Оценка эффективности использования турбокомпаундной схемы с целью повышения основных показателей авиационного поршневого дизельного двигателя мощностью 300 Л.С.

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

2019. Т. 26. № 4. С. 98-107.

DOI: 10.34759/vst-2019-4-98-107

Авторы

Барышников С. И. *, Костюченков А. Н. , Зеленцов А. А. , Луковников А. В. **

Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: stanislawish@ya.ru
**e-mail: Lukovnikof@mail.ru

Аннотация

Проведена оценка эффективности авиационного поршневого двигателя (АПД), использующего турбокомпа- ундную схему, в сравнении с базовым АПД с воспламенением от сжатия и мощностью 300 л.с. Верификация расчетной математической модели базового АПД осуществлялась по экспериментальным данным, полученным при регистрации внешней скоростной характеристики. Моделирование проводилось путем 0-мерных и 1-мер­ных расчетов в программном комплексе AVL BOOST. На основе модели базового двигателя была создана мате­матическая модель турбокомпаундного поршневого двигателя (ТК АПД); определены параметры, обеспечиваю­щие наилучшие эффективные показатели. Проведен сравнительный анализ полученных результатов.

Ключевые слова

турбонаддув, турбокомпаунд, дизельные двигатели, четырехтактные двигатели, авиационные двигатели

Библиографический список

  1. Орлин А.С., Круглов М.Г. (ред.) Двигатели внутрен­него сгорания. Изд. 2-е перераб. и дополн. – М.: Машгиз, 1957. Т. 1. – 396 с.

  2. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршне­вых двигателях. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Ба­умана, 2001. – 592 с.

  3. Chadwell C.J., Walls M. Analysis of a SuperTurbocharged Downsized Engine Using 1-D CFD Simulation // SAE Technical Paper 2010-01­1231, 2010. (Cit. on pp. 47, 48, 82). DOI: 10.4271/2010-01-1231

  4. Brands M.C., Werner J, Hoehne J.L. Vehicle Testing of Cummins TurboCompound Diesel Engine // SAE International Congress and Exposition. 1981Transactions V90-A. DOI: 10.4271/810073

  5. Keiichi Shiraishi, Yoshihisa Ono. Hybrid Turbocharger with Integrated High Speed Motorgenerator // Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Technical Review. 2007. Vol. 44. No. 1.

  6. Riffat S.B., Ma X. Thermoelectrics: a review of present and potential applications // Applied Thermal Engineering. 2003. Vol. 23. No. 8, pp. 913-35. DOI: 10.1016/S1359-4311(03)00012-7

  7. Ringler J., Seifert M., Guyotot V., Hübner W. Rankine Cycle for Waste Heat Recovery of IC Engines // SAE International Journal of Engines. 2009. Vol. 2. No. 1, pp. 67-76. DOI: 10.4271/2009-01-0174

  8. Кузьмичёв В.С., Омар X.X., Ткаченко А.Ю. Способ повышения эффективности газотурбинных двига­телей для наземного применения за счет регенера­ции тепла // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 133-141.

  9. Котельников В.Р. Отечественные авиационные пор­шневые моторы (1910-2009). – М.: Русский Фонд Содействия Образованию и Науке, 2010. – 504 с.

  10. Sammons H, Chatterton E. The Napier Nomad Aircraft Diesel Engine // SAE Transactions. 1955. Vol. 63, pp. 107-131.

  11. Барышников С.И., Зеленцов А.А., Костюченков А.Н. Оценка перспектив использования турбокомпаун- дных ДВС в авиации // Двигатель-2017: Сб. тези­сов международной научно-технической конферен­ции, посвященной 110-летию специальности «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана. – М.: Лучший сервис, 2017. С. 10.

  12. AVL BOOST™ is a fully integrated IC engine simulation software. URL: https://www.avl.com/boost

  13. Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-РК. URL: http://www.diesel-rk.bmstu.ru/Rus/index.php

  14. Patton K.J., Nitschke R.C., Heywood J.B. Development and Evaluation of a Friction Model for Spark-Ignition Engines // Sae Technical Paper 890836, 1989, 24 p. DOI: 10.4271/890836

  15. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 719 с.

  16. Hiereth H., Prenninger P. Charging internal combustion engine. – Springer-Verlag, Wien, 2007. – 283 p.

  17. Турбина ТКР-80. URL: http://www.kamturbo.ru/product-page/%D1%82%D0%BA%D1%80-80-05-12

  18. GTX3071R GEN II Turbocharger. URL: https://www.garrettmotion.com/ru/racing-and-performance/performance-catalog/turbo/gtx3071r-gen-ii/

  19. Елизева E.B. Повышение топливной экономично­сти быстроходного двигателя за счет утилизации энергии отработавших газов в силовой турбине: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук. – Харьков: ХИИЖТ, 1992. – 19 с.

  20. Finkelberg L, Kostuchenkov A., Zelentsov A., Minin V. Improvement of Combustion Process of Spark-Ignited Aviation Wankel Engine // Energies. 2019. Vol. 12. No. 12, 2292. DOI: 10.3390/en12122292

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2019