0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гнц двигателя что это

Гнц двигателя что это

Газовый двигатель априори имеет меньшую мощность и худшую топливную экономичность по сравнению с базовым дизелем. Снижение мощности газового двигателя объясняется уменьшением наполнения цилиндров топливовоздушной смесью за счет замещения части воздуха газом, имеющим больший объем по сравнению с жидким топливом. Для компенсации снижения мощности применяют наддув, что требует дополнительного снижения степени сжатия. При этом уменьшается индикаторный КПД двигателя, сопровождающийся ухудшением топливной экономичности.

В качестве базового двигателя для конвертации на газ был выбран дизель семейства ЯМЗ-536 (6ЧН10,5/12,8) с геометрической степенью сжатия ε=17,5 и номинальной мощностью 180 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин -1 .

Рис.1. Зависимость максимальной мощности газового двигателя от степени сжатия (граница детонации).

На рисунке 1 приведена зависимость максимальной мощности газового двигателя от степени сжатия (граница детонации). В конвертированном двигателе при стандартных фазах газораспределения заданная номинальная мощность 180 кВт без детонации может быть обеспечена только при значительном снижении геометрической степени сжатия с 17,5 до 10, вызывающем ощутимое уменьшение индикаторного КПД.

Избежать детонации без снижения или при минимальном снижении геометрической степени сжатия, а значит и минимальном уменьшении индикаторного КПД позволяет реализация цикла с ранним закрытием впускного клапана. В этом цикле впускной клапан закрывается до прихода поршня к НМТ. После закрытия впускного клапана при движении поршня к НМТ газовоздушная смесь сначала расширяется и охлаждается и только после прохождения поршнем НМТ и его движения к ВМТ начинает сжиматься. Потери наполнения цилиндров компенсируются за счет повышения давления наддува.

Основными задачами исследований являлось выявление возможности конвертации современного дизеля в газовый двигатель с внешним смесеобразованием и количественным регулированием с сохранением высоких мощности и топливной экономичности базового дизеля. Рассмотрим некоторые ключевые моменты подходов к решению поставленных задач.

Геометрическая и фактическая степени сжатия

Начало процесса сжатия совпадает с моментом закрытия впускного клапана φa. Если это происходит в НМТ, то фактическая степень сжатия εф равна геометрической степени сжатия ε. При традиционной организации рабочего процесса впускной клапан с целью улучшения наполнения за счет дозарядки закрывается через 20-40° после НМТ. При реализации цикла с укороченным впуском впускной клапан закрывается до НМТ. Поэтому в реальных двигателях фактическая степень сжатия всегда меньше геометрической степени сжатия.

Закрытие впускного клапана на одинаковую величину либо до, либо после НМТ вызывает одинаковое уменьшение фактической степени сжатия по сравнению с геометрической степенью сжатия. Так, например, при изменении φa на 30° до или после НМТ фактическая степень сжатия уменьшается приблизительно на 5% [4].

Изменение параметров рабочего тела в процессе наполнения

При проведении исследований были сохранены стандартные фазы выпуска, а фазы впуска менялись за счет вариации угла закрытия впускного клапана φa. В этом случае при раннем закрытии впускного клапана (до НМТ) и сохранении стандартной продолжительности впуска (Δφвп =230°) впускной клапан пришлось бы открывать задолго до ВМТ, что вследствие большого перекрытия клапанов неизбежно привело бы к чрезмерному росту коэффициента остаточных газов и нарушениям в протекании рабочего процесса. Поэтому раннее закрытие впускного клапана потребовало значительного уменьшения продолжительности впуска до 180°.

На рисунке 2 приведена диаграмма давления заряда в процессе наполнения в зависимости от угла закрытия впускного клапана до НМТ. Давление в конце наполнения pa ниже давления во впускном трубопроводе, причем понижение давления тем больше, чем раньше до НМТ закрывается впускной клапан.

При закрытии впускного клапана в ВМТ температура заряда в конце наполнения Ta несколько выше температуры во впускном трубопроводе Tk. При более раннем закрытии впускного клапана температуры сближаются, и при φa>35. 40° ПКВ заряд в ходе наполнения не нагревается, а охлаждается.

Рис.2.Влияние угла закрытия впускного клапана на изменение давления в процессе наполнения.

Оптимизация фазы впуска на режиме номинальной мощности

При прочих равных условиях наддув или повышение степени сжатия в двигателях с внешним смесеобразованием ограничиваются одним и тем же явлением — возникновением детонации. Очевидно, что при одинаковом коэффициенте избытка воздуха и одинаковых углах опережения зажигания условия возникновения детонации соответствуют определенным значениям давления pc и температуры Tc заряда в конце сжатия, зависящим от фактической степени сжатия [5].

При одинаковой геометрической степени сжатия и, следовательно, одинаковом объеме сжатия отношение pc/Tc однозначно определяет количество свежего заряда в цилиндре. Отношение давления рабочего тела к его температуре пропорционально плотности. Поэтому фактическая степень сжатия показывает, на сколько увеличивается плотность рабочего тела в процессе сжатия. На параметры рабочего тела в конце сжатия, кроме фактической степени сжатия, существенное влияние оказывают давление и температура заряда в конце наполнения, определяемые протеканием процессов газообмена, в первую очередь процесса наполнения.

Рассмотрим варианты двигателя с одинаковой геометрической степенью сжатия и одинаковой величиной среднего индикаторного давления, один из которых имеет стандартную продолжительность впуска (Δφвп=230°), а в другом впуск укорочен (Δφвп=180°), параметры которых представлены в таблице 1. В первом варианте впускной клапан закрывается через 30° после ВМТ, а во втором варианте впускной клапан закрывается за 30° до ВМТ. Поэтому фактическая степень сжатия εф у двух вариантов с поздним и ранним закрытием впускного клапана одинакова.

Читать еще:  Герметик двигателя как выглядит

Параметры рабочего тела в конце наполнения для стандартного и укороченного впуска

История

Постановлением Совета труда и обороны СССР от 31 октября 1933 года № 104 был организован РНИИ – реактивный научно-исследовательский институт (ныне АО ГНЦ “Центр Келдыша”).
РНИИ был создан на базе Ленинградской газодинамической лаборатории (ГДЛ) и Московской группы по изучению реактивного движения (ГИРД). Возглавил институт начальник ГДЛ военный инженер 1-го ранга Иван Терентьевич Клейменов, а его заместителем был назначен начальник ГИРДа Сергей Павлович Королев.
В короткий срок РНИИ стал научно-исследовательской и опытно-конструкторской организацией, в которой органически сочетались проектирование, изготовление и испытание ракет и ракетных снарядов, летательных аппаратов и двигателей для них с научными исследованиями, обеспечившими создание этих объектов ракетной техники.

Главная задача довоенного и военного периодов истории института – создание ракетного вооружения нашей армии. В период 1933-1940 годов в институте были завершены разработки и переданы на вооружение осколочно-фугасные реактивные снаряды, предназначенные для стрельбы по воздушным, морским и наземным целям. Особенно эффективным оказалось применение пороховых реактивных снарядов для стрельбы по площадям с наземных многозарядных высокоманевренных пусковых установок. Такая установка БМ-13 была принята на вооружение и стала легендарной артиллерийской системой залпового огня – “Катюшей”, сыгравшей большую роль в Великую Отечественную войну. В 1942 году указом Президиума Верховного Совета СССР за успешную разработку нового оружия коллектив института был награжден орденом Красной Звезды, разработчикам оружия была присуждена Сталинская премия, а руководителю разработки А. Г. Костикову – звание Героя Социалистического труда.

Коллектив института сыграл основополагающую роль в создании фундамента отечественной ракетной техники: в разработке первых поколений ракет, ракетных двигателей и реактивных снарядов, методов их испытаний и отработки, в воспитании специалистов ракетной техники. С момента создания института в нем работали выдающиеся ученые и конструкторы С.П. Королев и В.П. Глушко, Ю.А. Победоносцев, М.К. Тихонравов, И.Т. Клейменов, Г.Э. Лангемак. К.Э. Циолковский был почетным членом технического совета РНИИ.

Деятельность института в военный период отмечена созданием жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) для истребителя – перехватчика, разработкой новых конструкций реактивных снарядов для артиллерии и реактивных торпед для ВМФ, проектированием, изготовлением и отработкой первого в СССР ЖРД с турбонасосной системой подачи компонентов топлива, постройкой и испытаниями первого отечественного турбореактивного двигателя.

Институт стал в ту пору настоящей кузницей кадров высшей квалификации, ракетным университетом, в стенах которого выросли сотни талантливых специалистов, составивших в последующие годы основу и славу отечественной ракетно-космической науки и техники. Это: С.П. Королев, В.П. Глушко, А.М. Люлька, М.М. Бондарюк, А.М. Исаев, Л.С. Душкин, Н.А. Пилюгин, Б.В. Раушенбах, В.П. Мишин, Г.И. Петров, В.Я. Лихушин, А.П. Ваничев, В.М. Иевлев, В.С. Авдуевский и многие другие. Более 30 специалистов стали в дальнейшем членами АН СССР.
Институт стал родоначальником ряда ведущих организаций отечественной ракетно-космической техники. Из недр института сформировались:
– в 1944 г. – филиал по разработке ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) (ныне МИТ) во главе с Ю.П. Победоносцевым,
– в 1946 г. – ОКБ “Сатурн” во главе с А.М. Люлька,
– ОКБ завода № 293 (ныне ОКБ “Факел”) во главе с М.Р. Бисноватым,
– в 1948 г. – КБ Химмаш во главе с А.М. Исаевым,
– в 1950 г. – ОКБ-670 во главе с М.М. Бондарюком,
– в 1952 г. – ОКБ-1 во главе с Л.С. Душкиным,
– в 1954 г. – филиал по разработке астронавигации крылатых ракет (ныне Московский институт электромеханики и автоматики) во главе с Р.Г. Чачикяном,
– в 1958 г. – филиал по разработке ЖРД малой тяги (ныне ФГУП НИИМаш) во главе с М.Г. Мироновым.

В июле 1942 года постановлением Государственного Комитета Обороны РНИИ был преобразован в НИИ реактивной техники с непосредственным подчинением Верховному Главнокомандующему И.В. Сталину. Сотрудники института во главе с начальником генерал-майором П. И. Федоровым вошли первыми на территорию немецкого ракетного полигона “Близна” вместе с нашими наступающими войсками и блестяще выполнили задание Главкома и руководства страны по оценке германских разработок в области ракетной техники. Они тщательно изучили образцы немецкой техники и уцелевшую документацию и выдвинули конкретные предложения, направленные на развитие работ в нашей стране.

После выхода известного Постановления СМ СССР от 13.05.1946, положившего начало широкому развертыванию работ по ракетной технике, головным Министерством по разработке и производству реактивных аппаратов с ЖРД определяется Министерство вооружения. Для НИИ-1, находившегося в это время в МАПе, наступает новый этап деятельности.

Новым начальником института назначается 35-летний академик М. В. Келдыш.
Келдыш стремительно вошёл в курс дел и уже через 2 недели после назначения формулирует важнейшие стратегические задачи Института:
– исследование рабочего процесса и создание нового поколения высокоэффективных, с большей удельной тягой ЖРД;
– термогазодинамика высоких скоростей;
– крылатые ракеты.
Вокруг Келдыша формируется коллектив выдающихся учёных, таких как Г. И. Петров, Л. И. Седов, Г. Н. Абрамович, А. П. Ваничев, Е. С. Щетинков и др. Под их руководством были проведены фундаментальные и прикладные научные исследования в области термодинамики, аэрогазодинамики, теории горения, теплообмена. Закладываются основы методов проектирования, испытаний и отработки ЖРД и СПВРД, проводятся исследования, позволившие решить проблемы тепловых режимов и тепловой защиты летательных аппаратов.
В 1954 году выходят два исторических постановления правительства СССР по разработке в КБ С. П. Королёва межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, а в конструкторских бюро С. А. Лавочкина и В. М. Мясищева межконтинентальных крылатых ракет “Буря” и “Буран”.

Читать еще:  Ford mondeo неисправность двигателя

Коллектив института успешно выполнил государственное задание и внёс свой вклад в создание первой в мире межконтинентальной ракеты Р-7 и мощной ракеты-носителя на её основе, модификации которой эксплуатируются и в настоящее время.
Постановлением правительства на НИИ-1 и персонально на М. В. Келдыша возлагалась координация всех научных исследований при создании крылатых ракет. Для выполнения работ по крылатым ракетам был создан ряд новых подразделений и развёрнуто строительство уникальной стендовой базы. Успешные летно-конструкторские испытания крылатой ракеты “Буря”, проведенные в 1957-1959 годах, подтвердили выполнение заложеных в ТЗ данных как отдельных систем, так и ракетного комплекса в целом.

Работы по динамике крылатых ракет позволили перейти к решению новых проблем управления космическими аппаратами. В НИИ-1 под руководством Б. В. Раушенбаха была разработана и создана система ориентации для автоматической станции “Луна-3”, сфотографировавшей 7 октября 1959 года обратную сторону Луны, а также система ориентации искусственных спутников Земли. Настоящим триумфом можно назвать работы института по обоснованию схемы ЖРД с дожиганием генераторного газа (замкнутая схема).

В лаборатории А. П. Ваничева ещё в 1959 году были проведены комплексные испытания таких ЖРД, подтвердившие работоспособность двигателя, возможность достижения высокого давления в камере сгорания и, в результате, существенного повышения удельного импульса тяги. Эти исследования положили начало широкому развитию работ по созданию ЖРД замкнутых схем во всех отечественных двигательных КБ. В настоящее время общепризнаны преимущества двигателей такой схемы. И лучшей иллюстрацией этого является использование США на ракете “Атлас” двигателей РД-180 НПО “Энергомаш”, выполненных по этой схеме.

Переход к замкнутым схемам ЖРД выдвинул в последующие годы ряд новых проблем, связанных с организацией смесеобразования и обеспечением устойчивости систем регулирования, которые в процессе совместных работ с КБ были успешно решены. Работы по динамике ЖРД и продольной устойчивости ракет позволили решить такие сложные задачи, как запуск ЖРД под водой, запуск в условиях минометного старта, устойчивость системы “двигатель – ракета”.

В период 1965-1991 годов основные работы по ракетным и ракетно-космическим комплексам оборонного, народнохозяйственного и научного назначения в нашей стране были сосредоточены в специализированном Министерстве общего машиностроения, что в значительной мере, способствовало обеспечению качественно нового уровня разработок ракетного оружия и ракетно-космических комплексов различного назначения. В этот период институт становится головной научно-исследовательской организацией по проблемам ракетного двигателестроения и получает новое наименование – НИИ тепловых процессов (НИИТП). Институту поручается выполнение ответственных НИР и НИОКР, направленных на создание высокосовершенных ЖРД, РДТТ и воздушно-ракетных двигателей (ВРД), освоение новых топлив, создание высокоэффективных бортовых энергетических установок, ядерных энергодвигательных комплексов и ряда специальных систем.

Возобновленные во второй половине 60-х годов исследования по РДТТ обеспечили разработку оптимальных проектных решений по крупногабаритным двигателям маршевых ступеней, выбору рецептур твердых топлив, теплозащитных и эрозионностойких материалов. Были разработаны и внедрены в практику КБ методики профилирования сопел с большими степенями расширения, методики расчета теплообмена и теплозащиты РДТТ и др. В последнее время предложены новые схемы РДТТ высокой эффективности (с составными зарядами) для обеспечения существенного повышения удельного импульса тяги.

В 1975 году за заслуги в развитии ракетно-технической техники Центр Келдыша был награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Гнц двигателя что это

1.Количество сотрудников ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» — 500 чел.;

  • Научных сотрудников — около 300;
  • Докторов химических и технических наук — 13,
  • Кандидатов химических и технических наук — 63.

2. Основная исследовательская база ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС», находится в Москве на шоссе Энтузиастов 38.
Научно-исследовательская часть ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» располагает уникальной экспериментальной базой со специализированным оборудованием, в том числе унифицированной опытной установкой из термостойкого стекла «SIMAX» для получения особочистых веществ, а также физико-химическим центром, в котором эксплуатируются спектрометры ЯМР Bruker AVANCE 600 и Bruker AM-360, Фурье-ИК-спектрометры Bruker IFS-113 и Nicolet 6700, лазерный анализатор формы и размера частиц CIS-100 фирмы Ankersmid, лазерный анализатор размеров нано-частиц методом динамического рассеяния света Nanotrac Ultra фирмы Microtrac. Inc, аппарат рентгеновский для спектрального анализа СПЕКТРОСКАН-МАКС-GV, атомно-абсорбционный спектрофотометр AA DUO (AA 24OZ и AA 240FZ) фирмы Varian, кулонометрический титратор 756 KF c печью и другие приборы. Центр занят установлением строения разнообразнейших органических и элементоорганических мономеров и полимеров, определением степени чистоты получаемых в лабораторных и промышленных условиях продуктов, кинетическими измерениями и работает в тесном контакте с подразделениями института, другими промышленными и исследовательскими организациями и учебными заведениями.

3.Научные достижения ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» постоянно демонстрируются на российских и зарубежных выставках.

4. В силу уникальности свойств элементоорганические соединения применяются практически во всех отраслях народного хозяйства и специальной техники.

5. В институте уделяется большое внимание подготовке высококвалифицированных кадров через аспирантуру, соискательство и базовые кафедры МИТХТ им. М.В. Ломоносова и РХТУ им. Д.И. Менделеева.

6. ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» является членом многих Международных организаций, таких как: ЮПАК, Международный союз по химии элементов IV группы, Европейский союз по биоматериалам и др. ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» активно сотрудничает с фирмами Германии, США, Швеции, Южной Кореи, Тайваня, Китая и др.

Читать еще:  А91 вход контроля работы двигателя

7. ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» специализируется на разработке экологически чистых высокоэффективных технологий и создании уникальных элементоорганических материалов. Из наиболее перспективных технологий, созданных в институте и внедренных в опытное или промышленное производство следует отметить: метод получения кремнийорганических мономеров газофазной термической конденсацией, гидросилилирование, прямой синтез алкоксисиланов, получение композитов с помощью каскадных реакций, газофазную металлизацию путем термического разложения карбонилов металлов, оригинальный безотходный синтез особочистых веществ для полупроводниковой техники, синтез широкой гаммы борорганических соединений, получение катализаторов, антидетонаторов, карбонильных материалов, аэросила, силикагеля для очистки инсулина, лекарственных препаратов.
По разработанным в ГНЦ РФ «ГНИИХТЭОС» технологиям получена щирокая гамма продуктов. Это лакокрасочные материалы, силиконовые жидкости, гидрофобизаторы, герметики, клеи, материалы для полупроводниковой техники, керамические материалы, световозвращающие материалы, компаунды СИЭЛ для волоконной оптики, электроники и медицины, управляемые иммуносорбенты для направленного введения лекарств, биопрепараты для медицины и сельского хозяйства на основе кремния и германия и др.
Благодаря проведению большого количества фундаментальных и прикладных работ в области элементоорганической химии институт получил известность как у нас в стране, так и за рубежом. Особенно необходимо отметить поддержку и помощь правительственных органов, по заказу которых проводились работы в основных научных направлениях.

Конструкторов собирают в один корпус

ОСК предложила объединить свои петербургские проектные бюро

  • 2

Как стало известно “Ъ”, Объединенная судостроительная корпорация (ОСК) предложила объединить проектные бюро корпорации в Петербурге, создав судостроительный проектно-исследовательский центр. Расположить его предлагается на площадях ФГУП «Крыловский государственный научный центр», а освободившиеся офисы продать, направив деньги на финансирование самого центра. Эксперты считают идею здравой, но не исключают риски потери кадров и компетенций.

Как стало известно “Ъ”, ОСК разработала концепцию судостроительного проектно-исследовательского центра, которая позволит обеспечить «глобальную конкурентоспособность отечественного судостроения». Предполагается объединение всех проектных бюро корпорации, расположенных в Санкт-Петербурге, на площадях Крыловского ГНЦ. Соответствующее письмо от 30 июня направил в Минпромторг гендиректор ОСК Алексей Рахманов (копия есть у “Ъ”). В документе отмечается, что концепция может быть профинансирована полностью или частично за счет освобождения площадей проектных бюро, «находящихся в привлекательных для инвесторов районах Петербурга».

В ОСК и Минпромторге отказались от комментариев.

Так, Центральное конструкторское бюро морской техники «Рубин» (ул. Марата, 90) специализируется на проектировании атомных подводных лодок стратегического назначения, Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения «Малахит» (ул. Фрунзе, 18) — на атомных и дизельных подводных лодках, Центральное морское конструкторское бюро «Алмаз» (ул. Варшавская, 50, лит. А) — лидер в проектировании скоростных ударных и патрульных кораблей, Северное проектно-конструкторское бюро (ул. Корабельная, 6, корп. 2, лит. А) проектирует боевые надводные корабли и гражданские суда, Невское проектно-конструкторское бюро (Галерный проезд, 3) специализируется на авианесущих и больших десантных кораблях. Кроме того, в составе корпорации есть ЦКБ «ОСК-Айсберг» (Большой В. О. просп., 36), занимающееся проектированием в том числе атомных ледоколов.

В составе Крыловского ГНЦ есть центральное конструкторское бюро «Балтсудопроект». В начале 2020 года господин Рахманов предлагал Минпромторгу передать его и ряд других ключевых активов ГНЦ в состав корпорации (см. “Ъ” от 10 марта 2020 года). Спустя год ОСК вышла с инициативой передачи ей ЦНИИ судовой электротехники и технологии (см. “Ъ” от 27 апреля). Собеседники “Ъ” на рынке рассказывают, что идея объединения проектных бюро обсуждается в корпорации не один год. В мае Алексей Рахманов в интервью «Ведомостям» отмечал, что конструкторские бюро ОСК, занятые созданием военной техники, «все еще обладают чрезмерным штатом и зачастую проигрывают с точки зрения экономики по сравнению с любым гражданским КБ: это другие стоимость нормо-часа, эффективность и скорость разработки». Он не исключал возможность покупки на рынке одной или двух гражданских инжиниринговых компаний.

Это было бы эффективно, так как мощные проектные бюро завалены работой, а сотрудникам «слабых» КБ «нечем заняться», рассуждает он. По схожему пути уже пошла Объединенная авиастроительная корпорация, создав дивизион военной авиации на базе предприятий «Сухого», стратегической — на базе «Туполева», транспортной — на базе «Ильюшина» и гражданской — на базе «Иркута».

Но другой собеседник “Ъ” среди проектантов считает, что любое объединение КБ — это увеличение трудоемкости и стоимости работ. Он добавляет, что после аналогичного объединения в авиации много людей ушло, потеряны компетенции. Еще один источник отмечает, что сейчас «модно» во всех проблемах винить проектантов, в то время как за последние десять лет на предприятиях были внедрены новые технологии и пополнен штат инженеров. «Подтягивать надо верфи, убрать бюрократию и прослойку клерков»,— считает он.

Старший научный сотрудник Центра анализа стратегий и технологий Михаил Барабанов называет «здравой» идею ОСК создать судостроительный проектно-исследовательский центр — «тянуть разрозненные специализированные КБ сейчас накладно». При этом эксперт указывает и на риски: в ходе слияния КБ может быть утрачена часть кадров и, соответственно, компетенций.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector