ОПТИМИЗАЦИЯ УГЛА ЛОПАТОК ТУРБОКОМПРЕССОРА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ

Аннотация

Данное исследование направлено на повышение эксплуатационной эффективности дизельного двигателя ММЗ Д-245.9 за счёт совершенствования системы турбонаддува. Объектом исследования является центробежный компрессор ТКР 6.1, конструкция которого модернизирована посредством интеграции регулируемого входного направляющего аппарата, разработанного на основе патента RU2293220C2. В работе применены методы математического моделирования, термодинамического анализа и CFD-моделирования для оценки влияния предварительной закрутки воздушного потока на структуру течения в межлопаточных каналах рабочего колеса и параметры энергообмена в проточной части. Установлено, что штатная геометрия компрессора при номинальном режиме характеризуется критическим углом атаки +12,85°, вызывающим срыв потока, рост гидравлических потерь и снижение адиабатического коэффициента полезного действия. В результате параметрической оптимизации определён рациональный угол установки лопаток входного направляющего аппарата (45°), обеспечивающий безударный вход потока, стабилизацию структуры течения и повышение адиабатического КПД на 16,1%. Термодинамические расчёты показали снижение температуры наддувочного воздуха на 16,7 К и увеличение его плотности на 0,65%. Комплексное аэродинамическое совершенствование узла обеспечивает прирост эффективной мощности двигателя на 5,4% при одновременном снижении удельного расхода топлива на 2,4%, что подтверждает научную новизну и практическую значимость проведённых исследований для транспортных и сельскохозяйственных машин, эксплуатируемых в различных климатических условиях.