Кафедра "Двигуни та гібридні енергетичні установки"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/54

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/diesel/glavnaya

Від 2022 року кафедра має назву "Двигуни та гібридні енергетичні установки", первісна назва – "Двигуни внутрішнього сгоряння".

Кафедра "Двигуни внутрішнього згоряння" (ДВЗ) заснована 9 липня 1930 року у Харківському Механіко машинобудівному інституті. Читання курсів по ДВЗ розпочали на механічному факультеті ще в 1910 році, дисципліну "ДВЗ" і проєктування ДВЗ протягом 1910-1913 рр. читав граф Сергій Йосипович Доррер. Спеціальність "ДВЗ" у Харківському технологічному інституті була організована в 1918 році. У її джерел, а пізніше й кафедри ДВЗ стояв Василь Трохимович Цвєтков (1887–1954).

Від 1980 року вона є базовою серед українських закладів вищої освіти з моторобудування. За час існування кафедра підготувала понад 4000 випускників. Сьогодні на кафедрі навчається понад 200 студентів. Обсяг ліцензійного набору є одним з найбільших в університеті.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту енергетики, електроніки та електромеханіки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 2 доктора технічних наук, 6 кандидатів технічних наук; 2 співробітника мають звання професора, 5 – доцента. Серед викладачів кафедри 3 лауреата Державної премії України, 2 лауреата премії Кабінету міністрів. Від 2001 року по 2016 рік кафедру очолював Заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Нагороди Ярослава Мудрого Академії наук Вищої школи України, Лауреат державної премії в галузі науки і техніки 2008 року, професор, доктор технічних наук, проректор університету з наукової роботи – Андрій Петрович Марченко.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 20

Методичні вказівки до проведення лабораторних робіт за курсом "Експлуатація, сервіс та ремонт двигунів внутрішнього згоряння"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Триньов, Олександр Володимирович; Сівих, Дмитро Георгійович
Запропоновані методичні вказівки до проведення лабораторних робіт, які передбачені в навчальному плані курсу «Експлуатація, сервіс та ремонт двигунів внутрішнього згоряння», мають на меті краще засвоєння студентами теоретичних положень курсу, отримання практичних навичок при виконанні окремих обслуговуючих та діагностичних операцій в процесі експлуатації ДВЗ в основному автотракторного типу. Своєчасно і кваліфіковано проведені обслуговуючі операції, діагностика елементів систем та механізмів двигунів забезпечує надійність двигунів, зменшує кількість експлуатаційних відмов, збільшує моторесурс двигуна. В представлених методичних вказівках розглядаються питання діагностування паливних систем дизелів, зокрема технічного стану форсунок з гідромеханічним приводом, паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизелів автотракторного типу, які і на сьогоднішній день ще знаходять застосування. Розглядаються також діагностичні операції з контролю технічного стану паливних сучасних систем з впорскуванням палива електромагнітними форсунками, відповідно інших елементів таких систем. Паливні системи автотракторних ДВЗ, їх технічний стан визначають в значній мірі економічні та екологічні показники ДВЗ. Планується в подальшому доповнити перелік практичних робіт на моторних стендах, зокрема роботами з визначення, оцінки ступеня зношення деталей циліндро -поршневої групи, механізму газорозподілу, розширивши об’єм інформації з урахуванням останніх досягнень в галузі двигунобудування, діагностики ДВЗ та гібридних енергетичних установок.
Розробка заходів з підвищення надійності підшипникового вузла турбокомпресора автотракторного дизеля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Триньов, Олександр Володимирович; Сівих, Дмитро Георгійович
Для підвищення надійності малорозмірних турбокомпресорів, зокрема підшипникового вузла, запропоновано використання в автоматичному режимі локального охолодження підшипника стисненим повітрям. Розглядається конструкція турбокомпресора з центральним корпусом, в якому розміщується підшипник і до якого підводиться під надлишковим тиском моторне масло з системи змащення двигуна. Така конструкція є найбільш розповсюдженою серед турбокомпресорів автотракторних двигунів. Критичним для підшипника можуть стати форсовані режими двигуна, що супроводжуються закиданнями температури відпрацьованих газів, наприклад, внаслідок некерованого збільшення циклової подачі, різкого зростання навантаження. Такі режими призводять до зростання температурних деформацій турбінного колеса, ротора, знижують надійність турбокомпресора. Відведення теплоти від ротора через підшипниковий вузол в систему змащення виявляється недостатнім, необхідне додаткове короткочасне локальне охолодження. В проведеному дослідженні змодельовані теплообмінні процеси в підшипниковому вузлі малорозмірного турбокомпресора з використанням розробленої математичної моделі на основі методу скінчених елементів. Для уточнення моделі, а саме граничних умов задачі теплопровідності, було проведено серію безмоторних експериментів з локально охолоджуваним підшипником. В ході безмоторних експериментів було відпрацьовано алгоритм роботи системи автоматичного керування, відібрані та перевірені на практиці окремі її структурні елементи. Проведені безмоторні експерименти та результати математичного моделювання підтвердили ефективність ви-користання системи автоматичного локального охолодження підшипникового вузла. Зазначені заходи підвищують надійність малорозмірних турбокомпресорів.
Моделювання роботи автоматизованої системи локального багатоконтурного охолодження деталей автотракторного дизеля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Триньов, Олександр Володимирович; Сівих, Дмитро Георгійович
Представлені результати проміжного етапу дослідження теплового стану окремих теплонапружених деталей та вузлів форсованого автотракторного дизеля за умов їх локального повітряного охолодження (ЛПО), яке регулюється в автоматичному режимі. Розглядаються і оцінюються можливості практичної реалізації на основі мікропроцесорних систем керування багатоконтурного локального охолодження деталей клапанного випускного вузла, підшипникового вузла турбокомпресора, при необхідності, додаткового охоло-дження повітрям верхньої частини блоків циліндрів в зоні розміщення циліндрових гільз. Перелічені деталі, як засвідчують результати багатьох моторних випробувань, відрізняються значеннями максимальних кри-тичних температур, що в свою чергу залежать від протікання теплообмінних процесів у відповідних спряженнях, вузлах. При цьому, в умовах експлуатації з використанням системи ЛПО на дизелі виникають додаткові проблеми, пов'язані з ускладненням алгоритму керування охолодженням, необхідністю переходу саме до багатоконтурних варіантів зі своїми значеннями критичних температур і необхідними витратами охолоджуючого повітря. На даному етапі дослідження було проведено перевірку в тестовому режимі алгоритму керування подачею і відключенням подачі охолоджувача, відповідних схемних рішень для його реалізації. В безмоторному експерименті були використані раніше спеціально розроблені та препаровані термопарами вузли, які підігрівалися окремо до заданих тестових температур, а також вузол серійного виробництва, який входить до складу газобалонного обладнання (ГБО) 4-го покоління сучасних двигунів. Вузол складається з чотирьох секцій з електромагнітними клапанами, які дозують за заданим алгоритмом подачу газу до форсунок (Valtek Type 30). В вході безмоторного експерименту за допомогою цього вузла здійснювалося включення-відключення подачі стиснутого охолоджуючого повітря по окремим контурам (від 2-х до 4-х). Моменти спрацювання клапанів (відкриття-закриття) відповідали заданим тестовим температурам. Крім динаміки зміни температур в контрольних точках дослідних вузлів в процесі охолодження контролювалися також тиск, температура, витрати охолоджувача по окремим контурам. Проведений безмоторний експеримент підтвердив правильність прийнятих схемних рішень, а також доводить можливість в подальшому застосовувати в системах ЛПО серійні вузли ГБО.
Методичні вказівки до розрахункової роботи "Дослідження теплонапруженого стану поршня" з дисципліни "Теплообмін у ДВЗ"
(2020) Пильов, Володимир Олександрович; Ліньков, Олег Юрійович; Триньов, Олександр Володимирович
З дедалі більш зростаючими вимогами до потужності ДВЗ, а саме до її збільшення, збільшується й теплонапружений стан деталей двигуна, зокрема, камери згоряння, а в дизелі – поршня. Забезпечення заданого ресурсу теплонапружених деталей камери згоряння є однією з найбільш важливих проблем, які потребують вирішення в процесі проєктування перспективних двигунів та їхньої модернізації. Камера згоряння є одним із найважливіших конструктивних елементів дизеля, що безпосередньо впливає на паливну економічність, токсичність викидів і ресурс. У розрахунковій роботі досліджується поршень швидкохідного дизеля на досягнення необхідного рівня працездатності при заданому рівні форсування. У процесі аналізу виконується оцінка температури крайки камери згоряння, зони верхнього поршневого кільця та рівень форсування двигуна. Особливу увагу приділено синтезу геометрії камери згоряння за допомогою САПР, заданню граничних умов і рішенню завдань теплопровідності.
Моделювання теплового стану циліндрової гільзи автотракторного дизеля
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Триньов, Олександр Володимирович; Коростиченко, Владислав Вадимович; Сус, Максим Юрійович
Характерною особливістю циліндрових гільз сучасних автотракторних та інших типів ДВЗ, що підтверджуються численними моторними випробуваннями, є значний перепад температур по висоті робочої поверхні – дзеркала. В залежності від рівня форсування двигуна температури можуть змінюватися від 250–300 ℃ в верхній частині, до 80–90 ℃ в нижній, охолоджуваній рідинним охолоджувачем. З точки зору забезпечення оптимальних умов тертя, які визначаються і залежать від в’язкості моторного мастила при заданій робочій температурі дзеркала гільзи, такі температури як у верхній, так і у нижній частинах гільзи не є оптимальними. Погіршення умов тертя призводить до зростання механічних витрат, зниження ефективних показників двигуна в цілому. Як засвідчив проведений аналіз літературних джерел, поліпшенню ефективних показників, зменшенню механічних витрат по циліндро-поршневій групі сприятимуть заходи по вирівнюванню температур гільзи в зоні роботи компресійних кілець та наближенню значень температур до рівня 160–170 ℃. В представленому розрахунковому дослідженні, яке можна розглядати як проміжний етап робіт з доводки конструкції циліндрової гільзи з метою оптимізації температурного профілю робочої поверхні, розглядається вплив площі охолоджуваної зовнішньої поверхні гільзи. Аналізується варіант серійної гільзи дизеля 4ЧН12/14, виготовленої з чавуну СЧ21-40, та дослідний варіант за умови його виготовлення з алюмінієвого сплаву АЛ19 з корундованою робочою поверхнею. Як засвідчили раніше проведені розрахункові дослідження, конструктивні варіанти циліндрової гільзи з внесенням незначних змін в базовий варіант, при яких зберігаються основні геометричні розміри деталі, зокрема відстань між верхнім та нижнім посадковими поясами, не вирішують поставлену задачу оптимізації температурного профілю гільзи як для чавунних гільз, так і гільз з алюмінієвого сплаву. В проведеному дослідженні аналізуються варіанти, які передбачають внесення більш суттєвих змін як у конструкцію самої гільзи, так і в конструкцію блоку циліндрів, а саме у розміщення поясів ущільнення гільзи. Для розрахункового дослідження використовується скінченоелементна математична модель теплонапруженого стану гільзи, уточнена в ході моторних експериментів.
Вплив конструктивних факторів на тепловий стан циліндрової гільзи
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Триньов, Олександр Володимирович; Кравченко, Сергій Сергійович
Метою проведеного розрахункового дослідження є удосконалення конструкції циліндрової гільзи швидкохідного автотракторного дизеля, поліпшення економічних показників за рахунок досягнення оптимального розподілу температур на висоті робочої поверхні гільзи. Розглядаються такі конструктивні заходи як застосування алюмінієвих сплавів з високою теплопровідністю і зносостійким корундовим покриттям робочої поверхні, нанесення теплоізоляційного емалевого покриття на зовнішню поверхню гільзи між верхнім і нижнім посадочними поясами, яка контактує з охолоджуючою рідиною та збільшення товщини стінки всієї охолоджуваної поверхні. Зносостійкий корундовий прошарок товщиною 0,2 мм застосовується для всіх перерахо-ваних конструктивних заходів. Показано, що використання алюмінієвого сплаву АЛ19 замість чавуну СЧ21-40 для виготовлення гільзи дає очікуваний результат щодо зменшення температур по вcім контрольним точкам, проте температури робочої поверхні гільзи на більшій частині ходу поршня далекі від оптимальних значень. Нанесення емалевого покриття на зовнішню поверхню гільзи товщиною 0,5 мм помітно зни-жує інтенсивність тепловідведення в систему охолодження по всій висоті робочої поверхні. Отриманий температурний профіль і в даному випадку не є оптимальним. Збільшення товщини стінки гільзи на 1 мм на ділянці теплообміну, яка безпосередньо контактує з охолоджуючою рідиною, наближає отриманий температурний профіль до оптимального, але переохолодженою залишається нижня частина гільзи. При цьому ефект від застосування емалевого покриття більш суттєвий, ніж збільшення товщини стінки. При нанесенні на частині охолоджуваної поверхні гільзи емалевого покриття і збільшенні в нижній частині поверхні товщини стінки на 1 мм профіль температур також наближається до оптимального, але необхідні додаткові заходи, направлені на підвищення температур робочої поверхні гільзи в нижній її частині.
Дослідження теплового стану циліндрової гільзи з алюмінієвого сплаву
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Триньов, Олександр Володимирович; Кравченко, Сергій Сергійович
Оптимізація теплового стану циліндрової гільзи в проведеному дослідженні передбачає вирівнювання температури її робочої поверхні на ділянці роботи компресійних кілець до певного рівня, при якому досягається оптимальна в’язкість моторного мастила і зменшуються механічні витрати в спряженні поршень-гільза. Як основний засіб вирівнювання температури розглядається використання алюмінієвих сплавів з більш високою теплопровідністю, ніж у матеріалів більшості серійних гільз – чавуну СЧ. Зносостійкість робочої поверхні гільзи забезпечується корундовим покриттям. Наведені результати безмоторного експерименту з визначення теплоізоляційного ефекту покриття, результати розрахункових досліджень теплового стану для варіантів гільзи з алюмінієвого сплаву з корундовим покриттям. Розрахункові дослідження виконані з використанням математичної моделі на основі методу скінчених елементів. Показано, що використання алюмінієвого сплаву АЛ19 з високою теплопровідністю у робочому діапазоні температур дозволяє, за рахунок більш інтенсивного відведення теплоти від верхнього поясу гільзи, суттєво зменшити температури в цій найбільш термічно напруженій зоні (від 278 до 214 °С). Зниження температур на 30-50 °С спостерігається також у прилеглих зонах робочої поверхні. В той же час теплоізолюючий ефект корундового прошарку є незначним та оцінюється в межах 2-5°С. Тому такий прошарок з товщиною 0,2-0,3 мм розглядається лише як засіб захисту робочої поверхні від зношення. Наведені результати дослідження показують, що робоча зона тертя компресійних кілець все одно залишається переохолодженою (158-102 °С), особливо поблизу нижнього посадочного поясу. Вирішенням проблеми може бути застосування на зовнішній поверхні гільзи емалевого або інших покриттів, що мають значно менший коефіцієнт теплопровідності.
Оптимізація теплового стану циліндрової гільзи середньообертового суднового дизеля
(НТУ "ХПИ", 2018) Триньов, Олександр Володимирович; Бугайцов, Руслан Юрійович
Проведене розрахункове дослідження базується на результатах тривалих експериментальних досліджень теплового стану циліндрової гільзи середньообертового суднового дизеля 6ЧН26/34, які проводилися на кафедрі ДВЗ НТУ "ХПІ" у 80-х роках під керівництвом проф. Є. І. Третяка. Проблемою суднових дизелів такої конструкції було значне переохолодження гільзи, що, в свою чергу, погіршувало умови змащення в спряженні гільза-поршень, внаслідок завищеної в'язкості моторного мастила. Оптимізація теплового стану передбачала досягнення певного температурного профілю по робочій поверхні гільзи, такого, при якому можна мінімізувати витрати на тертя, підтримуючи в'язкість мастила в певних межах. Проведені експериментальні дослідження підтвердили можливість практичного вирішення зазначеної проблеми. З метою підвищення техніко-економічних показників суднового дизеля в даному розрахунковому дослідженні поставлені задачі розробки математичної моделі теплонапруженого стану циліндрової гільзи, її уточнення на основі зазначених експериментальних досліджень, розробки практичних рекомендацій щодо оптимізації температурного стану гільзи. Наведено аналіз публікацій за тематикою дослідження, зокрема робіт проф. Є. І. Третяка, детально аналізуються особливості задання граничних умов задачі теплопровідності для розрахункових варіантів. Зокрема, запропоновано обмежити охолодження гільзи лише локальним охолодженням її верхнього поясу. Для вирівнювання температур по висоті гільзи запропоновано також нанесення теплоізоляційного емалевого прошарку на нижній частині гільзи. Теплонапружений стан гільзи аналізується з використанням методу скінченних елементів.
Розробка заходів з поліпшення теплонапруженого стану випускного клапана форсованого тепловозного дизеля
(НТУ "ХПІ", 2017) Триньов, Олександр Володимирович; Карнаухов, О. О.
Експериментальне дослідження теплового стану циліндрової гільзи швидкохідного дизеля
(НТУ "ХПІ", 2018) Триньов, Олександр Володимирович; Сівих, Дмитро Георгійович; Бугайцов, Руслан Юрійович
Циліндрові гільзи швидкохідних автотракторних дизелів не зазнають в умовах експлуатації значних навантажень, характеризуються порівняно невисоким рівнем напружень. При цьому температурний профіль робочої поверхні гільзи відзначається значною нерівномірністю по висоті. Оптимізація температурного профілю може розглядатися як один з шляхів зниження механічних витрат при підтриманні оптимальної в’язкості моторного мастила, яка залежить від температури гільзи. Важливу роль при проведенні досліджень теплонапруженого стану деталей камери згоряння ДВЗ, зокрема циліндрових гільз, відіграють експериментальні методи. Сучасні методики проведення випробування ДВЗ з термометрією деталей камери згоряння в переважній більшості випадків орієнтовані на цифрову обробку інформації вже під час самого експерименту, що прискорює аналіз отриманої інформації, дозволяє вносити певні корективи в хід моторного експерименту. Метою проведеного дослідження було удосконалення методики обробки інформації в процесі термометрії циліндрової гільзи швидкохідного дизеля на усталених і на перехідних режимах скидання-накидання навантажень, характерних для двигунів цього типу. Ставилися задачі розробки необхідного обладнання та його перевірки при проведенні моторних випробувань. Аналізуються матеріали публікації, пов’язаних з обробкою експериментальної інформації з термометрії деталей ДВЗ, наведено детальний опис запропонованої функціональної схеми розробленого пристрою, наведені також окремі результати проведеного моторного експерименту. Розроблену методику пропонується використати при подальших дослідженнях з оптимізації теплового стану циліндрових гільз автотракторних ДВЗ.