Расчетные исследования комбинированной установки с поршневым двигателем, оснащенным турбокомпрессором и приводным компрессором

Улучшение показателей дизельных двигателей достигается форсированием по мощности, для чего их оснащают системами наддува разного типа. Проанализированы конструктивные схемы систем наддува автомобильных комбинированных дизельных двигателей. С помощью программного комплекса Дизель-РК проведен сравнительный анализ показателей дизельного двигателя Д-245 со штатной системой газотурбинного наддува и системой наддува с приводным компрессором. Исследованы установившиеся режимы внешней скоростной характеристики при частотах вращения коленчатого вала 2400, 2000, 1600, 1200 и 800 мин^–1. Отмечено, что замена системы наддува с турбокомпрессором системой наддува с приводным компрессором заметно влияет на показатели дизельного двигателя. Эффективная мощность дизельного двигателя уменьшилась на 5,8...6,6 %, дымность отработавших газов — в 1,6…2,1 раза. Удельный эффективный расход топлива увеличился на 6,1…8,5 %, содержание в отработавших газах оксидов азота — в 1,4…2,0 раза, а диоксида углерода на 6,1…8,4 %. Установлено, что комбинированный дизельный двигатель с турбокомпрессором предпочтительнее применять в установившихся режимах при небольшой доле неустановившихся режимов, а комбинированный двигатель с приводным компрессором — в условиях со значительным преобладанием неустановившихся режимов.
EDN: LDPPAB, https://elibrary/ldppab

Литература

[1] Марков В.А. Проблемы и перспективы совершенствования систем автоматического управления и регулирования теплоэнергетических установок. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 1, с. 128–155. EDN: HKCYSS

[2] Heywood J.B. Internal combustion engine fundamentals. McGraw-Hill, 2018. 1054 p.

[3] Gupta H.N. Fundamentals of internal combustion engines. PHI, 2013. 676 р.

[4] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[5] Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А. Форсирование двигателей внутреннего сгорания наддувом. Москва, Легион-Автодата, 2007. 176 с.

[6] Ципленкин Г.Е., Иовлев В.И. Оптимальный уровень форсировки поршневых ДВС с наддувом. Двигателестроение, 2017, № 4, с. 19–20.

[7] Рыжов В.А., Перов К.Ю. Расширение области работы четырехтактного дизеля средствами систем наддува. Двигателестроение, 2003, № 4, с. 16–18.

[8] Марков В.А., Барченко Ф.Б., Слепцов О.Н. и др. Расчетные исследования динамических качеств комбинированной силовой установки с поршневым двигателем. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2024, № 2, с. 70–86. EDN: DKZMUV

[9] Крутов В.И., Рыбальченко А.Г. Регулирование турбонаддува ДВС. Москва, Высшая школа, 1978. 213 с.

[10] Кухаренок Г.М. Агрегаты наддува. Минск, БНТУ, 2021. 61 с.

[11] Камалтдинов В.Г., Драгунов Г.Д., Марков В.А. Прогнозирование показателей рабочего цикла HCCI-двигателя с наддувом при различных нагрузках и частотах вращения. Двигателестроение, 2013, № 3, с. 9–15.

[12] Харитонов С.В. Формирование характеристик дизельного двигателя при использовании системы комплексного адаптивного управления. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 173 с.

[13] Боковиков А.Н. Использование турбокомпрессора с турбиной изменяемой геометрии для повышения экологических и экономических показателей дизеля. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 171 с.

[14] Григоров И.Н. Создание систем двухступенчатого наддува высокофорсированных дизелей различного назначения. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, Московский Политех, 2018. 113 с.

[15] Радченко П.М., Крашенинин В.Е., Макаев М.А. Комбинированный двухэтапный наддув дизель-генератора в переходных режимах. Двигателестроение, 2020, № 2, с. 13–18.

[16] Лазарев А.В. Улучшение характеристик автомобильного двигателя при помощи агрегата наддува с обратимой электрической машиной. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, Московский Политех, 2018. 117 с.

[17] Тимошенко Д.В. Исследование и улучшение динамических качеств переходных режимов работы комбинированных двигателей внутреннего сгорания. Дисс. … канд. тех. наук. Хабаровск, Хабаровский гос. тех. ун-т, 2004. 156 с.

[18] Заручейский А.В. Повышение топливной экономичности силовых установок тепловозов путем совершенствования систем воздухоснабжения. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, ВНИИЖТ, 2000. 167 с.

[19] Заручейский А.В. Методика согласования параметров турбины турбокомпрессора и поршневой части дизеля. Вестник ВНИИЖТ, 1998, № 6, с. 33–35.

[20] Хак Г., Лангкабель. Турбодвигатели и компрессоры. Москва, Астрель, АСТ, 2003. 351 с.

[21] Ханин Н.С., Аболтин Э.В., Лямцев Б.Ф. и др. Автомобильные двигатели с турбонаддувом. Москва, Машиностроение, 1991. 333 с.

[22] Кулешов А.С. Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС. Дисс. … канд. тех. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2011. 235 c.

[23] Kuleshov A.S. Multi-zone DI diesel spray combustion model for thermodynamic simulation of engine with PCCI and high EGR level. SAE Int. J. Engines, 2009, vol. 2, no. 1, pp. 1811–1834, doi: https://doi.org/10.4271/2009-01-1956

[24] Kuleshov A.S., Grekhov L.V. Multidimensional optimization of DI diesel engine process using multi-zone fuel spray combustion model and detailed chemistry NOx formation model. SAE Tech. Pap., 2016, no. 2013-01-0882, doi: https://doi.org/10.4271/2013-01-0882

[25] Дизели Д-245.7, Д-245.9, Д-245.12С. Руководство по эксплуатации. Москва, Минский моторный завод, 2011. 78 с.

[26] Кузнецов А.С. Автомобиль ЗИЛ «Бычок» и его модификации. Руководство по эксплуатации, ремонту и техническому обслуживанию. Москва, Атлас-Пресс, 2005. 304 с.

[27] Марков В.А., Сиротин Е.А. Чтобы тракторный дизель стал автомобильным. Автомобильная промышленность, 1999, № 6, с. 9–11.