Клименко О. М. Оцінка впливу регулювання температурного стану поршнів на техніко-економічні показники дизеля

Об'єкт дослідження: робочий процес дизеля з урахуванням його температурного стану. Мета дослідження: визначення впливу регулювання температурного стану поршнів на комплекс техніко-економічних показників дизелів з урахуванням моделі експлуатації. Методи дослідження: методи експериментального дослідження використані для визначення токсичності відпрацьованих газів та паливної економічності дизеля, температурного стану деталей його камери згоряння. При моделюванні температурного стану поршнів використано метод скінчених елементів. Прогнозування ресурсної міцності поршня виконано розрахунково-експериментальним методом на основі сумісного врахування впливу на його матеріал пошкоджень від утоми та повзучості. Розрахункові рівняння для визначення техніко-економічних показників ДВЗ отримано обробкою експериментальних даних з використанням методу найменших квадратів. Задачу оптимізації керуючих параметрів при регулюванні температурного стану поршнів вирішено з використанням узагальненої функції бажаності Е. К. Харінгтона. Теоретичні і практичні результати: отримано емпіричні залежності для визначення емісії NOx та димності відпрацьованих газів дизеля 4ЧН12/14 від частоти обертання колінчастого валу, навантаження, режиму охолодження поршнів та значення кута випередження впорскування палива; отримано результати оцінювання техніко-економічних показників дизелів різного призначення на основі використання теорії нечіткої логіки для кожного окремого режиму навантаження, запропоновано психофізичні шкали для оцінювання показників токсичності відпрацьованих газів, паливної економічності та надійності дизелів; отримано результати оцінювання ресурсної міцності поршня для різних рівнів форсування та моделей експлуатації дизеля 4ЧН12/14 при врахуванні способів регулювання температурного стану поршнів та обмежень температур в інших критичних зонах поршня. Новизна: вперше оцінено ефективність регулювання температурного стану поршнів за комплексним впливом на показники токсичності відпрацьованих газів, паливної економічності та ресурсної міцності поршнів при врахуванні моделі експлуатації дизеля; вперше для комплексного покращення середньоексплуатаційних показників витрати палива та масових викидів оксидів азоту та твердих частинок з відпрацьованими газами дизеля виявлена доцільність охолодження поршнів на окремих навантажених режимах експлуатації; вперше встановлено, що комплексне покращення середньоексплуатаційних показників витрати палива та масових викидів оксидів азоту та твердих частинок з відпрацьованими газами дизеля при регулюванні температурного стану поршнів потребує керування кутом випередження впорскування палива. Ступінь впровадження: результати впроваджені та використовуються у ДП "Харківське конструкторське бюро з двигунобудування" (м. Харків), а також у практиці наукових досліджень та у навчальному процесі кафедри двигунів внутрішнього згоряння НТУ "ХПІ". Галузь використання: двигунобудування.