يشتمل الإشراف الديناميكي للغاز على طرق لزيادة كثافة الشحن عند مدخل المستخدمة:
· الطاقة الحركية للهواء تتحرك على الجهاز المستقبلي الذي يتم تحويله إلى الضغط المحتمل للضغط عند الكبح دفق - إشراف عالي السرعة;
موجة العمليات في خط أنابيب المدخول -.
في الدورة الديناميكية الحرارية للمحرك دون تعزيز بداية عملية الضغط يحدث عند الضغط p. 0، (على قدم المساواة في الغلاف الجوي). في الدورة الديناميكية الحرارية لمحرك المكبس مع إشراف ديناميكي للغاز، تحدث بداية عملية الضغط عند الضغط ص ك. ، بسبب الزيادة في ضغط السوائل العامل خارج الاسطوانة من p. 0 كن ص ك.وبعد ويرجع ذلك إلى تحويل الطاقة الحركية وطاقة عمليات الموجة خارج الأسطوانة إلى الطاقة المحتملة للضغط.
قد تكون واحدة من مصادر الطاقة لزيادة الضغط في بداية الضغط طاقة تدفق الهواء الحادث، والتي تحدث عندما تعني الطائرة والسيارة وما إلى ذلك. وفقا لذلك، فإن إضافة في هذه الحالات تسمى عالية السرعة.
إشراف عالي السرعة بناء على أنماط الديناميكية الهوائية لتحويل تدفق الهواء عالي السرعة في الضغط الثابت. من النيكلية، يتم تحقيقه كخزف مدهون الهواء الناشر، يهدف إلى سحب تدفق الهواء عندما تتحرك السيارة. من الناحية النظرية زيادة الضغط ص ك.=ص ك. - p. 0 يعتمد على السرعة جيم H والكثافة ρ 0 حادثة (تتحرك) تدفق الهواء
يجد الإشراف العالي السرعة الاستخدام بشكل أساسي على الطائرات مع محركات المكبس والسيارات الرياضية، حيث توجد سرعات السرعة أكثر من 200 كم / ساعة (56 م / ث).
تعتمد الأنواع التالية من الإشراف الديناميكي للغاز من المحركات على استخدام العمليات بالقصور الذاتي والموجة في نظام مدخل المحرك.
الحد من القصور الذاتي أو الديناميكي يحدث بسرعة عالية نسبيا لتحريك تهمة جديدة في خط الأنابيب جيم tr. في هذه الحالة، تأخذ المعادلة (2.1)
حيث ξ ر هو معامل يأخذ في الاعتبار مقاومة حركة الغاز في الطول والمحلي.
السرعة الحقيقية جيم تدفق الغاز للغاز في خطوط الأنابيب المدخول، من أجل تجنب الخسائر الديناميكية الهوائية المرتفعة وتدهورها في ملء الاسطوانات بالتهمة الطازجة، يجب ألا تتجاوز 30 ... 50 م / ث.
تواتر العمليات في الاسطوانات محركات المكبس إنه سبب الظواهر الديناميكية التذبذبة في مسارات الهواء للغاز. يمكن استخدام هذه الظواهر لتحسين مؤشرات المحركات الرئيسية بشكل كبير (قوة لتر والاقتصاد.
تتمثل العمليات بالقصور الذاتي دائما بعمليات الموجة (تقلبات الضغط) الناشئة عن الفتح الدوري وإغلاق صمامات مدخل نظام تبادل الغاز، وكذلك حركة العائد العائد للكراث.
في المرحلة الأولية للمدخل في فوهة مدخل قبل الصمام، يتم إنشاء فراغ، والموجة المقابلة من الصب، والوصول إلى الطرف الآخر لخط أنابيب مدخل الفرد، يعكس موجة الضغط. عن طريق تحديد طول قسم المقطع من خط الأنابيب الفردي، يمكنك الحصول على وصول هذه الموجة إلى الأسطوانة في اللحظة الأكثر ملاءمة قبل إغلاق الصمام، مما سيزيد بشكل كبير من عامل التعبئة بشكل كبير، وبالتالي عزم الدوران أنا. محرك.
في التين. 2.1. ويظهر مخطط لنظام الاستمتاع المضارب. من خلال خط أنابيب المدخول، تجاوز الوقوع، يدخل الهواء جهاز الاستقبال المستقبلي، وخطوط أنابيب الإدخال الطول المكون لكل من الاسطوانات الأربعة.
في الممارسة العملية، يتم استخدام هذه الظاهرة في المحركات الخارجية (الشكل 2.2)، وكذلك المحركات المنزلية ل سيارات الركاب مع خطوط أنابيب المدخول الفردية المخصصة (على سبيل المثال، محركات ZMZ)، وكذلك على محرك الديزل 2h8.5 / 11، وجود خط أنابيب تكوين واحد في اثنين من الاسطوانات.
أعظم كفاءة الإشراف الديناميكي للغاز يحدث مع خطوط أنابيب فردية طويلة. الضغط المسبق يعتمد على تنسيق تردد دوران المحرك ن.أطوال خط الأنابيب ل. TR وزوايا
تأخر إغلاق مدخل الصمام (الجهاز) أ.وبعد هذه المعلمات ذات الصلة الإدمان
أين هي سرعة الصوت المحلية؛ ك. \u003d 1.4 - المؤشر الأديامي؛ رديئة \u003d 0.287 KJ / (KG ∙ حائل)؛ T. - متوسط \u200b\u200bدرجة حرارة الغاز لفترة الضغط.
يمكن أن توفر عمليات الموجة والقصور الذاتي زيادة ملحوظة في المسؤولية في اسطوانة في اكتشافات صمام كبيرة أو في شكل إعادة شحن متزايدة في براعة الضغط. من الممكن تنفيذ الإشراف الفعال ديناميكيا ديناميك فقط بالنسبة لمجموعة ضيقة من تردد دوران المحرك. يجب أن توفر مزيج مراحل توزيع الغاز وطول خط أنابيب المدخول أعظم معامل التعبئة. يتم استدعاء مثل هذا الاختيار من المعلمات تحديد نظام المدخل.يسمح لك بزيادة قوة المحرك بحلول 25 ... 30٪. للحفاظ على فعالية الإشراف الديناميكي للغاز في مجموعة واسعة من التردد الدوراني العمود المرفقي يمكن استخدام طرق مختلفة، على وجه الخصوص:
· تطبيق خط أنابيب مع طول متغير ل. TR (على سبيل المثال، تلسكوبي)؛
التبديل من خط أنابيب قصير لفترة طويلة؛
· التنظيم التلقائي مراحل توزيع الغاز، إلخ.
ومع ذلك، يرتبط استخدام الإشراف الديناميكي للغاز على دفعة المحرك بمشاكل معينة. أولا، ليس من الممكن دائما الامتثال بعقلانية خطوط أنابيب المدخول الممتدة بما فيه الكفاية. من الصعب بشكل خاص أن تفعل محركات منخفضة السرعة، لأنه مع انخفاض في سرعة الدوران، يزيد طول خطوط الأنابيب المعدلة. ثانيا، تمنح هندسة خطوط الأنابيب الثابتة إعدادا ديناميكيا فقط في بعضها، ومجموعة معينة من وضع السرعة.
لضمان استخدام التأثير في مجموعة واسعة، يتم استخدام تعديل سلس أو خطوة لطول المسار الذي تم تكوينه عند الانتقال من وضع سرعة إلى آخر. تعتبر التحكم في الخطوة باستخدام صمامات خاصة أو تحويل مخمدات أكثر موثوقية وتطبيقها بنجاح محركات السيارات العديد من الشركات الأجنبية. غالبا ما يستخدم التحكم في التبديل إلى أطوال أنابيب مخصصة (الشكل 2.3).
في موضع الرفيل المغلق، يتم وضع الوضع المقابل يصل إلى 4000 دقيقة -1، والإمداد الجوي من استقبال المدخول للنظام على طريق طويل (انظر الشكل 2.3). نتيجة لذلك (مقارنة بالنسخة الأساسية للمحرك دون إشراف ديناميكي للغاز)، يتم تحسين تدفق منحنى عزم الدوران على مميزة سرعة خارجية (في بعض الترددات من 2500 إلى 3500 دقيقة -1، يزيد عزم الدوران في المتوسط \u200b\u200bبنسبة 10 ... 12٪). مع زيادة سرعة الدوران N\u003e 4000 دقيقة -1 تغذية التغذية إلى مسار قصير وهذا يسمح لك بزيادة الطاقة N E. في الوضع الاسمي بنسبة 10٪.
هناك أيضا أنظمة أكثر تعقيدا طوال الحياة. على سبيل المثال، تصاميم خطوط الأنابيب التي تغطي جهاز استقبال أسطواني مع أسطوانة دوارة تحتوي على Windows للرسائل مع خطوط الأنابيب (الشكل 2.4). عند تدوير جهاز الاستقبال الأسطواني، يتم زيادة طول خط الأنابيب والعكس صحيح، عند تشغيل عقارب الساعة، تنخفض. ومع ذلك، فإن تنفيذ هذه الأساليب يعقد بشكل كبير تصميم المحرك ويقلل من موثوقيته.
في محركات متعددة الاسطوانات مع خطوط أنابيب تقليدية، يتم تقليل كفاءة الإشراف الديناميكي للغاز، والذي يرجع إلى التأثير المتبادل للعمليات المدخول في أسطوانات مختلفة. في محركات السيارات، أنظمة المدخول "الإعداد" عادة على الحد الأقصى لوضع عزم الدوران لزيادة مخزونها.
يمكن أيضا الحصول على تأثير متفوق ديناميكي من الغاز من خلال "الإعداد" المقابل لنظام العادم. تجد هذه الطريقة استخدامها على محركات ذات السكتة الدماغية.
لتحديد طول ل. TR والقطر الداخلي د. (أو قسم المرور) من خط الأنابيب قابل للتعديل، من الضروري تنفيذ العمليات الحسابية التي تستخدم الأساليب العددية لديناميات الغاز التي تصف التدفق غير القرطوي، إلى جانب حساب سير العمل في الاسطوانة. المعيار هو الزيادة في السلطة،
عزم الدوران أو تقليل استهلاك الوقود المحدد. هذه الحسابات معقدة للغاية. طرق تعريف أبسط ل. ثلاثة د. بناء على نتائج الدراسات التجريبية.
نتيجة لمعالجة عدد كبير من البيانات التجريبية لتحديد القطر الداخلي د. يقترح خط الأنابيب قابل للتعديل على النحو التالي:
حيث (μ. F. ص) ماكس هي المنطقة الأكثر فعالية من فتحة صمام مدخل. طول ل. يمكن تحديد خط أنابيب Trifle بواسطة الصيغة:
لاحظ أن استخدام الأنظمة المضطربة المتفرعة مثل المبيعات المشتركة - أنابيب فردية تحولت إلى أن تكون فعالة للغاية مع الشحن التوربيني.
إن استخدام أنابيب العادم الرنانية على نماذج السيارات لجميع الفصول تسمح لك بزيادة النتائج الرياضية بشكل كبير للمنافسة. ومع ذلك، يتم تحديد المعلمات الهندسية للأنابيب، كقاعدة عامة، من خلال طريقة التجربة والخطأ، نظرا لأنه لا يوجد حتى الآن فهما واضحا وتفسيرا واضحا للعمليات التي تحدث في هذه الأجهزة الديناميكية للغاز. وفي المصادر القليلة للمعلومات حول هذه المناسبة، يتم تقديم استنتاجات متضاربة لها تفسير تعسفي.
للحصول على دراسة مفصلة للعمليات في أنابيب العادم المخصص، تم إنشاء تثبيت خاص. وهي تتألف من موقف لتشغيل المحركات، محرك محول - أنبوب مع تركيبات لاختيار الضغط الثابت والديناميكي، جهاز استشعار كهرضغطية، مرساة ذاتية شعاع C1-99، كاميرا، أنبوب العادم الرنان من R-15 المحرك مع "تلسكوب" وأنبوب محلي الصنع مع الأسطح السوداء والعزل الحراري الإضافي.
تم تحديد الضغوط في أنابيب الأنابيب في منطقة العادم على النحو التالي: تم عرض المحرك على مراجعات الرنين (26000 دورة في الدقيقة)، تم عرض البيانات من أجهزة الاستشعار الكهروضوئية المرتبطة برامج أجهزة الاستشعار الكهروضوئية على الذبذبات، وتيرة عملية الاجتياح التي تتم مزامنة مع تردد دوران المحرك، تم تسجيل ماسورة التثبيت على الفيلم.
بعد أن يتجلى الفيلم في مطورا متناقضا، تم نقل الصورة إلى الجر على مقياس شاشة الذبذبات. تظهر نتائج الأنبوب من المحرك R-15 في الشكل 1 ولأن أنبوب محلي الصنع مع العزل الحراري الأسود والإضافي - في الشكل 2.
في الجداول:
P DYN - ضغط ديناميكي، P St - الضغط الثابت. OSO - افتتاح نافذة العادم، NMT - نقطة ميتة أقل، الرابط هو إغلاق نافذة العادم.
يتيح لك تحليل المنحنيات تحديد توزيع الضغط عند إدخال أنبوب الرنين في وظيفة مرحلة دوران العمود المرفقي. زيادة الضغط الديناميكي من لحظة اكتشاف نافذة العادم بقطر فوهة الإخراج تحدث 5 ملم ل R-15 حوالي 80 درجة. والحد الأدنى هو في حدود 50 ° - 60 درجة من أسفل النقطة الميتة في الحد الأقصى للتطهير. زيادة الضغط في الموجة المنعكسة (من الحد الأدنى) في وقت إغلاق نافذة العادم حوالي 20٪ من أقصى قيمة R. تأخير في عمل الموجة المنعكسة غازات العادم - من 80 إلى 90 درجة. للضغط الثابت، تتميز بزيادة في 22 درجة مئوية "هضبة" على الرسم البياني حتى 62 درجة من فتح نافذة العادم، مع ما لا يقل عن 3 ° من أسفل النقطة الميتة. من الواضح، في حالة استخدام أنبوب العادم مماثل، تحدث تطهير التقلبات عند 3 درجات ... 20 ° بعد أسفل النقطة الميتة، وليس بأي حال من الأحوال 30 ° بعد فتح نافذة العادم سابقا.
تختلف دراسات الأنابيب محلية الصنع عن البيانات R-15. يرافق الضغط الديناميكي المتزايد حتى 65 درجة من فتح نافذة العادم بحد أدنى 66 ° بعد أسفل النقطة الميتة. في الوقت نفسه، فإن الزيادة في ضغط الموجة المنعكسة من الحد الأدنى هو حوالي 23٪. التحميل في عمل غازات العادم أقل، والذي ربما بسبب زيادة درجة الحرارة في النظام المعزول الحراري، وهو حوالي 54 درجة. تتميز تذبذبات التطهير في 10 ° بعد أسفل النقطة الميتة.
مقارنة الرسومات، تجدر الإشارة إلى أن الضغط الثابت في الأنابيب المعزولة الحرارية في وقت إغلاق نافذة العادم أقل من R-15. ومع ذلك، فإن الضغط الديناميكي لديه أقصى موجة عكسية من 54 درجة بعد إغلاق نافذة العادم، وفي R-15، تحول هذا الحد الأقصى إلى 90 "! ترتبط الاختلافات بالفرق في أقطار أنابيب العادم: على R-15، كما ذكرنا بالفعل، القطر هو 5 مم، وعلى المعزول الحراري - 6.5 ملم. بالإضافة إلى ذلك، نظرا للهندسة الأكثر تقدما للأنابيب R-15، فإن معامل استعادة الضغط الثابت هو أكثر من ذلك.
يعتمد معامل كفاءة أنبوب العادم المرنان إلى حد كبير على المعلمات الهندسية للأنبوب نفسه، والمقطع العرضي من أنابيب العادم في المحرك ونظام درجة الحرارة ومراحل توزيع الغاز.
إن استخدام التحكم في التحكم وتحديد نظام درجة حرارة أنابيب العادم الرنانية سيسمح بتغيير الحد الأقصى لضغط موجة غاز العادم المنعكس بحلول وقت إغلاق نافذة العادم وبالتالي زيادة كفاءتها بشكل حاد.
أرسل عملك الجيد في قاعدة المعارف بسيطة. استخدم النموذج أدناه
سيكون الطلاب الطلاب الدراسات العليا، العلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعارف في دراساتهم وعملهم ممتنين لك.
منشور من طرف http://www.allbest.ru/
منشور من طرف http://www.allbest.ru/
الوكالة الفيدرالية للتعليم
Gou VPO "الجامعة الفنية الحكومية الأورال - UPI اسمه بعد أول رئيس روسيا B.N. يلتسين "
لحقوق المخطوظة
أطروحة
للحصول على درجة مرشح العلوم الفنية
ديناميات الغاز ونقل الحرارة المحلي في نظام المدخول لمحرك المكبس
النجارين ليونيد Valerevich.
المستشار العلمي:
الطبيب الفيزيائي - الجمهور الرياضي،
البروفيسور زيلكين B.P.
يكاترينبرغ 2009.
مكبس محرك ديناميات الغاز النظام
تتألف الأطروحة من الإدارة والخمسة الفصول، استنتاج، قائمة المراجع، بما في ذلك 112 أسماء. تم التحض فوق 159 صفحة من طلب الكمبيوتر في برنامج MS Word وتم تجهيزه بنص 87 رسومات و جدول واحد.
الكلمات المفتاحية: ديناميات الغاز، محرك المكبس، نظام المدخل، التنميط المستعرض، الاستهلاكية، نقل الحرارة المحلي، معامل نقل الحرارة المحلي الفوري.
كان الهدف من الدراسة هو تدفق الهواء غير الثابت في نظام مدخل محرك مكبس الاحتراق الداخلي.
الهدف من العمل هو إثبات أنماط التغييرات في الخصائص الديناميكية والحرارية في عملية المدخل في محرك الاحتراق الداخلي للمكبس من عوامل الهندسية والنظام.
يظهر أنه من خلال وضع إدراجات ملفوفة، من الممكن مقارنة القناة التقليدية للجولة الثابتة، لاكتساب عدد من المزايا: زيادة في تدفق حجم الهواء الذي يدخل الاسطوانة؛ الزيادة في حتام الاعتماد الخامس على عدد دوران العمود المركفي N في نطاق التشغيل لتكرار الدوران في إدراج "الثلاثي" أو التشفير من سمة الإنفاق في مجموعة كاملة من أرقام الدوران من رمح، كما كذلك قمع نبضات تدفق الهواء عالية التردد في قناة مدخل.
يتم إنشاء اختلافات كبيرة في أنماط تغيير معاملات نقل الحرارة من السرعة W في القرطاسية وتدفق الهواء النابض في نظام مدخل DVS. تم الحصول على تقريب البيانات التجريبية معادلات لحساب معامل نقل الحرارة المحلي في مجال مدخل FEA، سواء بالنسبة للتدفق الثابت وتدفق نبض ديناميكي.
مقدمة
1. حالة المشكلة وتحديد أهداف الدراسة
2. وصف أساليب التثبيت والقياس التجريبية
2.2 قياس السرعة الدورانية والركن من دوران العمود المرفقي
2.3 قياس استهلاك لحظية الهواء الشفط
2.4 نظام لقياس معاملات نقل الحرارة الفوري
2.5 نظام جمع البيانات
3. ديناميات الغاز وعملية مدخلات المواد الاستهلاكية في محرك الاحتراق الداخلي في تكوينات نظام المدخول المختلفة
3.1 ديناميات الغاز لعملية تناولها دون مراعاة تأثير عنصر المرشح
3.2 تأثير عنصر التصفية على ديناميات الغاز لعملية تناولها في تكوينات نظام المدخول المختلفة
3.3 المواد الاستهلاكية والتحليل الطيفي لعملية مدخل مع مختلف تكوينات نظام المدخول مع عناصر تصفية مختلفة
4. نقل الحرارة في قناة المدخول لمحرك مكبس الاحتراق الداخلي
4.1 معايرة نظام القياس لتحديد معامل نقل الحرارة المحلي
4.2 معامل نقل الحرارة المحلي في قناة مدخل لمحرك الاحتراق الداخلي في وضع المرضى الداخليين
4.3 فورية معامل نقل الحرارة المحلي في قناة مدخل لمحرك الاحتراق الداخلي
4.4 تأثير تكوين نظام مدخل محرك الاحتراق الداخلي على معامل نقل الحرارة المحلي الفوري
5. أسئلة تطبيق عملي نتائج العمل
5.1 التصميم البناء والتكنولوجي
5.2 الطاقة وتوفير الموارد
استنتاج
فهرس
قائمة التعيينات والاختصارات الأساسية
يتم شرح جميع الرموز عند استخدامها لأول مرة في النص. فيما يلي فقط قائمة من أكثر التعيينات المستهلكة فقط:
d -Diameter من الأنابيب، مم؛
d E هو قطر مكافئ (هيدروليكي)، مم؛
F - مساحة السطح، م 2؛
أنا - القوة الحالية، و؛
ز تدفق شامل الهواء، كجم / ثانية؛
L - الطول، م؛
l هو حجم خطي مميز، م؛
n هي السرعة الدورانية للمرن المرفقي، MIN -1؛
p - الضغط الجوي، السلطة الفلسطينية؛
ص - المقاومة، أوم؛
ر - درجة الحرارة المطلقة، ك؛
ر - درجة الحرارة على مقياس مئوية، س ج؛
U - الجهد، في؛
V - معدل تدفق الهواء، م 3 / ثانية؛
w - معدل تدفق الهواء، م / ث؛
معامل الهواء الزائد؛
ز - زاوية، حائل؛
زاوية دوران العمود المرفقي، حائل.، p.k.v.
معامل الموصلية الحرارية، ث / (م ك)؛
معامل في الرياضيات او درجة اللزوجة الحركية، م 2 / ثانية؛
الكثافة، كجم / م 3؛
الوقت، ق
معامل المقاومة؛
التخفيضات الأساسية:
p.K.V. - دوران العمود المرفقي؛
DVS - محرك الاحتراق الداخلي؛
NMT - النقطة الميتة العليا؛
NMT - النقطة الميتة السفلى
ADC - محول التناظرية إلى الرقمية؛
BPF - تحويل فورييه السريع.
أعداد:
إعادة \u003d رقم WD / - Rangeld؛
nu \u003d d / - عدد nusselt.
مقدمة
المهمة الرئيسية في تطوير وتحسين محركات الاحتراق الداخلي المكبس هي تحسين ملء الاسطوانة بشحنة جديدة (أو بمعنى آخر، زيادة في معامل التعبئة للمحرك). في الوقت الحالي، توصل تطوير DVS إلى هذا المستوى الذي يحسن أي مؤشر تقني واقتصادي على الأقل في الحصة العاشرة للنسبة المئوية مع الحد الأدنى من التكاليف المادية والمؤقتة إنجاز حقيقي للباحثين أو المهندسين. لذلك، لتحقيق الهدف، يقدم الباحثون واستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب بين أكثر شيوعا يمكن تمييزها بما يلي: الديناميكي (القصور الذاتي) الحد من المخففات التوربينية أو المنافيخ، قناة مدخل ذات طول متغير، وتعديل الآلية والمراحل من توزيع الغاز، وتحسين تكوين نظام المدخول. يسمح استخدام هذه الطرق لتحسين ملء الأسطوانة بشحنة جديدة، مما يدفع بدوره قوة المحرك ومؤشراتها الفنية والاقتصادية.
ومع ذلك، فإن استخدام معظم الأساليب قيد النظر يتطلب استثمارات مادية كبيرة وتحديث كبير لتصميم نظام مدخل والمحرك ككل. لذلك، واحدة من الأكثر شيوعا، ولكن ليس أبسط، حتى الآن، فإن أساليب زيادة عامل التعبئة هي تحسين تكوين مسار مدخل المحرك. في هذه الحالة، غالبا ما يتم تنفيذ دراسة وقناة مدخل وتحسينها من خلال طريقة النمذجة الرياضية أو التطهير الثابت لنظام الدفع. ومع ذلك، لا يمكن لهذه الطرق إعطاء النتائج الصحيحة على المستوى الحديث لتطوير المحرك، حيثما، كما هو معروف، العملية الحقيقية في مسارات الهواء الغازية للمحركات هي انتهاء حبر غاز ثلاثي الأبعاد من خلال فتحة الصمام إلى مليئة جزئيا مساحة من اسطوانة حجم المتغير. أظهر تحليل الأدبيات أن المعلومات المتعلقة بعملية تناولها في الوضع الديناميكي الحقيقي غائب عمليا.
وبالتالي، يمكن الحصول على بيانات تبادل الغازية والحرارة ديناميكية موثوقة وصحيحة لعملية تناولها حصريا في الدراسات حول النماذج الديناميكية لأقراص DVS أو محركات حقيقيةوبعد يمكن أن توفر هذه البيانات ذات الخبرة فقط المعلومات اللازمة لتحسين المحرك على المستوى الحالي.
الهدف من العمل هو تحديد أنماط تغيير الخصائص الديناميكية والحرارية الغازية لعملية ملء الاسطوانة بشحنة جديدة من محرك الاحتراق الداخلي المكبس من عوامل الهندسية والنظام.
الجدة العلمية للأحكام الرئيسية للعمل هي أن المؤلف لأول مرة:
خصائص تردد السعة لآثار النبض الناشئة في الدفق في مشعب المدخل (الأنابيب) لمحرك المكبس؛
طريقة لزيادة تدفق الهواء (في المتوسط \u200b\u200bبنسبة 24٪) دخول الاسطوانة باستخدام إدراج مؤشر في مشعب المدخول، مما يؤدي إلى زيادة في قوة المحرك؛
تم إنشاء أنماط التغييرات في معامل نقل الحرارة المحلي الفوري في أنبوب مدخل محرك مكبس؛
يظهر أن استخدام إدراجات المنتدى يقلل من تسخين الرسوم الطازجة عند تناوله بنسبة 30٪ بمعدل 30٪، مما سيؤدي إلى تحسين ملء الاسطوانة؛
المعمم في شكل معادلات تجريبية تم الحصول عليها من البيانات التجريبية عن نقل الحرارة المحلي للتدفق النابض للهواء في مشعب المدخول.
تعتمد دقة النتائج على موثوقية البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها من خلال مزيج من منهجيات البحث المستقلة وأكدت من استنساخ النتائج التجريبية، واتفاقها الجيد على مستوى تجارب الاختبار مع هؤلاء المؤلفين، وكذلك استخدام أ مجمع طرق البحث الحديثة، واختيار معدات القياس، والاختبار المنهجي والاستهداف.
أهمية عملية. البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها إنشاء الأساس لتطوير الأساليب الهندسية لحساب وتصميم أنظمة حبر الحبر، وكذلك توسيع التمثيلات النظرية حول ديناميات الغاز والنقل الحراري الجوي المحلي أثناء تناول محرك المكبس. تم إجراء النتائج الفردية للعمل على تنفيذ مصنع أورال للسيارات المحرك ذ م م في تصميم وتحديث محركات 6DM-21L و 8DM-21L.
طرق تحديد معدل تدفق تدفق الهواء النابض في أنبوب مدخل للمحرك وشدة نقل الحرارة لحظية فيه؛
البيانات التجريبية عن ديناميات الغاز ومعامل نقل الحرارة المحلي الفوري في قناة مدخل قناة الإدخال في عملية تناولها؛
نتائج تعميم البيانات عن المعامل المحلي لنقل الحرارة الجوي في قناة مدخل في أقراص DVS في شكل معادلات تجريبية؛
استئصال العمل. ذكرت النتائج الرئيسية للدراسات المنصوص عليها في الأطروحة وتم تقديمها في "مؤتمرات التقارير للعلماء الشباب"، يكاترينبرغ، Ugtu-upi (2006 - 2008)؛ قسم الندوات العلمية "الهندسة الحرارية النظرية" و "التوربينات والمحركات"، يكاترينبرغ، Ugtu-upi (2006 - 2008)؛ المؤتمر العلمي والتقني "تحسين كفاءة محطات الطاقة من الآلات ذات العجلات والمقدرات"، شيليابينسك: مدرسة تشيليابينسك العسكرية العسكرية للسيارات الشيوعية (المعهد العسكري) (2008)؛ المؤتمر العلمي والتقني "تطوير الهندسة في روسيا"، سانت بطرسبرغ (2009)؛ على المجلس العلمي والتقني تحت مصنع أورال ديزل للسيارات ذ م م، يكاترينبرج (2009)؛ على المجلس العلمي والتقني لتقنية OJSC NII Autotractor، Chelyabinsk (2009).
تم إجراء أعمال أطروحة في الإدارات "الهندسة الحرارية النظرية و" التوربينات والمحركات ".
1. نظرة عامة الدولة المعاصرة دراسات أنظمة مدخل مدخل مكبس
حتى الآن، هناك عدد كبير من الأدبيات التي يكون فيها التنفيذ البناء لأنظمة مختلفة من محركات الاحتراق الداخلي المكبس، على وجه الخصوص العناصر الفردية من المدخول أنظمة DVSوبعد ومع ذلك، لا يوجد أي إصدار عمليا للحلول التصميم المقترحة من خلال تحليل ديناميات الغاز ونقل الحرارة لعملية المدخل. وفقط في الدراسات الفردية توفر بيانات تجريبية أو إحصائية عن نتائج العملية، مما يؤكد جدوى واحد أو آخر أداء بناء آخر. في هذا الصدد، يمكن القول أنه حتى وقت قريب، تم إيلاء اهتمام كاف للدراسة وتحسين أنظمة مدخل محركات المكبس.
في العقود الأخيرة، فيما يتعلق بتشديد المتطلبات الاقتصادية والبيئية لمحركات الاحتراق الداخلي، بدأ الباحثون والمهندسون في دفع المزيد والمزيد من الاهتمام لتحسين أنظمة الدفع لكل من محركات البنزين والديزل، معتقدين أن أدائهم يعتمد إلى حد كبير على الكمال للعمليات التي تحدث في مسارات الهواء للغاز.
1.1 العناصر الأساسية لأنظمة مدخل مدخل مكبس
يتكون نظام الاستمتاع بمحرك المكبس، بشكل عام، من فلتر الهواء، وهو مشعب مدخل (أو أنبوب مدخل)، ورؤوس الاسطوانة التي تحتوي على قنوات المدخول والمخرج، وكذلك آلية الصمام. كمثال، في الشكل 1.1، يتم عرض رسم تخطيطي لنظام تناول محرك الديزل YMZ-238.
تين. 1.1. مخطط نظام المدخول لمحرك الديزل YMZ-238: 1 - المنوع المدخول (أنبوب)؛ 2 - طوقا المطاط. 3.5 - ربط الفوهات؛ 4 - الحشية المقدرة؛ 6 - خرطوم؛ 7 - فلتر الهواء
اختيار المعلمات الهيكلية المثالية والخصائص الديناميكية الديناميكية الهوائية لنظام الدفع سلفيترمين سير العمل الفعال ومستوى عال من مؤشرات إخراج محركات الاحتراق الداخلي.
باختصار النظر في كل شيء عنصر مركب نظام مدخل ووظائفه الرئيسية.
يعد رأس الأسطوانة أحد أكثر العناصر المعقدة والأهمية في محرك الاحتراق الداخلي. من الاختيار الصحيح لشكل وحجم العناصر الرئيسية (بادئ ذي بدء، يعتمد كمال عمليات التعبئة والخلط إلى حد كبير على حجم المدخول وصمامات العادم).
يتم صنع رؤوس الاسطوانة أساسا مع اثنين أو أربعة صمامات على الاسطوانة. إن مزايا تصميم اللهبين هي بساطة تكنولوجيا التصنيع ونظام التصميم، في الكتلة الهيكلية الأصغر والقيمة، وعدد الأجزاء المتحركة في آلية محرك الأقراص، وتكاليف الصيانة والإصلاح.
تتكون مزايا الهياكل ذات الرباعي في استخدام أفضل للمنطقة المحدودة من قبل دائرة الأسطوانة، مناطق المرور من صمام جورلوفين، في عملية تبادل الغاز أكثر كفاءة، في توتر حراري أصغر من الرأس بسبب أكثر موحدة الحالة الحرارية، في إمكانية وضع مركزي للفوهة أو الشموع، مما يزيد من توحيد أجزاء الدولة الحرارية من مجموعة مكبس.
هناك تصاميم أخرى لرؤساء الاسطوانة، على سبيل المثال، مع ثلاثة صمامات مدخل وتخرج واحد أو اثنين لكل اسطوانة. ومع ذلك، يتم تطبيق هذه المخططات نادرة نسبيا، وخاصة في محركات (السباقات) بشكل كبير.
إن تأثير عدد الصمامات على ديناميات الغاز ونقل الحرارة في مسار مدخل غير مدروس عمليا بشكل عام.
معظم عناصر مهمة رؤساء الاسطوانة من وجهة نظر تأثيرها على ديناميات الغاز وعملية مدخل تبادل الحرارة في المحرك هي أنواع قنوات المدخل.
واحدة من طرق تحسين عملية التعبئة هي قنوات Intlet Intlet في رأس الاسطوانة. هناك مجموعة واسعة من الأشكال من أشكال التنميط من أجل ضمان الحركة الاتجاهية للاتصالات الطازجة في اسطوانة المحرك وتحسين عملية الخلط، يتم وصفها في الأكثر تفصيلا.
اعتمادا على نوع عملية الخلط، يتم تنفيذ قنوات المدخول بواسطة وظيفية واحدة (قابلة للاشمئزاز)، مما يوفر ملء فقط مع الاسطوانات مع الهواء أو الوظيفة الثانية (تمويلا أو برغي أو نوع آخر) يستخدم لشحنة مدخل وتواء الهواء في اسطوانة وغرفة الاحتراق.
دعونا ننتقل إلى مسألة ميزات تصميم مداماة تناول محركات البنزين والديزل. يوضح تحليل الأدب أن جامع المدخول (أو أنبوب الحبر) يحصل على اهتمام كبير، وغالبا ما يعتبره خط أنابيب فقط لتزويد مزيج الهواء أو هواء الوقود في المحرك.
يعد فلتر الهواء جزءا لا يتجزأ من نظام مدخل محرك مكبس. تجدر الإشارة إلى أنه في الأدب، يتم إيلاء المزيد من الاهتمام لتصميم ومواد ومقاومة عناصر المرشح، وفي نفس الوقت تأثير عنصر التصفية على مؤشرات تبادل الغازية والحرارة، وكذلك الإنفاق خصائص نظام الاحتراق الداخلي المكبس، لا يعتبر عمليا.
1.2 ديناميات الغاز للتدفق في قنوات المدخل وطرق دراسة عملية مدخل في محرك المكبس
لفهم أكثر دقة للجوهر المادي للنتائج التي حصل عليها المؤلفون الآخرون، يتم تحديدها في وقت واحد مع الأساليب النظرية والتجريبية المستخدمة، لأن الطريقة والنتيجة هي في اتصال عضوي واحد.
يمكن تقسيم طرق دراسة أنظمة مدخل الخوس إلى مجموعتين كبيرتين. تشمل المجموعة الأولى التحليل النظري للعمليات في نظام مدخل، بما في ذلك محاكاةها العددية. إلى المجموعة الثانية، سوف نقوم بفكرة جميع الطرق لدراسة عملية المدخل بشكل تجريبي.
يتم تحديد اختيار طرق البحث وتقديرات وأنظمة التكيف عنها من قبل الأهداف المحددة، بالإضافة إلى إمكانيات المواد والتجريبية والحساسية الحالية.
حتى الآن، لا توجد طرق تحليلية تسمح لها بدقة إلى حد ما لتقدير مستوى شدة الغاز في غرفة الاحتراق، وكذلك حل المشاكل الخاصة المرتبطة بوصف الحركة في مسار الاستهلاك وانتهاء الغاز من فجوة الصمام في عملية حقيقية غير مناسبة. ويرجع ذلك إلى صعوبات وصف التدفق ثلاثي الأبعاد للغازات على القنوات المنحنية مع العقبات المفاجئة، وهي هيكل دفق مكاني معقد، مع منفذ الغاز النفاث من خلال فتحة الصمام ومساحة مليئة جزئيا من اسطوانة حجم متغير، والتفاعل من التدفقات بين أنفسهم، مع جدران الاسطوانة والقاع المنقول من المكبس. التحديد التحليلي للحقل الأمثل للسرعة في أنبوب مدخل، في فتحة صمام الدائري وتوزيع التدفقات في الاسطوانة معقد بسبب عدم وجود طرق دقيقة لتقييم الخسائر الديناميكية الهوائية الناشئة عن رسوم جديدة في نظام المدخل وعندما الغاز في الاسطوانة وتدفق حول الأسطح الداخلية لها. من المعروف أنه في القناة هناك مناطق غير مستقرة من انتقال التدفق من Laminar إلى وضع التدفق المضطرب، ومنطقة فصل الطبقة الحدودية. يتميز هيكل التدفق بالمتغيرات حسب الوقت ومكان رينولدز، ومستوى غير القرطاسية، والكثافة وحجم الاضطراب.
يتم تكريس العديد من الأعمال المتعددة الاتجاهات النمذجة العددية لحركة رسوم الجو على مدخل. أنها تنتج نمذجة من تدفق دوامة مدخل مدخل مدخل مدخل صمام المدخل، حساب التدفق ثلاثي الأبعاد في قنوات مدخل رأس الأسطوانة، نمذجة الدفق في نافذة مدخل والمحرك اسطوانة، وتحليل تأثير تدفق التدفق المباشر والمسيارات على عملية الخلط والدراسات المحسوبة لتأثير التالفة في اسطوانة الديزل حجم انبعاثات أكاسيد النيتروجين ومؤشرات دورة المؤشرات. ومع ذلك، فقط في بعض الأعمال، يتم تأكيد المحاكاة العددية من خلال البيانات التجريبية. وحسما على الدراسات النظرية، من الصعب الحكم على دقة ودرجة قابلية تطبيق البيانات. كما ينبغي التأكيد على أن جميع الأساليب العددية تقريبا تهدف بشكل أساسي إلى دراسة العمليات في التصميم الموجود بالفعل لمدخل نظام مدخل كثافة أقراص DVS للقضاء على أوجه القصور، وعدم تطوير حلول تصميم جديدة فعالة.
بالتوازي، يتم تطبيق الأساليب التحليلية الكلاسيكية لحساب سير العمل في المحرك وعمليات تبادل الغاز المنفصلة في ذلك. ومع ذلك، في حسابات تدفق الغاز في مدخل وصمامات وقنوات العادم، يتم استخدام معادلات التدفق الثابت بأحد الأبعاد بشكل أساسي، مما أدى إلى قرطاسية شبه ثابتة. لذلك، تقدر أساليب الحساب قيد الدراسة حصريا (تقريبي) وبالتالي تتطلب تحسينا تجريبيا في المختبر أو على محرك حقيقي أثناء اختبارات البدلاء. طرق لحساب تبادل الغاز والمؤشرات الرئيسية للغاز الحيوي لعملية المدخل في صياغة أكثر صعوبة تتطور في الأعمال. ومع ذلك، فإنهم يقدمون أيضا معلومات عامة فقط حول العمليات التي تمت مناقشتها، لا تشكل تمثيلا كاملا كافيا لأسعار الصرف الديناميكي والحرارة بما فيه الكفاية، لأنها تستند إلى البيانات الإحصائية التي تم الحصول عليها في النمذجة الرياضية و / أو التطهير الثابت لسحق المدخل الحبر وعلى طرق المحاكاة العددية.
يمكن الحصول على البيانات الأكثر دقة وموثوقة حول عملية المدخل في محرك المكبس في الدراسة على محركات التشغيل الحقيقية.
إلى الدراسات الأولى من التهمة في اسطوانة المحرك في وضع اختبار العمود، يمكن أن تعزى التجارب الكلاسيكية ل Ricardo والنقد. قام Riccardo بتثبيت المكره في غرفة الاحتراق وسجلت سرعة الدوران عند فحص رمح المحرك. الثيانة ثابتة متوسط \u200b\u200bقيمة سرعة الغاز لدورة واحدة. قدم ريكاردو مفهوم "نسبة دوامة"، مما يتوافق مع نسبة تواتر المكره، وقياس دوران دوامة، والعقود العمودية. تثبيت CASS لوحة في غرفة الاحتراق المفتوحة وتسجيل التأثير على تدفق الهواء. هناك طرق أخرى لاستخدام اللوحات المرتبطة بالاضميدات أو الاستشعار الاستقرائي. ومع ذلك، فإن تثبيت اللوحات تشوه الدورة الدورية، وهو عيب هذه الأساليب.
تتطلب دراسة حديثة لديناميات الغاز مباشرة على المحركات بصدد قياس خاص قادرة على العمل بموجب الظروف السلبية (الضوضاء والاهتزاز والعناصر الدورية ودرجات الحرارة المرتفعة والضغط عند احتراق الوقود وقنوات العادم). في هذه الحالة، تكون العمليات الموجودة في DVs عالية السرعة ودورية، لذلك يجب أن يكون لمعدات القياس وأجهزة الاستشعار بسرعة عالية للغاية. كل هذا يعقد كثيرا دراسة عملية المدخل.
تجدر الإشارة إلى أنه في الوقت الحاضر، يتم استخدام طرق البحث الطبيعي على نطاق واسع على نطاق واسع، سواء لدراسة تدفق الهواء في نظام مدخل واسطوانة المحرك، ولتحليل تأثير تشكيل دوامة على مدخل السمية من غازات العادم.
ومع ذلك، فإن الدراسات الطبيعية، حيث لا تسمح الدراسات الطبيعية، في نفس الوقت بعدد كبير من العوامل المتنوعة، باختراق تفاصيل آلية ظاهرة منفصلة، \u200b\u200bلا تسمح باستخدام المعدات عالية الدقة المعقدة. كل هذا هو اختبار الدراسات المختبرية باستخدام طرق معقدة.
إن نتائج دراسة ديناميات الغاز لعملية تناولها، تم الحصول عليها في الدراسة على المحركات مفصلة تماما في الدراسة.
من بين هؤلاء، فإن أكبر اهتمام هو تذبذب التغيرات في معدل تدفق الهواء في قسم المدخلات في قناة مدخل لمحرك المحرك C10.5 / 12 (D 37) من مصنع Vladimir جرار، والذي يتم تقديمه في الشكل 1.2.
تين. 1.2. معلمات التدفق في قسم الإدخال للقناة: 1 - 30 S -1، 2 - 25 S -1، 3 - 20 S -1
تم إجراء قياس معدل تدفق الهواء في هذه الدراسة باستخدام مقياس حرارة يعمل في وضع DC.
وهنا مناسب من المناسب الانتباه إلى طريقة الحرارية، والتي، بفضل عدد من المزايا، تلقت مثل هذه الديناميات الغازية على نطاق واسع من العمليات المختلفة في البحث. حاليا، هناك مخططات مختلفة من الحرم الحراري اعتمادا على المهام ومجال البحث. تعتبر النظرية الأكثر تفصيلا للحرارة بالحرارة في. تجدر الإشارة أيضا إلى مجموعة واسعة من تصاميم أجهزة الاستشعار بالحرارة، والتي تشير إلى الاستخدام الواسع لهذا الأسلوب في جميع مجالات الصناعة، بما في ذلك الهندسة.
النظر في مسألة تطبيق أسلوب التنظيف بالحرارة لدراسة عملية المدخل في محرك مكبس. وبالتالي، فإن الأبعاد الصغيرة للعنصر الحساسة في جهاز استشعار مقياس الحرارة لا تجعل تغييرات كبيرة في طبيعة تدفق تدفق الهواء؛ تتيح لك حساسية العددية العددية التسجيل لتقلبات التقلبات مع مضاعفات صغيرة وترددات عالية؛ يسمح بساطة مخطط الأجهزة بتسجيل إشارة كهربائية بسهولة من إخراج مقياس الحرارة، تليها معالجةها على جهاز كمبيوتر شخصي. في الدم الصنومري، يتم استخدامه في أوضاع تحجيم أجهزة استشعار مكونة واحدة أو ثلاثة مكونات. عادة ما يتم استخدام مؤشر ترابط أو أفلام من المعادن الحرارية بسماكة 0.5-20 ميكرون وطول مستوى 1-12 ملم كعنصر حساس في مستشعر مقياس الحرارة، وهو ثابت على أرجل الكروم أو الكروم الجلدية. هذا الأخير من خلال أنبوب من الخزف أو ثلاثة اتجاهين أو أربعة أوتور، والذي يتم وضعه على ختم الحالة المعدنية من الاختراق، والحقوق المعدنية، وافق في رأس الكتلة لدراسة مساحة داخل الاسطوانة أو في خطوط الأنابيب لتحديد مكونات متوسط \u200b\u200bوتموج من سرعة الغاز.
والآن عد إلى المذبذب المعروض في الشكل 1.2. يعتمد الرسم البياني على حقيقة أنه يقدم تغييرا في معدل تدفق الهواء من زاوية دوران العمود المرفقي (P.K.V.) فقط لبراعة المدخول (؟ 200 درجة. P.K.V.)، في حين أن معلومات الراحة على ساعات أخرى كما هو كانت "اقتصاص". يتم الحصول على هذا المذبذبات لتكرار التناوب في العمود المرفقي من 600 إلى 1800 دقيقة -1، بينما في المحركات الحديثة مجموعة من سرعات التشغيل أوسع بكثير: 600-3000 دقيقة -1. يتم الانتباه إلى حقيقة أن معدل التدفق في المسالك قبل فتح الصمام ليس صفر. بدوره، بعد إغلاق صمام المدخول، لا تتم إعادة تعيين السرعة، ربما لأنه في المسار يوجد تدفق ترويجي عالي التردد، والذي يتم استخدامه في بعض المحركات لإنشاء ديناميكية (أو Inertigice).
لذلك، من المهم فهم العملية ككل، البيانات المتعلقة بالتغيير في معدل تدفق الهواء في الجهاز المدخل لسير العمل بالكامل للمحرك (720 درجة، PKV) وفي نطاق التشغيل بأكمله من تردد دوران العمود المرفقي. هذه البيانات ضرورية لتحسين عملية المدخل، والبحث عن طرق لزيادة حجم رسوم جديدة تم إدخالها في أسطوانات المحرك وإنشاء أنظمة Supercarrow الحيوية.
النظر لفترة قصيرة في خصوصيات Dynamic Supercharge في محرك مكبس، والتي يتم تنفيذها بطرق مختلفة. ليس فقط مراحل توزيع الغاز، ولكن أيضا تصميم مسارات المدخول والتخرج تؤثر على عملية تناولها. حركة المكبس عندما يؤدي براعة تناولها إلى صمام مدفوع مفتوح لتشكيل موجة الخوف. عند خط أنابيب المدخول المفتوح، تحدث موجة الضغط هذه مع كتلة من الهواء المحيط الثابت، ينعكس منه ويتحرك إلى أنبوب المدخل. يمكن استخدام Airfour Airfline من عمود الهواء في خط أنابيب مدخل لزيادة ملء الاسطوانات بشحنة جديدة، وبالتالي الحصول على كمية كبيرة من عزم الدوران.
مع وجود شكل مختلف من SuperChard Dynamic SuperChard - متفوق بالقصور الذاتي، فإن كل قناة مدخلية من الأسطوانة لديها أنبوب مرناني منفصل خاص به، والصوتيات الطول المقابلة متصلة بغرفة التجميع. في أنابيب المرنان هذه، يمكن أن تنتشر موجة الضغط من الاسطوانات بشكل مستقل عن بعضها البعض. عند تنسيق طول وقطر أنابيب المرنان الفردية مع مراحل مرحلة توزيع الغاز، فإن موجة الضغط، تنعكس في نهاية أنبوب المرنان، وعرج من خلال صمام المدخل المفتوح للأسطوانة، وبالتالي يضمن أفضل ملء.
يعتمد الحد من الرنين على حقيقة أنه في تدفق الهواء في خط أنابيب مدخل في سرعة تنازلية معينة من العمود المرفقي، توجد تذبذبات مرنان الناجمة عن الحركة التراد الجوية للمكبس. هذا، مع التصميم الصحيح لنظام المدخول، يؤدي إلى زيادة أخرى في الضغط وتأثير لاصق إضافي.
في الوقت نفسه، تعمل أساليب التعزيز الديناميكية المذكورة في مجموعة ضيقة من الأوضاع، وتتطلب إعدادا معقدا ودائما للغاية، حيث يتم تغيير الخصائص الصوتية للمحرك.
أيضا، يمكن أن تكون بيانات ديناميات الغاز لسير العمل بأكمله للمحرك مفيدا لتحسين عملية التعبئة والبحث عن زيادة تدفق الهواء عبر المحرك، وبالتالي، فإن قوتها. في الوقت نفسه، شدة وحجم اضطراب تدفق الهواء، والتي يتم إنشاؤها في قناة مدخل، وكذلك عدد دوامات تشكلت أثناء عملية المدخل.
يوفر التدفق السريع للتهمة والاضطرابات واسعة النطاق في تدفق الهواء خلطا جيدا للهواء والوقود، وبالتالي، احتراق كامل مع تركيز منخفض مواد مؤذية في غازات العادم.
إحدى الطرق لإنشاء الدوامات في عملية تناولها هي استخدام رفرف يشارك مسار تناوله إلى قناتين، يمكن أن يتداخل أحدها، والتحكم في حركة تهمة الخليط. هناك عدد كبير من إصدارات التصميم لإعطاء المكونات العرضية لحركة التدفق من أجل تنظيم دوامات الاتجاه في خط أنابيب مدخل واسطوانة المحرك
وبعد الغرض من كل هذه الحلول هو إنشاء وإدارة دوامات رأسية في اسطوانة المحرك.
هناك طرق أخرى للسيطرة على تهمة ملء جديدة. يتم استخدام تصميم قناة كمية دوامة في المحرك بخطوة مختلفة من المنعطفات والأماكن المسطحة على الحائط الداخلي والحواف الحادة عند إخراج القناة. جهاز آخر لتنظيم تكوين دوامة في اسطوانة المحرك هو ربيع دوامة مثبتة في قناة مدخل وثابتة بشكل صارم بنهاية واحدة قبل الصمام.
وبالتالي، من الممكن ملاحظة اتجاه الباحثين لخلق زوبعات كبيرة من اتجاهات التوزيع المختلفة على مدخل. في هذه الحالة، يجب أن يحتوي تدفق الهواء بشكل أساسي على اضطراب واسع النطاق. هذا يؤدي إلى تحسن في الخليط والاحتراق اللاحق للوقود، سواء في البنزين وفي محركات الديزلوبعد ونتيجة لذلك، يتم تخفيض الاستهلاك المحدد للوقود والانبعاثات من المواد الضارة مع الغازات التي يتم إنفاقها.
ومع ذلك، في الأدب، لا توجد معلومات حول محاولات التحكم في تكوين دوامة باستخدام التنميط المستعرض - تغيير في النموذج المقطع العرضي القناة، ومن المعروف أنها تؤثر بقوة على طبيعة التدفق.
بعد ما تقدم، يمكن أن نستنتج أنه في هذه المرحلة في الأدبيات هناك نقص كبير في معلومات موثوقة وكاملة عن ديناميات الغاز الخاصة بعملية المدخل، أي: تغيير سرعة تدفق الهواء من زاوية العمود المرفقي ل سير العمل بالكامل للمحرك في نطاق التشغيل من رمح تردد الدوران العمود المرفقي؛ تأثير المرشح على ديناميات الغاز لعملية المدخول؛ جدول الاضطراب يحدث أثناء تناوله؛ تأثير عدم الاستياء الهيدروديناميكي على المواد الاستهلاكية في مستثني مدخل من DVS، إلخ.
المهمة العاجلة هي البحث عن طرق زيادة تدفق الهواء من خلال أسطوانات المحرك مع تحسين محرك الحد الأدنى.
كما ذكر أعلاه أعلاه، يمكن الحصول على بيانات الإدخال الأكثر اكتمالا وموثوقة من الدراسات حول محركات حقيقية. ومع ذلك، فإن هذا الاتجاه البحث معقدة للغاية ومكلفة للغاية، وعدد عدد من القضايا مستحيل تقريبا، وبالتالي، تم تطوير الأساليب المشتركة لدراسة العمليات في المحكمة الجنائية الدولية من قبل مجربين. النظر في نطاق واسع منهم.
يرجع تطوير مجموعة من المعلمات وطرق الحسابات والدراسات التجريبية إلى العدد الكبير من الأوصاف التحليلية الشاملة لتصميم نظام مدخل محرك المكبس، وديناميات عملية وحركة الرسوم في قنوات المدخل و اسطوانة.
يمكن الحصول على نتائج مقبولة عند دراسة مشتركة لعملية تناولها على جهاز كمبيوتر شخصي باستخدام أساليب النمذجة العددية وتجربة من خلال التطهير الثابت. وفقا لهذه التقنية، تم إجراء العديد من الدراسات المختلفة. في مثل هذه الأعمال، إما إمكانية المحاكاة العددية لتدفقات الدوران في نظام مدخل نظام الحبر، تليها اختبار النتائج باستخدام تطهير في الوضع الثابت على تثبيت المفتش، أو تم تطوير نموذج رياضي محسوب بناء على البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها في أوضاع ثابتة أو أثناء تشغيل التعديلات الفردية للمحركات. نؤكد أن أساس جميع هذه الدراسات تقريبا يتم أخذ بيانات تجريبية تم الحصول عليها بمساعدة النفخ الساكني لنظام مدخل نظام الحبر.
النظر في طريقة كلاسيكية لدراسة عملية الاستمتاع باستخدام مقياس شدة شدانة الشرفة. مع شفاه صمام ثابتة، فإنها تنتج تطهير قناة الاختبار مع ارتفاع استهلاك الهواء الثاني. بالنسبة للتطهير، يتم استخدام رؤوس أسطوانات حقيقية أو يلقي من المعدن أو نماذجها (خشبية قابلة للطي، الجبس، من راتنجات الايبوكسي، إلخ.) تجميعها مع الصمامات التي توجه خطوط بوش والسرقة. ومع ذلك، كما هو موضح الاختبارات النسبية، توفر هذه الطريقة معلومات حول تأثير شكل المسار، لكن المكره لا يستجيب لعمل تدفق الهواء بأكمله في القسم العرضي، والذي يمكن أن يؤدي إلى وجود خطأ كبير عند تقدير شدة التهمة في الاسطوانة، والتي تم تأكيد رياضيا وتجربة.
طريقة أخرى متسعة لدراسة عملية التعبئة هي طريقة باستخدام شعرية مخفية. تختلف هذه الطريقة عن السابق من خلال حقيقة أن تدفق الهواء المستورم المستوعب يتم إرساله إلى Fairing على شفرة الشبكة الخفية. في هذه الحالة، سرقت الدورة الدورية، ويتم تشكيل لحظة نفاثة على الشفرات، والتي يتم تسجيلها من قبل المستشعر بالسعة في حجم زاوية تدور Trcion. التدفق الخفي، بعد أن مر عبر مصبغة، يتدفق من خلال قسم مفتوح في نهاية الأكمام إلى الجو. تتيح لك هذه الطريقة تقييم قناة المدخول بشكل شامل لمؤشرات الطاقة وحجم الخسائر الديناميكية الهوائية.
حتى على الرغم من حقيقة أن طرق البحث على النماذج الثابتة تعطي فقط الفكرة العامة فقط من خصائص تبادل الغاز الديناميكي والحرارة لعملية المدخل، فإنها لا تزال ذات صلة بسبب بساطتها. يستخدم الباحثون بشكل متزايد هذه الأساليب فقط للتقييم الأولي لآفاق أنظمة الاستمتاع أو التحويل الموجود بالفعل. ومع ذلك، من أجل فهم كامل ومفصل للفيزياء الظواهر خلال عملية مدخل هذه الطرق من الواضح أنه لا يكفي.
واحدة من الأكثر دقة و طرق فعالة دراسات عملية مدخل في DVS هي تجارب خاصة بالتركيبات الديناميكية. بموجب افتراض أن ميزات وخصائص تبادل الغازية والحرارة في نظام المدخل في نظام المدخل هي وظائف من المعلمات الهندسية فقط وعوامل النظام للدراسة، من المفيد للغاية استخدام نموذج ديناميكي - تثبيت تجريبي، والذي يمثل معظم الأحيان نموذج محرك أحادي الأبعاد على متنوعة أوضاع عالية السرعةيتصرف عن طريق اختبار العمود المرفقي من مصدر الطاقة الغريب، ومجهز أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار. في هذه الحالة، يمكنك تقدير الفعالية الإجمالية من حلول معينة أو فعاليتها هي عنصر. بشكل عام، يتم تخفيض هذه التجربة لتحديد خصائص التدفق في عناصر مختلفة من نظام المدخول (القيم الفورية لدرجة الحرارة والضغط والسرعة)، تختلف زاوية دوران العمود المرفقي.
وبالتالي، فإن الطريقة الأكثر ثمينة لدراسة عملية المدخل، والتي تعطي بيانات كاملة وموثوقة هي إنشاء نموذج ديناميكي واحد أسطواني لمحرك المكبس، مدفوعا بالتناوب من مصدر الطاقة الغريب. في هذه الحالة، تسمح هذه الطريقة بالتحقيق في كل من مبادلات الغاز الديناميكية والحركية لعملية التعبئة في محرك الاحتراق الداخلي المكبس. ستتيح استخدام الأساليب الحرارية المهنية للحصول على بيانات موثوقة دون تأثير كبير على العمليات التي تحدث في نظام المدخول لنموذج المحرك التجريبي.
1.3 خصائص عمليات تبادل الحرارة في نظام مدخل محرك المكبس
بدأت دراسة تبادل الحرارة في محرك الاحتراق الداخلي المكبس في الواقع من إنشاء أول آلات العمل - J. Lenoara، N. Otto و R. Diesel. وبالطبع في المرحلة الأولية انتباه خاص تم دفعها لدراسة تبادل الحرارة في اسطوانة المحرك. يمكن أن يعزى أول أعمال كلاسيكية في هذا الاتجاه.
ومع ذلك، فإن العمل الوحيد الذي نفذته V.I. أصبح Grinevik، وهي مؤسسة صلبة، والتي تحولت إلى بناء نظرية تبادل الحرارة لمحركات المكبس. تم تخصيص الرسم المعني في المقام الأول للحساب الحراري لعمليات داخل الاسطوانة في OI. في الوقت نفسه، يمكنه أيضا العثور على معلومات حول مؤشرات تبادل الحرارة في عملية مصلحة مدخل إلينا، وهي هناك بيانات إحصائية عن حجم تسخين الرسوم الطازجة، بالإضافة إلى الصيغ التجريبية لحساب المعلمات في بداية ونهاية براعة المدخول.
علاوة على ذلك، بدأ الباحثون في حل المزيد من المهام الخاصة. على وجه الخصوص، تلقى V. Nusselt ونشر صيغة لمعامل نقل الحرارة في اسطوانة محرك مكبس. نخر أوضح بريلينغ في دروهاته صيغة نوسيلت وأثبت بوضوح تماما أنه في كل حالة (نوع المحرك، طريقة تشكيل خلط، معدل السرعة، المستوى المزدهر) يجب توضيح معاملات نقل الحرارة المحلية من خلال نتائج التجارب المباشرة.
هناك اتجاه آخر في دراسة محركات المكبس هو دراسة تبادل الحرارة في تدفق غازات العادم، على وجه الخصوص، الحصول على بيانات عن نقل الحرارة أثناء تدفق الغاز المضطرب في أنبوب العادم. يكرس عدد كبير من الأدب لحل هذه المهام. تتم دراسة هذا الاتجاه جيدا في شروط التطهير الثابتة وتحت عدم الاستياء الهيدروديناميكي. هذا يرجع في المقام الأول إلى حقيقة أنه من خلال تحسين نظام العادم، من الممكن زيادة بشكل كبير من المؤشرات التقنية والاقتصادية لمحرك الاحتراق الداخلي المكبس. في سياق تطور هذه المنطقة، أجريت العديد من الأعمال النظرية، بما في ذلك الحلول التحليلية والنمذجة الرياضية، وكذلك العديد من الدراسات التجريبية. نتيجة لدراسة شاملة لعملية الإفراج، تم اقتراح عدد كبير من المؤشرات التي تميز عملية الإفراج التي يمكن تقييم جودة تصميم نظام العادم.
لا تزال دراسة تبادل الحرارة لعملية المدخول اهتماما كافيا. يمكن تفسير ذلك بحقيقة أن الدراسات في مجال تحسين تبادل الحرارة في الاسطوانة والمسالك العادم كانت أكثر فعالية في البداية من حيث تحسين القدرة التنافسية لمحرك المكبس. ومع ذلك، فإن تطوير صناعة المحركات قد وصلت حاليا إلى هذا المستوى الذي يعتبر زيادة مؤشر المحرك على الأقل بضعة أعشار في المائة على الأقل إنجازا خطيرا للباحثين والمهندسين. لذلك، مع مراعاة حقيقة أن توجيهات تحسين هذه النظم يتم استنفادها بشكل أساسي، فإن المزيد من المتخصصين حاليا يبحثون عن فرص جديدة لتحسين سير عمل محركات المكبس. واحدة من هذه الاتجاهات هي دراسة تبادل الحرارة أثناء مدخل المدخل.
في الأدبيات على تبادل الحرارة في عملية تناول الطعام، يمكن تمييز العمل على دراسة تأثير شدة تدفق دوامة التهمة على مدخل في الحالة الحرارية لأجزاء المحرك (رأس اسطوانة، المدخول وصمام العادم، أسطوانة الأسطوانة). هذه الأعمال هي ذات طبيعة نظرية كبيرة؛ بناء على حل معادلات NORLINEAR NAVIER-Stokes و Fourier-Ostrogradsky، بالإضافة إلى النمذجة الرياضية باستخدام هذه المعادلات. مع الأخذ في الاعتبار عدد كبير من الافتراضات، يمكن اتخاذ النتائج كأساس للدراسات التجريبية و / أو التقدير في الحسابات الهندسية. أيضا، تحتوي هذه الأعمال على دراسات تجريبية لتحديد تدفقات حرارية غير ثابتة المحلية في غرفة احتراق الديزل في مجموعة واسعة من شدة الهواء مدخل الكثافة.
تعمل تبادل الحرارة المذكورة أعلاه في عملية المدخل في معظم الأحيان لا تؤثر على تأثير ديناميات الغاز على الشدة المحلية لنقل الحرارة، والتي تحدد حجم تسخين الشحنات الطازجة والجهد في درجة الحرارة في مشعب المدخول (الأنابيب). ولكن، كما هو معروف، فإن حجم تسخين التهمة الطازجة له \u200b\u200bتأثير كبير على الاستهلاك الجماعي للرسوم الطازجة من خلال أسطوانات المحرك، وبالتالي، فإن قوتها. أيضا، يمكن انخفاض في الكثافة الديناميكية لنقل الحرارة في مسار مدخل محرك المكبس أن يقلل من توترها في درجة الحرارة، وبالتالي سيزيد من مورد هذا العنصر. لذلك، فإن الدراسة وحل هذه المهام مهمة عاجلة لتنمية مبنى المحرك.
يجب الإشارة إلى أن الحسابات الهندسية حاليا تستخدم بيانات التطهير الثابتة، والتي ليست صحيحة، لأن عدم وجود قرطاسية (نبضات التدفق) تؤثر بشدة على نقل الحرارة في القنوات. تشير الدراسات التجريبية والنظريية إلى اختلاف كبير في معامل نقل الحرارة في الظروف غير الضرورية من قضية ثابتة. يمكن أن تصل إلى قيمة 3-4 أضعاف. السبب الرئيسي لهذا الاختلاف هو إعادة الهيكلة المحددة لهيكل الدفق المضطرب، كما هو موضح في.
ثبت أنه نتيجة للتأثير على تدفق عدماسكيا ديناميكي (تسريع دفق)، فإنه يحدث في الهيكل الحركي، مما يؤدي إلى انخفاض في شدة عمليات تبادل الحرارة. كما وجد العمل أن تسارع التدفق يؤدي إلى زيادة 2-3 إلى تنبيه في الضغوط الشديدة الدباغة وبعد ذلك بقدر انخفاض في معاملات نقل الحرارة المحلية.
وبالتالي، لحساب حجم تسخين الرسوم الطازجة وتحديد ضغوط درجة الحرارة في مشعب المدخل (الأنابيب)، هناك حاجة إلى بيانات عن نقل الحرارة المحلي لحظية في هذه القناة، لأن نتائج التطهير الثابت يمكن أن تؤدي إلى أخطاء خطيرة ( أكثر من 50٪) عند تحديد معامل نقل الحرارة في المسالك المدخول غير مقبولة حتى بالنسبة للحسابات الهندسية.
1.4 الاستنتاجات وتحديد أهداف الدراسة
بناء على ما تقدم، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية. الخصائص التكنولوجية يتم تحديد محرك الاحتراق الداخلي إلى حد كبير من قبل الجودة الديناميكية الهوائية لمسار المدخول كعناصر فردية كاملة: المنوع المدخول (أنبوب المدخول)، والقناة في رأس الاسطوانة، رقبتها ولوحات صمامها، غرف الاحتراق في الجزء السفلي من مكبس.
ومع ذلك، فهو حاليا التركيز على تحسين تصميم القناة في أنظمة رأس الأسطوانة والأسطوانة المعقدة والمكلفة مع تهمة جديدة، في حين أنه يمكن افتراض أنه فقط عن طريق تنظيف المنظار يمكن أن يتأثر بالحرارة من الغاز الديناميكي البورصة والمواد الاستهلاكية المحرك.
حاليا، هناك مجموعة واسعة من وسائل الوسائل والقياس للدراسة الديناميكية لعملية مدخل في المحرك، والتعقيد المنهجي الرئيسي يتكون في خيارك الصحيح واستخدامه.
بناء على التحليل أعلاه لبيانات الأدب، قد يتم صياغة مهام أطروحة التالية.
1. تحديد تأثير التكوين المنوعي المدخول ووجود عنصر التصفية في ديناميات الغاز والمواد الاستهلاكية لمحرك المكبس في الاحتراق الداخلي، وكذلك الكشف عن عوامل الهيدروديناميكية للتبادل الحراري للدفق النابض مع جدران قناة قناة مدخل.
2. تطوير طريقة لزيادة تدفق الهواء من خلال نظام مدخل لمحرك المكبس.
3. ابحث عن الأنماط الرئيسية للتغيرات في نقل الحرارة المحلي لحظية في مسار مدخل محرك المكبس في شروط عدم الاستقلال الهيدروديناميكي في القناة الأسطوانية الكلاسيكية، ومعرفة أيضا تأثير تكوين نظام الدفع (إدراج ملفوظ مرشحات الهواء) لهذه العملية.
4. لتلخيص البيانات التجريبية عن معامل نقل الحرارة المحلي الفوري في مشعب مدخل مدخل مكبس.
لحل المهام اللازمة لتطوير التقنيات اللازمة وإنشاء برنامج إعداد تجريبي في شكل نموذج أداة لمحرك مكبس، ومجهز بنظام التحكم والقياس مع جمع تلقائي ومعالجة البيانات.
2. وصف أساليب التثبيت والقياس التجريبية
2.1 التثبيت التجريبي لدراسة مدخل مدخل
تتميز السمات المميزة لعمليات المدخول التي تمت دراستها ديناميتها وترددها نظرا لمجموعة واسعة من السرعة الدورانية للمحرك وتدمير هذه الدوريات المرتبطة بحركة المكبس غير المستوية والتغييرات في تكوين مسار المدخول في منطقة منطقة الصمام. آخر العاملان مترابطان مع عمل آلية توزيع الغاز. إعادة إنتاج مثل هذه الظروف بدقة كافية يمكن فقط بمساعدة نموذج حقل.
نظرا لأن الخصائص الديناميكية للغاز هي وظائف المعلمات الهندسية وعوامل النظام، يجب أن يتطابق النموذج الديناميكي بمحرك بعدة معينة ويعمل في أوضاع مميزة عالية السرعة من اختبار العمود المركفي، ولكن بالفعل من مصدر الطاقة الغريب. بناء على هذه البيانات، من الممكن تطوير وتقييم الفعالية الإجمالية من حلول معينة تهدف إلى تحسين مسار الاستمتاع ككل، وكذلك بشكل منفصل بعوامل مختلفة (بناءة أو نظام).
لدراسة ديناميات الغاز وعملية نقل الحرارة في محرك مكبس الاحتراق الداخلي، تم تصميم وتصنيع التثبيت التجريبي. تم تطويره على أساس نموذج المحرك 11113 فاز - أوكا. عند إنشاء التثبيت، تم استخدام تفاصيل النموذج الأولي، وهي: ربط قضيب، إصبع مكبس، مكبس (مع الصقل)، آلية توزيع الغاز (مع الصقل)، بكرة العمود المرفقي. يوضح الشكل 2.1 قسم طولي من التثبيت التجريبي، وفي الشكل 2.2 هو القسم العرضي الخاص به.
تين. 2.1. سيدة قطع التثبيت التجريبي:
1 - اقتران مرن؛ 2 - أصابع المطاط؛ 3 - قضيب عنق الرحم؛ 4 - عنق الرحم الأصلية؛ 5 - الخد؛ 6 - الجوز M16؛ 7 - الوزن المضاد 8 - الجوز M18؛ 9 - محامل السكان الأصليين؛ 10 - يدعم؛ 11 - محامل ربط قضيب؛ 12 - قضيب؛ 13 - إصبع مكبس 14 - مكبس 15 - كم اسطوانة؛ 16 - اسطوانة؛ 17 - قاعدة الاسطوانة؛ 18 - دعم الاسطوانة؛ 19 - خاتم الفلوروبلاست 20 - لوحة مرجعية؛ 21 - مسدس؛ 22 - طوقا 23 - صمام مدخل؛ 24 - صمام التخرج. 25 - رمح التوزيع؛ 26 - بكرة توزيع فالي.؛ 27 - بكرة العمود المرفقي؛ 28 - حزام مسنن. 29 - الأسطوانة؛ 30 - موقف الموتر؛ 31 - الترباس الموتر؛ 32 - ماسلينكا؛ 35 - المحرك غير المتزامن
تين. 2.2. قسم عرضي من التثبيت التجريبي:
3 - قضيب عنق الرحم؛ 4 - عنق الرحم الأصلية؛ 5 - الخد؛ 7 - الوزن المضاد 10 - يدعم؛ 11 - محامل ربط قضيب؛ 12 - قضيب؛ 13 - إصبع مكبس 14 - مكبس 15 - كم اسطوانة؛ 16 - اسطوانة؛ 17 - قاعدة الاسطوانة؛ 18 - دعم الاسطوانة؛ 19 - خاتم الفلوروبلاست 20 - لوحة مرجعية؛ 21 - مسدس؛ 22 - طوقا 23 - صمام مدخل؛ 25 - رمح التوزيع؛ 26 - بكرة عمود الحدبات؛ 28 - حزام مسنن. 29 - الأسطوانة؛ 30 - موقف الموتر؛ 31 - الترباس الموتر؛ 32 - ماسلينكا؛ 33 - إدراج لمحة؛ 34 - قياس قناة؛ 35 - المحرك غير المتزامن
كما يمكن أن ينظر إليها من هذه الصور، فإن التثبيت هو نموذج طبيعي لمحرك الاحتراق الداخلي الأسطوانات الموحد من البعد 7.1 / 8.2. ينتقل عزم الدوران من المحرك غير المتزامن عبر اقتران مرن 1 مع ستة أصابع مطاطية 2 على العمود المرفقي للتصميم الأصلي. القابض المستخدم قادر على التعويض بشكل كبير عن عدم قابلية عدم قابلية مركب مهاوي المحرك غير المتزامن والعمود المرفقي للتثبيت، وكذلك للحد من الأحمال الديناميكية، خاصة عند بدء تشغيل الجهاز وإيقافه. تتكون العمود المرفقي بدوره بدوره من رود عنق الرحم 3 واثنين من الرقبة الأصلية 4، المتصلين ببعضهم البعض مع الخدين 5. يتم الضغط على رود عنق الرحم مع التوتر في الخد والثابت باستخدام المكسرات 6. لتقليل الاهتزازات إلى الخدين يتم تثبيتها مع البراغي المضادة للاختبار 7. الحركة المحورية للمروف المرفقي تعوق الجوز 8. العمود المرفقي يدور في المحامل المتداول مغلقة 9 ثابتة في الدعم 10. يتم تثبيت اثنين من المتداول المحامل 11 المغلقة على رقبة قضيب توصيل، عليه يرتبط قضيب التوصيل 12. استخدام محاملين في هذه الحالة يرتبط بحجم الهبوط لقضيب ربط. إلى قضيب الاتصال مع إصبع المكبس 13، يتم تثبيت مكبس 14 على كم الحديد الزهر 15، والضغط في اسطوانة الصلب 16. يتم تثبيت الأسطوانة على القاعدة 17، والتي يتم وضعها على الاسطوانة تدعم 18. واحد واسع تم تثبيت الدائري Fluoroplastic Ring 19 على مكبس، بدلا من ثلاثة فولاذ قياسي. يوفر استخدام HOP-IRK-COLine and Fluoroplastic Ring انخفاض حاد في الاحتكاك في أزواج من مكابس الأكمام وحلقات المكبس. لذلك، فإن التثبيت التجريبي قادر على العمل لفترة قصيرة (حتى 7 دقائق) دون نظام تزييت ونظام تبريد على ترددات التشغيل من دوران العمود المرفقي.
يتم إصلاح جميع العناصر الثابتة الرئيسية للتثبيت التجريبي على لوحة الأساس 20، والتي، مع اثنين من السداسي، 21 مرتبط بجدول المختبر. لتقليل الاهتزاز بين المسدس ولوحة الدعم هناك طوقا مطاطا 22.
يتم استعارة آلية توقيت التثبيت التجريبي من سيارة Vaz 11113: يتم استخدام رأس الكتلة التجميع مع بعض التعديلات. يتكون النظام من صمام نسبة 23 وصمام العادم 24، والذي يتم التحكم فيه باستخدام عمود الحدبات 25 مع بكرة 26. يتم توصيل بكرة عمود العمود الفقري بكرة العمود المرفقي 27 باستخدام حزام مسنن 28. في العمود المرفقي لعمود التثبيت هناك اثنين من البكرات لتبسيط نظام توتر حزام محرك عمود الحدبات. يتم التحكم في توتر الحزام بواسطة الأسطوانة 29، والذي يتم تثبيته على الرف 30، والمواد الترباس 31. تم تثبيت المضيين 32 ليشطب محامل عمود الحدبات، والزيت، منها الجاذبية تأتي إلى محامل انزلاقية من عمود الحدائق.
وثائق مماثلة
ميزات كمية الدورة الصالحة. تأثير العوامل المختلفة على ملء المحركات. الضغط ودرجة الحرارة في نهاية تناول. معامل الغاز المتبقي والعوامل التي تحدد حجمها. مدخل عند تسريع حركة المكبس.
محاضرة، وأضاف 30.05.2014
أبعاد أقسام التدفق في الرقبة، كاميرات صمامات مدخل. تنميط كام غير مضغوط قيادة صمام مدخل واحد. سرعة انتهازي في زاوية القبضة. حساب الينابيع الصمام والعمود.
العمل بالطبع، وأضاف 03/28/2014
جنرال لواء على محرك الاحتراق الداخلي وجهازه وميزات العمل والمزايا والعيوب. سير العمل، طرق إشعال الوقود. ابحث عن اتجاهات لتحسين تصميم محرك الاحتراق الداخلي.
وأضاف 06/21/2012
حساب عمليات التعبئة والضغط والاحتراق والتوسع، وتصميم المعلمات الفعالة والهندسية لمحرك مكبس الطيران. حساب ديناميكي لآلية ربط الكرنك والحساب على قوة العمود المرفقي.
العمل بالطبع، وأضاف 01/17/2011
دراسة ميزات ملء عملية التعبئة والضغط والاحتراق والتوسع، والتي تؤثر بشكل مباشر على سير عمل محرك الاحتراق الداخلي. تحليل المؤشر والمؤشرات الفعالة. مخططات مؤشر المبنى لسير العمل.
الدورات الدراسية، وأضاف 30.10.2013
طريقة حساب معامل ودرجة عدم التكاثر لتوريد مضخة المكبس مع المعلمات المحددة، قم بوضع الرسم البياني المقابل. مضخة مكبس ظروف الشفط. حساب التركيب الهيدروليكي، معاييرها الرئيسية والوظائف.
الفحص، وأضاف 03/07/2015
تطوير مشروع ضاغط مكبس على شكل مكون من 4 أسطوانات. الحساب الحراري لتركيب الضاغط لآلة التبريد وتحديد مسالك الغاز. بناء مؤشر ومخطط للطاقة للوحدة. قوة حساب تفاصيل المكبس.
دورة العمل، وأضاف 01/25/2013
الخصائص العامة مخططات مضخة مكبس محورية مع كتلة مائلة من الاسطوانات وقرص. تحليل المراحل الرئيسية لحساب وتصميم مضخة مكبس محورية مع كتلة مائلة. النظر في تصميم منظم السرعة العالمي.
تمت إضافة الدورات الدراسية، تمت إضافة 01/10/2014
تصميم جهاز لعمليات طحن الحفر. طريقة الحصول على الشغل. البناء، مبدأ وشروط تشغيل مضخة مكبس المحورية. حساب خطأ أداة القياس. مخطط تكنولوجي لتجميع آلية الطاقة.
الأطروحة، وأضاف 05/26/2014
النظر في الدورات الديناميكية الحرارية من محركات الاحتراق الداخلي مع توفير الحرارة تحت حجم ثابت والضغط. حساب المحرك الحراري D-240. حساب عمليات المدخول والضغط والاحتراق والتوسع. مؤشرات فعالة عمل DVS.
تتناول هذه المقالة تقييم تأثير المرنان على ملء المحرك. في مثال المثال، اقترح المرنان - حسب الحجم يساوي اسطوانة المحرك. تم استيراد هندسة كمية المسالك مع المرنان في برنامج FlowVision. تم إجراء التعديل الرياضي مع الأخذ في الاعتبار جميع خصائص الغاز المتحرك. لتقدير معدل التدفق من خلال نظام مدخل، تقديرات معدل التدفق في النظام وضغط الهواء النسبي في شق الصمام، تم تنفيذ محاكاة الكمبيوتر، والتي أظهرت فعالية استخدام القدرة الإضافية. تم تقييم تقييم معدل التدفق من خلال فجوة الصمام، وسرعة التدفق، والتدفق، والضغط، وكثافة التدفق للاتصالات القياسية والترقية والنظام المدفوع مع REXIVER. في الوقت نفسه، يتم تقليل حجم كتلة الهواء الوارد، معدل تدفق التدفق وكثافة الهواء التي تدخل الزيادات الاسطوانة، والتي تنعكس بشكل إيجابي على تلفزيون إخراج التلفزيون.
مدخل القناة
مرنان
ملء اسطوانة
نمذجة الرياضيات
ترقية القناة.
1. Jolobov L. A.، Dydykin A. M. نمذجة الرياضيات DVS تبادل الغاز العمليات: الرسم. N.N: Ngsha، 2007.
2. Dydyskin A. M.، Zholobov L. A. دراسات غازية من أساليب DVS النمذجة العددية // الجرارات والآلات الزراعية. 2008. № 4. P. 29-31.
3. Pritr D. M.، التركية V. A. Aeromechanics. م.: oborongiz، 1960.
4. خايلوف م. أ. المعادلة تقلب الضغط المحسوبة في أنابيب الشفط لمحرك الاحتراق الداخلي // tr. السنيه. 1984. رقم 152. P.64.
5. Sonkin v. I. دراسة تدفق الهواء من خلال الفجوة الصمام // tr. نحن. 1974. العدد 149. P.21-38.
6. Samsky A. A.، Popov YU. P. طرق الفرق لحل مشاكل ديناميات الغاز. م: العلم، 1980. P.352.
7. Rudoy B. P. تطبيق ديناميات الغاز غير الطبيعي: البرنامج التعليمي. UFA: معهد أوفا للطيران، 1988. P.184.
8. Malivanov M.V.، Khmelev R. N. بشأن تطوير الرياضيات والبرامج لحساب العمليات الديناميكية للغاز في DVS: مواد المؤتمر العلمي والعملي الدولي IX. فلاديمير، 2003. P. 213-216.
حجم عزم دوران المحرك يتناسب مع كتلة الهواء، يعزى إلى تواتر التناوب. ستؤدي زيادة ملء اسطوانة محرك البنزين، من خلال رفع مستوى مسار المدخول، إلى زيادة في ضغط نهاية المطالبة، وتحسين تشكيل الخلط، وزيادة في المؤشرات التقنية والاقتصادية لعملية المحرك وانخفاض في سمية غازات العادم.
المتطلبات الأساسية لمسار المدخل هي ضمان الحد الأدنى من المقاومة للمدخل والتوزيع الموحد للمزيج القابل للاحتراق من خلال أسطوانات المحرك.
يمكن تحقيق الحد الأدنى للمقاومة للمدخل من خلال القضاء على خشونة الجدران الداخلية لخطوط الأنابيب، وكذلك التغييرات الحادة في اتجاه التدفق والقضاء على الضيقات المفاجئة وملحقات الجهاز.
يوفر تأثير كبير على ملء الاسطوانة أنواعا مختلفة من التعزيز. أبسط نوع من المتفوق هو استخدام ديناميات الهواء الوارد. حجم كبير من المتلقي يخلق جزئيا تأثيرات مرنين في نطاق سرعة الدوران المحددة، مما يؤدي إلى تحسين التعبئة. ومع ذلك، لديهم، نتيجة لذلك، عيوب ديناميكية، على سبيل المثال، الانحرافات في تكوين الخليط مع تغيير سريع في الحمل. يضمن تدفق عزم الدوران المثالي تقريبا أن أنبوب مدخل هو تبديل، حيث، على سبيل المثال، اعتمادا على تحميل المحرك، والسرعة الدورانية وموضع الخانق من الاختلافات الممكنة:
طول أنابيب النبض؛
التبديل بين أنابيب النبض بأطوال مختلفة أو قطرها؛
- إيقاف الانتقائي من أنبوب منفصل من اسطوانة واحدة في وجود كمية كبيرة منهم؛
- تبديل حجم المتلقي.
في الرنين المتفوقة من مجموعة الاسطوانة مع نفس الفاصل الزمني اللطيف إرفاق أنابيب قصيرة إلى جهاز استقبال الرنين، والذي يتم توصيله عبر الأنابيب الرنانية مع الغلاف الجوي أو مع جهاز استقبال المجموعة بمثابة مرنان Gölmgolts. إنها سفينة كروية مع رقبة مفتوحة. الهواء في الرقبة هي الكتلة المتأرجحة، وحجم الهواء في السفينة يلعب دور عنصر مرن. بالطبع، هذا الفصل صحيح تقريبا، لأن بعض الهواء في التجويف لديه مقاومة بالقصور الذاتي. ومع ذلك، مع قيمة كبيرة بما فيه الكفاية من مساحة الفتحة إلى منطقة المقطع العرضي في التجويف، فإن دقة مثل هذا التقريب مرض للغاية. يتركز الجزء الرئيسي من طاقة التذبذب الحركي في عنق المرنان، حيث يكون السرعة التذبذبة للجسيمات الجوية أكبر قيمة.
تم تعيين مرنان مدخل بين صمام التحكم واسطوانة. يبدأ في التصرف عندما يتم تغطية الخانق بما يكفي بحيث تصبح مقاومةها الهيدروليكية مقارنة بمقاومة قناة المرنان. عندما يتحرك المكبس، يدخل الخليط القابل للاحتراق اسطوانة المحرك ليس فقط من الخانق، ولكن أيضا من الخزان. مع انخفاض في الفراغ، يبدأ المرنان في امتصاص الخليط القابل للاحتراق. هذا سوف يتبع نفس الجزء، وكبير جدا، طرد عكسي.
تحلل المقالة حركة التدفق في قناة المدخول لمحرك البنزين 4 السكتة الدماغية في تردد دوران العمود المرفقي المرفقي على مثال محرك VAZ-2108 على سرعة الدوران في العمود المرفقي N \u003d 5600min-1.
تم حل مهمة البحث هذه بالطريقة الرياضية باستخدام حزمة البرامج لنمذجة عمليات الغاز الهيدروليكية. تم تنفيذ المحاكاة باستخدام حزمة برامج FlowVision. لهذا الغرض، تم الحصول على الهندسة التي تم الحصول عليها واستيرادها (تحت الهندسة مفهومة في المجلدات الداخلية للمحرك وأنابيب العادم، وهو Atrigance من الاسطوانة) باستخدام تنسيقات الملفات القياسية المختلفة. هذا يسمح SAPR SolidWorks لإنشاء منطقة تسوية.
بموجب منطقة الحساب، من المفهوم أن الحجم الذي يتم فيه تحديد معادلات النموذج الرياضي وحدود الحجم الذي يتم فيه تحديد شروط الحدود، ثم الحفاظ على الهندسة التي تم الحصول عليها في التنسيق المدعوم من التدفق السريع واستخدامه عند إنشاء خيار محسوب جديد.
استخدمت هذه المهمة ASCII، التنسيق الثنائي، في ملحق STL، اكتب StreetolithoriallyFormat مع التسامح الزاوي 4.0 درجة وانحراف بقيمة 0.025 متر لتحسين دقة نتائج النمذجة الناتجة.
بعد تلقي النموذج ثلاثي الأبعاد من منطقة التسوية، يتم تعيين نموذج رياضي (مجموعة من قوانين التغييرات في المعلمات المادية للغاز لهذا المشكلة).
في هذه الحالة، يتم اتخاذ تدفق من الغاز الكهربائي بشكل كبير في أرقام Reynolds الصغيرة، والتي وصفها نموذج التدفق المضطرب للغاز المضاد بالكامل باستخدام القياسية K-E نماذج الاضطرابات. يوصف هذا النموذج الرياضي هذا نظام يتكون من سبع معادلات: اثنين من المعادلات Navier - Stokes، ومعادلات الاستمرارية والطاقة وحالة الغاز المثالي والنقل الشامل والمعادلة للطاقة الحركية للتموجات المضطربة.
(2)
معادلة الطاقة (enthalpy كاملة)
معادلة حالة الغاز المثالي:
ترتبط المكونات المضطربة بالمتغيرات المتبقية من خلال قيمة اللزوجة المضطربة، والتي يتم حسابها وفقا لنموذج K-ε القياسي للتعرف.
معادلات K و ε
اللزوجة المضطربة:
الثوابت والمعلمات والمصادر:
(9)
(10)
σk \u003d 1؛ σε \u003d 1.3؛ Cμ \u003d 0.09؛ cε1 \u003d 1.44؛ Cε2 \u003d 1.92.
مادة العمل في عملية مدخل هي الهواء، في هذه الحالة، تعتبر الغاز المثالي. يتم تعيين القيم الأولية للمعلمات لمنطقة التسوية بأكملها: درجة الحرارة والتركيز والضغط والسرعة. للضغط ودرجة الحرارة، المعلمات الأولية تساوي المرجع. السرعة داخل المنطقة المحسوبة في الاتجاهات X، Y، Z هي صفر. يتم تمثيل درجة الحرارة المتغيرة والضغط في FlowVision بالقيم النسبية، يتم حساب القيم المطلقة التي تحسبها الصيغة:
فا \u003d f + fref، (11)
حيث FA هي القيمة المطلقة للمتغير، فإن القيمة النسبية المحسوبة للمتغير، FREF - القيمة المرجعية.
تم تحديد شروط الحدود لكل من الأسطح المحسوبة. بموجب ظروف الحدود، من الضروري فهم مزيج المعادلات والقوانين السمنية لسطح الأسطح للهندسة المحسوبة. شروط الحدود ضرورية لتحديد تفاعل منطقة التسوية والنموذج الرياضي. في الصفحة لكل سطح يشير إلى نوع معين من حالة الحدود. يتم تثبيت نوع حالة الحدود على إدخال إدخال إدخال قنوات الإدخال. العناصر المتبقية - ملزمة الجدار، والتي لا تدع وعدم إرسال المعلمات المحسوبة للمنطقة الحالية. بالإضافة إلى جميع ظروف الحدود المذكورة أعلاه، من الضروري مراعاة الظروف الحدودي على العناصر المتحركة المدرجة في النموذج الرياضي المحدد.
أجزاء المنقولة تشمل مدخل وصمام العادم، مكبس. في حدود العناصر المنقولة، نحدد نوع حالة الحدود للحائط.
لكل جثث من الجثث المنقولة، يتم تعيين قانون الحركة. يتم تحديد معدل مكبس المكبس من قبل الصيغة. لتحديد قوانين الحركة الصمام، تمت إزالة منحنيات رفع الصمام في 0.50 بدقة 0.001 مم. ثم تم حساب سرعة وتسريع حركة الصمام. يتم تحويل البيانات التي تم الحصول عليها إلى مكتبات ديناميكية (سرعة الوقت).
المرحلة التالية في عملية المحاكاة هي جيل الشبكة الحسابية. يستخدم FlowVision شبكة حسابية على التكيف محليا. في البداية، يتم إنشاء شبكة حسابية مبدئية، ثم يتم تحديد معايير شبكة طحن، وفقا لنقل التدفق السريع خلايا الشبكة الأولية إلى الدرجة المطلوبة. يتم التكيف في كل من حجم قنوات القنوات وجدران الاسطوانة. في الأماكن ذات السرعة القصوى المحتملة، يتم إنشاء التكيف مع طحن إضافي للشبكة الحسابية. بالحجم، تم إجراء الطحن على مستوى ما يصل إلى 2 مستويات في غرفة الاحتراق وما يصل إلى 5 مستويات في فتحات الصمامات، على طول جدران الاسطوانة، تم تكيف التكيف حتى مستوى واحد. هذا ضروري لزيادة خطوة تكامل الوقت مع طريقة ضمنية للحساب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الخطوة الزمنية تعرف بأنها نسبة حجم الخلية إلى السرعة القصوى فيه.
قبل البدء في حساب الخيار الذي تم إنشاؤه، يجب عليك تحديد معلمات النمذجة الرقمية. في الوقت نفسه، فإن الوقت لمواصلة الحساب يساوي واحد دورة كاملة عمل المحرك هو 7200 PK. وعدد التكرار وتكرار الحفاظ على خيارات الحساب هذه. للمعالجة اللاحقة، يتم الحفاظ على بعض مراحل الحساب. اضبط الوقت والخيارات لعملية الحساب. تتطلب هذه المهمة إعداد خطوة في الوقت المحدد - طريقة الاختيار: مخطط ضمني مع خطوة كحد أقصى 5E-004C، عدد واضح من CFL - 1. وهذا يعني أن الخطوة الزمنية تحدد البرنامج نفسه، اعتمادا على تقارب معادلات الضغط بحد ذاتها.
يتم تكوين PostProcessor ومعلمات تصور النتائج مهتمة. تتيح لك المحاكاة الحصول على الطبقات المطلوبة من التصور بعد الانتهاء من الحساب الرئيسي، بناء على مراحل الحساب بقي مع تردد معين. بالإضافة إلى ذلك، يسمح لك postprocessor بنقل القيم الرقمية الناتجة لمعلمات العملية قيد الدراسة في شكل ملف معلومات إلى محرري الجدول الإلكتروني الخارجي والحصول على اعتماد الوقت لهذه المعلمات كسرعة، الاستهلاك، الضغط ، إلخ.
يوضح الشكل 1 تثبيت جهاز الاستقبال على قناة مدخل DVS. حجم المتلقي يساوي حجم اسطوانة محرك واحد. يتم تعيين جهاز الاستقبال في أقرب وقت ممكن لقناة المدخل.
|
|
|
تين. 1. ترقية مع منطقة تسوية المستقبل في CADSOLIDWORKS |
تواتر مرنان Helmholtz الخاص هو:
(12)
حيث f هو التردد، هرتز؛ C0 - سرعة الصوت في الهواء (340 م / ث)؛ S - ثقب المقطع العرضي، M2؛ L هو طول الأنابيب، م؛ v هو حجم المرنان، M3.
على سبيل المثال، لدينا القيم التالية:
d \u003d 0.032 م، S \u003d 0.00080384 M2، V \u003d 0.000422267 M3، L \u003d 0.04 م.
بعد حساب F \u003d 374 هرتز، والذي يتوافق مع السرعة الدورانية لعمود العمود المرفقي N \u003d 5600min-1.
بعد تحديد الخيار المحسوب، بعد تعيين معلمات المحاكاة العددية، تم الحصول على البيانات التالية: معدل التدفق والسرعة والكثافة والضغط ودرجة حرارة تدفق الغاز في قناة مدخل من شدة دوران العمود المرفقي.
من الرسم البياني المعروض (الشكل 2)، من حيث تدفق التدفق في شق الصمام، فمن الواضح أن القناة المرسلة مع جهاز الاستقبال لديه أقصى قدر من الاستهلاك. قيمة الاستهلاك أعلى من 200 جم / ثانية. ويلاحظ الزيادة 60 g.p.k.
منذ افتتاح صمام مدخل (348 g.k.v.) يبدأ معدل التدفق (الشكل 3) في النمو من 0 إلى 170 م / ث (في قناة المدخول الحديثة 210 م / ث، مع أجهزة الاستقبال -190m / s) في الفاصل يصل إلى 440-450 GKV في القناة مع جهاز الاستقبال، تكون قيمة السرعة أعلى مما كانت عليه في حوالي 20 م / ن تبدأ من 430-440. p.k.v. تكون القيمة الرقمية للقناة في القناة مع جهاز الاستقبال أكثر بكثير من قناة المدخل التي تمت ترقيتها، أثناء فتح صمام المدخل. بعد ذلك، هناك انخفاض كبير في معدل التدفق، حتى إغلاق صمام المدخل.
|
|
|
|
تين. 2. استهلاك تدفق الغاز في فتحة الصمام لقنوات القياسية، والترقية مع جهاز الاستقبال في N \u003d 5600 min-1: 1 - معيار، 2 - ترقية، 3 - ترقية مع جهاز الاستقبال |
تين. 3. معدل تدفق التدفق في فتحة الصمام لقنوات القياسية، والترقية مع جهاز الاستقبال في N \u003d 5600 min-1: 1 - معيار، 2 - ترقية، 3 - ترقية مع جهاز الاستقبال |
من الرسوم البيانية للضغط النسبي (الشكل 4) (الضغط الجوي، P \u003d 101000 PA يتم تلقيها صفر)، ويترتب على ذلك أن قيمة الضغط في القناة المرحوبة أعلى من المعيار، بحلول 20 كيلو بايت في 460-480 GP. كتف (المرتبطة بقيمة معدل التدفق الكبير). بدءا من 520 g.k.v. تتماشى قيمة الضغط، والتي لا يمكن قولها عن القناة مع جهاز الاستقبال. قيمة الضغط أعلى من المعيار واحد، بنسبة 25 KPA، بدءا من 420-440 GP.K.V. حتى إغلاق صمام المدخل.
|
|
|
|
تين. 4. ضغط التدفق في القياسية، والترقية والقناة مع جهاز استقبال في N \u003d 5600 min-1 (1 - القناة القياسية، 2 - قناة ترقية، 3 - قناة ترقية مع جهاز استقبال) |
تين. 5. تكثيف التدفق في المعيار والترقية والقناة مع جهاز استقبال في N \u003d 5600 min-1 (1 - القناة القياسية، 2 - قناة مطورة، 3 - قناة ترقية مع جهاز استقبال) |
يتم عرض كثافة التدفق في منطقة فجوة الصمام في الشكل. خمسة.
في القناة التي تمت ترقيتها مع جهاز الاستقبال، تكون قيمة الكثافة أقل من 0.2 كجم / م 3 تبدأ من 440 g.k.v. مقارنة مع قناة قياسية. هذا يرتبط بمعدلات تدفق الضغط العالي والغاز.
من تحليل الرسوم البيانية، يمكنك رسم الاستنتاج التالي: توفر قناة النموذج المحسن ملء أفضل من الأسطوانة بشحمة جديدة بسبب انخفاض في المقاومة الهيدروليكية لقناة المدخل. مع الزيادة في سرعة المكبس في وقت فتح صمام المدخل، فإن نموذج القناة لا يؤثر بشكل كبير على السرعة والكثافة والضغط داخل قناة المدخول، وهو موضح بحقيقة أنه خلال هذه الفترة مؤشرات عملية مدخل هي أساسا يعتمد على سرعة المكبس ومنطقة فتحة الصمام (شكل قناة المدخول فقط في هذا الحساب)، ولكن كل شيء يتغير بشكل كبير في وقت تباطؤ حركة المكبس. إن التهمة في القناة القياسية أقل خالصة وأكثر قوة "تمتد" على طول القناة، والتي في المجموع تعطي أقل ملء الاسطوانة في وقت تقليل سرعة حركة المكبس. ما يصل إلى إغلاق الصمام، تدفق العملية بموجب قاسم معدل التدفق الذي تم الحصول عليه بالفعل (يمنح المكبس معدل التدفق الأولي للحجم المخزن مؤقتا، مع انخفاض في سرعة المكبس، وعنصر الجمود في تدفق الغاز له دور مهم على الملء. يتم تأكيد ذلك بمؤشرات السرعة الأعلى، والضغط.
في قناة المدخول مع جهاز الاستقبال، بسبب تهمة إضافية وظواهر الرنين، في أقراص DVS هناك كتلة كبيرة بكثير من خليط الغاز، والتي توفر مؤشرات تقنية أعلى لتشغيل DVS. سيكون زيادة النمو في نهاية المدخل تأثير كبير على الزيادة في الأداء الفني والاقتصادي والبيئي لعمل DVS.
المراجعين:
Gots Alexander Nikolaevich، دكتوراه في الجامعة الفنية، أستاذ قسم محركات الحرارة والمنشآت الطاقة بجامعة فلاديمير الحكومية في وزارة التعليم والعلوم، فلاديمير.
Kulchitsky Aleksey Ramovich، D.N.، أستاذ، نائب رئيس المصمم LLC VMTZ، فلاديمير.
مرجع ببليوغرافي
Jolobov L. A.، Suvorov E. A.، Vasilyev I. S. تأثير سعة إضافية في نظام مدخل لملء DVS // المشاكل الحديثة للعلوم والتعليم. - 2013. - № 1؛عنوان URL: http://science-education.ru/ru/article/view؟id\u003d8270 (تاريخ التعامل: 25.11.2019). نحضر انتباهكم إلى المجلات النشر في دار النشر "أكاديمية العلوم الطبيعية"
UDC 621.436.
تأثير المقاومة الديناميكية الهوائية لأنظمة المدخول والعادم لمحركات السيارات في عمليات تبادل الغاز
l.v. النجارين، BP. zhilkin، yu.m. برودوف، ني. grigoriev.
تقدم الورقة نتائج دراسة تجريبية له تأثير مقاومة الديناميكية الهوائية لأنظمة المدخول والعادم لمحركات المكبس في عمليات تبادل الغاز. تم تنفيذ التجارب على النماذج عبر الإنترنت لمحرك اسطوانة واحدة. يتم وصف المنشآت وطرق إجراء التجارب. يتم تقديم الاعتمادات في التغيير في السرعة الفورية والضغط من التدفق في مسارات الهواء الغازية للمحرك من زاوية دوران العمود المرفقي. تم الحصول على البيانات في مختلف معاملات مقاومة النظم المدخول والعادم وترددات مختلفة من دوران العمود المرفقي. بناء على البيانات التي تم الحصول عليها، كانت الاستنتاجات مصنوعة من السمات الديناميكية لعمليات تبادل الغاز في المحرك بموجب الظروف المختلفة. يظهر أن استخدام كاتم الصوت الضجيج ينعم تموج التدفق ويغير خصائص التدفق.
الكلمات المفتاحية: محرك المكبس، عمليات تبادل الغاز، ديناميات العملية، نبضات السرعة وضغط التدفق، كاتم الصوت الضوضاء.
مقدمة
يتم إجراء عدد من المتطلبات على تناول ونتائج محركات مكبس الاحتراق الداخلي، من بينها الانخفاض الرئيسي في الضوضاء الديناميكية الهوائية والحد الأدنى من المقاومة الديناميكية الهوائية هي الرئيسية. يتم تحديد كل من هذه المؤشرات في التوصيل البيني لتصميم عنصر المرشح، كاتمات الصوت المدخل والإصدار، والهيوان الحفاز، وجود متفوقة (ضاغط و / أو شاحن توربيني)، وكذلك تكوين المدخول وخطوط أنابيب العادم و طبيعة التدفق فيها. في الوقت نفسه، هناك أي بيانات عمليا عن تأثير العناصر الإضافية لأنظمة الاستخدام والعادم (المرشحات، كاتمات الصوت، الشاحن التربيني) على ديناميات الغاز فيها.
تقدم هذه المقالة نتائج دراسة تأثير مقاومة الديناميكا الهوائية لأنظمة المدخول والعادم على عمليات تبادل الغاز فيما يتعلق بمحرك مكبس البعد 8.2 / 7.1.
النباتات التجريبية
ونظام جمع البيانات
تم إجراء دراسات تأثير المقاومة الديناميكية الديناميكية لأنظمة الغاز في عمليات تبادل الغاز في مهندسي مكبس في نموذج محاكاة البعد 4.2 / 7.1، مدفوعة بالتناوب المحرك غير المتزامنتم ضبط وتيرة دوران العمود المرفقي الذي تم تعديله في النطاق N \u003d 600-3000 دقيقة 1 بدقة ± 0.1٪. يوصف التثبيت التجريبي بمزيد من التفاصيل.
في التين. 1 و 2 عرض التكوينات و أبعاد هندسية كمية واستهار الجهاز التجريبي، وكذلك موقع التثبيت لقياس لحظية
قيم منتصف السرعة وضغط تدفق الهواء.
لقياسات قيم الضغط الفوري في الدفق (ثابت) في قناة الكمبيوتر، تم استخدام مستشعر الضغط £ -10 بواسطة Wika، والسرعة التي تقل عن 1 مللي ثانية. كان الحد الأقصى للمتوسط \u200b\u200bالأقارب المتوسط \u200b\u200bلقياس الضغط المربع هو ± 0.25٪.
لتحديد الوسيلة الفورية في قسم قناة تدفق الهواء، يتمتع بالحرارة في درجة الحرارة الثابت للتصميم الأصلي، وهو العنصر الحساس الذي كان مؤشر ترابط Nichrome بقطر 5 ميكرون وطول 5 ملم. كان الحد الأقصى الأقصى النسبي المتوسط \u200b\u200bالمتوسط \u200b\u200bلقياس سرعة WX كان ± 2.9٪.
تم إجراء قياس تكرار دوران العمود المرفقي باستخدام عداد Tachometric يتكون من قرص مسنن ثابت على رمح العمود المرفقي واستشعار حثي. شكل المستشعر نبض الجهد عند التردد يتناسب مع سرعة الدوران للعمود. وفقا لهذه البقول، تم تسجيل وتيرة الدوران، وكان موقف العمود المرفقي (الزاوية F) مصممة ولحظة اجتياز مكبس VMT و NMT.
دخلت الإشارات من جميع أجهزة الاستشعار محول تناظري إلى رقمي وتنتقل إلى جهاز كمبيوتر شخصي لمزيد من المعالجة.
قبل إجراء التجارب، تم إجراء استهداف ثابت وديناميكي لنظام القياس بشكل عام، والتي أظهرت السرعة اللازمة لدراسة ديناميات العمليات الديناميكية للغاز في أنظمة مدخل ومحركات المكبس. كان متوسط \u200b\u200bمتوسط \u200b\u200bخطأ متوسط \u200b\u200bالتجارب بشأن تأثير مقاومة الديناميكية الهوائية لأنظمة الانصهار الغازي في أقراص DVS على عمليات تبادل الغاز ± 3.4٪.
تين. 1. التكوين والأحجام الهندسية لمسار الاستمتاع بالتثبيت التجريبي: 1 - رئيس الاسطوانة؛ أنبوب 2- الفقاعات؛ 3 - أنبوب القياس. 4 - أجهزة الاستشعار بالمقياس الحراري لقياس معدل تدفق الهواء؛ 5 - مجسات الضغط
تين. 2. التكوين والأبعاد الهندسية لمسار العادم للتثبيت التجريبي: 1 - رئيس الاسطوانة؛ 2 - مؤامرة العمل - أنبوب التخرج. 3 - مجسات الضغط؛ 4 - مجسات مقياس الحرارة
تمت دراسة تأثير العناصر الإضافية على ديناميات الغاز وعمليات الإطلاق مع معاملات مقاومة النظام المختلفة. تم إنشاء المقاومة باستخدام مرشحات المدخول المختلفة والإفراج عنها. لذلك، كواحد منهم، تم استخدام مرشح السيارات الجوي القياسي مع معامل مقاومة 7.5. تم اختيار مرشح الأنسجة مع معامل مقاومة 32 كعنصر مرشح آخر. تم تحديد معامل المقاومة تجريبيا من خلال التطهير الثابت في ظروف المختبر. كما أجريت الدراسات دون مرشحات.
تأثير المقاومة الديناميكية الهوائية على عملية مدخل
في التين. 3 و 4 أعرض اعتمادات معدل تدفق الهواء وضغط الكمبيوتر في الداخل
lE من زاوية دوران العمود المرفقي F في مختلف ترددات دورانه وعند استخدام مرشحات المدخول المختلفة.
وقد تم تأسيسها أنه في كلتا الحالتين (مع كاتم الصوت وبدون) نبضات معدلات تدفق الهواء، يتم التعبير عن معدلات تدفق الهواء بسرعة عالية من دوران العمود المرفقي. في الوقت نفسه، في قناة مدخل مع كاتم الصوت من الضوضاء، وقيم الحد الأقصى لمعدل تدفق الهواء، كما هو متوقع، أقل مما كانت عليه في القناة بدونها. معظم
م\u003e س، م / ث 100
الافتتاح 1 III 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111
Jeeping Valve 1 111 II TI. [zocrytir. وبعد 3.
§ p * ■ -1 * £ l r-
// 11 "S '\\ 11 III 1
540 (ص. غوم. P.K.Y. 720 VMT NMT
1 1 فتح -gbepskid-! صمام A L 1 G 1 1 1 مغلق ^
1 HDC \\. Bcskneo صمام "× 1 1
| | a __ __ 1 \\ __ mj \\ y t -1 1 \\ k / \\ 1 ^ v / \\ \\ \\ "g) y / \\ / l / l" pc-1 \\ __ v / -
1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1
540 (ص. P.K .. 720 VMT NMT
تين. 3. الاعتماد على سرعة سرعة الهواء WX في قناة المدخول من زاوية دوران رمح العمود المرفقي على ترددات مختلفة من دوران العمود المرفقي وعناصر تصفية مختلفة: A - N \u003d 1500 دقيقة؛ ب - 3000 دقيقة 1. 1 - بدون مرشح؛ 2 - فلتر الهواء القياسي؛ 3 - مرشح النسيج
تين. 4. اعتماد ضغط الكمبيوتر في قناة مدخل من زاوية دوران العمود المرفقي F على ترددات مختلفة من دوران العمود المرفقي وعناصر تصفية مختلفة: A - N \u003d 1500 دقيقة؛ ب - 3000 دقيقة 1. 1 - بدون مرشح؛ 2 - فلتر الهواء القياسي؛ 3 - مرشح النسيج
كان يتجلى الزاهية بترددات عالية من دوران العمود المرفقي.
بعد إغلاق صمام المدخول، لا يصبح ضغط وسرعة تدفق الهواء في القناة تحت جميع الظروف مساوية للصفر، ويلاحظ بعض تقلباتها (انظر الشكل 3 و 4)، وهو أيضا سمة من سمات الإصدار عملية (انظر أدناه). في الوقت نفسه، يؤدي تركيب كاتم الصوت الضجيج المدخل إلى انخفاض في نبضات الضغط ومعدلات تدفق الهواء في ظل جميع الشروط خلال عملية تناولها وبعد إغلاق صمام المدخول.
تأثير الديناميكا الهوائية
مقاومة عملية الإفراج
في التين. يوضح 5 و 6 اعتمادات معدل تدفق الهواء من WX و PC الضغط في منفذ من زاوية دوران العمود المرفقي في ترددات التناوب المختلفة وعند استخدام مرشحات الإصدار المختلفة.
تم إجراء الدراسات من أجل العديد من الترددات من دوران العمود المرفقي (من 600 إلى 3000 دقيقة 1) في حالة زائدة مختلفة عن إصدار PI (من 0.5 إلى 2.0 بار) دون ضجيج صامت وإذا تم تقديمه.
وقد تم تأسيسها أنه في كلتا الحالتين (مع كاتم الصوت وبدون) نبض معدل تدفق الهواء، تجلى الأكثر إفراط في ترددات منخفضة من دوران العمود المرفقي. في هذه الحالة، تبقى قيم الحد الأقصى لمعدل تدفق الهواء في قناة العادم مع كاتم الصوت
merilly نفس الشيء دون ذلك. بعد إغلاق صمام العادم، لا يصبح معدل تدفق الهواء في القناة تحت جميع الشروط صفر، ويلاحظ بعض تقلبات السرعة (انظر الشكل 5)، والتي هي سمة من سمة عملية مدخل (انظر أعلاه). في الوقت نفسه، يؤدي تثبيت كاتم الصوت الضجيج على الإصدار إلى زيادة كبيرة في نبض معدل تدفق الهواء بموجب كل الشروط (خاصة في RY \u003d 2.0 Bar) خلال عملية الإصدار وبعد إغلاق صمام العادم وبعد
تجدر الإشارة إلى التأثير المعاكس للمقاومة الديناميكية الهوائية خصائص عملية المدخل في المحرك، حيث، عند استخدام فلتر الهواء، كانت آثار تموج أثناء تناولها وبعد إغلاق صمام المدخل كانت موجودة، لكنها كانت أسرع بشكل واضح من دون هو - هي. في هذه الحالة، أدى وجود مرشح في نظام المدخل إلى انخفاض في الحد الأقصى لمعدل تدفق الهواء وإضعاف ديناميات العملية، والتي تتفق بشكل جيد مع النتائج التي تم الحصول عليها مسبقا في العمل.
زيادة في المقاومة الديناميكية الهوائية نظام العادم يقود بعض الزيادة في أقصى ضغط في عملية الإفراج، وكذلك إزاحة قمم NMT. في هذه الحالة، يمكن الإشارة إلى أن تثبيت كاتم الصوت من ضوضاء الإخراج يؤدي إلى انخفاض في نبضات ضغط تدفق الهواء تحت جميع الشروط خلال عملية الإنتاج وبعد إغلاق صمام العادم.
هاي. M / S 118 100 46 16
1 1 إلى. T «AIA K T 1 إغلاق صمام MPSKAL
افتتاح IPICal |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1
"" "" і | y і \\ / ~ ^
540 (ص، انتزاع، p.k.y. 720 NMT NMT
تين. 5. الاعتماد على سرعة الهواء WX في منفذ من زاوية دوران رمح العمود المرفقي على ترددات مختلفة من دوران العمود المرفقي وعناصر تصفية مختلفة: A - N \u003d 1500 دقيقة؛ ب - 3000 دقيقة 1. 1 - بدون مرشح؛ 2 - فلتر الهواء القياسي؛ 3 - مرشح النسيج
PX. 5PR 0،150.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 لتر "A 11 1 1 / \\ 1."، والثاني 1 1
الافتتاح | yypskskaya 1 іклапана л7 1 h і _/7 / "، G S 1 \\ H إغلاق Bittseast G / Cgtї Alan -
c- "1 1 1 1 1 1 l l _л / і і h / 1 1
540 (ص، نعش، PK6. 720
تين. 6. اعتماد جهاز ضغط الضغط في منفذ من زاوية دوران العمود المرفقي F على ترددات مختلفة من دوران العمود المرفقي وعناصر التصفية المختلفة: A - N \u003d 1500 min-1؛ ب - 3000 دقيقة 1. 1 - بدون مرشح؛ 2 - فلتر الهواء القياسي؛ 3 - مرشح النسيج
بناء على معالجة تغييرات التبعية في معدل التدفق لبراعة منفصلة، \u200b\u200bتم حساب تغيير نسبي في تدفق حجم الهواء Q من خلال قناة العادم عند وضع كاتم الصوت. تم إنشاء ذلك مع انخفاض الضغط المنخفض في الإصدار (0.1 ميجا باسكال)، فإن الاستهلاك Q في نظام العادم مع كاتم الصوت أقل مما كانت عليه في النظام بدونه. في الوقت نفسه، إذا كان ذلك عند تواتر دوران العمود المرفقي 600 دقيقة، كان هذا الاختلاف ما يقرب من 1.5٪ (يكمن في ظل الخطأ)، ثم مع N \u003d 3000 دقيقة 4 وصل هذا الاختلاف بنسبة 23٪. ويبضاها أنه بالنسبة للضرب المرتفع من 0.2 ميجا باسكال، لوحظ الاتجاه المعاكس. كان مستوى تدفق الهواء من خلال قناة العادم مع كاتم الصوت أكبر مما كانت عليه في النظام بدونه. في الوقت نفسه، عند ترددات منخفضة من دوران العمود المرفقي، كان هذا تجاوز 20٪، ومع ن \u003d 3000 دقيقة 1 - 5٪. وفقا للمؤلفين، يمكن تفسير مثل هذا التأثير من خلال بعض تجانس نبضات معدل تدفق الهواء في نظام العادم بحضور ضوضاء صامتة.
استنتاج
أظهرت الدراسة التي أجريت أن محرك مدخل الاحتراق الداخلي يتأثر بشكل كبير بالمقاومة الديناميكية الهوائية لمسار الاستهلاك:
تعين الزيادة في مقاومة عنصر المرشح ديناميات عملية التعبئة، ولكن في نفس الوقت تقلل من معدل تدفق الهواء، والذي يتوافق مع معامل التعبئة؛
يتم تعزيز تأثير المرشح مع زيادة تواتر الدوران المتزايدة في العمود المرفقي؛
قيمة العتبة لمعامل مقاومة المرشح (حوالي 50-55)، وبعد ذلك لا تؤثر قيمتها على معدل التدفق.
لقد ثبت أن المقاومة الديناميكية الهوائية لنظام العادم تؤثر بشكل كبير بشكل كبير على الغاز الديناميكي والمواد الاستهلاكية لعملية الإفراج:
يؤدي زيادة المقاومة الهيدروليكية لنظام العادم في DVS المكبس إلى زيادة في نبضات معدل تدفق الهواء في قناة العادم؛
مع انخفاض الضغط المنخفض على الإصدار في النظام بضوضاء صامتة، هناك انخفاض في التدفق الحجمي من خلال قناة العادم، بينما في ري مرتفع - على العكس من ذلك، فإنه يزيد مقارنة بنظام العادم دون كاتم الصوت.
وبالتالي، يمكن استخدام النتائج التي تم الحصول عليها في الممارسة الهندسية من أجل اختيار خصائص المدخل والمواد البالية، والتي يمكن أن توفرها
التأثير على ملء اسطوانة الرسوم الطازجة (معامل التعبئة) ونوعية تنظيف اسطوانة المحرك من غازات العادم (معامل الغاز المتبقي) على بعض الأوساط عالية السرعة لعمل محرك المكبس.
المؤلفات
1. Draganov، ب بناء قنوات المدخول والعادم من محركات الاحتراق الداخلي / B.KH. draganov، ملغ كرجلوف، خامسا أوبخوف. - كييف: زيارة المدرسة. رئيس إد، 1987. -175 ص.
2. محركات الاحتراق الداخلي. في 3 KN. kn. 1: نظرية سير العمل: الدراسات. / v.n. لو قنين، K.A. موروزوف، A.S. خظيان وآخرون؛ إد. v.n. لوكانينا. - م.: أعلى. SHK، 1995. - 368 ص.
3. Champrazs، B.A. محركات الاحتراق الداخلي: نظرية النمذجة وحساب العمليات: دراسات. في الدورة التدريبية "نظرية سير العمل ونمذجة العمليات في محركات الاحتراق الداخلي" / B.A. Chamolaoz، M.F. Faraplatov، v.v. كليمنتيق إد. قلعة ديت. علم الاتحاد الروسي ب. Champrazov. - تشيليابينسك: Suursu، 2010. -382 ص.
4. النهج الحديثة لإنشاء محركات ديزل لسيارات الركاب والهدوء الصغير
zovikov / a. بلينوف، P.A. golubev، yu.e. دراغان وآخرون؛ إد. V. S. Peponova و A. M. Mineyev. - م.: مهندس "NIC"، 2000. - 332 ص.
5. دراسة تجريبية للعمليات الديناميكية للغاز في نظام مدخل محرك مكبس / b.p. Zhokkin، l.v. النجارين، S.A. Korzh، I.D. لاريونوف // الهندسة. - 2009. -№ 1. - ص 24-27.
6. حول التغيير في ديناميات الغاز لعملية الإصدار في محرك مكبس في تثبيت كاتم الصوت / L.V. النجارين، BP. Zhokkin، أ. عبر، D.L. Padalak // نشرة أكاديمية العلوم العسكرية. -2011. - 2. 2. - P. 267-270.
7. بات. 81338 رو، MPK G01 P5 / 12. درجة الحرارة الميكانيكية الحرارية لدرجة الحرارة الثابتة / غير. pochov، l.v. النجارين، BP. فيلكين. - رقم 2008135775/22؛ المسرح. 09/03/2008؛ reper. 03/10/2009، bul. № 7.
