+
ТЕРМОДИНАМИКА СИСТЕМЫ "ГАЗОВАЯ ТУРБИНА - ЭЖЕКТОР - ОХЛАДИТЕЛЬ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА" В ДИЗЕЛЕ С НАДДУВОМ
стр.5-14
ЛАЗАРЕВ Е.А., Салов А.Ю., Лазарев В.Е.
С позиций термодинамического подхода рассмотрены структурные и функциональные особенности элементов системы эжекционного охлаждения воздуха на выходе из компрессора в дизеле с газотурбинным наддувом. Выделены основные элементы системы: газовая турбина, эжекционное устройство (эжектор), охладитель воздуха после компрессора (наддувочного воздуха). Описаны физические процессы и их связи в элементах системы. Определены термодинамические параметры состояния, энергия газовоздушных потоков и их изменения в газовой турбине, эжекторе, установленном за турбиной турбокомпрессора на выпуске, и охладителе воздуха после компрессора. Рассмотрены связи между располагаемой и действительной работами, совершаемые отработавшими газами на выходе из цилиндра дизеля с газотурбинным наддувом. Приведены p,v- и i,s-диаграммы состояния газовоздушных потоков в элементах системы эжекционного охлаждения воздуха на выходе из компрессора. Рассмотренные особенности определения энергии и термодинамических параметров состояния отработавших газов в турбине турбокомпрессора, эжекционном устройстве и охладителе воздуха на выходе из компрессора использованы для оценки эффективности их совместной работы. Описаны способы повышения плотности наддувочного воздуха с выделением способа, использующего эжектор для реализации низкопотенциальной энергии отработавших газов дизеля. С использованием программного комплекс Solid Works определены скорости и температуры газовоздушных потоков в элементах эжекционного устройства (сопле, смесительной камере и диффузоре). Определен коэффициент эжекции эжекционного устройства как функция термодинамических параметров газовоздушных потоков. Отмечается целесообразность принятия компромиссных решений, при которых система эжекционного охлаждения может обеспечить максимальную плотность наддувочного воздуха при минимальных затратах энергии на циркуляцию охлаждающего воздуха через матрицу охладителя.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГИБРИДНЫХ МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННЫХ УСТАНОВОК ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
стр.15-26
Рулевский А.Д., Уланов А.Г., Никифоров С.С.
В работе приведен анализ эволюции современных схем гибридных моторно-трансмиссионных установок транспортных средств. Отмечены причины их появления, достоинства и недостатки, приведены примеры практической реализации. Подробно рассмотрена область применения, возможности различных типов современных гибридных приводов и перспективы их развития. Показано, что схему последовательного гибридного привода активно использовали и используют на тяжелой и специальной технике, поскольку она идеально подходит для транспортных средств, в которых необходимо передать на ведущие колеса большой крутящий момент, но при этом не требуются высокие скорости движения. В то же время применяемые на современных автомобилях разные варианты параллельного гибридного привода позволили снизить мощность двигателей внутреннего сгорания, благодаря чему была существенно повышена их экономичность при одновременном снижении токсичности отработанных газов. Особое внимание уделено практически неиспользуемой до настоящего времени возможности гибридного привода служить резервным приводом транспортного средства. Сформулированы требования, которым должен отвечать гибридный привод, применяемый с такой целью. Приведена кинематическая схема инновационной гибридной моторно-трансмиссионной установки, отвечающая предложенным требованиям и позволяющая реализовать функцию резервного привода транспортного средства. Подробно раскрывается принцип функционирования предложенного гибридного привода на всех режимах его работы. Показано, что благодаря применению на транспортном средстве инновационной гибридной моторно-трансмиссионной установки появляется возможность сохранения его мобильности в случае повреждения или выхода из строя основной силовой установки. Показан пример реализации предложенной схемы гибридного привода на обычном легковом автомобиле.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КОРПУСЕ ПОДШИПНИКОВ ТУРБОКОМПРЕССОРА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ
стр.27-37
Худяков В.С., Задорожная Е.А., Иванов Д.Ю.
Двигателестроение является одной из критически важных отраслей энергетического машиностроения. Наличие агрегата турбонаддува в современном двигателе позволяет ему отвечать высоким требованиям энергоэффективности и экологичности. При этом современные тенденции модернизации узлов наддува характеризуются повышением механической и тепловой нагрузки на элементы турбокомпрессора, в том числе и на подшипники скольжения. Гидромеханические характеристики, анализ которых позволяет оценить работоспособность опор скольжения, зависят от большого количества внешних и внутренних факторов. Наиболее значимыми являются: свойства смазочного материала, тепловая нагруженность элементов конструкции, а также процессы в корпусе подшипников. Учет влияния этих факторов требует новых численных методов расчета, подходов к оценке несущей способности и других характеристик трибосопряжений. Основной целью настоящей работы является определение уровня тепловых нагрузок, возникающих в элементах корпуса подшипникового узла, а также их влияние на динамику гибкого асимметричного ротора и гидромеханические характеристики трибосопряжений. Для проведения расчетных исследований был использован разработанный и апробированный авторами алгоритм динамики упругого ротора на многослойных опорах скольжения. В качестве результатов исследований в работе представлены зависимости гидромеханических характеристик многослойных подшипников скольжения, а также величины амплитуд колебаний элементов гибкого ротора под воздействием тепловых процессов. По величине амплитуды колебаний гайки колеса компрессора проводилась оценка работоспособности подшипников скольжения. При этом принимались во внимание значения температуры элементов конструкции и смазочного материала в каждом слое трибосопряжений. Основываясь на полученных результатах, выявлено, что тепловые процессы, происходящие в корпусе подшипников при работе механизма, значительно влияют на характеристики подшипников скольжения, которые в свою очередь обеспечивают работоспособность турбокомпрессора в целом. В связи с этим для подбора геометрических характеристик подшипников скольжения на стадии проектирования турбокомпрессора необходимо учитывать как скоростные режимы, так и тепловые нагрузки на элементы корпуса.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТОЧНОЙ ЗОЛОТНИКОВОЙ ПАРЫ
стр.38-52
В статье подробно рассматриваются конструкция изделия «Высокоточная золотниковая пара» и особенности разработанного технологического процесса изготовления его компонентов. Проанализированы основные этапы механической обработки изделий «Гильза» и «Золотник», термическая обработка, технический контроль, а также технологические приемы по выполнению предъявляемых технических требований. Во введении приводится обоснование актуальности подробного рассмотрения особенностей реализации технологического процесса производства высокоточной золотниковой пары. Данный узел входит в состав электрогидравлического усилителя мощности - важнейшего элемента управления специальных гидроприводов, применяющихся в стендовом испытательном оборудовании. Основное содержание работы сосредоточено на описании технических и технологических особенностей изготовления компонентов высокоточной золотниковой пары. Приведены основные элементы материально-технического оснащения технологического процесса, с помощью которых реализуется микрообработка и обеспечиваются высокие требования точности и качества изделия: применяющееся оборудование, станочная оснастка и режущий инструмент. Отдельно в статье описывается операция криообработки деталей, уделяется внимание испытаниям готовых изделий, приведены условия, при которых изготовленный узел будет нуждаться в доработке и при которых изделие будет считаться годным. В статье преследуется цель дать полное описание технологии изготовления компонентов высокоточной золотниковой пары, призванное раскрыть необходимость применения приемов и методов достижения высокой точности сопряжения. Основным методом достижения цели выступает подробный анализ всех аспектов технологического процесса изготовления компонентов высокоточной золотниковой пары. Выявляются нестандартные и редко применяющиеся решения, устанавливаются причины, вызвавшие необходимость их применения. Основным прикладным результатом работы может считаться подробный проиллюстрированный инженерно-технический отчет с описанием особенностей производства рассматриваемого узла.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ СВЕРЛ ПРИ ГЛУБОКОМ СВЕРЛЕНИИ
стр.53-63
Гузеев В.И., ШАЛАМОВ В.Г., Морозов А.В.
При сверлении отверстий диаметром меньше 3 мм и подачей смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) поливом наблюдается эффект откачивания СОЖ из зоны резания. В этом случае винтовые поверхности стружечных канавок сверла играют роль шнека. Пара винтовая поверхность сверла - обработанное отверстие составляет элемент шнекового насоса. Чем меньше диаметр сверла и чем больше частота его вращения, тем выше производительность такого насоса. Эксперименты показывают, что при обработке отверстий диаметром 1,5 мм глубиной 20 мм при частотах вращения 3000…6000 об/мин СОЖ, поступающая поливом, не доходит до режущих кромок сверла и фактически процесс резания осуществляется «всухую». Это требует частой переточки сверл. Иногда рабочие-операторы в течение одной смены вынуждены производить до 100 переточек сверл. Увеличение количества переточек в смену приводит к увеличению количества наладок, снижению производительности обработки, уменьшению ресурса и повышению расхода сверл. В некоторых случаях оказывается, что при сверлении все параметры отверстий выдерживаются по требованиям чертежа, но сверло теряет режущую способность через 3-6 отверстий и часто на первом же отверстии. В этом случае снимают это сверло, ставят следующее и заново осуществляют наладку операции. Установлено, что величины разброса геометрических параметров сверл при стационарной заточке может оказывать значительное влияние на количество отказов работоспособности сверл, силы резания, режимы резания и, следовательно, на производительность и техническую надежность операции. В статье рассматривается возможность повышения стойкости малоразмерных сверл за счет специальной заточки, обеспечивающей допустимую по точности разбивку обработанного отверстия. Этим обеспечивается проникновение СОЖ в зону резания. Применение новой заточки повысило среднюю стойкость сверл на 28 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕСТОВОГО МЕТОДА ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ НЕЙТРАЛИЗАТОРОВ
стр.64-74
Гриценко А.В., Шепелев В.Д., Бурцев А.Ю., Шайкемелов А.А.
Из-за ужесточения требований к нормам выбросов транспортных средств система выпуска насыщается дополнительными элементами для поддержания необходимого уровня выбросов - системой рециркуляции отработавших газов (ОГ), каталитическим нейтрализатором (КН), сажевым фильтром и т. д. Введение дополнительных элементов в системе выпуска сказывается на режимах и условиях работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). При этом процесс диагностирования степени износа КН осложняется из-за наличия множественных связей между структурными и диагностическими параметрами. Эти связи формируются в процессе реализации газообмена между воздухом во впускном тракте, топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндре и ОГ в выпускном тракте и включают в себя целый ряд физических закономерностей, обуславливающих эти связи. Постепенный износ каталитического нейтрализатора приводит к повышению противодавления в выпускном тракте из-за образования поверхностного нагара, оплавления и разрушения керамических сот, что повышает механические потери и снижает эффективность работы двигателя. В статье представлен тестовый метод, позволяющий осуществлять непрерывный контроль технического состояния каталитического нейтрализатора и с высокой точностью идентифицировать его изменения. В теоретической части исследования рассмотрена методика расчета сопротивления каталитического нейтрализатора с учетом влияния сопротивлений пористого объема, термического сопротивления и сопротивления структуры (вида) материала. В экспериментальной работе анализировались данные при взаимодействии только двух входных параметров - длительность впрыска и эквивалентное сопротивление каталитического нейтрализатора.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКИ АВТОБУСА
стр.75-85
ДУБРОВСКИЙ А.Ф., Закиров Р.А., Косолапов С.В., Абызов А.А., Некрасов С.Г.
При проектировании транспортных средств, предназначенных для перевозки пассажиров, значительное внимание уделяется повышению комфортабельности, в частности, снижению вибронагруженности элементов салона. В статье приведен обзор различных подходов к решению этой задачи: использование активных систем подрессоривания, применение пневмогидравлических рессор, амортизаторов с изменяемыми характеристиками, пневматических систем подрессоривания. В статье рассмотрена система подрессоривания автобуса на базе полноприводного автомобиля «Урал». Отличительной особенностью подвески этой машины является использование пневматических рессор РОСТАР. При этом продольные направляющие рычаги расположены встречно. Предложенная схема пневматической подвески позволила использовать в ходовой части автомобиля широкопрофильные шины увеличенных размеров без увеличения габаритов. С целью проверки эффективности рассматриваемой системы подрессоривания были проведены ходовые испытания. Автобус двигался по грунтовой дороге 4-5-й категории, имеющей выбоины, со скоростью 20 км/час. На корпусе и элементах ходовой системы были установлены датчики-акселерометры. В статье приводится информация об их расположении и особенностях обработки сигналов, а также о других условиях испытаний. По результатам предварительных испытаний выбран диапазон частот для исследований. В результате дальнейших испытаний для сигналов всех датчиков получены средние квадратические значения виброускорений в стандартных октавных и третьоктавных полосах. Анализ эффективности системы подрессоривания выполнен на основе сравнения виброускорений на неподрессоренных массах с виброускорениями в салоне и на рабочем месте водителя. Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность предлагаемой системы подрессоривания. Определены диапазоны частот, в которых регистрируются повышенные виброускорения. Предложены мероприятия по их снижению. Разработанная конструктивная схема признана эффективной и рекомендована к использованию в системах подрессоривания автобусов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУЖКООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ЛЕЗВИЙНОМ РЕЗАНИИ ВОЛОКОННО-АРМИРОВАННОЙ КОМПОЗИТНОЙ ЗАГОТОВКИ ОБЪЕМНОГО ПЛЕТЕНИЯ. ЧАСТЬ 2: ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
стр.86-99
ЩУРОВ И.А., Щурова Е.И., Вольф Г.В.
Данная статья является продолжением первой ее части и посвящена собственно моделированию процесса резания заготовки из композита. Поскольку для получения точных деталей из волоконно-армированных композитных материалов (ВКМ) объемного плетения ортогональной структуры все чаще применяется лезвийная обработка, то прогнозирование качества обработанных поверхностей целесообразно выполнять с использованием численного компьютерного моделирования. Для создания численных физических моделей такой обработки применяются соответствующие им численные методы геометрического моделирования инструментов и самих композитных заготовок, включая воксельное моделирование. Последнее, в отличие от аналитической геометрии в пространстве, является абсолютно устойчивым для описания поверхностей любой степени сложности. Поскольку все реальные объекты, включая волокна композита, имеют шероховатость поверхностей, то воксельные модели являются эффективным инструментом для выбранного моделирования композита. Кроме того, воксели как частицы являются геометрическими аналогами частиц физического моделирования по методу гидродинамики сглаженных частиц - Smooth Particle Hydrodynamics (SPH), все чаще применяемого для моделирования процессов резания лезвийными инструментами. Исходя из этого, в работе рассматривается создание воксельной модели заготовки из ВКМ объемного плетения, получение на ее основе SPH-модели композита и расчет напряженно-деформированного состояния зоны резания при лезвийной обработке. В указанной модели процесса резания используются выбранные в первой части статьи модели материалов и их параметры. Такой моделью для металлических композитов является модель Джонсона-Кука, для которой в первой части статьи были выбраны параметры и для граничного слоя волокно - матрица. Результаты моделирования обработки первоначально заготовки из гомогенного материала показали обнадеживающий результат. Последующее моделирование резания заготовки из композита показало отличия напряженно-деформированного состояния ее зоны резания от такой зоны для гомогенной заготовки, включая повышенные величины сколов в момент выхода лезвия инструмента из этой заготовки. Были обнаружены и другие отличия для этих двух случаев, которые необходимо принимать во внимание при выборе параметров технологической операции и элементов технологической системы. Наряду с этим в работе показано, что данные исследования требуют интенсивного дальнейшего изучения, в особенности уточнения модели и ее параметров для материала вышеуказанного граничного слоя.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
