Optimizarea performanței motoarelor cu ardere internă prin răcirea combinată a turbosuflantelor

Abstract

Целью данной работы является анализ и обоснование эффективности применения комбинированного охлаждения турбокомпрессоров для повышения энергетических, экономических и эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Цель исследования заключается в теоретическом обосновании и сравнительной оценке влияния комбинированного охлаждения турбокомпрессора на основные параметры рабочего цикла двигателя, такие как эффективная мощность, крутящий момент, удельный эффективный расход топлива, а также эффективный и механический коэффициенты полезного действия. Методы, примененные при проведении исследования: В процессе исследования были использованы методы теоретического анализа и обобщения научно-технической литературы, расчётно-аналитические методы теплового расчёта двигателя внутреннего сгорания, методы сравнительного анализа параметров двигателя при использовании турбокомпрессоров с простым и комбинированным охлаждением, а также методы графического анализа и интерпретации полученных результатов. Полученные результаты: В магистерской диссертации выполнено теоретическое исследование применения турбокомпрессора с комбинированным охлаждением и проведён тепловой расчёт дизельного двигателя Д4 102×118. Установлено, что использование комбинированного охлаждения приводит к увеличению эффективной мощности на 25-29 кВт и росту крутящего момента с 335 до 445,9 Н·м. Удельный эффективный расход топлива снизился почти на 40 г/кВт·ч, а механический КПД возрос на 3,4 %. Полученные результаты подтверждают, что турбокомпрессор с комбинированным охлаждением является эффективным и перспективным решением для повышения экономичности, мощности и надёжности двигателей внутреннего сгорания.

The objective of this work is to analyze and justify the effectiveness of combined turbocharger cooling to improve the energy, economic, and operational performance of internal combustion engines. The objective of the study is to theoretically substantiate and compare the impact of combined turbocharger cooling on key engine operating cycle parameters, such as effective power, torque, specific fuel consumption, and effective and mechanical efficiencies. Methods applied in the study: The study utilized theoretical analysis and literature review, computational and analytical methods for thermal design of internal combustion engines, comparative analysis of engine parameters using turbochargers with simple and combined cooling, and graphical analysis and interpretation of the results. Results: This master's thesis presents a theoretical study of the use of a turbocharger with combined cooling and a thermal analysis of a D4 102×118 diesel engine. Combined cooling was found to increase effective power by 25-29 kW and torque from 335 to 445.9 N m. Specific fuel consumption decreased by almost 40 g/kW h, and mechanical efficiency increased by 3.4%. The obtained results confirm that a turbocharger with combined cooling is an effective and promising solution for increasing the efficiency, power and reliability of internal combustion engines.