Х. Драганов.- Л., 1973.-35 с.

46 Драганов Б.Х. Методика профилирования проточной части впускных каналов двигателей внутреннего сгорания: сб. науч. тр /Б.Х. Драганов; Укр.сельскохоз. академия.- Киев, 1973.- Вып 89.- С.50-57.

47 Драганов Б.Х. К вопросу об аэродинамических характеристиках впускных систем двигателей внутреннего сгорания /Б.Х. Драганов //Повышение мощности и экономичности тракторных и комбайновых двигателей: сб. науч. тр./Укр. сельскохоз. академия. - 1977. -№ 136.-С. 43-50.

48 Драганов Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей внутреннего сгорания /Б.Х. Драганов.- Киев: Вища Школа, 1987.175 с.

49 Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. Учебник/В.Г.Дьяченко - перевод с украинского языка. - Харьков: ХНДАУ, 2009. - 500 с.

50 Дьяченко В.Г. Газообмен в двигателях внутреннего сгорания: Учеб. пособис/В.Г.Дьяченко - К.:УМК ВО, 1989. - 204 с.

51 Дьяченко В.Г. Исследование влияния впускной системы на коэффициент наполнения двигателя /В.Г. Дьяченко, М.Г. Сандомирский //Механизация сельскохозяйственного производства: труды ХИМЭСХ.-Харьков, 1971.-Вып. 17.-С.135-142.

52 Дьяченко В.Г. Исследование равномерности наполнения по цилиндрам двигателя СМД-14 /В.Г. Дьяченко, М.Г.Сандомирский // Механизация сельскохозяйственного производства: труды ХИМЭСХ.-Харьков, 1971.-Вып. 17.-С.143-148.

53 Дьяченко Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания. Под редакцией проф. д-ра техн. наук Н.Х. Дьяченко. JL, "Машиностроение" (Ленингр. отд-ние), 1974, 552 с.

54 Егоров Я.А Определение коэффициента расхода выпускных органов двигателя по результатам индицирования /Я.А. Егоров, В.П. Дмитриев // Известия вузов. Машиностроение - 1971. - № 8. - С. 72-76.

55 Егоров Я.А. Показатель процесса изменения параметров газа в потоке / Я.А. Егоров //Двигатели внутреннего сгорания.- 1982.- Вып. 35.-С. 43-49.

56 Жмудяк, JI. М. Способ работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания / Л.М. Жмудяк Патент №2024773 М.кл. F02B 37/00 N4796343, заяв. 28.02.90; опубл. 15.12.94, бюл. №23.

57 Жмудяк Л.М. Общий подход к оптимизации дизеля на его математической модели//Двигателестроение.-1981.-№ З.-С. 3-10.

58 Жуковский B.C. Термодинамика /B.C. Жуковский.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-304с.

59 Закомолдин И.И. Результаты продувок головок цилиндров тракторного дизеля воздушного охлаждения / И.И. Закомолдин, Д.В. Гаев, А.И. Смирнов //Двигателестроение.-1982.-№10.-с.45-47.

60 Зацерклянный Н.М. Особенности некоторых математических моделей движения среды в ДВС /Н.М. Зацерклянный, Д.А. Мундштуков //Двигателестроение.- 1980.- № 8.- С.21-24.

61 Зацерклянный Н.М. Квазистационарный метод расчета параметров рабочего процесса ДВС /Н.М. Зацерклянный, С.Г. Нестеренко; Харьковский ин-т. инж. жел. - дор. трансп. - Харьков, 1987. - 40 с.

62 Зенкевич Г.В. Исследова-ние рабочего процесса четырёхтактного двигателя с разделённым выхлопом / Г.В. Зенкевич, В.Г. Дьяченко // Сборник научн. трудов по механизации сельского хозяйства - X., 1968. -Вып.13.-С. 63-71.

63 Значительное повышение мощности и КПД широко распространенных двигателей, в том числе двигателей тракторов, дизель-генераторов, тепловозов, массовых автомобилей, и др. энергоустановок [Текст] : отчет о НИР (промежуточ.) : П-500 / Алтайск. гос. тех. ун-т; рук. Жмудяк JI.M-. -Барнаул, 2010.-172 с. -№ ГР 01200959338.

64 Ивин В.И. Экспериментальное исследование потока в выпускном канале двигателей внутреннего сгорания /В.И. Ивин, JI.A. Васильев, СМ. Возчиков // Известия ВУЗов. - 1975. - № 12. - С. 81-85.

65 Ивин В.И. Профилирование впускных каналов дизеля /В.И. Ивин, JI.B. Грехов //Вопросы совершенствования работы дизелей на неустановившихся режимах и при высокой форсировке.- Хабаровск, 1978.-С. 64-72

66 Ивин В.И. Структура потоков в выпускных каналах ДВС /В.И. Ивин, JI.B. Грехов //Двигателестроение. - 1981. —№8. — С. 8-10.

67 Ивин В.И. Структура и интегральные характеристики потока в выпускном канале двигателя при стационарных и нестационарных условиях /В.И. Ивин//Двигателестроение.- 1985. -№ 1.-С. 14-17.

68 Ивин В.И. Результаты экспериментального исследования

I

нестационарного течения газа в выпускных каналах ДВС /В.И. Ивин, JI.B. Грехов//Двигателестр.. 1986.№ П.-С.57-60.

69 Ильин В.В. Пути уменьшения неравномерности наполнения цилиндров тракторных дизелей /В.В. Ильин //ДВС: Э.И.; ЦНИИТЭИтракторосельмаш.-М., 1978.-№9.-с.6.

70 Иванов Г.И. Повышение пропускной способности впускного канала /Г.И. Иванов, А.И. Меден, Н.И. Орехов, В.И. Сурков //Двигателестроение.-1983.-№1.-с.45-47.

71 Испытания двигателей внутреннего сгорания/ B.C. Стефановский и др. - М: Машиностроение, 1972 - 367 с.

72 Сукомел A.C. и др. Теплообмен и трение при турбулентном течении газа в коротких каналах /A.C. Сукомел, В.И. Величко, Ю.Г. Абросимов. - М.: Энергия, 1979.-216с.

73 Казачков Р.В. Исследование пропускной способности клапанов дизеля Д70 /Р.В. Казачков, E.H. Бесчаров //Двигатели внутреннего сгорания.-Харьков, 1966.- Вып. 2.- С. 53-69.

74 Казачков Р.В. Определение коэффициента расхода впускных и выпускных клапанов быстроходного дизеля Д6 /Р.В. Казачков //Энергомашиностроение,- 1985,- № 2,- С. 23-28.

75 Камкин C.B. Газообмен и наддув судовых дизелей /СВ. Камкин. -JL: Судостроение, 1972. - 200 с.

76 Камкин C.B. Об обобщенных решениях задач газовой динамики в проточных частях двигателей внутреннего сгорания /C.B. Камкин /Двигатели внутреннего сгорания.- 1979.- Вып. 29.- С. 85-92.

77 Камкин С.В. Численный анализ потерь располагаемой энергии газа в выпускных трактах судовых дизелей /С.В. Камкин, J1.M. Вяземская, B.C. Половинкин //Двигателестроение,-1982.№4.-с. 10-12.

78 Колобов Б.П. Численная модель впускной системы ДВС /Б.П. Колобов,

B.Н. Шелепенко //Прикладная механика и техн. физика.-1998.-№6. - 125-131.

79 Кольченко В.И. Исследование потерь на газообмен дизеля А-41 /В.И. Кольченко и др. //Тракторы и сельхозмашины.- 1976.- № 11.-С. 14-16.

80 Коптев К.Н. Гидравлическое совершенствование выпускных каналов в головке цилиндра дизелей ДН 23/30 /К.Н. Коптев и др..- 1970.-Вып. 4-70-14.-

C. 14-18.

81 Королев П.П. Гидравлическое исследование всасьтающих систем авиационных моторов /П.П. Королев //Труды ЦАГИ.- 1940.- Вып. 51 Г-С. 341.

82 Кравец В.И. Определение давлений, скоростей и.расходов в любом

t

сечении нестационарного потока жидкости (газа) по осциллограммам давления, снятым в двух произвольных сечениях /В.И. Кравец //Двигатели внутреннего сгорания.-Харьков, 1965.-Вып 1.-С. 149-153.

83 Красовский О.Г. Исследование нестационарных процессов в выпускных системах дизелей методом математического моделирования на ЭЦВМ: автореф. дис. ... канд. техн. наук /О.Г. Красовский. - Л., 1969.- 16 с.

84 Круглов М.Г. Обобщенное выражение коэффициента наполнения и подачи ДВС и компрессоров объемного типа /М.Г. Круглов // Вестник машиностроения. - 1962. -№ 12. - С. 41-46.

85 Круглов М.Г. Течение газов через выпускной клапан в надкритический период свободного выпуска /М.Г. Круглов, В.К. Чистяков //Известия вузов. Машиностроение. 1970.№ П.- С. 83-88.

86 Круглов М.Г. Применение метода газо-гидравлической аналогии для исследования выпуска и выпускных систем комбинированных двигателей внутреннего сгорания /М.Г. Круглов, В.К. Чистяков //Известия вузов. Машиностроение.- 1970.-№6.-С. 117-120.

87 Круглов М.Г. Коэффициент расхода выпускных клапанов двигателя при подкритическом режиме истечения /М.Г. Круглов, Я.А. Егоров, И.В. Переездчиков //Известия вузов. Машиностроение.- 1971.-№ 2.- С. 95-99.

88 Круглов М.Г. Продолжительность периода надкритического выпуска при импульсном наддуве /М.Г. Круглов, Я.А. Егоров, //Известия вузов. Машиностроение.- 1971 .-№ 4.- С. 104-109.

89 Круглов М.Г. О совершенствовании выпускных органов двигателей /М.Г. Круглов, Г.М. Савельев, В.Н. Зайченко //Автомобильная промышленность.- 1974,- № 12.- С. 4-5.

90 Круглов М.Г. Квазистационарный метод определения параметров газа в цилиндре и выпускной системе двигателя внутреннего сгорания /М.Г. Круглов, В.К. Чистяков //Развитие комбинированных двигателей внутреннего сгорания.- М.: Машиностроение, 1974.- С. 26-40.

91 Круглов М.Г. Метод «распад - разрыва» в применении к расчету газовоздушного тракта ДВС /М.Г. Круглов, И.К. Якушев, A.B. Гусев //Двигателестроение.- 1980.-№8.-С. 19-21.

92 Куртесова A.A. К определению оптимальных соотношений проходных сечений выпускных и впускных клапанов 4-тактных дизелей /A.A. Куртесова, С.С. Соколов//Труды ЦНИДИ.- 1973.- Вып. 63.-С. 23-29.

93 Лазурко A.A. К вопросу о выборе эффективных проодных сечений пускных и выпускных клапанов четырехтактных дизелей /A.A. Лазурко //Совершенствование конструкций тракторов, автомобилей и двигателей.-Челябинск, 1972,- Вып. 54.- С. 44-49.

94 Лазурко A.A. Результаты исследования газовыпускной системы с однотрубным коллектором для многоцилиндровых ДВС /A.A. Лазурко, С.С. Соколов //Двигателестроение.- 1979.- № 3.- С. 25-27.

95 Лазурко A.A. Измерения и моделирование при проектировании газовыпускных систем ДВС /A.A. Лазурко, С.С. Соколов //Двигателестроение,- 1985.-№ 1.- С. 23-28.

96 Лашко В.А. К вопросу о расчетах отрывных течений в каналах /В.А. Лашко, В.И. Ивин //Вопросы совершенствования работы дизелей на неустановившихся режимах при высокой форсировке. - Хабаровск, 1987.-с.81-91.

97 Лашко В.А. Численное моделирование нестационарных процессов в разветвленных системах впуска и выпуска многоцилиндровых ДВС/ В.А. Лашко // Сборник научных трудов НИИ KT.—1997. - №3.-?. 144-158.

98 Луканин В.Н. Дигатели внутреннего сгорания: Учеб. для ыузов по "спец. "Строительные и дорожные мшины и оборудование'УХачиян A.C., Морозов К.А., Луканин В.Н. и др.; Под ред. В.Н. Луканина. - 2-е изд., переаб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 311с., ил.

99 Майер Я.М. Исследование наполнения по цилиндрам двигателя СМД-14 /Я.М. Майер, В.И. Кравец, Г.Д. Статейко //Вопросы конструирования, расчета и испытания тракторных и комбайновых двигателей.- Харьков, 1966.-С. 37-42

100 Майер Я.М. Способы снижения неравномерности наполнения по цилиндрам тракторного дизеля /Я.М. Майер, В.И. Кравец, Г.Д. Статейко //Двигатели внутреннего сгорания.- Харьков, 1967. - Вып 5. - С. 43-63.

101 Мамонтов М.А. Некоторые случаи течения газа по трубам, насадкам и проточным сосудам. - М.: Оборонгиз, 1951. - С. 28-60.

102 Масленников М.М. Новое уравнение коэффициента наполнения и критика существующих уравнении /М.М. Масленников //Труды ЦИАМ.-1994.-.№75.-С. 5-30.

103 Маханько М.Г. Газотурбинные системы двигателей с разделённым выпуском газов/М.Г. Маханько.-М.: Машиностроение, 1972.-120 с.

104 Молодцов Н.И. Результаты экспериментального исследования гидравлического сопротивления головок цилиндров дизелей ЧН 12/14 и ЧН 14/14 /Н.И. Молодцов, М.Р. Петренко //Двигателестроение.-1982.-№4.-с.52-53

105 Меньшенин Г.Г. Основы методики теоретического определения аэродинамических характеристик воздушного тракта дизелей /Г.Г.

Меныиенин, И.И. Закомолдин, Б.А. Арав, Н.Е. Александров //Двигателестроение.-2004.-№2.-с.7-9.

106 Меныиенин Г.Г. Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных аэродинамических характеристик деталей и агрегатов двигателей типа ЧВ 12/12,5 и ЧВН 12/12,5 /Г.Г. Меныиенин, И.И. Закомолдин, Б.А. Арав, Н.Е. Александров, Д.И. Закомолдин //Двигателестроение.- 2004.-№4.-с.6-8.

107 Мунштуков Д.А. Модель газодинамического процесса в двигателях внутреннего сгорания /Д.А. Мунштуков, Н.М. /Зацеркляный //Двигатели внутреннего сгорания.- Харьков, 1978. - Вып. 28. - С. 14-21

108 Моргулис Ю.Б. Двигатели внутреннего сгорания. Теория, конструкция и расчет. Изд. 2-е. М., "Машиностроение", 1972, 336 с.

109 Назаренко Д.А. Измерение скорости воздушного потока во впускных коллекторах двигателей внутреннего сгорания /Д.А. Назаренко, В.Г. Дьяченко //Тракторы и автомобили.- М., 1972,- Вып 2, ч. II.-T.X.-C.21-26.

110 Нечаев JI.B. Влияние пристеночного пространства на пропускную способность впускных трактов дизелей типа AM и ЯМЗ /Л.В. Нечаев, Б.Е. Фомичев, A.A. Балашов //Молодежь, наука, производство. - Барнаул, 1970.-Вып.З. -С. 16-20.

111 Нечаев Л.В. Исследование пропускной способности четырехтактного дизеля в период перекрытия клапанов /Л.В. Нечаев и др. //Известия вузов. Машиностроение.- 1975.-№4.- С. 94-98.

112 Овсянников Ю.Р. Определение длительности периода надкритического выпуска в двигателях внутреннего сгорания /Ю.Р. Овсянников //Вопросы конструирования и исследования тракторов и тракторных двигателей. - Челябинск, 1974. - С. 142-148.

113 Овсянников Ю.Р. Исследование аэродинамического качебтва выпускных органов дизелей /Ю.Р. Овсянников, Г.Д. Драгунов //Автомобили, тракторы и двигатели.- Челябинск, 1976. - Вып. 174. - с. 122-126.

114 Орлин A.C. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности "Двигатели внутреннего сгорания'УД.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. А.С.Орлина, М.Г. Круглова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 372 е., ил.

115 Орлин A.C. Методика расчета процессов газообмена ДВС с короткими каналами /A.C. Орлин. Д.К. Шмаков //Известия вузов. Машиностроение.- 1977.-№ 10.-С. 103-107.

116 Пат. на полезную модель №113540 Российская федерация, МПК F 02D 9/14, F 02D 37/00. Двигатель внутреннего сгорания / А.Е. Свистула, М.И. Мысник, B.C. Яров; заявитель и патентообладатель АлтГТУ - № 2011126398/06 (039061).

117 Петриченко P.M. Рабочие процессы поршневых машин. Двигатели внутреннего сгорания и компрессоры /P.M. Петриченко, В.В. Оносовский. -JL: Машиностроение, 1972. - 167 с.

118 Петриченко P.M. Конвективный теплообмен в поршневых машинах P.M. Петриченко, М.Р. Петриченко. - Л.: Машиностроение, 1979.-232 с.

119 Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в Двигателях внутреннего сгорания /P.M. Петриченко. - Л.: ЛГУ, 1983. - 244с.

120 Повышение технико-экономических показателей двухтактных двигателей ИЖ-7 класса 500 смЗ: отчет о НИР/ Московск. автомеханический ин-т; рук. Райков И.Я. - М., 1980. - 50 с. - № гр. 79049939.- Йнв. № Б963954.

121 Пыжанкин Г.В. Улучшение эффективных показателей быстроходных дизелей с газотурбинным наддувом путем совершенствования системы газообмена: дисс. ... канд. техн. наук / Г.В. Пыжанкин.- Барнаул, 1990.-186с.

122 Роганов С.Г., Рогов B.C. Методика исследования равномерности воздухоснабжения цилиндров многоцилиндровых двигателей /Известия вузов. Машиностроение.-1967.-№ 12.-е. 121-125.

123 Рудык Э.Г. Характеристика течения воздушного потока во впускной системе поршневого двигателя /Тр. Украинской сельхоз. академии, Киев, 1974, вып. 121, с.64-70.

124 Ривкин C.JI. Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив /С.Л. Ривкин - М.: Энергоатомиздат, 1984, - 105 с. 106 Рудой Б.П. К вопросу о коэффициенте расхода в нестационарном потоке газа / Б.П. Рудой //Элементы теории рабочих процессов ДВС: межвуз.науч.-тех.сб. -Уфа, 1974. - Вып. 82. - С. 64 - 67.

125 Рудой Б.П. О профилировании впускных и выпускных каналов четырехтактных ДВС / Б.П. Рудой //Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей: межвуз. науч. -тех. сб. - Уфа,1980.-вып. 4.-с.140-145.

126 Рындин В.В. Исследование нестационарного течения газа во впускном трубопроводе и равномерности наполнения многоцилиндрового двигателя: автореф. дис. ...канд. техн. наук/В.В. Рындин. - М, 1977.-24 с.

127 Рындин В.В., Ивин В.И. /Исследование неравномерности наполнения многоцилиндрового двигателя //Известия вузов. Машиностроение,-1981.- № 10.-С.71-75.

128 Седач B.C. Газовая динамика выпускных систем поршневых машин /B.C. Седач.- Харьков: Высшая школа, 1974.- 171 с.

129 Свистула А.Е. Разработка экспериментальной системы дополнительного выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания / А.Е. Свистула, A.A. Балашов, C.B. Яров // Вестник академии военных наук. - 2011. - №2 (35).- С. 278-284.

130 Симеон А.Э. Газотурбинный наддув дизелей /А.Э. Симеон. - М.: Машиностроение, 1964.- 248 с.

131 Соколов С.С. Профилирование выпускных каналов 4-х тактных дизелей /С.С. Соколов, A.A. Лазурко //НИИНФОРМТЯЖМАШ. ДВС- 1972.-Вып. 4-72-17.- С.26-31.

132 Соколов С.С. Влияние отдельных элементов на пропускную способность выпускной системы /С.С. Соколов, СИ. Ломов, Е.С. Горбунов // НИИИНФОРМТЯЖМАШ. - 1975. -№ 4-75-15. - С. 32-36.

133 Соколов С.С. Методика проектирования выпускных каналов /С.С. Соколов, Е.С. Горбунов /Тр. ЦНИДИ, 1975.- Вып.68.- С. 76-85:

134 Соколов С.С. Комплексное совершенствование газовыпускных трактов дизелей, форсированных наддувом /С.С. Соколов, A.A. Лазурко //Экспериментальные и теоретические исследования по созданию новых дизелей и агрегатов: тр. ЦНИДИ/Под ред. В.И. Балакина. - Л., 1980.-С. 62-74.

135 Сонин В.И. Уточненная методика расчета площади проходного сечения клапанов /В.И. Сонин //Рабочие процессы дизелей: тр. ЦНИДИ.-1975.-Вып. 67.-С. 96-101.

136 Сонкин В.И. Исследование течения воздуха через "клапанные щели /В.И. Сонкин //Испытания автомобилей и двигателей, их агрегатов и деталей.- 1974.-Вып. 149.- С. 21-38.

137 Сташкевич А.П. Исследование влияния скорости истечения воздуха через проходное сечение впускного клапана на величину коэффициента расхода /А.П. Сташкевич, СМ. Шуваев //Труды НАТИ. -• 1967. - № 185. -С. 18-24.

138 Сташкевич А.П. О возможности увеличения размеров тарелки впускного клапана и его седла в головке цилиндров двигателя Д - 160./А.П. Сташкевич, СМ. Шуваев //Автомобили, тракторы и двигатели.- Челябинск, 1969.- Вып. 52.- С. 279-283.

139 Столяров С.П. Интегральные соотношения для расчета подкритического выброса /С.П. Столяров //Двигателестроение. - 2003. - №1. -с. 16-19.

140 Тарасов A.M. Коэффициент расхода впускных систем двигателя /A.M. Тарасов. П.П. Мищенко //Энергомашиностроение. - 1960. - №2.-с. 2531.

141 Терский Б.К. Определение массового расхода отработавших газов при течении их из цилиндра двигателя через выпускной клапан /Б.К. Терский //Вестник машиностроения.-2002.-№ 11 .-с. 77-78.

142 Тер-Мкртичьян Г.Г. Определение равномерности наполнения цилиндров дизеля с турбонаддувом /Г.Г. Тер-Мкртичьян, Л.М. Косенкова //Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания: тр. НАМИ. - М., 1987,- С. 95-103.

143 Тимченко И.И. Исследование влияния конструктивных особенностей впускных систем дизеля СМД-60 на величину ее сопротивления /И.И. Тимченко и др. //Двигатели внутреннего сгорания. - Харьков, 1973.-Вып. 18.-С. 82-90.

144 Ханин Н.С. Балансовый метод определения параметров рабочего тела в проточных частях турбопоршневого двигателя /Н.С. Ханин //Труды НАМИ.-М., 1967,-Вып. 95.-С.З-17. • ■

145 Ханин Н. С. Некоторые вопросы теории неустановившегося движения рабочего тела в проточных частях автомобильных двигателей /Н.С. Ханин. В.Н. Рузанова//Труды НАМИ,- М., 1968.- Вып. 99.-С.З-14.

146 Ханин Н.С. Исследование процессов в системах Выпуска на установке оптического типа /Н.С. Ханин, В.В. Бочин, Л.М. Косенкова //Труды НАМИ.- М., 1971 - Вып. 127.-С.27-36.

147 Хасилева Д.П. Исследование и метод расчета насосных потерь четырехтактного авиационного двигателя /Д.П. Хасилева //Тр. ЦИАМ.-М.: Оборонгиз, 1953.-Вып. 226.-c.lll.

148 Ховах М.С. Аналитический расчет процесса газообмена в четырехтактном дизеле с применением ЭЦВМ /М.С. Ховах, Л.Н. Голубков,

B.И. Шайкин //Труды НАМИ,- М., 1967. - Вып. 94.- С. 38-47.

149 Шамовский Б.Н. Определение коэффициентов расхода отверстий при истечении газа /Б.Н. Шамовский //Вопросы теории и расчета рабочих процессов тепловых двигателей: межвуз. научн. сборник. - Уфа, 1980. -№ 4. -

C. 47-54.

150 Шсйпак A.A. Метод приближенной оценки гидравлического совершенства впускных каналов /A.A. Шейпак, A.C. Степаненко //Двигателестроение .- 1982.-№11.-е. 10-11.

151 Шуваев СМ. О выборе мест отбора статического давления при экспериментальном определении коэффициентов расхода впускных клапанов двигателей Д-108 и Д-130 /С.М. Шуваев //Конструирование и расчет гусеничных машин: труды Челябинск, политехи, ин-та. - 1967.-№44.-С. 186193.

152 Шуваев С.М. Исследование влияния величины зазора между стенкой цилиндра и тарелкой клапана на гидравлическое сопротивление впускных каналов /С.М. Шуваев //Автомобили, тракторы и двигатели.- Челябинск, 1968.-Вып. 62.-С. 135-142.

153 Эпштейн A.C. Экспериментальное определение коэффициентов расхода впускных и выпускных клапанов дизеля Д-50 /A.C. Эпштейн //Энергомашиностроение.- 1961.- № 6.- С. 21-26.

154 Ястржембский А.С Техническая термодинамика /A.C. Ястржембский.- JL, М.: Госэнергоиздат, 1960. - Гл.9. Течение газов.- С. 182206.

155 Birmann R. Aerothermodinamie considerations involved in turbodrarging Four and two-cycle diesel engine / R. Birmann //- Transaction of the ASME/- V. 78.- 1956.-N 1/-P.25-34.

156 Experimental investment of seavenging efficiency of two-stroke cycle Engine /D.S. Sanborn, G.P. Blair, R.G. Kenny, A.H. Kingsborn// SAE Teckn. Pap. Ser. -1980.- N 800975.- 18 p.

157 Hardenberg H. Ein einfaches Verfahren zur Abschätzung des Einflusses Der Zylinder- und Brennraumgeometrie auf den Durchflug von Einla Bkanälen / H. Hardenberg, G. Francle // MTZ.- 1970/- N 10. - S.425-429.

158 Hardenberg H. Die Optimierung der Ventil - und Sitzringgeometrie in Ein und AuslaBkanälen / H. Hardenberg, D.Helmute, S. Daudel//MTZ. - 1973.- N 5.-S. 120-125.

159 Kasther L-I. Poppet Iulet characteristics and their influens of the induction process / L.I. Kasher, T.I. Viliams and I.B. Whiter. - London, 1964.- P.5-30.

160 Khanna K. Untersuchung der Verbund - und Treibgasanlagen mit hoch Aufgeladenen Viertakt-Dieselmotoren / K. Khanna // MTZ, 1960.-N 1, N 3. - S.S. 18-29, 92-96.

161 Laihidi F., Thelliez M. Modélisation des ecoulemants puises a travers une tubulure a l'echappement d'un moteur / F. Laihidi, M.Thelliez//Entropie,- 1996. -32. N 201.- p.28-34.

162 Ratui M.D., Moisdis N.T. Qualification of diesel generator exhaust carbon steelpiping to intermittent elevated temperatures/ M.D.Ratui, N.T. Maisdis // Trans. ASME. I. Pressure Vessel Technol.- 1996. - 118, N 1 - p. 42-47.

163 Sato K. Performance Simulation in a Two-stroke Cycle Engine (1) //K. Sato // Intern. Combyst. Engine.-1986.-25, N 5, - p.9-14.

164 Trigui N. CFO based Shape optimization of IC engine/ N.Trigui, V. Gri-aznov V., Asffes H., Smith D. // Oil and Gas : Res. Inst. Fr.petrole.- 1999.- 54, N 2. p.297-307.

165 Wiser Karl. PrazeBorientierter Einsats von CFD in der Entwicklung von Motorkomponenten durch die Verfügbarkeit automatischen Netzgenera-Toren / Karl Wiser, Andreas Ennemoser, Anton Plimon // MTZ: Motor-Techn. Z.- 1998.59, N 5.-S. 328-331.

166 Yashizawa K. Numenical analysis of unsteady exhaust gas Plow and Its application for lamda control inprovenont / K. Yashizawa, K. Maru, K. Anai, A. Jiyama // Nissan Motor Co., Jokosuka, Japan.- 2003, N 2. - p.555-562.

167 Zhang G. Q. Manifold gas dynamics modeling and its coupling Weith Single-cilinder engine models using SIMULINK / G.Q. Zhang, D.N. Assanis (University of Michigan, USA), Trons ASME. I.Eng. Gas Turbinss and Power. -2003.-125, N2.-p.563-571, IOhji.

Приложение А Алгоритм обработки результатов испытаний, оценка погрешностей измерений

Алгоритм обработки результатов испытаний

Мощность двигателя на выходном валу определяется по формуле:

N = к п , кВт, (А.1)

1000 4 '

где Ке - мощность двигателя на выходном валу, кВт;

п - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин"1;

к Рт - показания весовой головки.

Крутящий момент двигателя Ме определяется по формуле:

Ме = к-Рт-Ь, кг-м = С Рт, Н м,

где Ь - длина плеча рычага балансирной машины, м;

С - постоянная величина.

Для определения среднего эффективного давления Ре используется

зависимость

„ 0,00314- т-Ме

Ре = -—-г-, МПа, (А. 2)

где т - тактность дизеля; [ - число цилиндров; Уь - рабочий объем цилиндра, л. Эффективную мощность можно определить и по другой зависимости

.г Ме'П ГЭ

N =—--— = —2—, кВт.

30-г 9550

Условное среднее давление механических потерь Рм.п. определяется по зависимости

'•К

где Ммп - момент сопротивления двигателя при прокрутке от балансирной машины, Нм.

Условная мощность механических потерь Км.п определяется по формуле

(А.4)

30 • т

Условный механический КПД г|м определяется по выражению

е м.п

Удельный эффективный расход топлива & определяется по зависимости

г.=^^,г/(кВт-ч), (А.6)

е

где Ст- часовой расход топлива, кг/ч. Для массового способа замера расхода топлива

(7Т=--3,6, кг/ч, (А.7)

где - массовая навеска топлива, расходуемого за время замера ^, г;

- время расхода навески топлива ЛСг, с.

Удельный индикаторный расход топлива определяется по зависимости

г=1000^г/(кВт.ч)) (А8)

где /V,- - индикаторная мощность двигателя, кВт. Индикаторная мощность двигателя определяется по выражению

= Ые + Имм, кВт. (А.9) .

Среднее индикаторное давление определяется по формуле

Л = Ре + Рмт МПа. (А. 10)

Коэффициенты полезного действия т|:

- индикаторныи г]. =-; (А. 11)

84,3

- эффективный Т]е=——; (А. 12)

где Ни - низшая теплота сгорания любого топлива, кДж/кг-К. Коэффициент избытка воздуха а определяется как

а = —^—; (А.13)

14,35-Ст 4 ;

где Св - часовой расход воздуха, кг/ч;

Ь0 - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма любого топлива, кг в/кг т.

Для объемного способа определения расхода воздуха используется выражение

й=360^м,/ч_ (Д14)

в

где А(2а - фиксированный объем воздуха по показанию объемного

расходомера, м3;

и - время расхода фиксированного объема воздуха с.

Массовый расход воздуха (7е определяется по выражению

= (А. 15)

где рр - плотность воздуха перед расходомером, кг/м3.

Плотность воздуха перед расходомером рр определяется по формуле

3480^ з ' + 273 4 У

где Рр - абсолютное давление воздуха перед расходомером, МПа;

^ - температура воздуха перед расходомером, °С. Плотность окружающей среды р0 определяется по зависимости

кг/м', (А.17)

О

где В о - давление окружающей среды, мм.рт.ст.;

Т0 - температура окружающей среды, К. Плотность воздуха во впускном коллекторе дизеля .с наддувом рк определяется по формуле

3480^ кг;мз (А

где Рк - абсолютное давление воздуха во впускном коллекторе, МПа; и - температура воздуха во впускном коллекторе дизеля, °С.

Коэффициент наполнения дизеля без наддува определяется по

выражению

п" ¡-к-п-р.,, в* т-1-г„.«.Ро- (АЛ9)

где С] - теоретически возможный массовый расход воздуха.

, *

Коэффициент наполнения дизеля с наддувом определяется по формуле

33,66

Л^-тт^, (А.20)

Все показатели для вычисления мощностных и экономических параметров, получаемые в данном эксперименте прямыми измерениями (частота вращения, эффективный крутящий момент и т.д.) для уменьшения случайной ошибки результата измерения проводились 4-5 раз на каждом режиме. Это число измерений было найдено из условия равенства систематической и случайной ошибок с надежностью 0,9 при коэффициенте Стыодента равном 1.

Оценка погрешностей измерения

Оценка погрешностей этих параметров производилась по методике, изложенной в работах [26, 32].

Все показатели для вычисления мощностных и экономических параметров, получаемые в данном эксперименте прямыми измерениями (частота вращения, эффективный крутящий момент и т. д.) для уменьшения случайной ошибки результата измерялись 4—5 раз на каждом режиме. Это

число измерений было найдено из условия равенства систематической и случайной ошибок с надежностью 0,9 при коэффициенте Стьюдента равном 1.

Определение расхода воздуха производилось с помощью ротационных счетчиков газа типа РГ. Максимальная суммарная относительная погрешность объемных расходомеров типа РГ по данным завода оценивается 5В = ±2,5 % , а с учетом корректировочной кривой, прилагаемой заводом-

I

изготовителем, эта погрешность уменьшается до 5В ='±1,0% • Время прохождения контрольного объема воздуха измерялось механическим секундомером с ценой деления Ах = 0,2 с. Время измерения составляло в среднем 20 с, тогда погрешность определения времени

8т — — • 100 = — • 100 = 1 %. (А.21)

г 20 4 '

Относительная погрешность определения объемного расхода воздуха

5дв = л/^в2 +8т2 - а/12 +12 = 1,41 %. (А.22) Относительная погрешность определения массового расхода воздуха

SGB = + <572 +8R2 + SQl = д/0,072 +0,172+0,12+1,412 = 1,43 %, (А-.23) !

где 8R - погрешность газовой постоянной, которая определена из таблиц, составленных с точностью 0,1 % [124].

Эффективная мощность Ne определяется по формуле через эффективный

крутящий момент Ме и частоту вращения П . Эффективный крутящий момент

определялся по весовой головке электродинамометра с относительной погрешностью ДМ</Ме=±0,25%, а частота вращения с помощью частотомера 43-32, погрешность измерения которого Ап/п не превышала- ±0,2%. Таким образом, относительная погрешность косвенного измерения эффективной мощности AN/N равнялась:

AN . (AM0 An

N

: +

v Ме п J

= ±(0,25 % + 0,2 %) = ±0,45 %. (А.24)

Момент механических потерь Мм определялся прокруткой по той же весовой головке электродинамометра, что и Ме, с последующей

корректировкой по соответствующей формуле: Шпр

МпР

: +

ГЛМпр Лпл

Мпр

п

= ±(0,25 % + 0,2 %) = ±0,45 %. (А.25)

Удельный эффективный расход топлива ge определяется по формуле: ge = Ст./(3600 г/(кВт ч) (А.26)

где бт - часовой расход топлива, определяется из выражения: £т=3,6ДС?т/ г, кг/час. (А.27)

где АСт - навеска топлива в г, определялась с помощью прибора Д1 ОО.ОО.ОООПС ( АИР-50 ) с погрешностью не выше ± 0,4 %;

Г - время расхода этой навески, сек. ( измерялось электронным

секундомером, входящим в комплект расходомера, с погрешностью ±0,2% ).

Таким образом, относительная погрешность измерения часового расхода топлива дизелем равнялась

Лв-

т _

+

С7т

Л{ЛОт) Лт

Лвп

= ±(0,4+0,2)=±0,6%,

(А.28)

а удельного эффективного расхода топлива

4?,

ёе

Лвт

+

= ±(0,6 +0,45) = ±1,05%.

(А.29)

Таблица А. 1 - Полученные относительные погрешности прямых и

косвенных измерений

N п\п Измеряемый параметр. Измерительный прибор . . 8,%

1 2 3 4

1 Температура воздуха при статической продувке Ртутный термометр 0,17

2 Давление окружающей среды Барометр-анероид 0,07

3 Температура отработавших газов МИТ-12 0,93

4 Статическое давление при продувке Микроманометр 0,07

5 Объемный расход воздуха Счетчик газа типа РГ 1,41

6 Массовый расход воздуха 1,43

7 Крутящий момент электротормоз 0,32

8 Частота вращения коленчатого вала Электронный тахометр 0,2

9 Эффективная мощность 0,45

10 Часовой расход топлива Расходомер АИР-50 0,6

11 Удельный эффективный расход топлива 4- тактцый .. двигатель работа на электротормоз 1,05

Приложение Б Принятые обозначения и единицы измерения, основные индексы, принятые основные сокращения

Принятые обозначения и единицы измерения а - скорость звука, м/с;

0 - диаметр цилиндра, м;

6. - диаметр клапана, мерного устройства, м;

в - массовый расход газа или воздуха, кг/с;

И,Г- геометрическая площадь проходного сечения, м2;

эффективное проходное сечение, м2; р - коэффициент расхода;

Б - энтропия, ход поршня, зазор между кромкой клапана и стенкой цилиндра, м;

ДБ - изменение энтропии, ;

к - показатель изоэнтропного процесса, условия в коллекторе впуска; ш - показатель адиабатного процесса, модуль мерного устройства; п- показатель политропного процесса, частота вращения вала, мин-1; а - коэффициент избытка воздуха, коэффициент внешнего теплообмена, коэффициент расхода мерного устройства;

М - число Маха, крутящий момент, кН*м, молярная масса газовой смеси, кг/кмоль;

М11- универсальная газовая 8314 ;

Я - газовая постоянная , Дж/кг*К;

Р - абсолютное давление, Па;

ДР - перепад давления (потеря давления), Па;

Т - абсолютная температура, К;

ДТ- перепад (разность) температур, оС;

1 - температура, оС;

- скорость потока, м/с;

(2 - количество теплоты, объемный расход, мЗ/с; q - удельное количество теплоты, Дж/кг; Д(2 - разность показаний объемного расходомера, мЗ; т - время расхода объема с, тактность двигателя; р - плотность газа или воздуха, кг/мЗ;

V - удельный объем, мЗ/кг;

♦

ф - коэффициент скорости, угол фаски клапана, угол поворота коленчатого вала (п.к.в.);

с - массовая или мольная теплоемкости, Дж/кг»К или Дж/кмоль»К; [ - число цилиндров, удельная энтальпия, Дж/кг;

- коэффициент газодинамических потерь; С, - коэффициент потери энергии; ¥ - коэффициент относительного теплообмена;

V - коэффициент перераспределения теплообмена; Ь - подъем клапана, мм;

g - удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч; N - мощность поршневого двигателя, кВт;

Г) - коэффициент наполнения, коэффициент полезного действия;

V - объем цилиндра, л;

и - удельная внутренняя энергия, Дж/кг; 1 - работа, Дж;

в - степень сжатия, поправочный множитель для сопл и диафрагм;

•

Основные индексы

а - адиабатный процесс расширения газа в потоке;

п - политропный процесс расширения газа в потоке;

в - воздух;

г - газ, горловина;

вп - условия впуска;

вып - условия выпуска;

♦

вх - условия входа; вых - условия выхода; дв - двигатель; д - действительные условия;

Т - теоретически возможные условия, условия в коллекторе выпуска;

е - эффективные условия;

i - индикаторные условия;

ц - условия в цилиндре, условия цикла;

к - условия в коллекторе впуска;

кв - внутренний размер тарелки клапана;

кн - наружный размер тарелки клапана;

св - внутренний размер седла клапана;

о - размер стержня клапана, открытая система;

кл - клапан;

Р - условия перед расходомером, условия постоянства давления P=const;

дин - динамические условия;

з - условия запаздывания;

кр - критические условия;

окр - условия окружающей среды;

V - условия наполнения объема цилиндра, условия постоянства объема

V = const; ср - средняя величина; эксп - экспериментальный;

г - газодинамические потери, условия конца выпуска;

вн, внеш - внутренняя, внешняя;

изот - изотермические условия;

расп - располагаемые;

тех - техническая;

min - минимальный;

max - максимальный;

\

тр - условия трения; сж - условия сжатия;

1,2 - условия в сечениях 1-1 и 2-2, условия входа и выхода потока; Е - суммарное значение; * - параметры заторможенного потока.