Введение к работе
Актуальность темы. Кутаисскому автомобильному заводу (КАЗ) поручено освоение и выпуск автомобиля сельскохозяйственного назначения, отвечавшего современным требованиям. Этот автомобиль должен быть оборудован шестицилиндровым дизелем с прогрессивными технико-экономическими показателями, выпуск которого будет освоен также на Кутаисском заводе. Двигатель КАЗ-4540 разработан на основе дизелей семейства КамАЗ. Его испытания в лабораторных и эксплуатационных условиях показали, что двигатель с цельи достижения запланированных технико-эконсмических показателей требует доводки, в частности, усовершенствования газовоэдушного тракта.
Доводке дизеля КАЗ-4540 придается важное значение, что . объясняется разработкой в настоящее время заводом модификации этого дизеля с наддувом. Заводские испытания двигателя КамАЗ-7405, который является прототипом создаваемого дизеля с наддувом для автомобиля сельскохозяйственного назначения,показали, что необходимо детальное исследование теплового состояния, в частности, локальных тепловых нагрузок головки цилиндрз и поршня, при работе дизеля в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов.
К настоящему времени в теории двигателей внутреннего сгорания (ДВС) влияние конструкции впускных и выпускных каналов на тепловое состояние дизелей с наддувом и без наддува исследовано относительно мало. Поэтому исследование влияния конструкции впускных и выпускных каналов на локальные нестационарные тепловые нагрузки основных деталей образующих камеру сгорания и их тепловое состояние, при применении наддува имеет важное научное и практическое значение.
Цель работы. Исследование влияния конструкции впускных и выпускных каналов на технико-экономические показатели и на локальные тепловые нагрузки в быстроходных дизелях и разработка расчетно-экспериментальной методики для определения теплового состояния перспективного двигателя с наддувом на базе КАЗ-4550 для автомобиля сельскохозяйственного назначения.
Методы исследования. Для достижения цели и решения постав-
ленных задач применялись экспериментальные и расчетные методы исследования. Экспериментальные исследования были проведены в испытательных боксах заводов КАЗ и КамАЗ. Расчетные исследования выполнялись на ЭВМ EC-I055 с использованием специальных программ, разработанных в ШТУ им.Н.Э.Баумана.
Экспериментальные исследования проводились на статической модели, одноцилиндровых отсеках дизеля КАЗ-4550 и КамАЗ-740 (14 12/12) и шлноразмерноы двигателе с наддувом КамАЗ-7405 (8ЧН 12/12).
Научная новизна работы. На основе численного метода контрольных объемов исследовано температурное поле поршня в случае форсирования двигателя с помощью наддува. Создана экспериментальная установка для регистрации сигналов от датчиков теплового потока ДТП и определения нестационарных тепловых потоков и температур на головке цилиндра и поршня с автоматической обработкой експериментальних данных. В связи с етии были усовершенствованы установки для испытаний двигателей.
Исследовано влияние закрутки потока воздуха при впуске на локальные стационарные температуры и нестационарные температуры и топловые потоки на поверхности камеры сгорания быстроходного автомобильного дизеля с диаметром и ходом поршня 120 мі
Практическая ценность работы заключается:
В использовании опытных конструкций впускного канала с увеличенной закруткой потока воздуха при впуске и выпускного канала с уменьшенным і. дравлическим сопротивлением о целью уменьшения удельного расхода топлива и увеличением мощности о одновременным сохранением допустимого теплового состояния основных деталей.
Б разработке методики, устройства и схем для експериментального определения локальных температур и локальных тепловых потоков в камере сгорания быстроходного дизеля.
В использовании экспериментально полученных граничных условий при решении краевых задач теплопроводности для основных деталей.
В использовании разработанных программ расчета при
проектировании и создании двигателя с наддувом для автомобиля
сельскохозяйственного назначения, і
Реализация работы. Экспериментальные и расчетно-теоретичес-кие результаты работы использованы в научно-техническом центре (НТЦ) КамАЗа при доводке двигателя о наддувом и в КАЗ при создании двигателя с наддувом для автомобиля сельскохозяйственного назначения, что подтверждается соответствущиыи актами внедрения, а также в госбюджетных и хоздоговорных работах, выпол- , ненных на кафедре "Комбинированные двигатели внутреннего сгорания" МПУ им .Баумана.
Апробация работы. Основные результаты и содержание диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах молодых ученых (1987,1988 гг.) и заседании кафедры "Комбинированные двигатели внутреннего сгорания" (1989 г.) МГТУ им.Н.Э.Баумана, на всесорзных школах - семинарах "Современные проблемы газодинамики и теплообмена и пути повышения эффективности энергетических установок" (Волгоград,1987г., г.Канев,1989г.), на всесоюзной конференции "Теория и расчет мобильных машин и ДБС" (г.Телави,1985г.).
Дубликации. По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ и получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,, пяти.глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и прилокения (акты внедрения результатов). Она содержит 100 страниц машинописного текста, 57 рисунков, 4 таблиц. Список использованной литературы включает 98 наименований, из них 33 на иностранных языках.
