Реферат: Поліпшення теплонапруженого стану головок циліндрів форсованих дизелів шляхом локального охолодження
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі "Двигуни внутрішнього згоряння" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут", м. Харків.
Науковий керівник: кандидат технічних наук Триньов Олександр Володимирович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, доцент кафедри двигунів внутрішнього згоряння.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Олійник Олексій Васильович, Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського "Харківський авіаційний інститут", м. Харків, професор кафедри конструкцій авіаційних двигунів;
кандидат технічних наук Грицюк Олександр Васильович, казенне підприємство "Харківське конструкторське бюро з двигунобудування", м. Харків, заступник генерального конструктора з НДР – головний конструктор.
Захист відбудеться 22 травня 2008 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.13 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою: м. Харків, вул. Фрунзе, 21, кафедра "Двигуни внутрішнього згоряння", ауд. 11.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
Автореферат розісланий 21 квітня 2008 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.О.Пильов
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Підвищення вимог до конструкцій сучасних ДВЗ пов’язано, насамперед, зі збільшенням рівня форсування, поліпшенням економічних та екологічних показників ДВЗ.
При цьому удосконалення існуючих та розробка перспективних конструкцій ДВЗ не можлива без використання CAD/CAE/CAM-технологій, які дозволяють у стислі терміни розробити працездатну конструкцію деталі, вузла і двигуна в цілому. Цим забезпечується потрібний рівень якості та конкурентоспроможність розробки.
Розвиток новітнього двигунобудування вимагає проведення комплексних досліджень теплонапруженого стану (ТНС) найбільш навантажених деталей камери згоряння. В першу чергу до таких деталей можна віднести головку циліндрів, її окремі зони, а також деталі випускного клапанного вузла.
Проведення ідентифікації розрахункових моделей, що дозволить зробити достовірні висновки про якісні і кількісні зміни складових теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів, які спостерігаються при зростанні рівня форсування у сучасних ДВЗ.
Перспективний рівень форсування автотракторних дизелів по середньому ефективному тиску Ре досягає та перевищує 1,8 - 2,1 МПа , а для тепловозних -Ре = 2,1 - 2,3 МПа . Такий високий рівень форсування, у порівнянні з минулими роками (для автотракторних Ре = 1,1 МПа , тепловозних Ре = 1,2 МПа ) неминуче погіршує умови роботи деталей камери згоряння внаслідок суттєвого збільшення величини складових теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів.
Дослідженням теплообмінних процесів в головці циліндрів та клапанному вузлі займались такі відомі вчені, як проф. Г.Б. Розенбліт, проф. М.Д. Чайнов, проф. М.Х. Дяченко, проф. О.К. Костін, проф. А.Ф. Шеховцов, проф. Є.І. Третяк та інш. В роботах цих авторів увага приділялася аналізу теплового стану деталей клапанного вузла та головки циліндрів. При цьому невизначеними залишалися умови протікання теплообмінних процесів в парі стрижень клапана - направляюча втулка, в зоні міжклапанної перетинки головки циліндрів та вплив на ці процеси такого засобу поліпшення теплонапруженого стану, як локальне охолодження.
Оскільки інформація про вирішення кола окреслених питань саме таким шляхом у літературних джерелах практично відсутня, то тему та відповідні дослідження, які складають зміст дисертації, слід вважати актуальними.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Робота виконана на кафедрі ДВЗ НТУ “ХПІ” у рамках бюджетної теми МОН України “Розробка узагальненої теорії та методів підвищення тривалої міцності та ресурсної безвідмовності перспективних транспортних двигунів внутрішнього згоряння вітчизняного виробництва” 2006 - 2008 рр. (ДР № 0106U005156), здобувач був виконавцем розділів IV, VIII, XI.
Мета і завдання дослідження. Мета дисертації полягає у розробці на основі розрахунково-експериментальних досліджень рекомендацій, направлених на зниження максимальних температур, напружень та деформацій головок циліндрів форсованих дизелів шляхом локального охолодження.
Для досягнення цієї мети вирішувалися наступні завдання:
- уточнення моделей теплонапруженого та деформованого стану головок циліндрів автотракторного та тепловозного ДВЗ для випадку використання локального охолодження зони перетинки між отворами під сідла клапанів;
- розробка вузлової моделі клапанного вузла з урахуванням взаємодії складових елементів;
- проведення моторного експерименту з дослідження умов роботи пари стрижень клапана - направляюча втулка при застосуванні локального повітряного охолодження;
- фізичне моделювання локального повітряного охолодження перетинки між отворами під сідла клапанів на оригінальному безмоторному стенді;
- розрахунково-експериментальне дослідження теплонапруженого стану (ТНС) головок тракторного та тепловозного дизелів штатного та модернізованого виконання;
- розробка рекомендацій з поліпшення ТНС клапанного вузла та головки циліндрів форсованих ДВЗ.
Об’єкт дослідження - тепловий та напружено-деформований стан головок циліндрів ДВЗ, а також тепловий та деформований стан клапанного вузла.
Предмет дослідження - визначення впливу локального повітряного охолодження на зниження максимальних температур, напружень та деформацій найбільш теплонапружених елементів головок циліндрів.
Методи дослідження: експериментальні методи застосовані для дослідження теплового стану головки циліндрів та деталей клапанного вузла, визначення зазору в парі стрижень клапан - направляюча втулка. Основні методи проведеного експериментального дослідження - термометрія та осцилографування з використанням індуктивних датчиків зміни зазору у парі стрижень клапана - направляюча втулка. Розрахункові методи використовувались для уточнення значень граничних умов (ГУ) задачі теплопровідності на ділянках теплообмінної поверхні досліджуваних деталей шляхом розв’язання оберненої задачі теплопровідності, визначення теплонапруженого стану деталей за допомогою методу скінчених елементів (МСЕ).
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--