WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Епифанов Дмитрий Владимирович

МЕТОДИКА ВЫБОРА ТИПА И ХАРАКТЕРИСТИК

АГРЕГАТОВ НАДДУВА АВТОМОБИЛЬНОГО ДВС

УДОВЛЕТВОРЯЮЩЕГО ПЕРСПЕКТИВНЫМ

ЭКОЛОГИЧЕСКИМ И ЭКОНОМИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород – 2010

Работа выполнена на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е.

Алексеева

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор В.Л. Химич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор П.И. Бажан доктор технических наук, профессор А.А. Гаврилов Ведущее предприятие: ОАО «РУМО»

Защита диссертации состоится «15» декабря 2010 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.04 в Нижегородском государственном университете им. Р.Е. Алексеева по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24, ауд. 1258.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.165.

Автореферат разослан «_» _ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Л.Н. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Для снижения техногенной нагрузки на окружающую среду от постоянно растущего парка автомобилей во всех высокоразвитых странах в законодательном порядке вводятся периодически ужесточающиеся нормы на эмиссии вредных веществ (СО, НС, NOх и РМ), выбрасываемых в атмосферу с выхлопными газами.

На территории Российской Федерации, начиная с 2006 г., периодически вводятся в действие Европейские экологические стандарты, регламентирующие нормы эмиссий вредных веществ, для вновь выпускаемых автомобилей.

При переходе к очередному стандарту снижение эмиссий автомобиля представляет собой сложную научно-техническую задачу, решение которой связано со снижением эксплуатационного расхода топлива при одновременном улучшении динамических качеств автомобиля за счет повышения энергетических показателей и надежности двигателя.

Одной из наиболее сложных и трудоемких задач является выбор типа агрегата наддува и согласование его расходно-напорных характеристик с гидравлической характеристикой двигателя. Начиная с норм Евро 3, для наддува дизелей наибольшее применение получили турбокомпрессоры с регулируемым сопловым аппаратом турбины.

Цель данной работы – разработка методики выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного ДВС, удовлетворяющего перспективным экологическим и экономическим требованиям.

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:

1 - разработать методику расчета внешней скоростной характеристики (ВСХ) для двигателей автомобилей экологического класса 4 (Евро 4) и выше;

2 - выбрать тип и характеристики агрегатов наддува в зависимости от уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля;

3 - разработать методику определения гидравлической характеристики двигателя (ГХД) и её согласования с расходно-напорными характеристиками (РНХ) регулируемого турбокомпрессора (ТКР) по четырем ключевым режимам работы дизеля по ВСХ;

4 - разработать методику формирования экспериментальной ВСХ, включающий построение предельно – допустимой и расчетной ВСХ по крутящему моменту;

5 - определить закон регулирования соплового аппарата турбины, обеспечивающий формирование расчетной ВСХ.

Научная новизна.

Разработана методика выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного ДВС, удовлетворяющего перспективным экологическим и экономическим требованиям.

Предложено уравнение для определения степени повышения давления кi в одноступенчатой системе турбонаддува дизеля без промежуточного охлаждения надувочного воздуха с использованием РНХ компрессорной ступени.

Разработана методика определения и согласования ГХД с РНХ компрессорной ступени по четырем расчетным точкам (Gвi, кi).

Получен закон регулирования соплового аппарата турбины по ВСХ в виде кусочно-линейной функции, определяющей ход штока сервопривода от частоты вращения коленчатого вала.

Достоверность и обоснованность полученных научных результатов обусловливаются:

- применением уравнений по теории автомобиля и теории рабочих процессов ДВС, законов газовой динамики для выполнения расчетов;

- применением поверенных и аттестованных измерительных приборов, оборудования, действующих стандартов РФ, типовых методик и опыта проведения экспериментальных исследований двигателей с турбонаддувом;

- подтверждением результатов расчетов экспериментальными данными.

Практическая ценность работы.

Методики, изложенные в диссертации, рекомендуется использовать для разработки систем наддува дизельных, бензиновых и газовых двигателей, применяемых на автомобилях Евро 4 и выше.

Применение методики выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного ДВС позволяет значительно сократить затраты времени и средств при создании новых и модернизации серийно-выпускаемых автомобильных двигателей с наддувом.

Реализация результатов работы.

Материалы диссертации используются:

- при создании новых и модернизации серийных двигателей в ОАО «ЗМЗ»;

- на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева в лекционных курсах по специальности «ДВС», при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели» в НГТУ им. Р.Е. Алексеева 14 октября 2010 г.

По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады:

на международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им.

Н.Э. Баумана, 17-19 мая 2005 г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана; на V международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки», 19 мая 2006 г., Нижний Новгород, НГТУ; на международной конференции «Двигатель – 2007», посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана, 19-21 сентября 2007 г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана; на XI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», посвященной 50-летию Владимирского государственного университета, 27-29 мая 2008 г., Владимир, ВлГУ; на международной научно-технической конференции «Авто НН Автомобильный транспорт в XXI веке», посвященной 45-летию кафедры «Автомобильный транспорт» НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 18-19 декабря г., Нижний Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева; на всероссийской научнотехнической конференции «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве», посвященной 75-летию факультета морской и авиационной техники НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 17- ноября 2009 г., Нижний Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева; на XI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», посвященной 50летию Владимирского государственного университета, 27-29 мая 2008 г., Владимир, ВлГУ; на XII международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», 29-30 июня 2010 г., Владимир, ВлГУ;

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 работ, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка литературы. Общий объем работы 155 страниц, включая 147 страниц основного текста, содержащего рисунков и 24 таблицы. Список литературы включает 67 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрены пути снижения эмиссий вредных веществ в ОГ дизелей, тестируемых в составе автомобиля, сформулированы цель диссертации и основные решаемые задачи для ее достижения, приведены научная новизна и практическая ценность выполненных исследований.

В первой главе диссертации на основании анализа опубликованной литературы сформулированы два принципа, определяющие форму ВСХ двигателей для автомобилей с максимальной массой до 3,5 т, доводка экологических параметров и сертификация которых выполняется на роликовом стенде по циклу NEDC в соответствии с Правилами ЕЭК ООН №83 (ГОСТ Р41.83выполнение очередного экологического законодательства (требование государства);

- обеспечение заданных динамических качеств автомобилю (требование потребителя).

В работах М.Г. Круглова, В.И. Крутова, А.Г. Рыбальченко, В.Н. Каминского рассмотрены следующие подходы для формирования ВСХ автомобильного двигателя:

- сохранение постоянного крутящего момента при снижении угловой скорости коленчатого вала в соответствии с условием = varia, Мк = const;

- повышение крутящего момента при снижении угловой скорости коленчатого вала в соответствии с условием = varia, Ne = const.

Выполнение этих условий позволяет улучшить динамические качества автомобиля и способствует выполнению соответствующих экологических стандартов.

Как правило, начиная с норм Евро 4, все ведущие автомобильные фирмы применяют двигатели, ВСХ которых имеют участок Мк.max = const в скоростном диапазоне nк1 - nк2, переходящий в участок Nном = const в скоростном диапазоне nк2 - nном (рис.1).

Рис.1. Внешние скоростные характеристики двигателя Во второй главе диссертации на основании анализа опубликованной литературы даны рекомендации по выбору типа агрегатов наддува в зависимости от требуемой формы ВСХ и уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля.

В дизелях наибольшее распространение получили системы газотурбинного наддува с регулируемыми ТКР. Для дизелей Евро 1-3 применяют ТКР с клапаном перепуска ОГ минуя турбину (WGT), а для дизелей Евро 3-6 – ТКР с регулируемым сопловым аппаратом (РСА).

Для дизелей с литровой мощностью до 60 кВт/л экономически целесообразно применять одноступенчатые системы турбонаддува с ТКР с РСА для выполнения норм Евро 4 и выше.

Для дизелей с литровой мощностью более 60 кВт/л требуется применять двухступенчатые системы турбонаддува.

Основной задачей при выборе ТКР является согласование его характеристик с ГХД (функция k=f(Gв), представляющая собой зависимость между расходом воздуха и необходимой степенью повышения давления в компрессоре при работе дизеля по требуемой ВСХ, называется гидравлической характеристикой двигателя).

В опубликованных методах согласования ГХД с характеристиками нерегулируемых и регулируемых ТКР WGT в качестве расчетных используются ключевые режимы Nном и Мк.max как отдельно (по 1 расчетной точке – рекомендации Б.Ф. Лямцева, Л.Б. Микерова для судовых и автотракторных дизелей), так и совместно (по 2 расчетным точкам – рекомендации фирмы Honeywell-Garrett, США для автомобильных дизелей и бензиновых двигателей). В НГТУ им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород) совместно с ОАО «ЗМЗ» разработана методика расчета и согласования ГХД с характеристиками ТКР WGT для автомобильных дизелей Евро 2 и Евро 3 по трем ключевым режимам: Nном, Мk.max и nхх.min (3 расчетные точки). ВСХ двигателей для автомобилей, выполняющих нормы Евро 4 и выше, имеют четыре ключевых режима, соответствующих расчетным точкам 1, 2, 3, 4 (рис.1).

В третьей главе диссертации разработаны теоретические методики и рекомендации для решения сформулированных задач.

Методика расчета и построения ВСХ двигателя по четырем ключевым режимам работы включает рекомендации по определению координат четырех расчетных точек 1, 2, 3, 4 и построению трех участков ВСХ по крутящему моменту и мощности (рис.1).

Координаты расчетной точки 1 (N1=Nном, n1=nном, М1=9550Nном/nном) определяются по заданной потребителем максимальной скорости Vmax автомобиля.

Рекомендации по определению координат расчетной точки 2 (N2=Nном, n2=nк2=(0,7±0,05)·nном, М2=Мк.max=9550Nном/nк2) и расчетной точки 3 (N3= =Мк.max· nк1/9550, n3=nк1=(0,4±0,1)·nном, М3=Мк.max) получены в результате обработки опубликованных экспериментальных ВСХ.

Координаты расчетной точки 4 (N4=Мк.min/9,55, n4=nmin=1000мин-1, М4=Мк.min) задаются потребителем двигателя.

Методика определения ГХД по четырем расчетным точкам включает разделы: расчет и согласование ГХД с РНХ компрессорной ступени и рекомендации по расчету площадей РСА.

В результате выполнения данных разделов определяют для конкретного двигателя требуемые геометрические характеристики компрессорной и турбинной ступеней (A/R и Trim) ТКР с РСА для заказа на фирме-изготовителе (рис.2-4).

Рис.2. Геометрические параметры корпусов компрессора и турбины:

А – площадь сечения канала на выходе из улитки (Ак – для корпуса компрессора) или входе в улитку (Ат – для корпуса турбины), дюйм2;

R – расстояние от оси ротора ТКР до центра масс сечения А, дюйм;

А/R – характерный параметр, дюйм.

Рис.3. Геометрические параметры регулируемого соплового аппарата турбины: а) АРСА.max = (6a+3b)h – максимальная и б) АРСА.min = 6ch – минимальная площади проходных сечений каналов РСА на входе в колесо турбины (h – высота сопловой лопатки).

Рис.4. Геометрические параметры рабочих колес ротора ТКР:

Trimк - колеса компрессора; Trimт - колеса турбины.

Определение параметров для каждой расчетной точки ГХД (рис.6) и согласование её с РНХ компрессорной ступени ТКР выполняется путем решения базовой системы уравнений:

к – плотность воздуха во впускной трубе; V – коэффициент наполнения; 0 P1 P0 – коэффициент потерь давления на впуске в компрессорную ступень; P1 – давление воздуха на впуске в компрессорную ступень;

вп Pк P2 – коэффициент потерь давления от компрессорной ступени до впускной трубы; P2 – давление воздуха на выходе из компрессорной ступени; Pк – давление воздуха во впускной трубе; Tк – температура воздуха во впускной трубе.

Значения температуры Т о и давления атмосферного воздуха ро, как правило, приведены на расходно-напорных характеристиках компрессорной ступени в рекламных материалах фирм-производителей ТКР.

Базовая система уравнений может быть использована для расчета ГХД в любой комплектации двигателя.

Вычисление площадей РСА (А1, А2, А3, А4) для каждой расчетной точки ГХД выполняется по условию равенства мощностей компрессорной и турбинной ступеней ТКР по известным формулам из теории турбомашин.

Турбинную ступень подбираем из условия обеспечения конструкцией РСА расчетного диапазона регулирования площади соплового аппарата (см.

рис.3):

Иллюстрация методики формирования экспериментальной ВСХ двигателя приведена в четвертой главе.

В четвертой главе диссертации выполнена иллюстрация предлагаемой методики выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного двигателя, включающей решение 5 сформулированных задач на примере дизеля ЗМЗ-5143.10 с турбонаддувом без промежуточного охлаждения надувочного воздуха для автомобиля УАЗ-315148 «ХАНТЕР» Евро 4.

1. Результаты расчета ВСХ по предлагаемой методике для дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 приведены на рис.5.

Рис.5. ВСХ по крутящему моменту: 1 - дизель ЗМЗ-5143.10 Евро 3 с ТКР WGT (эксперимент); 2 - дизель ЗМЗ-5143.10 Евро 4 с ТКР с РСА (расчет).

2. По предложенным рекомендациям для реализации расчетной ВСХ при литровой мощности дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4, равной Nл=30,4 кВт/л, выбран ТКР с РСА.

3. Для расчета ГХД базовая система уравнений (1-3) для дизеля с ТКР с РСА без охладителя надувочного воздуха преобразована в систему из двух уравнений:

Результаты расчета ГХД и ее согласования с РНХ компрессорной ступени приведены на рис.6.

Рис.6. Гидравлические характеристики дизеля ЗМЗ-5143 для автомобиля УАЗ-315148 «Хантер» Евро 4, совмещенные с расходно-напорными характеристиками компрессорной ступени GT1544 (d2=44мм; A/Rк=0,33дюйм;

Trimк=56) ТКР VNT15 фирмы Honeywell-Garrett: 1 – Расчетная (1р-2р-3рр); 2 – экспериментальная (1э-2э-3э-4э); 3 – расчетная (1р-2р-3р-4у) для двухступенчатой системы наддува ТКР VNT 15 + eBoosterТМ. * – граница помпажа для ТКР VNT15. ** – граница помпажа для двухступенчатой системы наддува ТКР VNT 15 + eBoosterТМ.

По результатам вычисленных площадей РСА выбрана турбинная ступень GT15 (d1=41 мм) Trimт 72 (A/R)т.65 фирмы Honeywell-Garrett, для которой выполняется условие (4):

АРСА.min = 1 см2 ( А4=2,6 см2 … А1 =5,6 см2) АРСА.max =7,3 см2.

Для проведения экспериментальных исследований выбран ТКР VNT фирмы Honeywell-Garrett (рис.7).

Рис.7. Внешний вид ТКР VNT15: 1 – корпус турбины; 2 – корпус компрессора; 3 – вакуумный сервопривод РСА; 4 – впускной патрубок со смесителем картерных газов.

4. Иллюстрация методики формирования экспериментальной ВСХ дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 с ТКР VNT 15.

Определение ключевых параметров дизеля.

Исходя из условий выполнения экологических стандартов и обеспечения надежности дизеля ЗМЗ-5143.10, выбираем следующие ключевые параметры для разработки метода экспериментального определения ВСХ:

- дымность ОГ Кmax = 4,5 FSN – согласно Правилам ЕЭК ООН (R24) для дизеля с рабочим объемом 2,235 л;

- максимальное давление сгорания pz = 145 Бар – из условий надежности основных деталей дизеля;

- температура ОГ на входе в корпус турбины t3.max = 850 С – из условия надежности работы ТКР VNT15.

Определение нагрузочных характеристик.

Диапазон частот вращения коленчатого вала ni дизеля и ход штока hj вакуумного сервопривода ТКР VNT15 разбиваем, соответственно, на интервалы: n1... n13 и h1 … h7.

Каждая серия нагрузочных характеристик n1... n13 определена для hj=const с шагом по крутящему моменту М =20 Нм. Определение каждой нагрузочной характеристики прекращалось при достижении любым из 3-х ключевых параметров своего предельного значения. При этом каждому предельно-допустимому крутящему моменту присваивается собственное обозначение Мij (рис.8).

Рис.8. Внешние скоростные характеристики дизеля ЗМЗ-5143.10 для автомобиля УАЗ-315148 Евро 4: 1,2,3,4,5,6,7 – индивидуальные; 8 – предельно-допустимая; 9 – расчетная (1- 2- 3- 4р); 10 – экспериментальная (1-2-3э).

Построение предельно – допустимой ВСХ по крутящему моменту.

По данным полученным в ходе определения нагрузчных характеристик построены индивидуальные ВСХ (кривые 1,2,3,4,5,6,7) по крутящему моменту M i. j f (ni, h j ), каждая из которых является аналогом ВСХ дизеля ЗМЗ-5143.10 с нерегулируемым ТКР при фиксированном значении площади соплового аппарата ТКР VNT15 (hj=const, рис.8).

Предельно-допустимая ВСХ (кривая 8) по крутящему моменту для дизеля ЗМЗ-5143.10 с ТКР VNT 15 построена как огибающая индивидуальные ВСХ кривая, проходящая через точки М1.7 - М2.7 - М3.7 - М4.6 - М5.4 - М7.3 М11.2 - М13.1.

Сравнение расчетной (кривая 9) и экспериментальной ВСХ (кривая 10) по крутящему моменту для автомобиля.

Удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных данных подтверждает достоверность предлагаемой методики расчета ВСХ (рис.8). Меньшее значение экспериментального крутящего момента М4Э=142Нм по сравнению с расчетным М4Р=182 Нм связано с высокой дымностью ОГ дизеля ЗМЗ-5143.10 с ТНВД VE (К4=5,36 FSN при Кmax = 4,5 FSN для дизелей с iVh=2235 см3).

Построение графиков регулирования соплового аппарата турбины ТКР VNT 15 в составе дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4.

По точкам пересечения индивидуальных ВСХ с экспериментальной ВСХ находим частоты вращения коленчатого вала двигателя для каждого фиксированного хода штока hj (рис.8). Строим график хода штока h сервопривода РСА в зависимости от частоты вращения n коленчатого вала двигателя для экспериментальной ВСХ. По аналогии построен график хода штока сервопривода РСА для предельно-допустимой ВСХ (рис.9).

Рис.9. Графики хода штока сервопривода регулируемого соплового аппарата турбины ТКР VNT15: 1 –для предельно-допустимой и 2 – для расчетной внешних скоростных характеристик дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4.

5. Определение закона регулирования соплового аппарата турбины, обеспечивающего работу дизеля по экспериментальной ВСХ.

Анализ графиков приведенных на рис.9, позволяет сформулировать общий закон регулирования ТКР VNT15: изменение хода штока сервопривода РСА турбины по частоте вращения коленчатого вала дизеля описывается кусочно-линейной функцией h = a · n + b.

В таблице приведены численные значения коэффициентов пропорциональности a и b при работе дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 по экспериментальной ВСХ.

Коэффициенты пропорциональности 1000…1500 1500…1700 1700…2500 2500… В пятой главе диссертации изложены результаты стендовых испытаний дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 с ТКР VNT15 и рекомендации для обеспечения расчетной ВСХ на участке 4–3 (рис.8).

На рис.6 приведено сравнение расчетной ГХДр и экспериментальной ГХДэ дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4, совмещенных с РНХ компрессорной ступени ТКР VNT 15.

В связи с тем, что регулируемый участок 4–3 ГХДэ расположен близко к границе помпажа, а также для обеспечения расчетного крутящего момента М4Р=182 Нм разработаны рекомендации по применению двухступенчатой системы наддува «ТКР VNT 15 + eBoosterТМ» (рис.10).

Рис.10. Двухступенчатая система наддува «ТКР VNT15+eBoosterTM».

На рис.11-14 приведены нагрузочные характеристики и ВСХ по удельному эффективному расходу топлива дизеля ЗМЗ-5143.10 Евро 4 с различными вариантами исполнения систем наддува.

Рис.11. Внешняя скоростная характеристика по удельному эффективному расходу топлива дизелей ЗМЗ-5143.10: 1 - с одноступенчатой системой турбонаддува (ТКР WGT, Евро 3), эксперимент; 2 - с одноступенчатой системой турбонаддува (ТКР VNT15, Евро 4), эксперимент; 3 - с двухступенчатой системой наддува (ТКР VNT15 + eBoosterTM, Евро 4), расчет.

Рис.12. Нагрузочные характеристики по удельному эффективному расходу топлива дизелей ЗМЗ-5143.10 при n = 1750 мин-1: 1- ТКР WGT, Евро 3;

2 - h = 6 мм ТКР VNT15, Евро 4; 3 – h = 9 мм ТКР VNT15, Евро 4.

Рис.13. Нагрузочные характеристики по удельному эффективному расходу топлива дизелей ЗМЗ-5143.10 при n = 2500 мин-1: 1 – ТКР WGT, Евро 3;

2 – h = 3 мм ТКР VNT15, Евро 4.

Рис.14. Нагрузочные характеристики по удельному эффективному расходу топлива дизелей ЗМЗ-5143.10 при n = 4000 мин-1: : 1 – ТКР WGT, Евро 3;

2 – h = 0 мм ТКР VNT15, Евро 4.

Анализ данных характеристик показывает, что применение регулируемых систем наддува позволяет существенно повысить топливную экономичность дизеля, и, как следствие, снизить эмиссии вредных веществ в ОГ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные исследования по определению внешних скоростных характеристик дизелей в комплектации НЕТТО, направленные на улучшение энергетических, экономических и экологических показателей автомобилей с максимальной массой до 3,5 т, позволили получить новые результаты и сделать следующие выводы.

1. Разработана методика выбора типа и характеристик агрегатов наддува автомобильного ДВС для выполнения норм Евро 4 и выше, включающая:

- методику расчета ВСХ по четырем ключевым режимам 1, 2, 3, 4 с участком 3–2 (Мк.max = const) в скоростном диапазоне от nк1 до nк2, переходящим в участок 2–1 (Nном = const) в скоростном диапазоне от nк2 до nном для двигателей автомобилей экологического класса 4 (Евро 4) и выше;

- выбор типа и характеристик агрегатов наддува в зависимости от уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля;

- методику определения ГХД и её согласования с РНХ регулируемого ТКР по четырем ключевым режимам работы дизеля по ВСХ;

- методику формирования экспериментальной ВСХ;

- рекомендации по определению закона регулирования соплового аппарата турбины, обеспечивающего формирование расчетной ВСХ.

2. Сформулированы требования к системам наддува, которые должны обеспечивать:

- максимальное повышение давления наддува рk в скоростном диапазоне от nmin=1000 мин-1 до nк1;

- постоянное максимальное давление наддува рk.max в скоростном диапазоне от nк1 до nк2 ;

- обеспечивать формирование участка 2–1 (Nном = const) в скоростном диапазоне от nк2 до nном при уменьшении давления наддува от рk.max до рk.ном.

3. Предложены рекомендации по количеству ступеней сжатия воздуха в зависимости от уровня форсирования дизеля для выполнения норм Евро 4 и выше:

- с литровой мощностью до 60 кВт/л экономически целесообразно применять одноступенчатые системы турбонаддува с ТКР с РСА;

- с литровой мощностью более 60 кВт/л требуется применение двухступенчатых систем наддува.

4. Предложена базовая система уравнений для определения 4-х расчетных точек (Gвi, кi) ГХД, даны рекомендации для ее построения и согласования с РНХ компрессорной ступени.

5. На примере дизеля ЗМЗ-5143.10 для автомобиля УАЗ-315148 «Хантер» экологического класса 3 (Евро 3) выполнена апробация предлагаемой методики и разработаны рекомендации для выполнения норм Евро 4.

6. Материалы диссертации используются при создании новых и модернизации серийных систем турбонаддува в УГК ОАО «ЗМЗ» и на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева в лекционных курсах по специальности «ДВС», при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах В изданиях, из перечня рекомендованного ВАК:

1. Химич В.Л., Епифанов Д.В. Применение систем наддува в зависимости от уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля для выполнения требований экологических стандартов // Журнал автомобильных инженеров.– 2010.– № 2.– С. 29-34.

2. Химич В.Л., Епифанов Д.В. Применение систем наддува в зависимости от уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля для выполнения требований экологических стандартов // Журнал автомобильных инженеров.– 2010.– № 3.– С. 24-28.

3. В.Л. Химич, Д.В. Епифанов. Выбор системы наддува в зависимости от требований экологических стандартов и уровня форсирования быстроходного автомобильного дизеля. // Вестник УГАТУ. 2010. т. 14, 5 (40). С. 300-307.

Прочие издания:

4. Блинов А.Д., Епифанов Д.В. О возможности применения турбокомпрессора VNT15 на дизельном двигателе ЗМЗ-5143.10 // Материалы докладов секции «Двигатели внутреннего сгорания». Отдельный выпуск. – М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2005. – С. 32-33.

5. Епифанов Д.В., Блинов А.Д. Скоростная внешняя характеристика дизельного двигателя с турбокомпрессором VNT // Тезисы докладов международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». – Н.Новгород: НГТУ, 2006. – С.200-205.

6. Епифанов Д.В. Методика управления РСА ТКР с целью получения требуемой ВСХ автомобильного дизельного двигателя удовлетворяющей современным экологическим и экономическим требованиям // Материалы докладов международной конференции «Двигатель-2007», посвященной 100летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана. – М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2007. – С. 459-462.

7. Епифанов Д.В. Оценка систем турбонаддува дизельных двигателей легковых автомобилей // Сборник научных статей международной научнопрактической конференции «Авто НН 08 автомобильный транспорт в ХХI веке». – Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2008.– С. 155-156.

8. Доводка систем дизеля ЗМЗ-5143.10 в составе автомобиля УАЗХантер» для выполнения экологических норм Евро 3. / М.А. Миронычев, А.В. Мокрышев, А.Д. Блинов, Д.В. Епифанов // материалы XI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», повященной 50-летию Владимирского государственного университета.– Владимир: ВлГУ, 2008. – С. 154-157.

9. Химич В.Л., Епифанов Д.В. Выполнение требований экологических стандартов для быстроходных автомобильных дизелей путем совершенствования систем наддува // Сборник докладов международной научнотехнической конференции «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве», посвященной 75-летию факультета морской и авиационной техники НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

– Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2009.– С. 302-314.

10. Химич В.Л., Епифанов Д.В., Блинов А.Д. Метод расчета внешней скоростной характеристики быстроходного автомобильного дизеля // Сборник докладов международной научно-технической конференции «Современные технологии в кораблестроительном и авиационном образовании, науке и производстве», посвященной 75-летию факультета морской и авиационной техники НГТУ им. Р.Е. Алексеева.– Н.Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2009.– С. 302-314.

11. Формирование гидравлической характеристики дизеля для автомобиля ЕВРО 4 с полной массой до 3,5 т. / В.Л. Химич, А.Д. Блинов, Д.В. Епифанов // материалы XII международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей».– Владимир: ВлГУ, 2010. – С. 294-298.

Подписано к печати 08.11.10. Заказ № 683.

Объем 1,0 печ.л. Тираж 100 экз.

Типография НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

603600, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.



 
Похожие работы:

«ОВЧИННИКОВ СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И CALS-ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 4 Работа выполнена на кафедре Технологические основы радиоэлектроники Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«Домасёв Максим Валерьевич ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ В МАШИНАХ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ НА БУМАЖНЫХ НОСИТЕЛЯХ Специальность: 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (полиграфическая промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный университет технологии...»

«Бегляков Вячеслав Юрьевич ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОВЕРХНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГЕОХОДА С ПОРОДОЙ ЗАБОЯ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово – 2012 2 Работа выполнена в Юргинском технологическом институте (филиале) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский...»

«Степанов Вилен Степанович МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИВОДА НА ОСНОВЕ ВОЛНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ С ТЕЛАМИ КАЧЕНИЯ Специальность: 05.02.02 Машиноведение, системы приводов и детали машин Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 г. Работа выполнена на кафедре Системы приводов авиационнокосмической техники Московского авиационного института (государственного технического университета) Научный руководитель : д.т.н., профессор Самсонович Семен...»

«Буканова Ирина Сергеевна ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕННОЙ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА КОРПУС – ВТУЛКА Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул – 2012 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (АлтГТУ), г. Барнаул Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Татаркин Евгений Юрьевич...»

«Айметов Сергей Фаритович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ИЗГИБЕ Специальность: 05.02.10 Сварка, родственные процессы и технологии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Челябинск – 2011 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Работа выполнена на кафедре Оборудование и технология сварочного производства Южно-Уральского государственного университета. Научный...»

«СМИРНОВ Аркадий Борисович ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРИВОДАМИ 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург 2004 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. Научный консультант : - доктор...»

«ВАЙНЕР Леонид Григорьевич ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ДВУСТОРОННЕЙ ТОРЦЕШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ Специальность: 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учной степени доктора технических наук Орел – 2013 1 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет (г....»

«НИКУЛИЧЕВ ИГОРЬ ВИКТОРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ 5-КООРДИНАТНЫХ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ С ЧПУ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОТКЛОНЕНИЙ Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский...»

«Стрелков Алексей Борисович СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЛОСКОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЕРИФЕРИЕЙ КРУГА НА ОСНОВЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Иркутск Работа выполнена на кафедре Технология машиностроения ГОУ ВПО Иркутский...»

«Бессуднов Иван Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ДИСКОВ ГАЗОТУРБИННЫХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыбинск – 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинский государственный авиационный технический...»

«Крылов Константин Станиславович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ПРИВОДОВ ТОРФЯНЫХ ФРЕЗЕРУЮЩИХ АГРЕГАТОВ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Специальность 05.05.06 Горные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тверь 2010 3 Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете Научный руководитель доктор технических наук, доцент Фомин Константин Владимирович Официальные оппоненты : доктор технических наук...»

«Савельев Николай Вячеславович ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИ НАГРУЖЕННЫХ ШАРНИРОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ Специальность 05.02.13 – машины, агрегаты и процессы (металлургического производства) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новокузнецк 2011 г. Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Сибирский...»

«ШАЛЫГИН МИХАИЛ ГЕННАДЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТОРЦОВЫХ ПАР ТРЕНИЯ БИТУМНЫХ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ Специальность 05.02.04 – Трение и износ в машинах АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Брянск – 2010 2 Работа выполнена на кафедре Управление качеством, стандартизация и метрология ГОУ ВПО Брянский государственный технический университет доктор технических наук, профессор Научный руководитель Горленко Олег Александрович доктор...»

«БОСЯКОВ Владимир Петрович ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУСТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 05.04.02 - Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул – 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова и Некоммерческом партнерстве Сертификационный центр автотракторной техники. Научный...»

«Демьянова Елена Владимировна РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ПЛОСКИХ УПЛОТНЕНИЙ В СТЫК СОЕДИНЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2007 Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ковровская государственная технологическая...»

«Коваленко Артем Валерьевич Синхронизация в системе ЧПУ геометрических и электрических осей электронно-лучевой установки с целью повышения эффективности сварки авиационных конструкций Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы) Специальность 05.07.02 – Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва,...»

«Попиков Андрей Николаевич ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ТВЕРДОМ ТОЧЕНИИ ЗА СЧЕТ УЛУЧШЕНИЯ ДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ УЗЛА КРЕПЛЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ ПЛАСТИНЫ Специальность 05.03.01 –Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения металлорежущих станков и инструментов инженерного факультета Российского...»

«Костюк Инна Викторовна МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ АДАПТИВНОГО РАСТРИРОВАНИЯ Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (печатные средства информации) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010   Работа выполнена на кафедре Технологии допечатных процессов в ГОУ ВПО Московский государственный университет печати. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Кузнецов Юрий Вениаминович Официальные...»

«Зезюлин Владимир Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ НАКОНЕЧНИКОВ ЗУБЬЕВ РЫХЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ Специальность 05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск 2010 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурностроительный университет (ТюмГАСУ, г. Тюмень) и ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ,...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.