Поліпшення теплонапруженого стану головок циліндрів форсованих дизелів шляхом локального охолодження (стр. 5 из 5)

10. Шеховцов А.Ф., Тринев А.В., Авраменко А.Н. Разработка конечноэлементной модели теплонапряженного и деформированного состояния головки цилиндров быстроходного дизеля. //Двигатели внутреннего сгорания. - Харьков: НТУ “ХПИ”. - 2007. - № 1. - С. 20 - 30. Здобувачем була розроблена модель теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів, та проведено розрахунок полів температур, напружень та деформацій.

11. Тринёв А.В., Минак А.Ф., Коваленко В.Т., Авраменко А.Н., Обозный С.В. Экспериментальный анализ теплового состояния втулки выпускного клапана тракторного дизеля. // Двигатели внутреннего сгорания. - Харьков: НТУ “ХПИ”. - 2007. - № 2. С. 15 - 20.Здобувачем проведено моторний експеримент та визначено тепловий стан направляючої втулки.

12. Тринев А.В.,Коваленко В.Т., Авраменко А.Н., Сиротин С.А. Расчетно-экспериментальное исследование условий работы сопряжения выпускной клапан – направляющая втулка. // Вестник Национального технического университета “ХПИ”. Сборник научных трудов. Тематический выпуск: Транспортное машиностроение. - Харьков: НТУ “ХПИ”. - 2007. № 33. - С. 184 - 187. Здобувачем була розроблена вузлова модель клапанного вузла, проведено експериментальне дослідження та виконано розрахунок полів температур та деформацій.

13. Випускний клапанний вузол тепловозного дизеля з локальним охолодженням. (Деклараційний патент України № 61381 А) / Шеховцов А.Ф., Триньов О.В., Авраменко А.М. - 2003 010307; Заявл. 14.01.2003; Опубл. 17.11.2003, Бюл. № 11. - 3 с. Здобувачем запропонована відкрита проточна порожнина, виконана зі сторони нижнього торця направляючої втулки клапана.

14. Система локального повітряного охолодження головки циліндрів двигуна з газотурбінним наддувом. Патент України на корисну модель № 13660/ Шеховцов А.Ф., Триньов О.В., Авраменко А.М., Гончар П.Д. - u 2005 09327; Заявл. 04.10.2005; Опубл. 17.04.2006, Бюл.№ 4. - 3 с. Здобувачем запропоновано відводити охолоджуюче повітря в зону зі зниженим тиском.

15. Пристрій для визначення витрат мастила на вигоряння в клапанному механізмі двигуна внутрішнього згоряння. Патент України на корисну модель № 21935 / Шеховцов А.Ф., Марченко А.П., Триньов О.В., Авраменко А.М., - u 2006 11193; Заявл. 23.10.2006; Опубл. 10.04.2007, Бюл. № 4. - 3 с. Здобувачем запропонована схема підводу мастила до клапанного вузла.

16. Складений клапан двигуна внутрішнього згоряння. Патент України на корисну модель № 24565 / Шеховцов А.Ф., Марченко А.П., Триньов О.В., Авраменко А.М., - u 2007 00197; Заявл. 09.01.2007; Опубл. 10.07.2007, Бюл. № 10. - 3 с. Здобувачем запропоновані теплофізичні параметри біметалевого прошарку, в залежності від матеріалів складеного клапана.

АНОТАЦІЇ

Авраменко А.М. Поліпшення теплонапруженого стану головок циліндрів форсованих дизелів шляхом локального охолодження. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 - двигуни та енергетичні установки. - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2008.

Дисертація присвячена розрахунково-експериментальному аналізу шляхів покращення теплонапруженого та деформованого стану теплонапружених елементів головок циліндрів сучасних перспективних ДВЗ. Як основний засіб зниження складових теплонапруженого та деформованого стану головки циліндрів розглядається локальне повітряне охолодження зони вогневого днища головки, зокрема перетинки між сідлами клапанів, а також охолодження випускних клапанів та направляючих втулок. Проведено розрахунково-експериментальне дослідження елементів головки циліндрів двигуна 4ЧН 12/14, та розрахункове дослідження головки тепловозного дизеля Д80.

В представленій роботі акцентується увага на необхідності уточнення граничних умов задач теплопровідності та механіки при вирішенні задач теплонапруженого стану елементів головок циліндрів, враховуючи можливості сучасних програмних комплексів.

Ключові слова: двигун внутрішнього згоряння, головка циліндрів, вузлова модель, теплонапружений стан, локальне повітряне охолодження.

Авраменко А.Н. Улучшение теплонапряженного состояния головок цилиндров форсированных дизелей путем локального охлаждения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 - двигатели и энергетические установки. - Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, Харьков, 2008.

Диссертация посвящена расчетно-экспериментальному анализу путей улучшения теплонапряженного и деформированного состояния теплонапряженных элементов головок цилиндров современных форсированных ДВС. Как основной способ снижения составляющих теплонапруженого и деформированного состояния головки цилиндров рассматривается локальное воздушное охлаждение зоны огневого днища головки, в частности перемычки между седлами клапанов, а также охлаждение выпускных клапанов и направляющих втулок. Проведено расчетно-экспериментальное исследование элементов головки цилиндров двигателя 4ЧН 12/14 и расчетное исследование головки тепловозного дизеля Д80.

В представленной работе акцентируется внимание на необходимости уточнения граничных условий задач теплопроводности и механики при решении задач теплонапряженного состояния элементов головок цилиндров, учитывая возможности современных программных комплексов.

Для расчетного анализа теплонапряженного и деформированного состояния деталей клапанного узла была разработана узловая модель клапанного узла в трехмерной постановке, которая содержит выпускной клапан, направляющую втулку, седло и фрагмент головки. Направляющая втулка и седло запрессованы во фрагмент головки с посадочным натягом. Для уточнения узловой математической модели были проведены экспериментальные исследования.

При проведении моторного эксперимента была выполнена термометрия выпускных клапанов и направляющих втулок для 3-го и 4-го цилиндров на стенде дизеля 4ЧН 12/14, при работе дизеля по нагрузочной характеристике на 6 эксплуатационных режимах, от режима холостого хода до режима максимального крутящего момента при n= 1600 мин^-1. В ходе эксперимента использовались охлаждаемые и неохлаждаемые варианты выпускных клапанов и направляющих втулок. Предварительно сжатый поршневым компрессором охлаждающий воздух подавался из ресивера по воздухоподводящей втулке, установленной в сквозное резьбовое отверстие в направляюще втулке, в полость, образованную кольцевой расточкой во втулке и стержнем клапана, и далее по каналам сверления в стержне клапана стравливался в полость подкапанной крышки. В ходе эксперимента контролировались давление, температура и расход охлаждающего воздуха.

Безмоторный эксперимент по моделированию условий локального воздушного охлаждения зоны огневого днища был выполнен с использованием фрагмента головки цилиндров дизеля 4ЧН 12/14. В огневое днище фрагмента головки были установлены шесть хромель-алюмелевых термопар. В огневом днище фрагмента головки цилиндров были выполнены каналы локального воздушного охлаждения для подвода охлаждающего воздуха к перемычке между седлами и к самим седлам впускного и выпускного клапанов. Фрагмент головки цилиндров нагревался до заданного температурного режима при помощи плавильной электропечи открытого типа. Значения температур в контрольных точках сравнивалисьс экспериментальными данными термометрии блочной головки цилиндров дизеля 4ЧН 12/14 на режиме с N_e = 110 кВт.

Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, головка цилиндров, узловая модель, теплонапряженное состояние, локальное воздушное охлаждение.

Avramenko A.N. By means of local cooling for improvementof heat-stressed heads cylinders of force diesel engines. - Manuscript.

Thesis for obtaining a scientific degree of the candidate of technical science on a specialty of 05.05.03. - engine and power plants. - National Technical University “Kharkov Polytechnic Institute ”, Kharkov, 2008.

The dissertation is devoted is settlement - to the experimental analysis of ways of improvement of the heat-stressed and deformed condition of heat-stressed elements head cylinders modern forced engine. As the basic way of decrease making heat-stress that of the deformed condition of the head of cylinders is considered local air cooling a zone of the bottoms of the head, in particular crosspieces between saddles of valves, and also cooling of final valves and directing cartridges. It is carried out it is settlement - an experimental research of elements of the head of cylinders of engine 4ЧН 12/14 and settlement research of the head of diesel engine D80.

In the submitted work the attention to necessities of specification of boundary conditions of problems of heat conductivity and mechanics is accented at the decision problemsof a heat-stressed condition of elements head cylinders, taking into account opportunities of modern program complexes.

Key words: internal combustion engine, head of cylinders, nodal model, heat-stressed state, local air cooling.