Эффективность использования теплоты в дизеле на режимах пуска при низких температурах окружающей среды и меры по её повышению тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат технических наук Попов, Александр Евгеньевич

• Попов, Александр Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Попов, Александр Евгеньевич

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор работ, посвященных исследованию процесса пуска дизелеи.

1.2. Анализ существующих мероприятий по облегчению пуска дизелей

1.3. Анализ известных методов оценки эффективности теплоиспользования в двигателе.

1.4. Цель и задачи исследования.

2. МЕТОДИКА РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В ДВИГАТЕЛЕ.

2.1. Выбор исходных данных для расчёта.

2.2. Расчёт процесса сжатия.

2.3. Расчёт процесса сгорания.

2.4. Расчёт процесса расширения.

2.5. Эмпирическая зависимость для расчёта параметров теплоиспользования.

3. МЕТОДИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Методика определения численных значений коэффициента избытка воздуха при экспериментальном исследовании пуска дизеля.

3.2. Формулы для расчёта отношения теплоёмкостей рабочего тела в дизеле.

3.3. Оценка доли испарившегося топлива.

4. РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Расчётные исследования влияния разогрева впускного заряда на параметры рабочего цикла.

4.2. Экспериментальные исследования влияния разогрева впускного заряда на параметры рабочего цикла.

4.2.1. Используемые стенды и оборудование.

4.2.2. Порядок проведения эксперимента и снятия индикаторных диаграмм.

4.2.3. Анализ рабочего цикла дизеля по индикаторным диаграммам.

4.2.4. Сравнение параметров теплоиспользования на режиме пуска и на номинальном режиме работы.

4.3. Оценка погрешностей измерений.

4 3.1. Определение погрешностей измерений давлений в цилиндре.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1. Способы повышения эффективности теплоиспользования и облегчения пуска дизелей.

5.2. Разработка практических мероприятий по совершенствованию параметров впускного заряда в дизелях.

Заключение диссертации по теме «Тепловые двигатели», Попов, Александр Евгеньевич

8. Результаты работы используются в учебном процессе ЮжноУральского государственного университета при подготовке специалистов по профилю «Двигатели внутреннего сгорания» (направление подготовки «Энергомашиностроение»).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Попов, Александр Евгеньевич, 2012 год

1. Алексеев, В.П. Физические основы процессов в камерах сгорания поршневых ДВС / В.П. Алексеев, Д.Н. Вырубов. - М., 1977. - 84 с.

2. Балятинский, М.А. О некоторых факторах, влияющих на рабочий цикл дизеля при пуске / М.А. Балятинский, А.Г. Морозов // Труды Свердл. сельско-хоз. инст. Свердловск, 1976. - Т. 40. - С. 23-29.

3. Басевич, В.Я. О некоторых особенностях горения распыленных топлив / В.Я. Басевич, С.М. Когарко // Третье Всесоюзн. совещ. по теории горения. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 40-47.

4. Берлявский, H.H. Энтропийные диаграммы для газов / H.H. Берлявский. Ленинград, 1928. - 233 с.

5. Бузуков, А. А. Влияние эффекта вторичного смесеобразования на пусковые характеристики холодного дизельного двигателя / А. А. Бузуков // Физика горения и взрыва. Новосибирск, 2002. - Т. 38. - С. 55-66.

6. Буртакова, В.Я. Исследование пусковых свойств дизеля / В.Я. Буртакова // Тракторы и сельхозмашины. М., 1965. - № 12. - С. 5-9.

7. Ваншейдт, В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания (теория) / В.А. Ваншейдт. Судпромгиз, 1962. - 544 с.

8. Васильев, В.А. Исследование рабочего процесса быстроходных дизелей с камерой в поршне в период пуска: Дис. . канд. техн. наук: 05.04.02. Защищена 04.03.75 / В.А. Васильев. - Ярославль, 1974.

9. Васильев, В.А. Наполнение цилиндра и утечки заряда при сжатии в период пуска дизеля / В.А. Васильев, Е.А. Скобцов // Ученые записки Ярославского технологического института. Ярославль, 1972. - том XXIX. - С. 12-16.

10. Величкин, H.H. Исследование влияния износов деталей дизеля Д-50 на его пусковые свойства / H.H. Величкин, И.М. Хоменко // Тракторы и сельхозмашины. М., 1966. - № 8. - С. 5-7.

11. Вибе, И.И. Новое о рабочем цикле двигателей / И.И. Вибе. Свердловск: Машгиз, 1962. - 272 с.

12. Влияние степени сжатия на пусковые качества двигателя ЯМЗ-741 / В.Г. Горюнов, Г.Ф. Демидов, Н.А. Хрестин и др. // Автомобильная промышленность. 1980. - № 8. - С. 7-9.

13. Влияние уплотненных замков поршневых колец на пусковые качества дизелей / Б .Я. Гинцбург, Н.И. Минаев, Е.С. Ипполитов и др. // Автомобильная промышленность, 1967. -№ 1. С. 14-16.

14. Гаврилов, В.В. Математическая модель тепломассообмена при испарении топлива в дизеле / В.В. Гаврилов // Известия ТПУ. Томск, 2003. - Том 3. -С. 57-61.

15. Гаврилов, В.В. Уточненный анализ характеристик тепловыделения в дизеле / В.В. Гаврилов, П.А. Щукин // Тез. докл. региональной научно-технической конференции 19-23 мая 1997 г. СПб: ГМТУ, 1998. - часть 2. -С. 71.

16. Гершман, И.М. Исследование влияния распыливания на воспламенение и сгорание дизельного топлива / И.М. Гершман // Исследование распыливания и горения дизельного топлива: Научные труды НАМИ, вып. 87. М.: Машгиз, 1959.-С. 57-116.

17. Глаголев, Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания / Н.М. Глаголев. М.: Машгиз, 1950. -478с.

18. Гладченко, П.П. О методах расчёта испарения впрыснутого топлива / П.П. Гладченко, В.И. Дворкин // Топливная аппаратура дизелей. Ярославль: Изд-во ЯПИ, 1974. - Вып. 2. - С. 68-76.

19. ГОСТ 5439-76. Газы горючие природные и искусственные. Метод определения компонентного состава на газоанализаторе типа ГХЛ.

20. Григорьев, Е.А. Температура заряда в камере сгорания дизеля при пуске / Е.А. Григорьев // Тракторы и сельхозмашины. М., 1963. - № 7. - С. 9-10.

21. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование» / A.C. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин и др.: под ред. В.Н. Луканина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985.-311 с.

22. Дизель 8ДВТ-330. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 44-11ТО / Под ред. Меныпенина Г.Г. М.: Машиностроение, 1986. - 262 с.

23. Драгунов, Г.Д. Стробоскопические исследования распыливания топлива в камере сгорания дизеля / Г.Д. Драгунов // В сб.: Топливоподающая система автотракторных дизелей. Научные труды. Уфа: Баш. СХИ, 1972. - Т. XVII, ч. II.-С. 103-106.

24. Драгунов, Г.Д. Экспериментальное и расчетное исследование процесса впрыска и испарения в дизеле / Г.Д. Драгунов, Г.А. Горшенин, В.В. Егоров // В сб.: Совершенствование топливоподающих систем дизелей (тезисы докладов). Уфа: Баш. СХИ, 1975. - С. 26-30.

25. Драйпер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Н. Драйпер, С. Смит.-М., 1973.-392 с.

26. Дуббель, Г. Двигатели внутреннего горения стационарные и судовые / Г. Дуббель. 2-е изд., перераб. и доп. - ГНТИ, 1932. - 248 с.

27. Дьяченко, П.Х. Испарение капель топлива, распыленного форсункой / П.Х. Дьяченко, В.И. Мирошпиков, Б.П. Пугачев, Ю.Б Свиридов // Тр. ЦПИ-ТА. 1976. - Вып. 68. - С. 34-40.

28. Егоров, В.В. Теоретическое исследование испарения топлива в дизеле с объёмным смесеобразованием / В.В. Егоров, Г.А. Горшенин // Автомобили, тракторы и двигатели. Челябинск: ЧПИ, 1976. - С. 157-161.

29. Ждановский, Н.С. Термодинамический анализ параметров конца сжатия при пуске дизеля / Н.С. Ждановский, A.B. Николаенко, Г.С. Кузьмин // Энергомашиностроение. 1973. -№ 8. - С. 18-19.

30. Жмудяк, JIM. Способ пуска дизеля / JIM. Жмудяк. Барнаул: Алтайский политехи, ин-т, 1981. - 9с.

31. Захаров, И.А. Определение параметров рабочего тела в период пуска дизеля / И.А. Захаров, В.В. Шишков // Исследование силовых установок и шасси транспортных и тяговых машин: Тематический сборник научных трудов. Челябинск: ЧПИ, 1983. - С. 26-29.

32. Зельдович, Я.Б. Тепловой взрыв и распространение пламени в газах / Я.Б. Зельдович, В.В. Воеводский. М.: Изд-во Московского механического института, 1947. - 312 с.

33. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя / Б.С. Стечкин, К.И. Генкин, B.C. Золо-таревский и др. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 199 с.

34. Иноземцев, Н.В. Исследование и расчёт рабочего процесса авиационного дизеля / Н.В. Иноземцев. Оборонгиз, 1941. - 267 с.

35. Иноземцев, Н.В. Процессы сгорания в двигателях / Н.В. Иноземцев, В.К. Кошкин. М.: Машгиз, 1949. - 341 с.

36. Иноземцев, H.B. Физико-химическое исследование и расчёт рабочего процесса быстроходного дизеля / Н.В. Иноземцев // Дизелестроение. -№4, 7.-М, 1939.-287 с.

37. Иост, В. Взрывы и горение в газах / В. Иост. М.: ИзД-во иностранной литературы, 1952. - 315 с.

38. Испытания двигателей внутреннего сгорания / Б.С. Стефановский, Ю.М. Доколин, В.М. Сорокин и др. М.: Машиностроение, 1972. - 366 с.

39. Испытания, исследования и расчёт авиадизеля Юнкере ЮМО-4 / Б.Ф. Коробов, A.C. Орлин, Н.С. Золотарёв и др. Труды ЦИАМ, выпуск 21, ОНТИ НКТПСССР, 1936.

40. Исследование процесса тепловыделения при выгорании топлива в период пуска дизеля сжатым воздухом / Е.Х. Кадышевич, М.А. Миселев, А.К. Костин и др. // Двигателестроение. СПб, 1980. - № 8. - С. 9-13.

41. Кавтарадзе, Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: Учеб. пособие для вузов / Р.З. Кавтарадзе. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2001.-592 с.

42. Кассандрова, О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассанд-рова, В.В. Лебедев. М.: Наука, 1970. - 104 с.

43. К вопросу об условиях теплообмена в процессе сжатия при пуске дизеля / И.Д. Волков, С.С. Егоров, Е.И. Коппель и др. // Двигатели внутреннего сгорания: Межвузовский сборник научных трудов. Ярославль: ЯПИ, 1981.-С. 49-54.

44. Корепанов М.А. Программа «Термодинамика» // Каталог инновационных разработок Ижевского государственного технического университета. 2-е изд., доп. и перераб. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2001. - С. 95.

45. Косенко, Б.Ф. Тракторы. Справочная книга: Справочное пособие / Б.Ф. Косенко, Б.П. Тюркин. JL: «Лениздат», 1968. - 521с.

46. Купершмидт, B.JI. Влияние угла закрытия впускного клапана на пусковые качества дизеля / B.JI. Купершмидт // Тракторы и сельхозмашины. М.,1964.-№9.-С. 12-14.

47. Купершмидт, B.JI. Влияние угла опережения впрыска топлива и некоторых параметров топливной аппаратуры на пусковые качества дизеля Д-37М /B.JI. Купершмидт // Тракторы и сельхозмашины. М., 1966. - № 11. C. 11-13.

48. Купершмидт, B.JI. Влияние утечек заряда воздуха на процесс сжатия при пуске дизеля / B.JI. Купершмидт // Тракторы и сельхозмашины. М.,1965.-№8.-С. 12-14.

49. Купершмидт, B.JI. Пусковые качества и системы пуска семейства тракторных дизелей воздушного охлаждения Владимирского тракторного завода. Обзор / B.JI. Купершмидт. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1974. - 55 с.

50. Купершмидт, B.JI. Влияние степени сжатия на пусковые характеристики дизеля с неразделённой камерой сгорания / B.JI. Купершмидт, В.В. Эфрос // Тракторы и сельхозмашины. М., 1968. - № 1. - С. 26-28.

51. Кушуль, В.М. Новый тип двигателя внутреннего сгорания / В.М. Ку-шуль. М.: Изд-во «Судостроение», 1965. - 231 с.

52. Кушуль, В.М. Энтропия в действительном цикле двигателей внутреннего сгорания и построение энтропийных диаграмм нового типа двигателя / В.М. Кушуль. Труды ЛИАП, выпуск XXXVIII, 1962.

53. Лазарев, A.A. Двигатели Д-130 и Д-160 / A.A. Лазарев, М.А. Ефимов. -М.: «Машиностроение», 1974. -280 с.

54. Лышевский, A.C. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками / A.C. Лышевский. М.: Машгиз, 1963. - 180 с.

55. Льюис, Б. Горение, пламя и взрывы в газах / Б. Льюис, Г. Эльбе. М.: Изд-во иностранной литературы, 1948.

56. Махалдиани, В.В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия / В.В. Махалдиани, И.Ф. Эджибия, A.M. Jleo-нидзе. Тбилиси: Мецниереба, 1973. - 272 с.

57. Мац, 3.3. Исследование тепловыделения в тепловозных двигателях по индикаторным диаграммам: Дис. . канд. техн. наук: 05.04.02. / 3.3. Мац. -Харьков, 1955.

58. Мац, 3.3. Методика обработки индикаторных диаграмм: Сборник ЦНИ-ДИ / 3.3. Мац. Машгиз, 1958. - № 32.

59. Микулин, Ю.В. Пуск холодных двигателей при низкой температуре / Ю.В. Микулин, В.В. Карницкий, Б.А. Энглин. М.: Машиностроение, 1971. — 216 с.

60. Минкин, З.М. Уточнённый способ расчёта и построения энтропийной диаграммы дизеля / З.М. Минкин. М.: Энергомашиностроение, 1959. - № 9.

61. Минкин, М.Л. Пусковые устройства автомобильных двигателей / М.Л. Минкин. -М.: Машгиз, 1961. 140 с.

62. Моисейчик, А.Н. Исследование пуска дизеля ЯМЗ-236 при работе на различных топливах / А.Н. Моисейчик, О.П. Кулясов, Б.М. Бунаков // Автомобильная промышленность. М., 1969. - № 11. - С. 1-3.

63. Моргулис, Ю.Б. Двигатели внутреннего сгорания / Ю.Б. Моргулис. -М.: Машиностроение, 1972. - 336с.

64. Николаев, Л.А. Системы подогрева тракторных дизелей при пуске / Л.А. Николаев, А.П. Сташкевич, И.А. Захаров. М.: Машиностроение, 1977. -191 с.

65. О зависимости пусковых качеств дизеля от степени сжатия / В.Л. Ку-першмидт, В.Я. Буртакова, В.А. Горштейн и др. // Тракторы и сельхозмашины. М., 1973.-№ 3.

66. Плешко, А.П. О влиянии подсоединительных каналов на работу датчиков давления / А.П Плешко, В.В. Перфильев // Измерительная техника. М., 1957.-№3.-С. 41-44.

67. Попов, А.Е. Теплоиспользование в дизеле в условиях низкотемпературного пуска / А.Е. Попов, Б.А. Шароглазов, В.В. Шишков // «Транспорт Урала». Научно-технический журнал. Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - № 3 (22).-С. 115-118.

68. Поспелов, Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением / Д.Р. Поспелов. -М.: Машиностроение, 1973. 154 с.

69. Поспелов, Д.Р. Влияние изменения отношения S/D на пусковые качества двигателя / Д.Р. Поспелов, В.В. Эфрос, М.Б. Будунов // Тракторы и сельхозмашины. М., 1973. - № 9. - С. 7-10.

70. Преображенский, В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. М.: Энергия, 1978. - 704 с.

71. Пусковые качества тракторного дизеля с камерой сгорания типа ЦНИ-ДИ / С.Я. Рубинштейн, В.А. Горштейн, B.JI. Купершмидт и др. // Тракторы и сельхозмашины. М., 1968. - № 5. - С. 3-5.

72. Райков, И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания / И.Я. Райков. М.: Высш. школа, 1975. - 320 с.

73. Соболев, И.А. Совершенствование пусковых и динамических качеств дизеля в условиях низких температур: автореферат дис. . канд. техн. наук / И.А. Соболев. М.: Изд-во РУДН, 2009. - 18 с.

74. Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности / Ф.И. Абрамчук, А.П. Марченко, Н.Ф. Разлейцев и др.; под ред. А.Ф. Шеховцова. К.: Техника, 1992. - 272 с.

75. Теория двигателей внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко, А.К. Костин, Г.В. Мельников, В.М. Петров и др. М.: Изд-во «Машиностроение», 1965. -374 с.

76. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных ДВС / Под ред. Орлина A.C. и Круглова М.Г. М., 1983. - 283 с.

77. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справ, изд.: В 4 т. / Под ред. В .П. Глушко. М.: Наука, 1982. - Т. 1-4.

78. Топливо и топливоподача автотракторных дизелей / Ю.Б. Свиридов, JI.B. Малявинский, М.М. Вихерт и др. Л.: Машиностроение. Ленинг. отд-ние, 1979. - 248 с.

79. Тракторные дизели: Справочник / Б.А. Взоров, A.B. Адамович, А.Г. Арабян и др.; под общ. ред. Б.А. Взорова. М.: Машиностроение, 1981. -535 с.

80. Улучшение пусковых качеств перспективных автомобильных дизельных двигателей / В.А. Бульканов, С.М. Квайт, Я.А. Менделевич и др. // Тр. НИИ автоприборов. 1975. - вып. 37. - С. 5-11.

81. Цаюн, Н.П. Исследование рабочего процесса тракторного дизеля при пуске: Дис. . канд. техн. наук: 05.04.02. Защищена 20.12.74. / Н.П. Цаюн-Минск, 1974. - 200 е.: ил. - Библиогр.: с. 143-160.

82. Шароглазов, Б.А. Определение отношения теплоёмкостей рабочего тела, состоящего из воздуха и «чистых» продуктов сгорания. В сб.: Автомобили,тракторы и двигатели / Б.А. Шароглазов. Челябинск: ЧПИ, 1969. - С. 188— 195.

83. Шароглазов, Б.А. Анализ рабочего цикла дизеля при пуске по индикаторной диаграмме / Б.А. Шароглазов, В.В. Шишков // Двигателестроение. -СПб, 1993. № 3-12. - С. 25-27.

84. Шишков, В.В. Улучшение показателей рабочего цикла дизеля при пуске подогревом впускного заряда: Дис. .канд. техн. наук: 05.04.02. Защищена 22.05.2000 / В.В. Шишков. - Челябинск, 2000. - 160 е.: ил. - Библиогр.: с. 4952.

85. Шошин, Ю.С. О методике исследования тепловыделения в период горения топлива в двигателях с воспламенением от сжатия / Ю.С. Шошин. М.: Энергомашиностроение, 1958.-№ 1.

86. Шюле, В. Техническая термодинамика / В. Шюле. Главная редакция энергетической литературы, 1935. - Т. 1, кн. 1.

87. Эксплуатация тракторов и уход за ними в зимних условиях. М. - Целиноград: Колос, 1966. - 143 с.

88. Basiletti, J.C. Recent Developments in Variable Compression Ratio Engines / J.C. Basiletti, E.F. Blackburn // SAE Transactions, 1967. № 660344.

89. Woschni, G. A Universally Applicable Eguation for the Instantaneous Heat Transter Coefficient in the Internal Combustion Engine / G. Woschni // SAE Transactions, 1968, IV, pp. 3065-3077.