Улучшение эксплуатационных показателей дизелей, путём совершенствования параметров системы наддува
Направления совершенствования автотракторных дизелей в настоящее время, форсирование по среднему эффективному давлению путём применения газотурбинного наддува с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха, снижение токсичности отработавших газов.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.02.2019 |
Размер файла | 78,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУВО Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ, ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ НАДДУВА
Доцент Зейнетдинов Рахим Арифуллович
Магистрант Сабанбаев Эдуард Ринатович
г. Санкт-Петербург, Россия
Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются одной из важнейших составных частей энергетического комплекса России. Общая мощность парка ДВС страны примерно в 5,5 раз превосходит установленную мощность всех электростанций страны, включая атомные.
Двигатели внутреннего сгорания влияют не только на интенсивность развития многих отраслей народного хозяйства, но и в значительной степени определяют их экономику. Это обусловлено тем, что основным источником энергии для автономных машин транспорта, сельского хозяйства, строительно-дорожной техники, передвижных электростанций, буровых и насосных установок, а также многочисленных средств малой механизации являются ДВС, потребляющие значительную долю топливно-энергетических ресурсов страны.
Материалы многочисленных исследований показывают, что поршневые и комбинированные ДВС сохранят за собой ведущую роль в качестве источника энергии для традиционных потребителей на обозримую перспективу, и в значительной мере будут определять технико-экономический уровень использующих их машин (производительность, экономичность, надёжность, стоимость эксплуатации и технического обслуживания, экологические и эргономические характеристики). Наметившееся в 30-х годах в СССР применение дизелей на тракторах и автомобилях завершилось полной дизелизацией тракторного парка в 1965 г. [1].
Такое предпочтение, отдаваемое дизелям, объясняется рядом их преимуществ перед карбюраторными двигателями. Главными из них являются: меньший, примерно на 25 %, удельный расход топлива; возможность работы на разных топливах; пожарная безопасность.
Существенным недостатком дизелей является большая металлоёмкость как из-за более высоких нагрузок на детали, так и вследствие особенностей смесеобразования, требующего пока ещё больших коэффициентов избытка воздуха, что ухудшает использование рабочего объёма. Однако значительное повышение частоты вращения, улучшение рабочего процесса в неразделённых камерах с объёмно-плёночным смесеобразованием, применение наддува позволили существенно снизить удельную массу дизелей.
Одними из основных направлений совершенствования автотракторных дизелей в настоящее время являются форсирование по среднему эффективному давлению путём применения газотурбинного наддува с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха, повышение экономичности и снижение токсичности отработавших газов [2].
Получившая широкое распространение рекуперативная система охлаждения наддувочного воздуха имеет ряд недостатков - повышенные потери давления на впуске и связанное с этим уменьшение наполнения цилиндров, загрязнение при эксплуатации поверхностей теплообмена, значительные габариты теплообменников, высокая металлоёмкость и стоимость.
Однако существуют и другие способы охлаждения наддувочного воздуха, которые лишены указанных недостатков, в том числе способ 170 испарительного охлаждения наддувочного воздуха. Суть данного способа заключается в подаче мелко распыленной воды в поток нагретого в турбокомпрессоре воздуха. На нагрев и испарение воды затрачивается часть теплоты наддувочного воздуха, в результате чего снижается его температура. Во впускной трубопровод также можно впрыскивать спирты и аммиак, имеющие большую скрытую теплоту испарения.
Применение воды целесообразно с точки её дешевизны, удобства хранения и использования. Исследования по применению испарительного охлаждения наддувочного воздуха на судовых и тепловозных дизелях показали его высокую эффективность. Возможность применения испарительного охлаждения наддувочного воздуха на автотракторных дизелях в настоящее время изучена недостаточно.
Вместе с тем, дизели тракторов и автомобилей являются одним и ич основных источников загрязнения окружающей среды. Получившие широкое распространение каталитические и жидкостные нейтрализаторы, являясь эффективным средством уменьшения выбросов вредных веществ с отработавшими газами, увеличивают насосные потери на газообмен, работают в относительно узком интервале температур, а многие весьма недёшевы, так как содержат драгоценные и редкоземельные металлы.
Сущность предлагаемого способа организации рабочего цикла дизеля с испарительным охлаждением наддувочного воздуха заключается в подаче воды в поток воздуха, перемещающийся в системе воздухоснабжения дизеля. Разработанный макетный вариант отличается от серийного дизеля тем, что оборудован дополнительной системой для подачи воды во впускной тракт.
На рис.1. представлена схема предлагаемого способа организации рабочего цикла дизеля с испарительным охлаждением наддувочного воздуха. Во впускной тракт перед турбокомпрессором установлена пневматическая форсунка. Подача и регулирование расхода воды производится устройством для подачи воды. Распыливание воды производится сжатым воздухом.
Предлагаемый способ охлаждения наддувочного воздуха, по сравнению с подачей воды после турбокомпрессора, имеет следующие преимущества:
- большая степень охлаждения наддувочного воздуха ввиду интенсивного перемешивания воды и воздуха в турбокомпрессоре и лучшего испарения воды;
- улучшение характеристик турбокомпрессора вследствие приближения процесса сжатия к изотермическому [3].
Рисунок 1 - Схема организации рабочего процесса дизеля с испарительным охлаждением наддувочного воздуха: 1 - устройство для подачи воды; 2 - компрессор; 3 - пневматическая форсунка; 4 - двигатель; 5 - турбокомпрессор.
Предлагаемый способ подачи воды обладает следующими преимуществами:
- позволяет регулировать количество подаваемой воды;
- обеспечивает достаточно тонкое распыливание воды;
- не ограничивает количество подаваемой воды;
- не увеличивает гидравлические потери во впускном тракте.
На нагрев и испарение воды затрачивается часть теплоты наддувочного воздуха, в результате чего происходит снижение его температуры, увеличение плотности свежего заряда и улучшение массового наполнения цилиндров. Уменьшение температуры свежего заряда вызывает снижение средней и максимальной температур цикла, что предполагает снижение теплонапряжённости деталей двигателя и замедление реакций образования оксидов азота и уменьшение их содержания в ОГ. Улучшение массового наполнения цилиндров и снижение теплонапряжённости обеспечивает возможность форсирования дизеля по среднему эффективному давлению.
На основании анализа литературных данных установлено, что применение воды в рабочем цикле дизелей улучшает их экологические показатели. Поэтому задача улучшения эффективных и экологических показателей дизелей с наддувом путём подачи воды на впуске представляется весьма актуальной, что и является целью диссертационной работы.
Список использованных источников
дизель газотурбинный давление токсичность
1. Ширяев Ф.Г. Дизельные двигатели. Устройство, обслуживание, ремонт, поиск и устранение неисправностей, 2002. -243 с.
2. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 2003. - 671 с.
3. Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А Форсирование двигателей внутреннего сгорания наддувом. 2007.-130 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Совершенствование дизелей в направлении увеличения агрегатной мощности и улучшения технико-экономических показателей методом газотурбинного наддува. Газодинамический расчет компрессора. Параметры воздушного потока. Профилирование колеса компрессора.
курсовая работа [135,8 K], добавлен 20.04.2012Снижение дымности и токсичности отработанных газов двигателя внутреннего сгорания автотракторной техники. Улучшение показателей работы дизелей при низких температурах. Топливные, воздушные и масляные фильтры, системы контроля за степенью их загрязнения.
учебное пособие [13,1 M], добавлен 12.06.2012Повышение удельных параметров двигателя внутреннего сгорания (ДВС) за счет увеличения массы топливного заряда. Турбокомпрессоры в качестве агрегатов наддува ДВС. Центробежный компрессор как основной элемент агрегата, его термодинамический расчет.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.02.2011Общее устройство системы питания дизелей: механизмы и узлы магистрали низкого давления, турбонаддув. Диагностирование, техническое обслуживание, ремонт и устранение простейших неисправностей системы питания двигателя. Охрана труда и техника безопасности.
дипломная работа [13,0 M], добавлен 19.06.2012Расчет основных показателей во всех основных точках цикла газотурбинного двигателя. Определение количества теплоты участков, изменение параметров для процессов и их работу. Расчет термического коэффициент полезного действия цикла через его характеристики.
курсовая работа [110,4 K], добавлен 19.05.2009Основные направления совершенствования технологии отделки мебели: снижение экологической опасности процессов отделки, снижения трудоёмкости, технологических потерь отделочных материалов. Установление технико-организационных показателей работы участка.
курсовая работа [139,0 K], добавлен 24.04.2015Снижение трудоёмкости изготовления вала редуктора путём разработки технологического процесса. Служебное назначение детали, технологический контроль ее чертежа. Тип производства и форма организации технологического процесса. Метод получения заготовки.
контрольная работа [416,3 K], добавлен 07.04.2013Характеристика основных достоинств газов и их свойств по отношению к свойствам воздуха. Диэлектрическая проницаемость газов и ее изменение с увеличением давления. Влияние влажности воздуха на его диэлектрическую проницаемость. Суть процесса рекомбинации.
реферат [350,3 K], добавлен 30.04.2013Маршрутная карта, эскизы, контроль, ведомость комплектовочная и оснастки. Сборка соединений путём пластической деформации: классификация, требования и условия применения. Выбор типа производства в зависимости от программы выпуска изделий и его массы.
контрольная работа [994,1 K], добавлен 01.10.2012Тепловой расчет дизеля без наддува: параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Методика построения индикаторных диаграмм. Порядок проведения динамического, кинематического расчета. Уравновешивание двигателя и необходимые расчеты.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.10.2011Использование системного анализа при исследовании масляной системы газотурбинного двигателя с целью изучения его эффективности. Схема маслосистемы с регулированным давлением масла. Структурный, функциональный анализ системы. Инфологическое описание.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2011Основные параметры воздуха, характеризующие его состояние: температура, давление, влажность, плотность, теплоёмкость и энтальпия. Графическое и аналитическое определение параметров влажного воздуха. Определение расхода и параметров приточного воздуха.
дипломная работа [49,2 K], добавлен 26.12.2011Выполнение теплового и газодинамического расчетов двухступенчатого непрямоточного поршневого компрессора простого действия с неполным промежуточным охлаждением. Оценка потребляемой мощности электродвигателя. Проверка "мертвого" объема по ступеням.
курсовая работа [1012,3 K], добавлен 08.02.2012Основы старения и износов деталей судовых механизмов. Обнаружение усталостных повреждений коленчатых валов магнитопорашковым методом, восстановление их работоспособности нанесением покрытий. Точность сборки кривошипно-шатунного механизма судовых дизелей.
курсовая работа [591,1 K], добавлен 17.03.2015Обоснование дополнительных исходных данных к выполнению теплового расчета. Параметры окружающей среды. Подогрев заряда в процессе впуска. Параметры процесса выпуска отработавших и остаточных газов. Расчет параметров рабочего цикла теплового двигателя.
курсовая работа [378,2 K], добавлен 13.12.2014Научные разработки ВНИИЖТ: рельсосмазыватель РС-2, система многих единиц СМЕТ, технология восстановления сваркой и наплавкой дизелей Д40, плазменное упрочнение гребней колес вагонов, контактная машина МСР-8001 для сварки рельсов, система "Гамма".
реферат [17,7 K], добавлен 08.04.2009Оценка гусениц с последовательным и параллельным резино-металлическим шарниром путём проведения ряда испытаний. Влияние конструкции резино-металлической гусеницы на эксплуатационные качества танка. Условия проведения испытаний, время и путь разгона.
реферат [3,4 M], добавлен 04.06.2016Расчет установки для утилизации тепла отходящих газов от клинкерной печи цементного завода. Скрубберы комплексной обработки уходящих газов. Параметры теплоутилизаторов первой и второй ступеней. Определение экономических параметров проектируемой системы.
курсовая работа [357,3 K], добавлен 15.06.2011Условия работы, нагрузки коленчатых валов, природа усталостных разрушений. Виды повреждений и причины отказа, дефекты коленчатых валов судовых дизелей. Технологические методы восстановления и повышения износа. Определение просадки и упругого прогиба вала.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 27.07.2015Область применения технических газов. Проект автоматизации процесса разделения воздуха на азот и кислород на ПО "Электро-химический завод". Обоснование структурной схемы автоматизации. Расчет электрического освещения цеха и общей осветительной нагрузки.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 16.12.2013