- kinematyka części wytwarzających rozrząd,
- przebiegi procesów otwierania/zamykania okien rozrządu (zmian chwilowej powierzchni otwartej części okna),
- przebiegi zmian chwilowej szybkości przepływu cieczy roboczej w otwierającym się oknie,
- straty ciśnienia generowane przez poszczególne mechanizmy rozrządu,
- optymalizacja kształtów okien i kinematyki współpracujących składników w celu zmniejszenia szybkości przepływu i strat ciśnienia w oknie,
- zjawiska zgubne (straty energetyczne wywołane przestrzenią martwą, nierównomierność przepływu) oraz sposoby ich minimalizacji w poszczególnych mechanizmach rozrządu,
- możliwości sterowania efektywnością maszyn wyekwipowanych w najróżniejsze mechanizmy rozrządu, wpływ cyklu sterowania na zjawiska niechciane i uzyskiwane charakterystyki procesu sterowania,
- przewidywane własności sprzętów wyposażonych w rozrząd krzywkowy i ich porównanie z współcześnie tworzonymi pompami i silnikami z rozrządem czołowym.
Zagadnienia powyższe analizowano metodami numerycznymi lub analitycznymi. W toku analiz uwzględniono wpływ szeregu parametrów konstrukcyjnych takich jak: wielkość pompy (silnika), zarys okien rozrządu, liczba tłoczków. Potwierdzeniem rezultatów są wyniki laboratoryjnych pomiarów efektywności pomp zaopatrzonych w oba typy rozrządu. Wyniki analiz pozwoliły wytyczyć najistotniej obiecujące kierunki planowanych prac rozwojowych nad maszynami z rozrządem krzywkowym i potencjalne obszary ich funkcjonalnego wykorzystania.
Spis treści:
Wykaz ważniejszych oznaczeń wykorzystywanych w pracy
Sposób tworzenia oznaczeń analizowanej wersji mechanizmu rozrządu
1. WSTĘP
1.1. Maszyny wielotloczkowe osiowe z rozrządem czołowym
1.1.1. Straty energetyczne generowane poprzez rozrząd czołowy
1.2. Koncepcja jednostki wielotłoczkowej z odciążonym rozrządem sterowanym
1.2.1. Konstrukcja pompy wielotłoczkowej osiowej z rozrządem krzywkowym
1.3. Cel i zakres pracy
1.3.1. Aktualny stan wiedzy
1.3.2. Przewidywany zakres prac
1.3.3. Metodyka badań
1.3.4. Weryfikacja doświadczalna
2. BUDOWA I KINEMATYKA MECHANIZMÓW ROZRZĄDU
2.1. Rozrząd czołowy
2.1.1. Kinematyka części roboczych jednostki z rozrządem czołowym
2.2. Rozrząd sterowany krzywką
2.2.1. Kinematyka komponentów roboczych jednostki z rozrządem krzywkowym
2.2.1.1. Kryteria oceny zarysu krzywki sterującej
2.2.1.2. Kształt wykładniczy
2.2.1.3. Kształt kombinowany
2.2.1.4. Kształt hiperboliczny
2.2.1.5. Wybór najlepszego zarysu krzywki sterującej
3. PRZEBIEG procesu OTWIERANIA (ZAMYKANIA) OKIEN ROZRZĄDU
3.1. Założenia wstępne
3.2. Rozrząd czołowy
3.2.1. Zmiany funkcji otwarcia okna w podstawowej wersji rozrządu czołowego
3.2.2. Zmiany funkcji otwarcia dla rozrządu czołowego z oknami krągłymi
3.2.3. Wpływ kąta zaślepienia komory na proces otwierania/zamykania okna
3.3. Rozrząd sterowany krzywką
3.3.1. Zmiany funkcji otwarcia okna w podstawowej wersji rozrządu krzywkowego
3.3.2. Wpływ funkcji zarysu krzywki sterującej na proces otwierania okna
3.3.3. Wpływ amplitudy zarysu krzywki sterującej na cykl otwierania okna
3.3.4. Wpływ kształtu przecięcia w tulei rozrządu na proces otwierania okna
3.3.5. Wpływ kąta zaślepienia komory na cykl otwierania / zamykania okna
3.3.6. Wpływ kształtu i położenia tłoczków na przebieg zjawiska otwierania / zamykania okna
3.3.6.1. Wpływ odległości między tłoczkami na przebieg zjawiska przesłaniania
3.3.6.2. Wpływ kształtu tłoczka na przebieg zjawiska przesłaniania
3.3.6.3. Wpływ amplitudy zarysu krzywki na wymaganą wielkość podtoczenia
3.3.6.4. Wpływ wzajemnego przesunięcia tłoczków i tulejek rozrządu na zjawisko przesłaniania
3.4. Porównanie przebiegów otwarcia okien rozrządu czołowego i krzywkowego
4. SzybkośĆ PRZEPŁYWU CIECZY ROBOCZEJ poprzez OKNA ROZRZĄDU
4.1. Rozrząd czołowy
4.1.1. Chwilowa szybkość przepływu w oknie wersji podstawowej rozrządu czołowego
4.1.2. Chwilowa szybkość przepływu w rozrządzie czołowym z oknami kolistymi
4.1.3. Wpływ kąta zaślepienia komory cylindrowej na chwilową szybkość przepływu w oknie rozrządu czołowego
4.2. Rozrząd sterowany krzywką
4.2.1. Chwilowa uśredniona prędkość przepływu w oknie wersji podstawowej rozrządu krzywkowego
4.2.2. Wpływ zarysu krzywki i jego amplitudy na prędkość chwilową w oknie
4.2.3. Wpływ kształtu okna na chwilową prędkość przepływu
4.2.4. Wpływ wartości kąta zaślepienia komory na chwilową prędkość przepływu
4.3. Wpływ kształtu i położenia tłoczków na prędkość przepływu cieczy poprzez mechanizm rozrządu krzywkowego
4.3.1. Zjawisko przesłaniania okna rozrządu przez końce tłoczków
4.3.2. Wpływ kształtu zakończeń tłoczków na chwilową szybkość przepływu
4.4. Porównanie prędkości przepływu w oknach rozrządu czołowego i krzywkowego
4.4.1. Wartość przeciętna prędkości przepływu
4.5. Wpływ kinematyki komponentów rozrządu na szybkość strumienia cieczy
4.5.1. Mechanizm rozrządu czołowego
4.5.2. Mechanizm rozrządu sterowanego krzywką
4.5.3. Wartość przeciętna szybkości wypadkowej
4.6. Straty ciśnieniowe generowane poprzez mechanizm rozrządu
5. UBOCZNE ZJAWISKA szkodliwE I MOŻLIWOŚĆ ICH MINIMALIZACJI
5.1. Kinematyczna nierównomierność przepływu cieczy roboczej
5.1.1. Jednostki z rozrządem czołowym
5.1.2. Jednostki z rozrządem sterowanym krzywką
5.2. Zjawiska wywołane ściśliwością cieczy roboczej
5.2.1. Przestrzeń martwa w maszynach wyporowych
5.2.1.1. Wartości współczynnika E^ w jednostkach z rozrządem czołowym
5.2.1.2. Wartości współczynnika em w jednostkach z rozrządem krzywkowym
5.2.2. Straty energetyczne wywołane zjawiskiem sprężania cieczy w przestrzeni martwej
5.3. Dynamiczna nierównomierność przepływu cieczy roboczej
6. ZMIANA wydajnOŚCI JEDNOSTEK WIELOTŁOCZKOWYCH
6.1. Zmiana liczby czynnych komór roboczych
6.2. Zmiana przebiegów skuteczności chwilowej komór roboczych
6.3. Zmiana efektywności w jednostkach z rozrządem czołowym
6.3.1. Zmiana produktywności przez zmianę fizycznego skoku tłoczków
6.3.1.1. Obciążenia działające na elementy mechanizmu zmiany efektywności
6.3.1.2. Wpływ kąta wychylenia tarczy na zjawiska niechciane
6.3.2. Zmiana produktywności poprzez obrót kolektora czołowego
6.3.2.1. Obciążenia działające na części mechanizmu zmiany efektywności
6.3.2.2. Wpływ obrotu kolektora na zjawiska niechciane
6.4. Zmiana sprawności w jednostkach z rozrządem sterowanym krzywką
6.4.1. Zmiana liczby czynnych komór roboczych
6.4.2. Zmiana przebiegów skuteczności chwilowej komór roboczych
6.4.2.1. Zmiana kąta nachylenia tarcz oporowych
6.4.2.2. Obrót tarcz oporowych względem siebie na wale
6.4.2.3. Przesunięcie osiowe krzywki na wale
6.4.2.3.1. Kształt krzywki sterującej
6.4.2.3.2. Przebieg zmian wydajności
6.4.2.3.3. Zjawiska zachodzące w trakcie zmiany sprawności maszyny
6.4.2.3.4. Przesłanianie okien rozrządu przez końce tłoczków
6.4.2.3.5. Szybkość przepływu w oknach rozrządu
6.4.2.4. Obrót krzywki na wale
6.4.2.4.1. Zarys krzywki sterującej
6.4.2.4.2. Przebieg zmian wydajności
6.4.2.4.3. Zjawiska zachodzące podczas zmiany skuteczności maszyny
6.4.2.4.4. Przesłanianie okien rozrządu przez końce tłoczków
6.4.2.5. Złożony ruch krzywki na wale
6.4.2.5.1. Przebieg zmian efektywności
6.4.2.5.2. Zjawiska zachodzące podczas zmiany sprawności
7. WŁASNOŚCI EKSPLOATACYJNE sprzętów Z ROZRZĄDEM KRZYWKOWYM
7.1. Kierunek obrotów wału napędowego
7.2. Sprawność przetwarzania energii
7.2.1. Efektywność objętościowa
7.2.2. Skuteczność mechaniczna
7.2.3. Sprawność ciśnieniowa
7.2.4. Efektywność mechaniczno-ciśnieniowa
7.2.5. Wydajność całkowita pompy o stałej produktywności
7.2.6. Produktywność pompy o zmiennej produktywności
7.3. Sprawność energetyczna z jednostki masy i pojemności
7.3.1. Sprawność (chłonność) poszczególnych maszyn
7.3.2. Maksymalna prędkość obrotowa
7.3.3. Maksymalne ciśnienie pracy
7.3.4. Gabaryty i masa maszyny
7.3.5. Porównanie rezultatów
7.4. Praca silnikowa
7.4.1. Produktywność objętościowa w pracy silnikowej
7.4.2. Efektywność mechaniczno-ciśnieniowa w pracy silnikowej
7.4.3. Skuteczność pełna w pracy silnikowej
7.4.4. Sprawność jednostek o zmiennej absorpcyjności w pracy silnikowej
7.5. Pozostałe własności eksploatacyjne
8. REZULTATY BADAŃ LABORATORYJNYCH
8.1. Warunki badań
8.2. Pompy o stałej sprawności
8.2.1. Wpływ geometrii części roboczych na własności pompy
8.2.1.1. Zespół bloku cylindrowego
8.2.1.2. Zespoły tłoczek-stopka
8.2.1.3. Wirnik pompy
8.2.2. Skuteczność pomp rodzaju PWK
8.2.2.1. Metodyka pomiarów wydajności
8.2.2.2. Wydajność pompy PWK-27
8.2.2.3. Sprawność pompy PWK-78
8.2.3. Porównanie uzyskanych wyników z innymi budowami pomp
8.2.4. Wydajność pomp PWK w pracy silnikowej
8.2.5. Charakterystyka kawitacyjna pomp PWK
8.2.6. Hałaśliwość pompy PWK
8.2.7. Osiągnięty stosunek mocy do masy pompy
8.2.8. Badania trwałościowe
8.3. Pompa o zmiennej produktywności
8.4. Podsumowanie rezultatów badań
9. PODSUMOWANIE
9.1. Potencjalne obszary zastosowania sprzętów z rozrządem krzywkowym
9.1.1. Pompy o stałej sprawności
9.1.2. Pompy o zmiennej wydajności
9.1.3. Silniki z rozrządem krzywkowym
Bibliografia
Streszczenie w j. Polskim
Streszczenie w j. Angielskim