Velikost: px.
Začněte zobrazovat ze stránky:
Přepis.
1 pro práva rukopisu Mashkis Makhmud A. Matematický model dynamiky plynu a procesy výměny tepla v sacích a výfukových systémech DVS Speciální "Tepelné motory" Disertační autorka Autor je abstraktí na soutěži vědeckého stupně kandidáta technických věd St. Petersburg 2005
2 Obecné charakteristiky práce Relevance práce v současných podmínkách zrychleného tempa vývoje motoru, jakož i dominantní trendy v intenzifikaci pracovního postupu, s výhradou zvýšení jeho ekonomiky, je zvýšenější pozornost věnována snížení vytvoření tvorby, dokončení a úpravy dostupných typů motorů. Hlavním faktorem, který významně snižuje jak dočasné, tak materiální náklady, v tomto úkolu je použití moderních výpočetních strojů. Jejich použití však může být účinná pouze v případě, že přiměřenost vytvořených matematických modelů reálných procesů určujících fungování spalovacího systému. Zvláště akutní v této fázi vývoje moderní budovy motoru je problémem tepelně zírání detailů skupiny CylDA (CPG) a hlavy válců, neoddělitelně spojených se zvýšením agregovaného výkonu. Procesy okamžité místní konvektivní výměny tepla mezi pracovním tekutinou a stěnami kanálů plynového vzduchu (GVK) stále nejsou dostatečně studovány a jsou jedním z úzkých míst v teorii DVS. V tomto ohledu je vytvoření spolehlivých, experimentálně doložených metod výpočtů pro studium místní konvektivní výměny tepla v GVK, což umožňuje získat spolehlivé odhady teploty a tepelného zdůrazňovaného stavu DVS, je naléhavý problém. Jeho řešení umožní provádět přiměřenou volbu designu a technologických řešení, zvýšit vědeckou technickou úroveň designu, poskytne příležitost ke snížení cyklu tvorby motoru a získat ekonomický efekt snížením nákladů a nákladů na experimentální motory. Účelem a cíli studie Hlavním cílem práce disertační práce je vyřešit komplex teoretických, experimentálních a metodických úkolů, 1
3 Související s vytvořením nových rafinérských matematických modelů a metod pro výpočet místní konvektivní výměny tepla v GVK motoru. V souladu s účelem práce byly řešeny následující základní úkoly, rozsáhlý rozsah a metodický posloupnost plnění práce: 1. Proveďte teoretickou analýzu stacionárního průtoku v GVK a posuzování možností použití Teorie hraniční vrstvy při určování parametrů místní konvektivní výměny tepla v motorech; 2. Vývoj algoritmu a numerické implementace v počítači pro problém imperivního toku pracovního tekutiny v prvcích systému sacího uvolňování multi-válcového motoru v nestacionární formulaci pro stanovení rychlosti, teploty a použitého tlaku Jako okrajové podmínky pro další řešení problému plyn-dynamiky a výměny tepla v dutinách motoru GVK. 3. Vytvoření nové metodiky pro výpočet oborů okamžitých rychlostí pracovních orgánů GVK v trojrozměrné formulaci; 4. Vývoj matematického modelu místní konvektivní výměny tepla v GVK pomocí základů teorie hraniční vrstvy. 5. Zkontrolujte přiměřenost matematických modelů místní výměny tepla v GVK porovnáním experimentálních a vypočtených dat. Provádění tohoto komplexního úkolu vám umožní dosáhnout hlavního cíle práce - vytvoření inženýrské metody pro výpočet místních parametrů konvektivní výměny tepla v GVK benzínový motor. Význam tohoto problému je určen skutečností, že řešení úkolů umožní provádět přiměřenou výběr konstrukčních a technologických řešení v konstrukční fázi motoru, zvýšit vědeckou technickou úroveň designu, sníží cyklus vytváření motoru a získat ekonomický efekt snížením nákladů a nákladů na experimentální konečnost produktu. 2.
4 Vědecká novinka práce disertační práce je, že: 1. Poprvé byl použit matematický model, racionálně kombinující jednorozměrné znázornění plyn-dynamických procesů v sacím a výfukovém systému motoru s trojrozměrným reprezentací proudění plynu v GVK pro výpočet parametrů lokální výměny tepla. 2. Metodický základ pro konstrukci a povrchovou úpravu benzínového motoru je vyvíjen modernizací a objasňujícími metodami pro výpočet lokálních tepelných zatížení a tepelného stavu prvků hlavy válce. 3. Nové vypočtené a experimentální údaje o proudí prostorového plynu v přívodních a výfukových kanálech motoru a třírozměrné rozložení teploty v těle hlavy válečí benzínového motoru. Přesnost výsledků je zajištěna uplatňováním schválených metod výpočetní analýzy a experimentálních studií, \\ t společné systémy Rovnice odrážející základní zákony o zachování energie, hmotnosti, pulsu s příslušnými počátečními a okrajovými podmínkami, moderními numerickými metodami pro implementaci matematických modelů, využívání hostů a dalších regulačních akcí odpovídajícím absolvování prvků měřicího komplexu experimentální studie, stejně jako uspokojivá dohoda o výsledcích modelování a experimentu. Praktickou hodnotou získaných výsledků je, že algoritmus a program pro výpočet uzavřeného pracovního cyklu benzínového motoru s jednorozměrným znázorněním plynných dynamických procesů v systémech sání a výfukových plynů, stejně jako algoritmus a a Program pro výpočet parametrů výměny tepla v GVK hlavy hlavy válce benzínového motoru v trojrozměrné výrobě, doporučeno pro implementaci. Výsledky teoretického výzkumu, potvrzeno 3
5 experimentů, umožňují výrazně snížit náklady na navrhování a dokončení motorů. Schválení výsledků práce. Hlavní ustanovení disertační práce byla hlášena ve vědeckých seminářích katedry DVS SPBGPU v G.G., na XXXI a XXXIII týdnech vědy SPBGPU (2002 a 2004). Publikace na disertačních materiálech publikoval 6 tištěných prací. Struktura a rozsah práce Disertační práce se skládá z úvodu, pátých kapitol, závěrů a literatury literatury z 129 jmen. Obsahuje 189 stránek, včetně: 124 stran hlavního textu, 41 kreseb, 14 tabulek, 6 fotografií. Obsah práce v úvodu je odůvodněn významem tématu práce, účel a cíle výzkumu jsou určeny, vědecká novinka a praktický význam práce jsou formulovány. Celková charakteristika práce je uvedena. První kapitola obsahuje analýzu základních prací na teoretických a experimentálních studiích procesu dynamiky plynu a výměny tepla v ICC. Úkoly podléhají výzkumu. Přehled byl proveden konstruktivními formami studia a sacích kanálů v hlavě bloku válce a analýza metod a výsledků experimentálních a výpočtových a teoretických studií jak stacionárních, tak nestacionárních plynových proudů v trasách plynových vzduchů motorů s vnitřním spalováním. V současné době se uvažují současné přístupy k výpočtu a modelování termotechnických a plynových dynamických procesů, stejně jako intenzitu přenosu tepla v GVK. Dospěl k závěru, že většina z nich má omezenou oblast použití a nedává úplný obraz o rozložení parametrů výměny tepla na povrchu GVK. Za prvé, to je způsobeno tím, že řešení problému pohybu pracovní tekutiny v GVK se vyrábí v zjednodušeném jednorozměrném nebo dvourozměrném 4
6 formulace, která není použitelná pro případ složité formy. Kromě toho bylo poznamenáno, že pro výpočet konvektivního přenosu tepla se ve většině případů používá empirické nebo polo-empirické vzorce, což také neumožňuje získat nezbytnou přesnost roztoku. Nejvíce plně tyto otázky byly dříve zvažovány v dílech Bavyin V.V., Isakova Yu.n., Grishina Yu.a., Kostina M.G., Kostina A.K., Kostina A.K., Kavtaradze R.z., Ovsyannikova M.K., Petrichenko RM, Petrichenko Mr, Rosenlands GB, Strakhovsky MV , Thajiov, ND, Shabanova A.yu., Zaitseva AB, Mundstukova da, unrrur pp, Shehovtsova AF, zobrazování, Haywood J., Benson Rs, Garg Rd, Woollatt D., Chapman M., Novak JM, Stein Ra, Daneshyar H., Horlock JH, Winterbone de, Kastner LJ, Williams TJ, bílý bj, Ferguson CR et al. Analýza stávajících problémů a metod výzkumu dynamiky plynu a výměny tepla v GVK umožnila formulovat hlavní cíl studie jako vytvoření metodiky pro stanovení parametrů průtoku plynu v GVK v trojrozměrném formulaci S následným výpočtem lokální výměny tepla v hlavách válců válců válců a použití této techniky k řešení praktických problémů snižování tepelného napětí hlavy válců a ventilů. V souvislosti s následujícími úkoly stanovenými v práci: - vytvořit novou metodiku pro jednorozměrné-trojrozměrné modelování výměny tepla v provozu motoru a sací systémy, s přihlédnutím k komplexu trojrozměrný průtok plynu v nich v nich Chcete-li získat zdrojové informace pro specifikaci hraničních podmínek výměny tepla při výpočtu úkolů tepelné změny hlavy pístových válců DVS; - Vyvinout metodiku pro nastavení okrajových podmínek na vstupu a výstupu kanálu plynového vzduchu na základě řešení jednorozměrného nestacionárního modelu pracovního cyklu multi-válcového motoru; - zkontrolovat přesnost metodiky pomocí zkušebních výpočtů a porovnání výsledků získaných s experimentálními údaji a výpočty podle technik dříve známých v motoru motoru; Pět
7 - Proveďte inspekci a finalizaci techniky prováděním výpočtu experimentální studie tepelného stavu hlavy válců motoru a provádět porovnání experimentálních a vypočtených dat na rozložení teploty v části. Druhá kapitola je věnována vývoji matematického modelu uzavřeného pracovního cyklu vícevrstvého spalovacího motoru. Pro implementaci jednorozměrného schématu výpočtu pracovního procesu multi-válcového motoru je vybrán známá charakteristická metoda, která zaručuje vysokou rychlost konvergence a stabilitu procesu výpočtu. Plyn-vzduchový systém motoru je popsán jako aerodynamicky propojená sada jednotlivých prvků válců, úseků přívodních a výstupních kanálů a trubek, kolektorů, tlumiče, neutralizátorů a trubek. Procesy aerodynamiky v systémech s přívodním uvolňováním jsou popsány s použitím rovnic jednoho dimenzionálního dynamiky plynu imperiálního stlačitelný plyn: rovnice kontinuity: ρ U ρ U + ρ + U + ρ t x x f df dx \u003d 0; F 2 \u003d π 4 d; (1) pohybová rovnice: u t u + u x 1 p4f + + ρ x d 2 u 2 u u \u003d 0; f τ \u003d w; (2) 2 0.5ρu Energy Konzervativní rovnice: P P + U A T X 2 ρ X + 4 F D U 2 (K 1) ρ Q U \u003d 0 2 U U; 2 KP A \u003d ρ, (3), kde A- rychlost zvuku; ρ-hustota plynu; Průtok U-rychlosti podél osy X; čas; P-tlak; F-koeficient lineárních ztrát; D-průměr s potrubím; K \u003d p poměr specifické tepelné kapacity. C v 6.
8 Vzhledem k tomu, že jsou stanoveny hraniční podmínky (na základě základních rovnic: inklinnost, poměr pro ochranu energie a hustoty a rychlost hustoty v neosatropické povaze průtoku) podmínek na krémech ventilů ve válcích, stejně jako podmínky na vstupu a výstupu motor. Matematický model uzavřeného pracovního cyklu motoru zahrnuje vypočtené vztahy popisující procesy ve válcích motoru a části příjmu a výsledků. Termodynamický proces ve válci je popsán pomocí techniky vyvinuté v SPBGPU. Program poskytuje schopnost definovat okamžité parametry průtoku plynu ve válcích a v vstupních a výstupních systémech pro různé konstrukce motoru. Obecné aspekty použití jednorozměrných matematických modelů metodou vlastností (uzavřeného pracovního tělesa) jsou uvažovány a některé výsledky výpočtu změny parametrů průtoku plynu ve válcích a v přívodu a výsledcích jednotlivých a vícevrstvých válců jsou zvažovány motory. Získané výsledky vám umožní odhadnout stupeň dokonalosti organizace systémů sání motorů, optimality fází distribuce plynu, možnosti plynové dynamické konfigurace pracovního postupu, jednotnosti jednotlivých válců atd. Tlaky, teploty a rychlost plynu proudí v přívodu a výstupu do hlavových kanálů s plynovým vzduchovým vzduchovým válcem definovaným použitím této techniky se používají v následných výpočtech procesů výměny tepla v těchto dutinách jako okrajových podmínek. Třetí kapitola je věnována popisu nové numerické metody, která umožňuje realizovat výpočet hraničních podmínek tepelného stavu pomocí plynových kanálů. Hlavními fáze výpočtu jsou: jednorozměrná analýza procesu výměny stacionárního plynu v sekcích sacího systému a výroby metodou vlastností (druhá kapitola), trojrozměrný výpočet průtoku filtru v přívodu a 7.
9 absolventských kanálů konečnými prvky MKE, výpočet lokálních koeficientů koeficientů pro přenos tepla. Výsledky prvního stupně programu uzavřeného cyklu se používají jako okrajové podmínky v následujících fázích. Chcete-li popsat plyn-dynamické procesy v kanálu, byl vybrán zjednodušený kvazistační schéma plátného plynu (systém Eulerových rovnic) s proměnnou formou oblasti v důsledku nutnosti vzít v úvahu pohyb ventilu: R v \u003d 0 RR 1 (v) v \u003d p, komplexní geometrická konfigurace kanálů, přítomnost v objemu ventilu, fragment vodícího pouzdra je nutné 8 ρ. (4) Jako okrajové podmínky byly nastaveny okamžité, zprůměrné rychlosti zprůměrované plynové plynu na vstupním a výstupním úseku. Tyto rychlosti, stejně jako teploty a tlak v kanálech, byly stanoveny v důsledku výpočtu pracovního postupu multi-válcového motoru. Pro výpočet problému dynamiky plynu byl vybrán metoda konečného prvku ledu, poskytující vysokou přesnost modelování v kombinaci s přijatelnými náklady na realizaci výpočtu. Vypočtený algoritmus ledu k vyřešení tohoto problému je založen na minimalizaci variačního funkčního, získaného převodem Eulerových rovnic pomocí metody Bubnov, Gallerykinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkinkin(LLLLLLLMM) k uu φ x + vu φ y + wu φ z + p ψ x φ) llllllmk (UV φ x + vv φ y + wv φ z + p ψ y) φ) llllllmk (uw φ x + vw φ y + ww φ z + p ψ z) φ) lllllm (u φ x + v φ Y + W φ Z) ψ DXDYDZ \u003d 0. DXDYDZ \u003d 0, DXDYDZ \u003d 0, DXDYDZ \u003d 0, (5)
10 Použití aktuálního modelu vypočtené oblasti. Příklady vypočtených modelů přívodu a výfukového kanálu motoru VAZ-2108 jsou znázorněny na OBR. 1. -B - a obr.1. Vstupní a (b) modely (a) VAZ motoru VAZ pro výpočet výměny tepla v GVK jsou vybrány hromadné dvoumístné modely, jejichž hlavní oprávnění je oddělení objemu na regionu non -Voiceic jádro a hraniční vrstva. Pro zjednodušení se řešení problémů s dynamiky plynu provádí v kvazi-stacionární formulaci, tj. Bez ohledu na stlačitelnost pracovní kapaliny. Analýza chyby výpočtu ukázala možnost takového předpokladu s výjimkou krátkodobého úseku času ihned po otevření mezery ventilu nepřesahující 5 7% celkového doby výměny plynu. Proces výměny tepla v GVK s otevřenými a uzavřenými ventily má jinou fyzickou povahu (nucená a volná konvekce), proto jsou popsány ve dvou různých technikách. V uzavřených ventilech se metoda používá navržené MSTU, ve kterém jsou zohledněny dvě procesy tepelného zatížení v tomto úseku pracovního cyklu na úkor volné konvekce samotné a v důsledku nucené konvekce v důsledku zbytkových vibrací sloupec 9.
11 plynu v kanálu pod vlivem variability tlaku v kolektorech multi-válcového motoru. S otevřenými ventily závisí proces výměny tepla podle zákonů nucené konvekce iniciované organizovaný pohyb Pracovní orgán na burzovním traktu. Výpočet výměny tepla v tomto případě znamená dvoustupňový roztok problému analýzy lokální okamžité struktury průtoku plynu v kanálu a výpočtu intenzity výměny tepla přes hraniční vrstvu vytvořenou na stěnách kanálů. Výpočet procesů konvektivní výměny tepla v GVK byl postaven podle modelu výměny tepla, když je plochá stěna zefektivněna, s přihlédnutím buď laminární nebo turbulentní struktury hraniční vrstvy. Kritérium závislosti výměny tepla byly rafinovány na základě výsledků porovnání výpočtu a experimentálních dat. Konečná forma těchto závislostí je uvedena níže: Pro turbulentní hraniční vrstvu: 0,8 x RE 0 nu \u003d pr (6) x pro hraniční vrstvu Laminar: nu nu xx αxx \u003d λ (m, pr) \u003d φ re tx kτ, (7) kde: α x lokální koeficient přenosu tepla; Nu x, re x lokální hodnoty nusselt a reynolds, resp. PR Počet Prandtl v tuto chvíli; M charakteristiky gradientu průtoku; F (M, PR) Funkce v závislosti na indikátoru gradientu průtoku m a číslo 0,15 prndtl PR pracovní tekutiny; K τ \u003d re d - korekční faktor. Podle okamžitých hodnot tepelných tavidel v vypočtených bodech tepelně viditelného povrchu se provádí průměrování na jeden cyklus na základě období uzavření ventilu. 10.
12 Čtvrtá kapitola je věnována popisu experimentálního studia teplotního stavu hlavy válečků benzínového motoru. Experimentální studie byla provedena za účelem ověření a objasnění teoretické techniky. Úkolem experimentu, který zahrnuje, aby se dosáhlo distribuce stacionárních teplot v těle hlavy válce a porovnávejte výsledky výpočtů s získanými daty. Experimentální práce byla provedena na katedře DVS SPBGPU na zkušebním stojanu motor auta Přípravky hlavy VAZ válce jsou vyrobeny autorem na katedře DVS SPBGPU podle metody použité ve výzkumné laboratoři Zvezda OJSC (St. Petersburg). Pro měření distribuce stacionární teploty v hlavě se použije 6 termočlánků CHROMEL-CHROMEL-COPELINE nainstalované podél povrchů GVK. Měření byla prováděna jak rychlostními a zatíženými vlastnostmi při různých konstantních frekvencích otáčení klikového hřídele. V důsledku experimentu byl termočlánek získán během provozu motoru přes rychlost a vozíky. Tak, studie ukázaly, jaké jsou skutečné teploty v detailech blokové hlavy válec DVS.. Více pozornosti je věnována kapitoly zpracovávající experimentální výsledky a vyhodnocování chyb. Pátá kapitola poskytuje údaje z odhadovaného výzkumu, který byl proveden, aby se ověřil matematický model přenosu tepla v GVK porovnáním vypočtených dat s výsledky experimentu. Na Obr. 2 Představuje výsledky modelování pole rychlosti v přívodu a výfukových kanálech motoru VAZ-2108 pomocí metody koncového prvku. Získaná data plně potvrzují nemožnost řešit tento úkol v jakékoli jiné formulaci, s výjimkou trojrozměrných, 11
13 Vzhledem k tomu, že ventilová tyč má významný dopad na výsledky v odpovědné zóně hlavy válce. Na Obr. 3-4 ukazuje příklady výsledků výpočtu intenzity výměny tepla v přívodních a výfukových kanálech. Studie ukázaly, zejména podstatnou nerovnou povahu přenosu tepla jako přes tváření kanálu a v azimutální soutěže, která je samozřejmě vysvětlena podstatnou nerovnou strukturou plynárenské zábavy v kanálu. Konečná pole koeficientů pro přenos tepla byly použity k dalšímu výpočtu teplotního stavu hlavy válce. Hraniční podmínky výměny tepla podél povrchů spalovací komory a chladicích dutin byly stanoveny pomocí technik vyvinutých v SPBGPU. Výpočet teplotních polí v hlavě válce byla provedena pro provozní režimy stálého motoru s frekvencí rotace klikového hřídele 2500 až 5600 ot / min podél vnějších vysokorychlostních a nákladních vlastností. Jako schéma obvodu válců válců válců, je vybrána část hlavy, která patří k prvnímu válci. Při modelování tepelného stavu se metoda konečných prvků používá v trojrozměrné výrobě. Plný obraz Tepelná pole pro vypočtený model jsou znázorněny na OBR. 5. Výsledky studie vypořádání jsou reprezentovány jako změna teploty v těle hlavy válce na montážních místech termočlánku. Porovnání dat výpočtu a experimentu ukázalo jejich uspokojivou konvergenci, chyba výpočtu nepřesahovala 3 4%. 12.
14 výstupní kanál, φ \u003d 190 vstupní kanál, φ \u003d 380 φ \u003d 190 φ \u003d 380 obr.2. Pole rychlostí pracovní kapaliny v průmyslu a sacích kanálech motoru VAZ-2108 (n \u003d 5600) α (w / m2 k) α (w / m 2 k), 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, 0 S-B-0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 s-pic. 3. Křivky se mění v intenzitách výměny tepla vnějšími povrchy - Promoce kanál -B - příjem kanál. 13.
15 α (w / m 2 k) na začátku přívodního kanálu uprostřed přívodního kanálu na konci sacího kanálu sekce-1 α (w / m 2 k) na začátku konečného kanálu v Uprostřed výfukového kanálu na konci průkopního kanálu Úhel úhlu otočného úhlu otáčení - Bažina kanál - výstupní kanál Obr. 4. Křivky se mění v intenzitách výměny tepla v závislosti na rohu otáčení klikového hřídele. -ale- -B- obr.. 5. Obecný formulář Konečného prvku modelu hlavy válce (A) a vypočtených teplotních polí (n \u003d 5600 ot / min) (b). čtrnáct
16 Závěry pro práci. Podle výsledků provedené práce mohou být vypracovány následující hlavní závěry: 1. nový jednorozměrný-trojrozměrný model výpočtu komplexních prostorových procesů proudění toku pracovního tekutiny a výměny tepla v kanálech hlavy válce libovolného pístového motoru, charakterizovaný ve srovnání s dříve navrhovanými metodami a kompletní všestrannost. 2. Nová data byla získána o vlastnostech dynamiky plynu a výměny tepla v plyn-vzduchových kanálech, což potvrzuje komplexní prostorovou nerovnoměrnou povahu procesů, prakticky s výjimkou možnosti modelování v jednorozměrných a dvourozměrných variantách úkolu. 3. Potřeba nastavit okrajové podmínky pro výpočet úkolu dynamiky přívodu a výstupních kanálů je potvrzena na základě řešení problému nestacionárního průtoku plynu v potrubí a víceválcových kanálech. Je prokázána možnost zvážení těchto procesů v jednorozměrné formulaci. Způsob výpočtu těchto procesů založených na způsobu charakteristiky je navržen a implementován. 4. Provedená experimentální studie umožnila vyjasnit vyvinuté techniky vypořádání a potvrdila jejich přesnost a přesnost. Srovnání vypočtených a měřených teplot v detailech ukázalo maximální chybu výsledků nepřesahujících 4%. 5. Navrhované vypořádání a experimentální technika lze doporučit pro zavedení motorového průmyslu v podnicích při návrhu nové a přizpůsobení již existujícího pístu čtyřdobého pístu. patnáct
17 Na téma práce byly publikovány následující práce: 1. Shabanov A.yu., Mashkur M.A. Vývoj modelu jednorozměrné dynamiky plynu v sacích a výfukových systémech spalovacích motorů // dep. V Sinci: N1777-B2003 od, 14 s. 2. Shabanov A.yu., Zaitsev A.B., Mashkir M.A. Způsob konečného prvku výpočtu okrajových podmínek tepelného zatížení hlavy bloku válce pístového motoru // dep. V Sinity: N1827-B2004 od, 17 s. 3. Shabanov A.yu., Makhmud Mashkir A. Vypočteno a experimentální studium teplotního stavu motoru válce hlavy // inženýrství: vědecká a technická sbírka, označená 100. výročí ctěného pracovníka vědy a technologie Ruská Federace Profesor n.kh. Dyachenko // P. ed. L. E. Magidovich. Petrohrad: Vydavatelství Polytechnic UN-TA, od Shabanov A.yu., Zaitsev A.B., Mashkir M.A. Nový způsob výpočtu okrajových podmínek tepelného zatížení hlavy válcového bloku pístového motoru // inženýrství, N5 2004, 12 s. 5. Shabanov A.yu., Makhmud Mashkir A. Použití způsobu konečných prvků při určování hraničních podmínek tepelného stavu válce hlavy válce // XXXIII Science Week of SpbGPU: Materiály inter-univerzitní vědecké konference. SPB.: Vydavatelství Polytechnická univerzita, 2004, s Mashkirem Mahmudem A., Shabanov A.yu. Použití způsobu vlastností ke studiu parametrů plynu v plyn-vzduchových kanálech DVS. XXXI SPBGPU Science Week. Část II. Materiály vědecké konference interuniverzity. SPB: Vydavatelství SPBGPU, 2003, s
18 Práce byla prováděna ve státní pedagogické instituci vyššího odborného vzdělávání "St. Petersburg státní polytechnická univerzita" na katedře spalovacích motorů. Vědecký vůdce - kandidát technických věd, docentu profesor Shabanov Aleksandr Yuryevich oficiální oponenty - doktor technických věd, profesor Erofeeev Valentin Leonidovich Kandidát technických věd, docentu profesora Kuznetsov Dmitrie Borisovich Vedoucí organizace - GUP "TSNIDI" ochrana bude v roce 2005 konat v roce 2005 Setkání Rady disertační práce Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "Státní polytechnická univerzita St. Petersburg" na adrese:, St. Petersburg, Ul. Polytechnic 29, hlavní budova, AUD .. Disertační práce naleznete v základní knihovně Gou "SPBGPU". Abstrakt Disertační rady Rady Disertační rady Disertační práce, lékařem technických věd, docentu profesora Khrustalev B.S.
Pro práva rukopisu Bulgakov Nikolai Viktorovič matematické modelování a numerické studie turbulentního tepla a hmotnostního přenosu ve spalovacích motorech 05.13.18 -matematika, \\ t
Recenzováno úředním soupeřem Dragomirov Sergey Grigorievich na disertační práci Smolensk Natalia Mikhailovna "Zlepšení účinnosti motoru s zapalování zapalování Vzhledem k použití plynového kompozitu
Přehled oficiálního soupeře K.t.n., Kudinov Igor Vasilyevich na disertační práci Supernyak Maxim Igorevich "vyšetřování cyklických procesů tepelné vodivosti a tepelné hemogenní hemogenní v tepelné vrstvě pevné látky
Laboratorní práce 1. Výpočet kritérií podobnosti pro studium procesů tepla a hmoty v kapalinách. Účelem práce je použití tabulek MS Excel do výpočtu
12. června 2017 se společný proces konvekce a tepelné vodivosti nazývá konvektivní výměnu tepla. Přirozená konvekce je způsobena rozdílem v konkrétních měřítcích nerovnoměrně vyhřívané médium, se provádí
Odhadovaná experimentální metoda pro stanovení průtoku proplachovacích oken dvoudobého motoru s klikovou komorou EA Herman, A.a. Balashov, A.g. KUZMIN 48 Power a Ekonomické ukazatele
UDC 621.432 Způsoby odhadování hraničních podmínek při řešení problému určování tepelného stavu motoru píst 4ч 8,2 / 7,56 GV Lomakin navrhl univerzální způsob posuzování okrajových podmínek, kdy
Sekce "pístové a plynové turbíny". Způsob zvyšování plnění válců vysokorychlostního motoru vnitřního spalování D.T.N. prof. FOMIN V.M., K.T.N. Runovsky K.S., K.t.n. Apelinsky d.v.,
UDC 621.43.016 A.v. Trin, cand. thehn. Věda, A.g. Kosulin, CAND. thehn. Věda, a.n. Abramenko, Ing. Použití místního chladicího ventilového ventilu pro nucené automobilové dieselové motory
Koeficient přenosu tepla výfuku DVS Sukhonos R. F., Magistrand SNTU Head of Mazin V. A., CAND. thehn. Sciences, doc. SNTU s distribucí kombinovaných FCS se stává důležitým
Některé vědecké a metodologické aktivity zaměstnanců systému DPO v ALTGTU vypočtené a experimentální metodě pro stanovení koeficientu tekoucí výstupní okny dvoudobého motoru s kliční komorou
Státní kosmická agentura Ukrajiny State Enterprise "Design Bureau" Southern ". Mk. Yangel "o právech rukopisu Shevchenko Sergey Andreevich UDC 621.646.45 Zlepšení pneumatického systému
Abstraktní disciplína (školení) M2.DV4 Místní přenos tepla v DVS (šifrování a název disciplíny (školení)) Současný vývoj technologie vyžaduje rozšířené zavedení nového
Tepelná vodivost v nestacionárním procesu Výpočet teplotního pole a tepelných tavidel v procesu tepelné vodivosti se bude dívat na příklad topných nebo chladných pevných látek, protože v pevných látkách
Přezkum oficiálního soupeře na disertační práci Moskalenko Ivan Nikolayevich "Zlepšení způsobů profilování bočního povrchu pístů spalovacích motorů" reprezentované
UDC 621.43.013 E.P. Voropaev, Ing. Modelování externího vysokorychlostního motorového charakteristiky SPORTBIKE SUZUKI GSX-R750 Úvod Použití trojrozměrných plynů dynamických modelů v designu pístu
94 vybavení a technologie UDC 6.436 P. V. Dvorkin St. Petersburg Státní univerzita komunikačního komunikace Definice koeficientu přenosu tepla ve stěnách spalovací komory v současné době neexistuje
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Chichilanova Ilya Ivanovič, vyrobená na téma "Zlepšení metod a prostředků diagnostiky dieselové motory»Pro vědecký titul
UDC 60.93.6: 6.43 E. A. Kochetkov, A. S. Kuryvlev provincie studia studia kavitace opotřebení na motoru kavitace opotřebení na motory vnitřního motoru
Laboratorní práce 4 Studium přenosu tepla s úlohem volného pohybu vzduchu 1. Chcete-li provést měření tepelné inženýrství pro stanovení koeficientu přenosu tepla horizontální (vertikální) potrubí
UDC 612.43.013 Pracovní postupy v DVS A.A. Handrimailov, Inzh., V.G. Slad dr. Tehn.. Sciences Struktura proudění vzduchu v dieselovém válci na taktovém sání a komprese. Úvod Proces objemu a filmu
UDC 53.56 Analýza rovnic Laminární hraniční vrstvy DCC. thehn. Sciences, prof. Yesman R. I. Běloruská národní technická univerzita při přepravě tekuté energie v kanálech a potrubí
Schválit: LD v I / - GT L. E. vědecká práce A * ^ 1 lékař biologický! SSOR m.g. Baryshev ^., - * c ^ x "l, 2015. Rekreace vedoucí organizace na disertační práci Britia Elena Pavlovna
Plán přenosu tepla: 1. Přenos tepla ve volném pohybu tekutiny ve velkém objemu. Přenos tepla ve volném pohybu tekutiny v omezeném prostoru 3. nucený pohyb tekutiny (plyn).
Přednáška 13 Vypočtená rovnice v procesech přenosu tepla Definice koeficientů přenosu tepla v procesech bez změny souhrnného stavu procesů výměny tepla chladiva bez změny agregátu
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Nekrasova Svetlana Olegovna "Vývoj zobecněného metodiky konstrukce motoru s externím zásobením tepla s pulzním potrubím"
15.1.2. Přenos konvekčního tepla pod nuceným pohybem tekutiny v trubkách a kanálech v tomto případě závisí na kritériu graolshofu (číslo) nusselt;
Přezkoumání oficiálního soupeře TSYDIPOVA Baldanjo Dashievich na disertační práci DABAYEVA Maria je uznáván "Způsob studia oscilací pevných látek instalovaných na elastické tyči na základě
Ruská federace (19) RU (11) (51) MPK F02B 27/04 (2006.01) F01N 13/08 (2010.01) 169 115 (13) U1 RU 1 6 9 1 1 5 U 1 Federální služba duševního vlastnictví (12) Popis užitného modelu
MODUL. Konvektivní výměna tepla v jednosměrném médiu speciality 300 "Technická fyzika" Přednáška 10. Podobnost a modelování procesů konvektivního výměny tepla Modelování konvekčních procesů konvektivního tepla
UDC 673 RV Kolomieje (Ukrajina, Dnepropetrovsk, Ústav technické mechaniky Národní akademie věd Ukrajiny a občanského zákoníku Ukrajiny) Konvektivní výměna tepla verofoundingu sušičky Nastavení problému konvekčních produktů sušení
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Subyega Victoria Olegovna "Multi-Scale numerická simulace Plynové toky v kanálech technických mikrosystémů ", předložených pro vědec
Recenze oficiálního soupeře na disertační práci Alukov Sergey Viktorovich "vědecké základy setrvačných plynulých převodů zvýšené schopnosti zatížení", předložené pro vědecký stupeň
Ministerstvo školství a vědy státu Ruské federace vzdělávací instituce Vyšší profesionální vzdělávání Samara State AeckoSpavační univerzita jménem Academic
Přezkoumáno oficiálním soupeřem Pavlenko Alexandra Nikolayevichem na disertační práci Bakanova Maxim Olegovich "Vyšetřování dynamiky důkladného procesu tvorby během tepelného zpracování pěnového mobilního náboje"
D "SPBPU A" Roteya O "" a IIII I L 1 !! ^ .1899 ... Millofunuki Rusko Federální státní autonomní vzdělávací instituce vysokoškolského vzdělávání "St. Petersburg Polytechnická univerzita
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Lepichin Dmitry Igorevich na téma "Zlepšení ukazatelů dieselového motoru v provozních podmínkách pro zlepšení stability práce palivové zařízení", Prezentován
Přezkoumání oficiálního soupeře na disertační práci Kobyakova Yulia Vyacheslavovna na toto téma: "Kvalitativní analýza tečení netkaných materiálů ve fázi organizace jejich výroby za účelem zvýšení konkurenceschopnosti,
Testy byly prováděny na motorové kabině s injektorový motor VAZ-21126. Motor byl instalován na brzdové lavici typu MS-VSETIN, vybaveného měřicím zařízením, které vám umožní ovládat
Elektronický časopis "Technická akustika" http://webceter.ru/~eea/ejta/ 004, 5 Pskov Polytechnický institut Rusko, 80680, Pskov, ul. L. Tolstoy, 4, E-mail: [Chráněný emailem] O rychlosti zvuku
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Egorova Marina Avinirovna na toto téma: "Vývoj metod modelování, prognózování a hodnocení provozních vlastností polymerních textilních lan
V SpeedSpace. Tato práce je ve skutečnosti zaměřena na vytvoření průmyslového balení pro výpočet toků řídkého plynu na základě řešení kinetické rovnice s modelem integrální kolize.
Základy teorie výměny tepla Přednáška 5 Přednáška Plán: 1. Obecné pojmy teorie konvekční výměny tepla. Teptilling s volným pohybem tekutiny ve velkém objemu 3. Tepelné čerpadlo s volným pohybem tekutiny
Implicitní způsob řešení konjugovaných úkolů laminární hraniční vrstvy na deskovém záměru obsazení: 1 Provozní provoz Rozdírané rovnice tepelné hranice vrstvy 3 Popis řešeného problému 4 řešení
Metody pro výpočet teplotního stavu hlavy prvků raketové a vesmírné technologie během jejich útvaru # 09, září 2014 Kopytov v.S., Puchkov V. M. Udk: 621.396 Rusko, Mstu.
Zdůrazňuje a skutečná práce základů pro low-cyklus zatížení, s přihlédnutím k prehistorii nakládání. V souladu s tím je téma výzkumu relevantní. Vyhodnocení struktury a obsahu práce
Recenze oficiálního oponentu lékaře technických věd, profesor Pavlova Pavel Ivanovich na disertační práci Kuznetsova Alexei Nikolaevich na toto téma: "Vývoj systému aktivního snížení hluku v
1 Ministerstvo školství a vědy Ruské federace Federální státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání "Vladimir State University
V Radě disertační práce D 212.186.03, FGBou v Penzi State University, vědec, D.t., profesor Voyacheku I.I. 440026, Penza, Ul. Červená, 40 recenzí oficiální soupeře Semenova
I Argumentujte: První viceprektor, viceprektora pro vědeckou a inovativní práci federálního státu Rozpočtový vzdělávací akademie vzdělávání ^ ^ ^ Sudar University) Igorievich
Ovládání a měřicí materiály disciplíny Napájecí jednotky»Otázky k testování 1. Pro které je motor určen a jaké typy motorů jsou instalovány domácí auta? 2. Klasifikace
D.v. Grineh (K. T. N.), M.A. Donchenko (K. T. N., docent), a.n. Ivanov (postgraduální student), A.l. Perminov (postgraduální student) Vývoj metodiky pro výpočet a navrhování motorů typu otočných lopatek s vnější ponorkou
Trojrozměrný modelování pracovního postupu v letectví rotační pístový motor Zelentsov A.a., Minin V.P. Kyam je. P.i. Baranova dep. 306 "Letecké pístové motory" 2018 Účelem operace rotační píst
Non-erotický model dopravy transportu Trofimov AU, Kutsev VA, Kocharyan, Krasnodar, při popisu procesu čerpání zemního plynu v mg, zpravidla, samostatná hydraulika a výměna tepla úkoly jsou zvažovány odděleně
Metoda UDC 6438 pro výpočet intenzity turbulence průtoku plynu na výstupu spalovací komory motoru plynové turbíny 007 A v Grigoriev, v a Mitrofanově, O a Rudakově, a v Solovyovci Ojsc Klimov, St. Petersburg
Detonace plynové směsi v hrubých trubkách a štěrbinách V.N. Ohitin S.I. Klimachkov I.A. Potals Moskevská státní technická univerzita. INZERÁT Bauman Moskva Ruska Gasodynamic parametry
Laboratorní práce 2 Vyšetřování přenosu tepla pod donutovaným konvekčním cílem experimentální definice Závislosti koeficientu přenosu tepla z rychlosti vzduchu v trubce. Získaný
Přednáška. Difuzní hraniční vrstva. Rovnice teorie hraniční vrstvy v přítomnosti hmoty převádějí koncept hraniční vrstvy, zvažované v odstavci 7. a 9. (pro hydrodynamické a tepelné hranice vrstev
Explicitní metoda pro řešení rovnic laminární hraniční vrstvy na deskové laboratoři 1, plán tříd: 1. Účelem práce. Způsoby řešení rovnic hraniční vrstvy (metodický materiál) 3. Diferenciální
UDC 621.436 N. D. Chingov, L. L. Milkov, N. S. Malatovsky Metody pro výpočet koordinovaných teplotních polí krytu válce s ventily A Způsob výpočtu koordinovaných polí krycího válce se navrhuje
# 8, srpen 6 UDC 533655: 5357 Analytické vzorce pro výpočet tepelných toků na blokovaných těles malých prodloužení vlků MN, Student Ruska, 55, Moskva, Mstu Ne Ne Bauman, LeteckoSpaková fakulta,
Přehled oficiálního soupeře na disertační práci Samoilova Denis Yuryevich "Informační a měřicí systém pro intenzifikaci produkce ropy a stanovení vodotěsných produktů",
Federální agentura pro vzdělávání Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání Pacifik Státní univerzita Termální napětí detaily DVS metodické
Přezkum oficiálního oponentu lékaře technických věd, profesor Labunda Boris Vasilyevich na disertační práci XU Yuna na téma: "Zvýšení nosnosti sloučenin prvků prvků dřevěných konstrukcí
Recenze oficiálního soupeře Lvov Yuri Nikolayevich na disertační práci Melnikova Olga Sergeyevna "diagnostika hlavní izolace silových olejů naplněných elektrických transformátorů na statistickém
UDC 536.4 Gorbunov A.d. Dr. Tech. Sciences, prof., DGTU Definice koeficientu přenosu tepla v turbulentním průtoku v trubkách a kanálech analytická metoda Analytický výpočet koeficientu přenosu tepla
UDC 621.436.
Vliv aerodynamické odolnosti sacího a výfukových systémů automobilových motorů na procesech výměny plynu
L.v. Tesaři, BP. Zhilkin, yu.m. Brodov, N.I. Grigoriev
Příspěvek prezentuje výsledky experimentálního studia vlivu aerodynamické odolnosti sacího a výfukových systémů pístové motory na procesech výměny plynu. Experimenty byly prováděny na on-line modelech jednorázového motoru. Jsou popsány instalace a způsoby provádění experimentů. Jsou uvedeny závislosti změny v okamžité rychlosti a tlaku průtoku v trasách vzduchu vzduchu motoru z rohu rotace klikového hřídele. Data byla získána při různých koeficientech odolnosti sacích a výfukových systémů a různých frekvencí otáčení klikového hřídele. Na základě získaných údajů byly závěry provedeny z dynamických rysů procesů výměny plynu v motoru různé podmínky. Ukázalo se, že použití tlumiče hluku vyhlazuje zvlnění průtoku a mění vlastnosti průtoku.
Klíčová slova: pístový motor, procesy výměny plynu, procesní dynamika, rychlost pulsace a průtokový tlak, šumový tlumič.
Úvod
Řada požadavků se provádí do příjmu a výsledků pístových motorů vnitřního spalování, mezi nimiž hlavním poklesem aerodynamického hluku a minimální aerodynamické odolnosti jsou hlavní. Obě tyto ukazatele jsou stanoveny v propojení návrhu filtračního prvku, vstupních tlumičů a uvolňování, katalytických neutralizátorů, přítomnosti nadřazeného (kompresoru a / nebo turbodmychadla), jakož i konfigurace sacího a výfukových plynovodů a povaha toku v nich. Současně neexistují prakticky žádná data o vlivu dalších prvků sacích a výfukových systémů (filtry, tlumiče, turbodmychadlo) na dynamice plynu v nich.
Tento článek prezentuje výsledky studie účinku aerodynamické odolnosti sacích a výfukových systémů na procesech výměny plynu ve vztahu k pístu motoru rozměrů 8.2 / 7.1.
Experimentální závody
a systém sběru dat
Studie účinku aerodynamické odolnosti systémů plynového vzduchu na procesech výměny plynů v inženýrech pístu byly prováděny na simulačním modelu rozměrů 4.2 / 7.1, poháněného otáčením asynchronní motorFrekvence otáčení klikového hřídele, která byla upravena v rozmezí n \u003d 600-3000 min1 s přesností ± 0,1%. Experimentální instalace je podrobněji popsána.
Na Obr. 1 a 2 ukazují konfigurace a geometrické rozměry Sací a výfukový trakt experimentální instalace, stejně jako instalace umístění pro měření okamžitého
hodnoty střední rychlost a průtok vzduchu.
Pro měření okamžitých tlakových hodnot v proudu (statickém) v PC kanálu byl WIKA používán snímač tlaku £ -10, jejichž rychlost je menší než 1 ms. Maximální relativní průměrný průměr měření tlakového měření byla ± 0,25%.
Pro stanovení okamžitého média v sekci průtokového kanálu vzduchu, termoenemometry konstantní teploty původního provedení, z nichž citlivý prvek byl nichromový závit s průměrem 5 um a délkou 5 mm. Maximální relativní průměrná nesprávná chyba měření rychlosti WX byl ± 2,9%.
Měření frekvence rotační frekvence klikového hřídele se provádí za použití tachometrického měřiče sestávajícího z ozubeného disku upevněného klikový hřídel vale.a indukční senzor. Snímač vytvořil napěťový puls na frekvenci úměrné rychlosti otáčení hřídele. Podle těchto pulzů byla zaznamenána frekvence otáčení, poloha klikového hřídele (úhel f) byla stanovena a okamžik projetí pístu VMT a NMT.
Signály ze všech senzorů zadaly analog-to-digitální převodník a přenášeny do osobního počítače pro další zpracování.
Před provedením experimentů se provádí statická a dynamická cílení měřicího systému obecně, což ukázalo, že rychlost nezbytná pro studium dynamiky dynamických procesů plynu v přívodních a výfukových systémech pístních motorů. Celkový průměrný průměrný způsob experimentů na účinku aerodynamické odolnosti vzduchu systémy DVS. Výměnné procesy plynu byly ± 3,4%.
Obr. 1. Konfigurace a geometrické velikosti přívodní dráhy experimentální instalace: 1 - hlava válce; 2-bublající potrubí; 3 - Měřicí trubice; 4 - Termoanemometrové senzory pro měření průtoku vzduchu; 5 - Snímače tlaku
Obr. 2. Konfigurace a geometrické rozměry výfukové dráhy experimentální instalace: 1 - hlava válce; 2 - pracovní pozemek - promoce potrubí; 3 - tlakové senzory; 4 - Termoemoměrové senzory
Účinek přídavných prvků na plynové dynamiky sacího a uvolňovacího procesu byl studován s různými koeficienty odolnosti systému. Odpor byl vytvořen pomocí různých sacích filtrů a uvolňování. Takže, jako jeden z nich byl standardní vzduchový automobilový filtr použit s odporovým koeficientem 7,5. Jako další filtrační prvek byl zvolen tkáňový filtr s koeficientem 32 odporu. Koeficient rezistence byl stanoven experimentálně prostřednictvím statické proplachování v laboratorních podmínkách. Studie byly také prováděny bez filtrů.
Vliv aerodynamické odolnosti na vstupním procesu
Na Obr. 3 a 4 znázorňují závislosti průtoku vzduchu a tlaku PC v přívodu
lE z úhlu otáčení klikového hřídele F při rozdíl od jeho rotačních frekvencí a při použití různých sacích filtrů.
Bylo zjištěno, že v obou případech (s tlumičem a bez) je pulsace tlaku a průtoků vzduchu nejvíce exprimovány při vysoké rychlosti otáčení klikového hřídele. Současně v sacím kanálu s tlumičem hluku maximální rychlost Průtok vzduchu, jak by měl být očekáván, méně než v kanálu bez něj. Většina
m\u003e x, m / s 100
Otevření 1 III 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111
Démační ventil 1 111 II TI. [ZoCrytir. . 3.
§ p * ■ -1 * £ l r-
// 11 "S '11 III 1
540 (r. GOME. P.K.Y. 720 VMT NMT
1 1 Otevření -GBEPSKID-! Ventil A L 1 g 1 1 1 Uzavřeno ^
1 HDC. BPCSKNEO ventil "X 1 1
| | A J __ 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 (R. CYRO. P.K .. 720 VMT NMT
Obr. 3. Závislost vzduchové rychlosti WX v sacím kanálu z úhlu otáčení hřídele klikového hřídele při různých frekvencích otáčení klikového hřídele a různých filtračních prvků: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtru; 2 - standardní vzduchový filtr; 3 - Filtr tkaniny
Obr. 4. Závislost tlaku PC ve vstupním kanálu z úhlu otáčení klikového hřídele F při různých frekvencích otáčení klikového hřídele a různých filtračních prvků: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtru; 2 - standardní vzduchový filtr; 3 - Filtr tkaniny
bylo jasně projeveno s vysokými frekvencemi otáčením klikového hřídele.
Po zavření sacího ventilu se tlak a rychlost proudění vzduchu v kanálu za všech podmínek nestane nule, a některé jejich výkyvy jsou pozorovány (viz obr. 3 a 4), což je také charakteristické pro uvolnění (viz níže). Ve stejné době, instalace tlumiče proti přívodu vede ke snížení tlakových pulzací a průtoků vzduchu za všech podmínek jak během procesu sání, tak po uzavření sacího ventilu.
Účinek aerodynamic.
odolnost proti procesu uvolňování
Na Obr. 5 a 6 znázorňuje závislosti rychlosti průtoku vzduchu WX a tlakového PC ve výstupu z úhlu otáčení formy klikového hřídele při různých rotačních frekvencích a při použití různých uvolňovacích filtrů.
Studie byly prováděny pro různé frekvence otáčení klikového hřídele (od 600 do 3000 min1) při odlišném přetlaku na uvolňování PI (od 0,5 do 2,0 bar) bez tichého hluku a pokud je prezentován.
Bylo zjištěno, že v obou případech (s tlumičem a bez) pulzací průtoku vzduchu nejvíce jasně projevuje při nízkých frekvencích rotace klikového hřídele. V tomto případě zůstávají hodnoty maximálního průtoku vzduchu ve výfukovém kanálu s tlumičem šumu
merilly stejné jako bez ní. Po zavření výfukového ventilu se rychlost proudění vzduchu v kanálu za všech podmínek nestane nulovou, a některé výkyvy rychlosti jsou pozorovány (viz obr. 5), což je charakteristické pro vstupní proces (viz výše). Zároveň instalace tlumiče hluku na uvolňování vede k významnému zvýšení pulzací průtoku vzduchu za všech podmínek (zejména v RY \u003d 2,0 bar) jak během procesu uvolňování, tak po uzavření výfukového ventilu .
Je třeba poznamenat opačný účinek aerodynamické odolnosti na vlastnosti vstupního procesu v motoru, kde vzduchový filtr Pulzační účinky v procesu sání a po uzavření vstupního ventilu byly přítomny, ale byly jasně rychlejší než bez něj. V tomto případě přítomnost filtru v přívodu vedlo k poklesu maximálního průtoku vzduchu a oslabení dynamiky procesu, který je v souladu s dříve získanými výsledky v práci.
Zvýšení aerodynamické odolnosti výfukový systém Vede k určitému zvýšení maximálního tlaku v procesu uvolňování, jakož i posunutí píků pro NMT. V tomto případě je třeba poznamenat, že montáž tlumiče hluku výstupu vede ke snížení pulzací tlaku průtoku vzduchu za všech podmínek jak během výrobního procesu, tak po uzavření výfukového ventilu.
hy. m / s 118 100 46 16
1 1 až. T «AIA K T 1 Uzavření MPSkal ventilu
Otevření Ipical |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1
"" "і | y і / ~ ^
540 (p, chytit, p.k.y. 720 nmt nmt
Obr. 5. Závislost vzduchové rychlosti WX ve výstupu z úhlu otáčení hřídele klikového hřídele při různých frekvencích otáčení klikového hřídele a různých filtračních prvků: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtru; 2 - standardní vzduchový filtr; 3 - Filtr tkaniny
Px. 5pr 0,150.
1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 l "A 11 1 1 / 1. 'a II 1 1
Otevření | Yypzskskaya 1 іклапана л7 1 h _ _ / 7 / ", g s 1 H h
c- "1 1 1 1 1 і 1 L L _л / і і H / 1 1
540 (P, rakev, pk6. 720
Obr. 6. Závislost tlakového pC v výstupu z úhlu otáčení klikového hřídele F při různých frekvencích otáčení klikového hřídele a různých filtračních prvků: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtru; 2 - standardní vzduchový filtr; 3 - Filtr tkaniny
Na základě zpracování závislostí změn v průtoku pro samostatný takt byl vypočítán relativní změna objemového průtoku vzduchu Q přes výfukový kanál, když je tlumič vlasu umístěn. Bylo zjištěno, že s nízkým přetlakem na uvolňování (0,1 MPa), spotřeba q ve výfukovém systému s tlumičem je menší než v systému bez něj. Současně, pokud při frekvenci otáčení klikového hřídele 600 min-1 byl tento rozdíl přibližně 1,5% (který spočívá v rámci chyby), poté s n \u003d 3000 min4 tento rozdíl dosáhl 23%. Je ukázáno, že pro vysoký přetlak 0,2 MPa byla pozorována opačná tendence. Objemový průtok vzduchu přes výfukový kanál s tlumičem byl větší než v systému bez něj. Ve stejné době, při nízkých frekvencích otáčení klikového hřídele, to překročilo 20% a s n \u003d 3000 min1 - 5%. Podle autorů může být takový účinek vysvětlen nějakým vyhlazením pulzací průtoku vzduchu ve výfukovém systému v přítomnosti tichého hluku.
Závěr
Provedená studie ukázala, že vstupní motor vnitřního spalování je významně ovlivněn aerodynamickou odolností přívodu:
Zvýšení odporu filtračního prvku vyhlazuje dynamiku procesu plnění, ale zároveň snižuje průtok vzduchu, což odpovídá koeficientu plnění;
Účinek filtru je zvýšen rostoucí frekvenci rotace klikového hřídele;
Prahová hodnota koeficientu odporu filtru (přibližně 50-55), po které jeho hodnota nemá vliv na průtok.
Ukázalo se, že aerodynamický odolnost výfukového systému také významně ovlivňuje plyn-dynamický a spotřební materiál procesu uvolňování:
Zvýšení hydraulické odolnosti výfukového systému v pístu DVS vede ke zvýšení pulzací průtoku vzduchu ve výfukovém kanálu;
S nízkým přetlakem na uvolňování v systému s tichým hlukem, dochází ke snížení objemového průtoku výfukovým kanálem, zatímco na vysoké ry - naopak se zvyšuje ve srovnání s výfukovým systémem bez tlumiče.
Získané výsledky mohou být tedy použity ve strojírenské praxi s cílem optimálně zvolit vlastnosti vstupních a výživných tlumičů, které mohou poskytnout
vliv na plnění válce čerstvého náboje (koeficient plnění) a kvalita čištění válce motoru z výfukových plynů (zbytkový plynový koeficient) na určitých vysokorychlostních režimech práce pístového motoru.
Literatura
1. Draganov, B.H. Konstrukce sacích a výfukových kanálů spalovacích motorů / B.KH. Draganov, MG. Kruglov, V. S. Obukhov. - Kyjev: Navštivte školu. Hlava ed, 1987. -175 p.
2. Spalovací motory. Na 3 kN. Kn. 1: Teorie pracovních postupů: Studie. / V.n. Lou-kanin, k.a. Morozov, A.S. Khachyan et al.; Ed. V.n. Lukanina. - M.: Vyšší. Shk., 1995. - 368 p.
3. Champraozs, B.A. Spalovací motory: teorie, modelování a výpočet procesů: studie. V předmětu "Teorie pracovních postupů a modelování procesů ve spalovacích motorech" / B.A. Chamolaoz, M.F. Faraplatov, v.v. Klementev; Ed. hrad Deat. Věda Ruské federace B.A. Champrazov. - Chelyabinsk: Suursu, 2010. -382 P.
4. Moderní přístupy k vytvoření dieselových motorů pro osobní automobily a malý klid
zovikov / A. Blinov, P.A. Golubev, yu.e. Dragan et al.; Ed. V. S. Peponova a A. M. Mineyev. - M.: NIC "ENGINEER", 2000. - 332 P.
5. Experimentální studium plyn-dynamických procesů ve vstupním systému pístového motoru / B.P. Zhokkin, L.v. Tesaři, S.A. Korzh, i.d. Larionov // inženýrství. - 2009. -s 1. - P. 24-27.
6. o změně dynamiky plynu procesu uvolňování v pístu motoru v montáži tlumič / l.v. Tesaři, BP. Zhokkin, A.v. Kříž, d.l. Padalak // Bulletin Akademie vojenských věd. -2011. - № 2. - P. 267-270.
7. Pat. 81338 RU, MPK G01 P5 / 12. Tepelná mechanická teplota konstantní teploty / S.N. Pochov, L.v. Tesaři, BP. Vilkin. - Č. 2008135775/22; Etapa. 09/03/2008; publikovat. 03/10/2009, bul. № 7.
1Tento článek popisuje hodnocení účinku rezonátoru na plnění motoru. V příkladu příkladu byl navržen rezonátor - objemem rovným válci motoru. Geometrie sacího traktu spolu s rezonátorem byla importována do programu Flowvision. Matematická modifikace byla provedena zohlednění všech vlastností pohybujícího se plynu. Pro odhad průtoku přes vstupní systém, odhady průtoku v systému a relativní tlak vzduchu ve štěrbině ventilu, počítačová simulace, která ukázala účinnost použití další kapacity. Posouzení průtoku přes mezeru ventilu, rychlost průtoku, průtoku, tlaku a hustoty průtoku pro standardní, modernizovaný a sací systém s rexiverem byl hodnocen. Zároveň se zvyšuje hmotnost příchozího vzduchu, se sníží průtok průtoku a hustota vzduchu vstupující do válce se zvyšuje, což je příznivě odráželo na výstupní televizoru-televizi.
přívodní trakt
rezonátor
naplnění válce
matematický modelování
vylepšený kanál.
1. Jolobov L. A., Dydykin A. M. Matematické modelování procesů výměny plynu DVS: monografie. N.N.: NGSHA, 2007.
2. Dydeyskin A. M., Zholobov L. A. Gasodynamické studie metod DVS numerických modelování // Traktory a zemědělské stroje. 2008. № 4. P. 29-31.
3. Pritr D. M., Turkish V. A. Aeromechanika. M.: Oborongiz, 1960.
4. Khaylov M. A. Vypočtená rovnice tlakové fluktuace v sacím potrubí spalovacího motoru // tr. Cyam. 1984. 152. str.64.
5. Sonkin V. I. Studium proudění vzduchu přes gap ventilu // tr. NÁS. 1974. Vydání 149. Str.21-38.
6. Samsky A. A., Popov Yu. P. Rozdíl metody pro řešení problémů dynamiky plynu. M.: Věda, 1980. Str.352.
7. Rudeo B. P. Aplikovaná nedatační dynamika plynu: tutoriál. UFA: UFA Aviation Institute, 1988. Str.184.
8. Malivanov M.V., KHMELEV R. N. o vývoji matematického a softwaru pro výpočet plyn-dynamických procesů v DVS: Materiály mezinárodní vědecké a praktické konference IX. Vladimir, 2003. P. 213-216.
Velikost točivého momentu motoru je úměrná hmotnosti vzduchu, přisuzovanou frekvenci otáčení. Zvýšení plnění válce benzínového motoru modernizací přívodu, povede ke zvýšení tlaku konce příjmu, zlepšení tvorby míchání, zvýšení technických a ekonomických ukazatelů provozu motoru a snížení v toxicitě výfukových plynů.
Základní požadavky na vstupní dráhu jsou zajistit minimální odolnost vůči vstupu a rovnoměrné rozložení hořlavé směsi přes válce motoru.
Zajištění minimálního odolnosti vůči vstupu může být dosaženo eliminováním drsnosti vnitřních stěn potrubí, jakož i ostré změny ve směru proudění a eliminovat náhlé útoky a rozšíření traktu.
Významný vliv na plnění válce poskytuje různé typy zesílení. Nejjednodušším typem lepšího je použití dynamiky příchozího vzduchu. Velký objem přijímače částečně vytváří rezonanční účinky ve specifickém rozsahu otáček, který vede ke zlepšení plnění. Mají však v důsledku toho dynamické nevýhody, například odchylky ve složení směsi s rychlou změnou zatížení. Téměř ideální tok točivého momentu zajišťuje, že vstupní trubka je spínání, ve které je například v závislosti na zatížení motoru, rychlost otáčení a polohy škrticí klapky jsou možné varianty:
Délka pulzační trubky;
Přepínač mezi pulzačními trubkami různých délek nebo průměru;
- selektivní vypnutí samostatné trubky jednoho válce v přítomnosti velkého množství;
- Přepnutí hlasitosti přijímače.
V rezonančním nadřazené skupině válců se stejným intervalem vlajky připojte krátké trubky k rezonančnímu přijímači, které jsou spojeny přes rezonanční trubky s atmosférou nebo s přijímačem sběrného přijímače působícím jako gölmgolts rezonátor. Je to sférická nádoba s otevřeným krkem. Vzduch v krku je oscilační hmotnost a objem vzduchu v nádobě hraje roli pružného prvku. Samozřejmě je taková separace pravdivá pouze přibližně, protože některé ze vzduchu v dutině má setrvačný odpor. S dostatečnou velkou hodnotou oblasti otvoru do oblasti průřezu dutiny je však přesnost takové aproximace poměrně uspokojivá. Hlavní část kinetické oscilační energie se koncentruje v krku rezonátoru, kde má největší hodnotu oscilační rychlost vzdušných částic.
Rezonator sání je vytvořen mezi škrtící klapkou a válcem. Začíná jednat, když je škrticí klapka dostatečně zakrytá tak, že jeho hydraulická odolnost se stává srovnatelnou s odporem rezonátoru kanálu. Když se píst pohybuje dolů, hořlavá směs vstupuje do válce motoru nejen z pod škrticí klapky, ale také z nádrže. S poklesem vakua začne resonátor nasávat hořlavou směs. To bude následovat stejnou část a poměrně velká, reverzní vyhození.
Článek analyzuje pohyb průtoku v sacím kanálu 4-taktní benzínový motor na jmenovité frekvenci rotace klikového hřídele na příkladu motoru VAZ-2108 při otáčení otáčení klikového hřídele n \u003d 5600min-1.
Tento výzkumný úkol byl řešen matematickým způsobem pomocí softwarového balíku pro modelovací plyn-hydraulické procesy. Simulace byla prováděna pomocí softwarového balíčku FlowVision. Za tímto účelem byla získána geometrie a dovážena (pod geometrií je chápána ve vnitřních objemech sacích a výfukových trubek motoru, attriganci válce) s použitím různých standardních formátů souborů. To umožňuje SAPR SolidWorks vytvořit oblast vypořádání.
V rámci výpočetní plochy se rozumí objem, ve kterém jsou rovnice matematického modelu a hranice objemu, na kterém jsou stanoveny hraniční podmínky, pak udržují získanou geometrii ve formátu podporovaném flowvisionem a používat jej při vytváření a Nová vypočítaná volba.
Tento úkol používá ASCII, binární formát, v prodloužení STL, typu stereolithografy s úhlovou tolerancí 4,0 stupňů a odchylkou 0,025 metrů pro zlepšení přesnosti výsledných výsledků modelování.
Po obdržení trojrozměrného modelu oblasti vypořádání je nastaven matematický model (soubor zákonů změn ve fyzikálních parametrech plynu pro tento problém).
V tomto případě je v podstatě podzvukový průtok plynu vyroben na malých číslech Reynolds, která je popsána systémem turbulentního toku plně stlačitelného plynu za použití standardního k-e modelu turbulence. Tento matematický model je popsán systémem sestávajícím ze sedmi rovnic: dva námořní - Stokesovy rovnice, rovnice kontinuity, energie, stavu ideálního plynu, přenosu hmotnosti a rovnice pro kinetickou energii turbulentních vln.
(2)
Energetická rovnice (kompletní entalpie)
Rovnice stavu ideálního plynu:
Turbulentní komponenty jsou spojeny se zbývajícími proměnnými přes turbulentní hodnotu viskozity, která se vypočítá v souladu se standardním modelem turbulence k-ε.
Rovnice pro k a ε
turbulentní viskozita:
konstanty, parametry a zdroje:
(9)
(10)
Σk \u003d 1; σε \u003d 1,3; C \u003d 0,09; Cε1 \u003d 1,44; Cε2 \u003d 1,92.
Pracovní látka v přívodním procesu je v tomto případě vzduchem považována za dokonalý plyn. Počáteční hodnoty parametrů jsou nastaveny pro celou oblast vypořádání: teplota, koncentrace, tlak a rychlost. Pro tlak a teplotu jsou počáteční parametry rovny odkazu. Rychlost uvnitř vypočtené oblasti ve směrech X, Y, Z je nula. Variabilní teplota a tlak ve flowevisi jsou reprezentovány relativními hodnotami, jejichž absolutní hodnoty jsou vypočteny vzorcem:
fA \u003d F + FREF, (11) \\ t
tam, kde FA je absolutní hodnota proměnné, F je vypočtená relativní hodnota proměnné, FREF - referenční hodnoty.
Hraniční podmínky jsou určeny pro každou z vypočtených povrchů. Pod rámečnými podmínkami je nutné pochopit kombinaci rovnic a zákonů charakteristických pro povrchy vypočtené geometrie. Hraniční podmínky jsou nezbytné pro stanovení interakce oblasti vypořádání a matematického modelu. Na stránce pro každý povrch označuje specifický typ hraničního stavu. Typ hraničního stavu je instalován na vstupní vstupní okna vstupního kanálu - volný vstup. Zbývající prvky - vázaná stěna, která nenechá a nepřenáší vypočtené parametry současné oblasti. Kromě všech výše uvedených okrajových podmínek je nutné vzít v úvahu okrajové podmínky na pohyblivých prvcích obsažených ve vybraném matematickém modelu.
Pohyblivé části zahrnují vstupní a výfukový ventil, píst. Na hranicích pohyblivých prvků určujeme typ hraničního stavu stěny.
Pro každou z movitých těles je stanoven zákon pohybu. Změna rychlosti pístu je určena vzorcem. Pro stanovení zákonů pohybu ventilu byly ventilové křivky odstraněny v 0,50 s přesností 0,001 mm. Pak byla vypočtena rychlost a zrychlení pohybu ventilu. Získaná data jsou převedena na dynamické knihovny (časová rychlost).
Další etapou v procesu simulace je generování výpočetní mřížky. FlowVision používá lokálně adaptivní výpočetní síť. Zpočátku je vytvořena počáteční výpočetní mřížka, a pak jsou specifikována kritéria pro broušení mřížky, podle které FlowVision porušuje buňky počáteční mřížky do požadovaného stupně. Přizpůsobení se provádí jak v objemu kanálů kanálů a stěnách válců. V místech s možnou maximální rychlostí je vytvořena adaptace s dalším broušením výpočetní mřížky. Objemem bylo broušení prováděno až 2 hladiny ve spalovací komoře a až 5 úrovní ve ventilových štěrbinách podél stěn válce, adaptace byla provedena až na 1 úroveň. To je nutné zvýšit krok integrace času s implicitní metodou výpočtu. Důvodem je skutečnost, že časový krok je definován jako poměr velikosti buňky na maximální rychlost v něm.
Před zahájením vypočítání vytvořené volby musíte zadat parametry numerického modelování. Zároveň je čas pokračovat v výpočtu se rovná jednomu úplnému cyklu provozu motoru, 7200 PK., Počet iterací a frekvence uložení těchto možností výpočtu. Pro následné zpracování jsou zachovány určité fáze výpočtu. Nastavte čas a možnosti procesu výpočtu. Tento úkol vyžaduje nastavení časového kroku - způsob výběru: implicitní schéma s maximálním krokem 5E-004c, explicitní číslo CFL - 1. To znamená, že časový krok určuje samotný program v závislosti na konvergenci tlakových rovnic sám.
Postprocesor je nakonfigurován a parametry vizualizace výsledků mají zájem. Simulace umožňuje získat požadované vrstvy vizualizace po dokončení hlavního výpočtu, na základě výpočtových fází zůstaly s určitou frekvencí. Kromě toho, postprocesor vám umožní přenášet výsledné číselné hodnoty parametrů procesu, ve formě informačního souboru do externích editorů elektronických tabulek a získat časovou závislost takových parametrů jako rychlosti, spotřeby, tlaku , atd.
Obrázek 1 ukazuje instalaci přijímače na vstupním kanálu DVS. Objem přijímače se rovná objemu jednoho válce motoru. Přijímač je nastaven co nejblíže vstupnímu kanálu.
|
|
|
Obr. 1. Aktualizujte oblast sídla přijímače v CADSOLIDWORKS |
Vlastní frekvence helmholtz rezonátoru je:
(12)
kde f je frekvence, Hz; C0 - rychlost zvuku ve vzduchu (340 m / s); S - otvorový průřez, M2; L je délka trubky, M; V je objem rezonátoru, M3.
Pro náš příklad máme následující hodnoty:
d \u003d 0,032 m, s \u003d 0,00080384 m2, v \u003d 0,000422267 m3, l \u003d 0,04 m.
Po výpočtu F \u003d 374 Hz, který odpovídá rychlosti otáčení klikového hřídele n \u003d 5600min-1.
Po nastavení vypočtené volby a po nastavení parametrů numerické simulace byly získány následující údaje: průtok, rychlost, hustota, tlak, teplota průtoku plynu v vstupním kanálu intenzity rotace klikového hřídele.
Ze prezentovaného grafu (obr. 2), pokud jde o průtok proudění ve štěrbině ventilu, je zřejmé, že modernizovaný kanál s přijímačem má maximální spotřební materiál. Hodnota spotřeby je vyšší než 200 g / s. Zvýšení je pozorováno pro 60 g.p.k.v.
Od otevření vstupního ventilu (348 g.k.v.v.) Průtok (obr. 3) začíná růst od 0 do 170 m / s (v modernizovaném sacím kanálu 210 m / s, přičemž přijímače -190m / s) v intervalu Až 440-450 GKV V kanálu s přijímačem je hodnota rychlosti vyšší než ve standardním přibližně 20 m / s od 430-440. P.k.v. Číselná hodnota kanálu v kanálu s přijímačem je významně více než upgradovaný vstupní kanál, během otvoru vstupního ventilu. Dále existuje významné snížení průtoku, až do uzavření vstupního ventilu.
|
|
|
|
Obr. 2. Spotřeba průtoku plynu ve slotu ventilu pro kanály standardního, modernizovaného a přijímačem při n \u003d 5600 min-1: 1 - standard, 2 - modernizace, 3 - modernizované přijímačem |
Obr. 3. průtok průtoku ve slotu ventilu pro kanály standardního, modernizovaného a přijímačem při n \u003d 5600 min-1: 1 - standard, 2 - modernizace, 3 - modernizované přijímačem |
Relativního tlaku grafů (obr. 4) (atmosférický tlak, p \u003d 101000 PA je přijímán pro nulu), následuje, že hodnota tlaku v modernizované kanálu je vyšší než ve standardu, o 20 kPa při 460-480 gp. Kv. (spojené s velkou hodnotou průtoku). Od 520 g.k.v. Hodnota tlaku je zarovnána, což nelze říci o kanálu s přijímačem. Hodnota tlaku je vyšší než ve standardním, o 25 kPa, počínaje 420-440 gp.k.v. až do uzavření vstupního ventilu.
|
|
|
|
Obr. 4. Průtokový tlak ve standardu, modernizovaný a kanál s přijímačem při n \u003d 5600 min-1 (1 - standardní kanál, 2 - upgradovaný kanál, 3 - upgradovaný kanál s přijímačem) |
Obr. 5. Hustota proudění standardně, modernizovaný a kanál s přijímačem při n \u003d 5600 min-1 (1 - standardní kanál, 2 - upgradovaný kanál, 3 - upgradovaný kanál s přijímačem) |
Hustota průtoku v oblasti mezery ventilu je znázorněna na OBR. Pět.
V modernizovaném kanálu s přijímačem je hodnota hustoty nižší než 0,2 kg / m3 od 440 g.k.v. Ve srovnání se standardním kanálem. To je spojeno s vysokým tlakem a průtokem plynu.
Z analýzy grafů můžete čerpat následující závěr: kanál zlepšeného formuláře poskytuje lepší plnění válce s čerstvým nábojem v důsledku snížení hydraulického odolnosti vstupního kanálu. S zvýšením rychlosti pístu v době otevírání vstupního ventilu, forma kanálu významně neovlivňuje rychlost, hustotu a tlak uvnitř přívodního kanálu, je vysvětlena skutečností, že v tomto období jsou indikátory vstupních procesů převážně Závisí na rychlosti pístu a ventilu slotové plochy (pouze tvar přívodního kanálu se v tomto výpočtu změnil), ale vše se mění dramaticky v době zpomalení pohybu pístu. Poplatek ve standardním kanálu je méně inertní a silnější "strie" podél délky kanálu, který v agregátu poskytuje méně plnění válce v době snížení rychlosti pohybu pístu. Až do uzavření ventilu, proces proudí pod jmenovatelem již získaného průtoku (píst se dává počáteční průtok objemu v mezipaměti, s poklesem rychlosti pístu, setrvačnosti plynu plynu má významnou úlohu na plnění. To potvrzuje vyšší indikátory rychlosti, tlakem.
V přívodním kanálu s přijímačem, vzhledem k přídavným náboji a rezonančním jevům, ve válci DVS je podstatně velká hmotnost plynové směsi, která poskytuje vyšší technické ukazatele operace DVS. Nárůst růstu konce vstupu bude mít významný dopad na zvýšení technické a ekonomické a environmentální výkonnosti DVS práce.
Recenzenti:
Dostal Alexander Nikolaevich, doktor technické univerzity, profesor katedry tepelných motorů a energetických instalací Vladimir Státní univerzity Ministerstva školství a vědy Vladimir.
Kulchitsky Aleksey Ramovich, d.n., profesor, zástupce hlavního designéra LLC VMTZ, Vladimir.
Bibliografický odkaz
Jolobov L. A., Suvorov E. A., Vasilyev I. S. Vliv další kapacity v přívodním systému pro plnění DVS // Moderní problémy vědy a vzdělávání. - 2013. - № 1;URL: http://scence-education.ru/ru/article/view?id\u003d8270 (datum manipulace: 25.11.2019). Přinášíme vaši pozornost časopisy publikování v nakladatelství "Akademie přírodních věd"
Souběžně, vývoj ničivých výfukových systémů, systémy vyvinuté, konvenčně označované jako "tlumiče", ale navržené ne tolik, aby snížily hladinu hluku provozního motoru, kolik změnit své výkonové vlastnosti (výkon motoru, nebo jeho točivý moment. Úkolem šumu šumu se zároveň šel do druhého plánu, taková zařízení nejsou snížena a nemohou významně snížit hluk výfukových plynů motoru a často jej zvyšovat.
Práce těchto zařízení je založena na rezonančních procesech v rámci "tlumiče" samotných, vlastnit, stejně jako všechny duté tělo s vlastnostmi resonator her. Vzhledem k vnitřní rezonancí výfukového systému se vyřeší dvě paralelní problémy najednou: Čištění válce se zlepšuje ze zbytků hořlavé směsi v předchozímu taktu, a plnění válce je čerstvá část hořlavého směs pro dalšího taktu komprese.
Zlepšení čištění válce je způsobeno tím, že plynový sloup v absolventském potrubí, který skóroval určitou rychlost během výstupu plynů v předchozímu taktu, v důsledku setrvačnosti, stejně jako píst v čerpadle, pokračuje v sátku Zbytky plynů z válce i po tlaku válce přichází s tlakem v absolventském potrubí. Současně další, nepřímý účinek dochází: Vzhledem k tomuto dalšímu drobnému čerpání se tlak ve válce snižuje, což příznivě ovlivňuje další purgeový takt - ve válci, který padá poněkud více než čerstvě hořlavou směs, než by se mohlo dostat tlak válce byl roven atmosférickým.
Kromě toho, reverzní vlna výfukového tlaku, odráží se od zmatku (zadní kužel výfukového systému) nebo směsi (plyn-dynamická membrána) instalovaná v dutině tlumiče, vracím zpět do výfukového okna válce v té době jeho uzavření, navíc "rambling" čerstvé palivové směsi ve válci, ještě více zvyšující jeho náplň.
Zde musíte jasně pochopit, že to není o vzájemném pohybu plynů ve výfukovém systému, ale o vlnovém oscilačním procesu v rámci samotného plynu. Plyn se pohybuje pouze v jednom směru - od výfukového okna válce ve směru vývody na výstupu výfuku výfukového systému, nejprve s ostrými žerti, jejichž frekvence se rovná obratu vozidla, pak postupně amplitudu těchto Jolts se sníží, v limitu přeměněném do jednotného laminárního pohybu. A "Tam a tady" Tlakové vlny chodí, povaha je velmi podobná akustickým vlnám ve vzduchu. A rychlost těchto vibrací tlaku je blízká rychlosti zvuku v plynu, s přihlédnutím k jeho vlastnostem - především hustotou a teplotou. Tato rychlost je samozřejmě poněkud odlišná od známé hodnoty rychlosti zvuku ve vzduchu, za normálních podmínek rovná přibližně 330 m / s.
Přísně řečeno, procesy proudící ve výfukových systémech DSV nejsou zcela správně nazvané čisté akustické. Spíše poslouchají zákony používané k popisu šokových vln, i když slabý. A to již není standardní plyn a termodynamika, která je jasně naskládána v rámci izotermických a adiabatických procesů popsaných zákony a rovnicemi Boyya, Mariotta, Klapaireron, a jiní jako je.
Narazil jsem na tuto myšlenku několik případů, svědectví, o kterém jsem sám byl. Podstata z nich je následující: rezonance dudges vysokorychlostních a závodních motorů (Avia, soud a auto), práce na replných režimech, ve kterých jsou motory někdy nezaškrtnuté až 40 000-45,000 ot / min a ještě vyšší, Začnou "plachtění" - jsou doslova v očích změnou tvaru, "pinpoint", jako by nebyl vyroben z hliníku, ale z plastelíny, a dokonce setrvalo pečeně! A to se stane na rezonančním vrcholem "dvojče". Je známo, že teplota výfukových plynů na výstupu z výfukového okna nepřesahuje 600-650 ° C, zatímco teplota tání čistého hliníku je o něco vyšší - asi 660 ° C a jeho slitiny a další. Současně (hlavní věc!), Nikoli trubka výfuku megafon, přilehlé přímo do výfukového okna, je častěji roztaven a deformován, kde by se zdálo nejvyšší teplotu a nejhorší teplotní podmínky, ale oblast Zvláštnost reverzního kužele, ke kterému výfukový plyn dosáhne s mnohem menší teplotou, která se snižuje v důsledku jeho expanze uvnitř výfukového systému (pamatujte na základní zákony dynamiky plynu), a kromě toho, tato část tlumiče je obvykle foukána incidentem Průtok vzduchu, tzn Dodatečně chlazen.
Dlouho jsem nemohl pochopit a vysvětlit tento fenomén. Všechno padalo na místo poté, co jsem omylem zasáhl knihu, ve které byly popsány procesy rázových vln. Existuje taková speciální část dynamiky plynu, jehož průběh je čten pouze na speciální kohoutky některých univerzit, které připravují výbušné techniky. Něco podobného se stane (a studoval) v letectví, kde napůl předtím předtím, na úsvitu nadzvukových letů, se také setkali s některými nevysvětlitelnými faktami zničení návrhu letadlového kluzáku v době nadzvukového přechodu.
Plyn-dynamický dohled zahrnuje způsoby pro zvýšení hustoty náboje na vstupu použitím:
· Kinetická energie vzduchu pohybující se na přijímacím zařízení, ve které je převedena na potenciální tlak tlaku při brzdění proudem - vysokorychlostní dohled;
· Procesy vln v přívodních potrubích -.
V termodynamickém cyklu motoru bez zvýšení počátku procesu komprese dochází při tlaku p. 0, (rovné atmosférické). V termodynamickém cyklu pístového motoru s dynamickým dynamickým dohledem, nastane začátek procesu komprese při tlaku p K. vzhledem k zvýšení tlaku pracovní tekutiny mimo válec p. 0 být p K.. To je způsobeno transformací kinetické energie a energie vlnových procesů mimo válec do potenciální energie tlaku.
Jedním z energetických zdrojů pro zvýšení tlaku na začátku komprese může být energie dopadajícího proudění vzduchu, který se odehrává, když letadlo, auto, atd. Prostředky. V souladu s tím se přidání v těchto případech nazývá vysokorychlostní.
Vysokorychlostní dohled Na základě aerodynamických vzorů transformace vysokorychlostního proudění vzduchu ve statickém tlaku. Strukturálně je realizována jako difuzorová přívodní tryska, zaměřená na tažení proudění vzduchu, když se vozidlo pohybuje. Teoreticky zvýšit tlak δ p K.=p K. - p. 0 závisí na rychlosti c. H a hustota ρ 0 incidentu (pohyblivý) proud vzduchu
Vysokorychlostní dohled najde použití hlavně na letadlech s pístovými motory a sportovními vozy, kde rychlost rychlosti jsou více než 200 km / h (56 m / s).
Následující odrůdy dynamického dohledu z plynového dynamického inspekce jsou založeny na používání inerciálních a vlnových procesů v inletovém systému motoru.
Inerciální nebo dynamické redukce probíhá při relativně vysoké rychlosti pohybu čerstvého náboje v potrubí c. Tr. V tomto případě bere rovnice (2.1)
kde ξ t je koeficient, který bere v úvahu odolnost vůči pohybu plynu na délku a lokální.
Skutečná rychlost c. Průtok plynu plynu v sacích potrubí, aby se zabránilo zvýšeným aerodynamickým ztrátám a poškozením plnění válců s čerstvým nábojem, by neměly překročit 30 ... 50 m / s.
Frekvence procesů ve válcích pístových motorů je příčinou oscilační dynamických jevů v plynovodech. Tyto jevy mohou být použity k podstatnému zlepšení hlavních ukazatelů motorů (litrové sílu a ekonomiky.
Inerciální procesy jsou vždy doprovázeny vlnovými procesy (výkyvy tlaku) vyplývající z periodického otvoru a zavírání vstupních ventilů systému výměny plynu, jakož i pohyb tranzit vratných pístů.
V počáteční fázi vstupu v vstupní trysce před ventilem je vytvořeno vakuum a odpovídající vlna nalití, dosahující protilehlého konce individuálního vstupního potrubí, odráží kompresní vlnu. Výběrem délky a průchodu sekce jednotlivých potrubí můžete dostat příchod této vlny na válec v nejvýhodnějším momentu před zavřením ventilu, který výrazně zvýší faktor plnění, a tím točivý moment MĚ. Motor.
Na Obr. 2.1. Zobrazí se schéma vyladěného sacího systému. Prostřednictvím sacího potrubí vynechání škrticí klapky, vzduch vstupuje do přijímacího přijímače a vstupní potrubí nakonfigurované délky každému ze čtyř válců.
V praxi se tento fenomén používá v cizích motorech (obr. 2.2), stejně jako domácí motory pro osobní automobily s nakonfigurovanými individuálními sacími potrubími (například motory ZMZ), stejně jako na 2H8.5 / 11 dysperse a Stacionární elektrický generátor, který má jeden nakonfigurovaný potrubí na dvou válcích.
Největší účinnost plynu dynamického dohledu probíhá s dlouhými individuálními potrubí. Pokročilý tlak závisí na koordinaci frekvence otáčení motoru n., Délka potrubí L. Tr a rohy
ohýbání uzavření sacího ventilu (orgán) φ A.. Tyto parametry jsou související závislost
kde je lokální rychlost zvuku; k. \u003d 1,4 - adiabatický index; R. \u003d 0,287 kJ / (kg ∙ krupobití.); T. - Průměrná teplota plynu pro dobu tlaku.
Vlna a inerciální procesy mohou poskytnout znatelné zvýšení nabití ve válci u velkých objevích ventilů nebo ve formě zvyšující se dobíjení v taktovém taktovém stavu. Realizace efektivního dynamického dohledu je možné pouze pro úzký rozsah frekvence otáčení motoru. Kombinace fází distribuce plynu a délky sacího potrubí musí poskytnout největší koeficient plnění. Takový výběr parametrů se nazývá nastavení vstupního systému.To vám umožní zvýšit výkon motoru o 25 ... 30%. Pro zachování účinnosti plyn-dynamického dohledu v širším rozsahu otáčení blesku klikového hřídele, mohou být použity různé způsoby:
· Použití potrubí s proměnnou délkou l. Tr (například teleskopický);
· Přepnutí z krátké potrubí pro dlouhé;
· Automatická regulace fází distribuce plynu atd.
Použití plyn-dynamického dohledu pro zesílení motoru je však spojeno s určitými problémy. Za prvé, není vždy možné racionálně dodržovat dostatečně rozšířené přívodní potrubí. Je obzvláště obtížné udělat pro nízkorychlostní motory, protože se snížením rychlosti otáčení se zvyšuje délka upravených potrubí. Za druhé, geometrie pevných potrubí poskytuje dynamické nastavení pouze v některých zcela určitém rozsahu režimu rychlosti.
Aby bylo zajištěno účinek v širokém rozmezí, při pohybu z jednoho režimu rychlosti do druhého se použije hladké nebo krokové nastavení délky nakonfigurované dráhy. Kroková regulace pomocí speciálních ventilů nebo otočných klapek je považováno za spolehlivější a úspěšně používán v automobilových motorech mnoha zahraničních firem. Nejčastěji používají ovládací prvek s přepnutím na dva přizpůsobené délky potrubí (obr. 2.3).
V poloze uzavřené klapky se odpovídající režim až 4000 min -1 provádí přívod vzduchu z přijímačů sacího sacího systému podél dlouhé cesty (viz obr. 2.3). Výsledkem je (ve srovnání se základní verzí motoru bez plynulého dynamického dohledu), se tok křivky točivého momentu zlepšuje na vnější rychlosti charakteristiky (na některých frekvencích od 2500 do 3500 min -1, točivý moment zvyšuje v průměru o 10 ... 12%). S rostoucí rychlostí otáčení n\u003e 4000 min -1 podávání spínačů na krátkou cestu a to vám umožní zvýšit výkon N e. na jmenovitém režimu o 10%.
Existují také složitější celostátní systémy. Například návrhy s potrubí pokrývající válcový přijímač s rotačním bubnem, které mají okna pro zprávy s potrubí (obr. 2.4). Když se válcový přijímač otáčí, délka potrubí se zvyšuje a naopak, při otočení ve směru hodinových ručiček se snižuje. Provádění těchto metod však výrazně komplikuje návrh motoru a snižuje svou spolehlivost.
Ve víceválcových motorech s běžnými potrubí se sníží účinnost dynamického dynamického dozoru, což je způsobeno vzájemným vlivem procesů sání v různých válcích. V automobilových motorech, sací systémy "nastavit" obvykle na maximálním momentovém režimu pro zvýšení jeho zásob.
Účinek plynu dynamické nadřízené lze také získat odpovídajícím "nastavením" výfukového systému. Tato metoda najde použití na dvoudobých motorech.
Pro určení délky L. Tr a vnitřní průměr d. (nebo průchodová sekce) nastavitelného potrubí, je nutné provést výpočty pomocí numerických metod dynamiky plynu popisujících nestacionární tok, spolu s výpočtem pracovního postupu ve válci. Kritérium je zvýšení výkonu,
nebo snižování specifické spotřeby paliva. Tyto výpočty jsou velmi složité. Jednodušší definiční metody L. tři d. Na základě výsledků experimentálních studií.
V důsledku zpracování velkého počtu experimentálních dat pro výběr vnitřního průměru d. Nastavitelný potrubí se navrhuje následujícím způsobem:
kde (μ. F. Y) Max je nejúčinnější oblast slotu vstupního ventilu. Délka L. Trifle potrubí může být určeno vzorcem:
Všimněte si, že použití rozvětvených laděných systémů, jako je běžná trubka - přijímač - individuální trubky, se ukázalo být velmi účinné v kombinaci s turbodmychadlem.
