نظارت بر پویا شامل روش های افزایش تراکم شارژ در ورودی با استفاده از:
· انرژی جنبشی هوا در حال حرکت بر روی دستگاه دریافتی است که در آن زمانی که ترمز جریان را به فشار بالقوه فشار تبدیل می شود، نظارت با سرعت بالا;
· فرآیندهای موج در خطوط لوله ورودی -.
در چرخه ترمودینامیکی موتور بدون افزایش شروع روند فشرده سازی در فشار رخ می دهد پ. 0، (اتمسفر برابر). در چرخه ترمودینامیکی موتور پیستونی با نظارت گاز پویایی، شروع فرایند فشرده سازی در فشار رخ می دهد p K. ، با توجه به افزایش فشار مایع کار خارج از سیلندر از پ. 0 باید باشد p K.. این به دلیل تحول انرژی جنبشی و انرژی فرایندهای موج خارج از سیلندر به انرژی بالقوه فشار است.
یکی از منابع انرژی برای افزایش فشار در ابتدای فشرده سازی ممکن است انرژی جریان هوا حادثه باشد، که در صورتی که هواپیما، ماشین و غیره اتفاق می افتد، به معنی آن باشد. بر این اساس، اضافه کردن در این موارد، سرعت بالا نامیده می شود.
نظارت با سرعت بالا بر اساس الگوهای آیرودینامیکی تبدیل جریان هوا با سرعت بالا در فشار استاتیک. به طور ساختاری، آن را به عنوان یک نازل مصرف هوای پخش کننده منتشر می شود، با هدف قرار دادن جریان هوا زمانی که وسیله نقلیه حرکت می کند. به لحاظ نظری فشار δ را افزایش می دهد p K.=p K. - پ. 0 بستگی به سرعت دارد c. H و تراکم ρ 0 حادثه (حرکت) جریان هوا
نظارت بر سرعت بالا، استفاده عمدتا در هواپیما با موتورهای پیستونی و اتومبیل های ورزشی، که سرعت سرعت آن بیش از 200 کیلومتر در ساعت است (56 متر بر ثانیه) استفاده می شود.
ارقام زیر نظارت بر پویای پویای موتورها بر اساس استفاده از فرآیندهای inertial و موج در سیستم ورودی موتور است.
کاهش جریان یا پویا در سرعت نسبتا بالا حرکت شارژ تازه در خط لوله می گیرد c. tr. در این مورد، معادله (2.1) طول می کشد
جایی که ξ T ضرایب است که به مقاومت در برابر حرکت گاز در طول و محلی توجه می کند.
سرعت واقعی c. جریان گاز گاز در خط لوله های ورودی، به منظور جلوگیری از افزایش تلفات آیرودینامیکی و از بین رفتن سیلندر با شارژ تازه، نباید بیش از 30 ... 50 متر بر ثانیه باشد.
فرکانس فرآیندهای سیلندر موتورهای پیستون این علت پدیده های پویا نوسان در مسیرهای گاز هوایی است. این پدیده ها می تواند به طور قابل ملاحظه ای از شاخص های اصلی موتورها (قدرت لیتری و اقتصاد بهبود بخشد.
فرآیندهای inertial همیشه همراه با فرآیندهای موج (نوسانات فشار) ناشی از باز شدن دوره ای و بسته شدن دریچه های ورودی سیستم مبادله گاز، و همچنین حرکت حمل و نقل بازگشت پیستون ها همراه است.
در مرحله اولیه ورودی ورودی در نازل ورودی قبل از شیر، یک خلاء ایجاد می شود، و موج مربوط به ریختن، رسیدن به انتهای مخالف خط لوله ورودی فردی، نشان دهنده موج فشرده سازی است. با انتخاب بخش طول و پاساژ خط لوله فردی، می توانید ورود این موج را به سیلندر در لحظه مطلوب قبل از بستن دریچه دریافت کنید، که به طور قابل توجهی عامل پر شدن را افزایش می دهد و بنابراین گشتاور M E. موتور
در شکل 2.1. نمودار یک سیستم ورودی تنظیم شده نشان داده شده است. از طریق خط لوله ورودی، دور زدن دریچه گاز، هوا وارد گیرنده دریافت می شود، و خطوط لوله ورودی طول پیکربندی به هر یک از چهار سیلندر.
در عمل، این پدیده در موتورهای خارج از کشور (شکل 2.2)، و همچنین موتورهای داخلی برای استفاده می شود اتومبیل های مسافری با استفاده از خط لوله های مصرف فردی سفارشی (به عنوان مثال، موتورهای ZMZ)، و همچنین در یک موتور دیزلی 2H8.5 / 11، داشتن یک خط لوله پیکربندی به دو سیلندر.
بزرگترین کارایی نظارت بر پویا گاز با خطوط لوله های طولانی مدت اتفاق می افتد. فشار پیشبرد بستگی به هماهنگی فرکانس چرخش موتور دارد n.، طول خط لوله L. TR و گوشه ها
تاخیر بستن شیر ورودی (ارگان) φ آ.. این پارامترها معتاد هستند
سرعت صدای محلی کجاست؟ k. \u003d 1.4 - شاخص Adiabatic؛ R. \u003d 0.287 KJ / (KG ∙ Hail.)؛ T. - دمای گاز متوسط \u200b\u200bبرای دوره فشار.
موج و فرآیندهای inertial می تواند افزایش قابل ملاحظه ای را در یک سیلندر در اکتشافات شیر \u200b\u200bبزرگ و یا به شکل افزایش شارژ در تسخیر فشرده سازی فراهم کند. پیاده سازی نظارت موثر پویای پویایی تنها برای محدوده باریک فرکانس چرخش موتور امکان پذیر است. ترکیبی از مراحل توزیع گاز و طول خط لوله ورودی باید بیشترین ضریب پر شدن را فراهم کند. چنین انتخابی از پارامترها نامیده می شود تنظیم سیستم ورودیاین اجازه می دهد تا شما را به افزایش قدرت موتور 25 ... 30٪. برای حفظ اثربخشی نظارت پویایی گاز در طیف گسترده ای از فرکانس چرخشی میل لنگ روش های مختلف را می توان به طور خاص استفاده کرد:
· استفاده از یک خط لوله با طول متغیر l. TR (به عنوان مثال، تلسکوپی)؛
· تغییر از یک خط لوله کوتاه برای مدت طولانی؛
· تنظیم خودکار فازهای توزیع گاز، و غیره
با این حال، استفاده از نظارت بر پویا برای افزایش موتور با مشکلات خاص همراه است. اول، همیشه امکان پذیر نیست که منطقی با خط لوله های مصرف به اندازه کافی گسترش یابد. به ویژه برای موتورهای کم سرعت دشوار است، زیرا با کاهش سرعت چرخش، طول خط لوله های تنظیم شده افزایش می یابد. در مرحله دوم، هندسه خط لوله ثابت، تنظیم پویا را فقط در برخی از، کاملا یک محدوده خاص از حالت سرعت فراهم می کند.
برای اطمینان از اثر در طیف گسترده ای، تنظیم صاف یا گام طولانی مسیر پیکربندی شده هنگام انتقال از یک حالت سرعت به دیگری استفاده می شود. کنترل مرحله ای با استفاده از دریچه های ویژه یا دمپایی های چرخشی قابل اعتماد تر و با موفقیت در آن استفاده می شود موتورهای خودرو بسیاری از شرکت های خارجی. اغلب از کنترل با سوئیچینگ به دو طول خط لوله سفارشی استفاده می شود (شکل 2.3).
در موقعیت فلپ بسته، حالت مربوطه تا 4000 دقیقه -1، عرضه هوا از گیرنده های ورودی سیستم در طول مسیر طولانی انجام می شود (نگاه کنید به شکل 2.3). به عنوان یک نتیجه (در مقایسه با نسخه پایه موتور بدون نظارت بر پویا گاز)، جریان منحنی گشتاور بر روی یک ویژگی سرعت خارجی بهبود می یابد (در برخی از فرکانس های 2500 تا 3500 دقیقه -1، گشتاور به طور متوسط \u200b\u200b10 برابر افزایش می یابد ... 12٪) با افزایش سرعت چرخش N\u003e 4000 دقیقه -1 تغذیه سوئیچ به یک مسیر کوتاه و این اجازه می دهد تا شما را به افزایش قدرت n E. در حالت اسمی 10٪.
همچنین سیستم های تمام عمر پیچیده تر وجود دارد. به عنوان مثال، طرح هایی با خطوط لوله که یک گیرنده استوانه ای را با یک درام روتاری که دارای ویندوز برای پیام های خط لوله (شکل 2.4) است، پوشش می دهد. هنگامی که گیرنده استوانه ای چرخانده می شود، طول خط لوله افزایش می یابد و بالعکس، هنگام چرخش در جهت عقربه های ساعت، کاهش می یابد. با این حال، اجرای این روش ها به طور قابل توجهی پیچیده طراحی موتور و قابلیت اطمینان آن را کاهش می دهد.
در موتورهای چند سیلندر با خطوط لوله های معمولی، کارایی نظارت بر پویا گاز کاهش می یابد، که به دلیل تأثیر متقابل فرآیندهای مصرف در سیلندرهای مختلف است. در موتورهای خودرو، سیستم های ورودی "تنظیم" معمولا در حداکثر حالت گشتاور برای افزایش سهام خود.
اثر پویای پویای گاز نیز می تواند توسط "تنظیم" مربوط به سیستم اگزوز بدست آید. این روش بر روی موتورهای دو سکته استفاده می کند.
برای تعیین طول L. TR و قطر داخلی d. (یا بخش عبور) از خط لوله قابل تنظیم لازم است که محاسبات را با استفاده از روش های عددی پویایی گاز توصیف جریان غیر ثابت، همراه با محاسبه گردش کار در سیلندر، لازم است. معیار افزایش قدرت است
گشتاور یا کاهش مصرف سوخت خاص. این محاسبات بسیار پیچیده است. روش های تعریف ساده تر L. سه d. بر اساس نتایج مطالعات تجربی.
به عنوان یک نتیجه از پردازش تعداد زیادی از داده های تجربی برای انتخاب قطر داخلی d. خط لوله قابل تنظیم به شرح زیر پیشنهاد شده است:
جایی که (μ. F. Y) حداکثر مؤثرترین منطقه اسلات خروجی ورودی است. طول L. خط لوله Trifle را می توان با فرمول تعیین کرد:
توجه داشته باشید که استفاده از سیستم های تنظیم شده شاخه ای مانند یک گیرنده لوله مشترک - لوله های فردی تبدیل به ترکیب با توربو شارژر بسیار موثر است.
استفاده از لوله های اگزوز رزونانس بر روی مدل های موتور از همه کلاس ها به شما امکان می دهد به طور چشمگیری نتایج ورزشی رقابت را افزایش دهید. با این حال، پارامترهای هندسی لوله ها به عنوان یک قاعده، با روش محاکمه و خطا تعیین می شود، از آنجایی که تا کنون هیچ درک واضح و تفسیری از فرایندهای رخ داده در این دستگاه های پویای گاز وجود ندارد. و در چند منبع اطلاعات در مورد این مناسبت، نتیجه های متضاد که یک تفسیر دلخواه ارائه شده است.
برای مطالعه دقیق از فرایندها در لوله های اگزوز سفارشی، نصب ویژه ای ایجاد شد. این شامل یک پایه برای موتورهای در حال اجرا، یک موتور آداپتور - یک لوله با اتصالات برای انتخاب فشار استاتیک و پویا، دو سنسور پیزوالکتریک، اسیلوسکوپ دو پرتو C1-99، یک دوربین، یک لوله اگزوز رزونانس از R-15 است موتور با "تلسکوپ" و یک لوله خانگی با سطوح سیاه و عایق حرارتی اضافی.
فشار در لوله ها در ناحیه اگزوز به شرح زیر تعیین شد: موتور بر روی تجدید نظر رزونانس (26000 دور در دقیقه) نمایش داده شد، داده ها از سنسورهای پیزوالکتریک متصل به اسیدهای سنسورهای پیزوالکتریک بر روی اسیلوسکوپ، فرکانس جاروبرقی نمایش داده شد که با فرکانس چرخش موتور هماهنگ شده است، و اسیلوگرم بر روی فیلم ثبت شد.
پس از آنکه فیلم در یک توسعه دهنده متضاد ظاهر شد، تصویر به کشش در مقیاس صفحه نمایش اسیلوسکوپ منتقل شد. نتایج مربوط به لوله از موتور R-15 در شکل 1 و برای یک لوله خانگی با عایق حرارتی سیاه و سفید - در شکل 2 نشان داده شده است.
در برنامه ها:
P DYN - فشار پویا، فشار P ST - استاتیک. OSO - باز کردن پنجره اگزوز، NMT - نقطه مرطوب پایین، لینک بسته شدن پنجره اگزوز است.
تجزیه و تحلیل منحنی به شما امکان می دهد تا توزیع فشار را در ورودی لوله رزونانس در عملکرد فاز چرخش میل لنگ را شناسایی کنید. افزایش فشار پویا از لحظه ای که پنجره اگزوز با قطر نازل خروجی 5 میلی متر کشف می شود، برای R-15 حدود 80 درجه رخ می دهد. و حداقل آن در عرض 50 درجه - 60 درجه از پایین نقطه مرده در حداکثر تمیز کردن است. افزایش فشار در موج منعکس شده (از حداقل) در زمان بسته شدن پنجره اگزوز حدود 20 درصد از حداکثر مقدار R. تاخیر در عمل موج منعکس شده است گازهای خروجی - از 80 تا 90 درجه. برای فشار استاتیک، با افزایش 22 درجه سانتیگراد "فلات" بر روی نمودار تا 62 درجه از باز شدن پنجره اگزوز، با حداقل 3 درجه از پایین نقطه مرده مشخص می شود. بدیهی است، در صورت استفاده از یک لوله اگزوز مشابه، نوسانات خالص در 3 درجه ... 20 درجه بعد از پایین نقطه مرده رخ می دهد، و به هیچ وجه 30 درجه پس از باز شدن پنجره اگزوز قبلا تصور می شد.
این مطالعات لوله خانگی از داده های R-15 متفاوت است. افزایش فشار پویا تا 65 درجه از باز شدن پنجره اگزوز با حداقل 66 درجه ای پس از پایین نقطه مرده همراه است. در عین حال، افزایش فشار موج منعکس شده از حداقل حدود 23٪ است. بارگذاری در عمل گازهای خروجی کمتر است، که احتمالا به دلیل افزایش دمای در سیستم عایق حرارتی است و حدود 54 درجه است. نوسانات پاک کننده در 10 درجه بعد از پایین نقطه مرده مشخص شده است.
مقایسه گرافیک، می توان اشاره کرد که فشار استاتیک در لوله های عایق حرارتی در زمان بسته شدن پنجره اگزوز کمتر از R-15 است. با این حال، فشار پویا حداکثر یک موج منعکس شده از 54 درجه پس از بسته شدن پنجره اگزوز، و در R-15، این حداکثر توسط 90 "تغییر می کند! تفاوت ها با تفاوت در قطر لوله های اگزوز مرتبط است: در R-15، همانطور که قبلا ذکر شد، قطر 5 میلیمتر و حرارت عایق شده - 6.5 میلی متر است. علاوه بر این، با توجه به هندسه پیشرفته تر لوله R-15، ضریب بازسازی فشار استاتیک بیشتر است.
ضریب کارایی لوله اگزوز رزونانس تا حد زیادی بستگی به پارامترهای هندسی لوله خود دارد، بخش مقطع لوله اگزوز موتور، رژیم دما و فازهای توزیع گاز.
استفاده از کنترل و انتخاب رژیم دما از لوله اگزوز رزونانس اجازه می دهد تا حداکثر فشار موج خروجی گاز منعکس شده را تغییر دهد تا زمانی که پنجره اگزوز بسته شود و به شدت کارایی آن را افزایش دهد.
کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده کنید. از فرم زیر استفاده کنید
دانش آموزان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوان که از پایگاه دانش خود در مطالعات خود استفاده می کنند، از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.
ارسال شده توسط http://www.allbest.ru/
ارسال شده توسط http://www.allbest.ru/
آژانس فدرال برای آموزش و پرورش
Gou VPO "دانشگاه فنی دولتی اورال - UPI نام پس از اولین رئیس جمهور روسیه B.N. یلتسین "
برای حقوق دست نویس
پایان نامه
برای درجه نامزد علوم فنی
پویایی گاز و انتقال حرارت محلی در سیستم ورودی موتور پیستون
نجاری لئونید والریدخ
مشاور علمی:
پزشک متخصص پزشک و ریاضی
پروفسور Zhilkin B.P.
Yekaterinburg 2009.
سیستم مصرف دینامیک گاز پیستون
پایان نامه شامل دولت، پنج فصل، نتیجه گیری، یک لیست از منابع، از جمله 112 نام است. این در 159 صفحه از شماره گیری کامپیوتر در برنامه MS Word تنظیم شده است و مجهز به متن 87 نقاشی و 1 جدول است.
کليدواژگان: پيگيری گاز، موتور پیستون، سیستم ورودی، پروفیل های عرضی، مواد مصرفی، انتقال حرارت محلی، ضریب انتقال حرارت محلی لحظه ای.
هدف از این مطالعه جریان هوا غیر ثابت در سیستم ورودی موتور پیستونی احتراق داخلی بود.
هدف از این کار، ایجاد الگوهای تغییرات در ویژگی های پویای گاز پویا و حرارتی فرآیند ورودی در موتور احتراق داخلی پیستون از عوامل هندسی و رژیم است.
نشان داده شده است که با قرار دادن درج های پروفیل، ممکن است با یک کانال سنتی از دور ثابت مقایسه شود تا تعدادی از مزایا را بدست آورید: افزایش جریان جریان هوا وارد سیلندر؛ افزایش شیب وابستگی وابستگی V بر تعداد چرخش میل لنگ N در محدوده عملیاتی فرکانس چرخش در قرار دادن "مثلثی" یا خطی سازی ویژگی های مخارج در کل محدوده چرخش شفت، به عنوان به عنوان سرکوب پالس های جریان هوا با فرکانس بالا در کانال ورودی.
تفاوت های قابل توجهی در الگوهای تغییر ضرایب ضریب انتقال حرارت از سرعت W در جریان ثابت و جریان پالسی هوا در سیستم ورودی DV ها ایجاد شده است. تقریب داده های تجربی به دست آمده معادلات برای محاسبه ضریب انتقال حرارت محلی در دستگاه ورودی FEA، هر دو برای جریان ثابت و برای جریان پالسی پویایی بود.
معرفی
1. وضعیت مشکل و تعیین اهداف مطالعه
2. شرح روش های آزمایشگاهی و اندازه گیری تجربی
2.2 اندازه گیری سرعت چرخش و گوشه چرخش میل لنگ
2.3 اندازه گیری مصرف لحظه ای از هوای مکش
2.4 سیستم برای اندازه گیری ضرایب انتقال حرارت لحظه ای
2.5 سیستم جمع آوری داده ها
3. پویایی گاز و فرآیند ورودی گاز در موتور احتراق داخلی در پیکربندی های مختلف سیستم مصرف
3.1 پویایی گاز فرایند مصرف بدون توجه به تاثیر عنصر فیلتر
3.2 تأثیر عنصر فیلتر بر روی پویایی گاز فرآیند مصرف در تنظیمات مختلف سیستم مصرف
3.3 مواد مصرفی و تجزیه و تحلیل طیفی فرایند ورودی با پیکربندی های مختلف سیستم مصرف با عناصر فیلتر مختلف
4. انتقال حرارت در کانال ورودی موتور پیستونی احتراق داخلی
4.1 کالیبراسیون سیستم اندازه گیری برای تعیین ضریب انتقال حرارت محلی
4.2 ضریب انتقال حرارت محلی در کانال ورودی موتور احتراق داخلی در حالت سرپایی
4.3 ضریب انتقال حرارت محلی فوری در کانال ورودی موتور احتراق داخلی
4.4 تأثیر پیکربندی سیستم ورودی موتور احتراق داخلی بر ضریب انتقال حرارت محلی
5. سوالات کاربرد عملی نتایج کار
5.1 طراحی سازنده و تکنولوژیکی
5.2 صرفه جویی در انرژی و منابع
نتیجه
کتابشناسی - فهرست کتب
فهرست پایه های اساسی و اختصارات
تمام نمادها زمانی که آنها برای اولین بار در متن استفاده می شود توضیح داده شده است. زیر فقط یک لیست از تنها نامزدهای مصرفی است:
d-diameter لوله، mm؛
d E قطر معادل (هیدرولیک)، MM؛
F - سطح سطح، m 2؛
من - قدرت فعلی، و؛
g - جریان جرم هوا، کیلوگرم / ثانیه؛
L - طول، متر؛
l اندازه خطی مشخصی است؛
n سرعت چرخشی میل لنگ، min -1؛
p - فشار اتمسفر، PA؛
R - مقاومت، اهم؛
t - دمای مطلق، k؛
t - درجه حرارت در مقیاس سلسیوس، o c؛
U - ولتاژ، در؛
V - سرعت جریان هوا، m 3 / s؛
w - سرعت جریان هوا، m / s؛
ضریب بیش از حد هوا؛
g - زاویه، سلام؛
زاویه چرخش میل لنگ، Hail.، p.k.v.؛
ضریب هدایت حرارتی، W / (M K)؛
ضریب اصطحکاک جنبشی، m 2 / s؛
تراکم، kg / m 3؛
بار؛
ضریب مقاومت؛
کاهش اساسی:
p.k.v. - چرخش میل لنگ؛
DVS - موتور احتراق داخلی؛
NMT - نقطه مرده بالا؛
NMT - نقطه مرطوب پایین
ADC - مبدل آنالوگ به دیجیتال؛
BPF - تحول سریع فوریه.
شماره:
RE \u003d شماره WD / - RAVELD؛
nu \u003d d / - تعداد nusselt.
معرفی
وظیفه اصلی توسعه و بهبود موتورهای احتراق داخلی پیستون، بهبود پر کردن سیلندر با شارژ تازه (یا به عبارت دیگر، افزایش ضریب پر شدن موتور) است. در حال حاضر، توسعه DV ها به چنین سطحی رسیده است که بهبود هر شاخص فنی و اقتصادی حداقل در سهم دهم درصد با حداقل مواد و هزینه های موقت، یک دستاورد واقعی برای محققان یا مهندسان است. بنابراین، برای دستیابی به هدف، محققان ارائه و استفاده از روش های مختلفی میان رایج ترین ها را می توان با موارد زیر متمایز کرد: پویا (inertial) کاهش، توربوشارژر یا بلورس هوا، کانال ورودی طول متغیر، تنظیم مکانیزم و فازهای توزیع گاز، بهینه سازی پیکربندی سیستم ورودی. استفاده از این روش ها اجازه می دهد تا به بهبود پر شدن سیلندر با شارژ تازه، که به نوبه خود باعث افزایش قدرت موتور و شاخص های فنی و اقتصادی آن می شود.
با این حال، استفاده از بسیاری از روش های مورد نظر نیاز به سرمایه گذاری های قابل توجه مواد و مدرنیزاسیون قابل توجهی از طراحی سیستم ورودی و موتور به طور کلی است. بنابراین، یکی از رایج ترین، اما نه ساده ترین، تا به امروز، روش های افزایش فاکتور پر کردن این است که بهینه سازی پیکربندی مسیر ورودی موتور. در این مورد، مطالعه و بهبود کانال ورودی موتور اغلب توسط روش مدل سازی ریاضی یا تمیز کردن استاتیک سیستم مصرف انجام می شود. با این حال، این روش ها نمیتوانند نتایج صحیح را در سطح مدرن توسعه موتور ارائه دهند، زیرا به عنوان شناخته شده است، روند واقعی در مسیرهای گاز هوایی موتورها یک انقضای جوهر افشان گاز سه بعدی از طریق شکاف شیر به طور جزئی پر شده است فضای سیلندر حجم متغیر. تجزیه و تحلیل ادبیات نشان داد که اطلاعات مربوط به روند مصرف در حالت دینامیکی واقعی عملا وجود ندارد.
بنابراین، داده های قابل اعتماد و صحیح گاز پویا و تبادل گرما برای فرایند مصرف را می توان به طور انحصاری در مطالعات مدل های پویا DV ها یا موتورهای واقعی. فقط چنین اطلاعاتی با تجربه می تواند اطلاعات لازم را برای بهبود موتور در سطح فعلی فراهم کند.
هدف از این کار، ایجاد الگوهای تغییر ویژگی های پویای گاز و حرارتی فرایند پر کردن سیلندر با شارژ تازه موتور احتراق داخلی پیستون از عوامل هندسی و رژیم است.
نوآوری علمی مقررات اصلی این کار این است که نویسنده برای اولین بار:
ویژگی های فرکانس دامنه اثرات پالسی ناشی از جریان در منیفولد ورودی (لوله) موتور پیستونی؛
یک روش برای افزایش جریان هوا (به طور متوسط \u200b\u200b24٪) وارد سیلندر با استفاده از درج های پروفیل در منیفولد ورودی، که منجر به افزایش قدرت موتور می شود؛
الگوهای تغییر در ضریب انتقال حرارت محلی لحظه ای در لوله ورودی موتور پیستون ایجاد شده است؛
نشان داده شده است که استفاده از درج های پروفیل، گرمای شارژ تازه را در مصرف به طور متوسط \u200b\u200b30٪ کاهش می دهد، که باعث افزایش پرکننده سیلندر می شود؛
به شکل معادلات تجربی به دست آمد، داده های تجربی به دست آمده بر انتقال حرارت محلی جریان پالسی هوا در منیفولد ورودی.
دقت نتایج بر اساس قابلیت اطمینان داده های تجربی به دست آمده از ترکیبی از روش های تحقیق مستقل و تایید شده توسط بازتولید نتایج تجربی، توافق خوب آنها در سطح آزمایش های آزمایشی با این نویسندگان، و همچنین استفاده از یک مجموعه ای از روش های تحقیق مدرن، انتخاب تجهیزات اندازه گیری، تست سیستماتیک و هدف گیری آن.
اهمیت عملی داده های تجربی به دست آمده پایه ای برای توسعه روش های مهندسی برای محاسبه و طراحی سیستم های جوهر جوهر، و همچنین گسترش نظری نظری در مورد پویایی گاز و انتقال حرارت هوا محلی در طول مصرف در موتور پیستون ایجاد می کنند. نتایج فردی این کار به اجرای کارخانه موتور دیزلی دیزل اورال در طراحی و نوسازی موتورهای 6DM-21L و 8DM-21L صورت گرفت.
روش های تعیین جریان جریان جریان هوا پالسی در لوله ورودی موتور و شدت انتقال حرارت لحظه ای در آن؛
داده های تجربی بر روی پویایی گاز و ضریب انتقال حرارت محلی لحظه ای در کانال ورودی کانال ورودی در فرآیند مصرف؛
نتایج تعمیم داده ها بر ضریب انتقال حرارت هوا در کانال ورودی DV ها به صورت معادلات تجربی؛
تأیید کار نتایج اصلی مطالعات مطرح شده در پایان نامه گزارش شده و در "کنفرانس های گزارش دهی دانشمندان جوان" ارائه شده است، Yekaterinburg، Ugtu-UPI (2006 - 2008)؛ گروه سمینارها علمی "مهندسی گرمای نظری" و "توربین ها و موتورها"، Yekaterinburg، Ugtu-Upi (2006 - 2008)؛ کنفرانس علمی و فنی "بهبود کارایی نیروگاه های ماشین های چرخدار و ردیابی"، چلیابینسک: مدرسه حزب کمونیست کمونیست خودرو شلیابینسک (موسسه نظامی) (2008)؛ کنفرانس علمی و فنی "توسعه مهندسی در روسیه"، سنت پترزبورگ (2009)؛ در شورای علمی و فنی تحت نیروگاه دیزل اورال LLC، Yekaterinburg (2009)؛ در شورای علمی و فنی برای تکنولوژی Autotractor OJSC NII، Chelyabinsk (2009).
کار پایان نامه در بخش ها "مهندسی گرمای نظری و توربین ها و موتورها" انجام شد.
1. بررسی اجمالی دولت معاصر مطالعات سیستم ورودی ورودی ورودی پیستون
تا به امروز تعداد زیادی از ادبیات وجود دارد که در آن اجرای سازنده سیستم های مختلف موتورهای احتراق داخلی پیستون، به ویژه عناصر فردی مصرف سیستم های DVS. با این حال، با تجزیه و تحلیل پویایی گاز و انتقال حرارت فرآیند ورودی، عملا هیچ اثری از راه حل های طراحی پیشنهادی وجود ندارد. و تنها در مونوگرافی های فردی، داده های تجربی یا آماری را در مورد نتایج عملیات ارائه می دهند، تایید امکان سنجی یک یا چند عملکرد سازنده. در این راستا، می توان گفت که تا همین اواخر، توجه کافی به مطالعه و بهینه سازی سیستم های ورودی موتورهای پیستونی پرداخت شد.
در دهه های اخیر، در ارتباط با تشدید الزامات اقتصادی و زیست محیطی موتورهای احتراق داخلی، محققان و مهندسان شروع به توجه بیشتر و بیشتر توجه به بهبود سیستم های مصرف هر دو موتورهای بنزینی و دیزل می کنند و معتقدند عملکرد آنها تا حد زیادی وابسته به آن است کمال فرآیندهای رخ داده در مسیرهای گاز هوایی.
1.1 عناصر اساسی سیستم ورودی ورودی پیستون
سیستم ورودی موتور پیستونی، به طور کلی، شامل یک فیلتر هوا، منیفولد ورودی (یا لوله ورودی)، سر سیلندر است که حاوی کانال های ورودی و خروجی، و همچنین مکانیسم شیر است. به عنوان مثال، در شکل 1.1، یک نمودار از سیستم ورودی موتور دیزلی YMZ-238 نشان داده شده است.
شکل. 1.1. طرح سیستم ورودی موتور دیزلی YMZ-238: 1 - منیفولد ورودی (لوله)؛ 2 - واشر لاستیکی؛ 3.5 - اتصال نازل؛ 4 - واشر برآورد شده؛ 6 - شلنگ؛ 7 - فیلتر هوا
انتخاب پارامترهای ساختاری بهینه و ویژگی های آیرودینامیکی سیستم ورودی پیش از آن، گردش کار کارآمد و سطح بالایی از شاخص های خروجی موتورهای احتراق داخلی را پیش بینی می کند.
به طور خلاصه هر کدام را در نظر بگیرید عنصر کامپوزیت سیستم ورودی و توابع اصلی آن.
سر سیلندر یکی از پیچیده ترین و مهم ترین عناصر در موتور احتراق داخلی است. از انتخاب صحیح شکل و اندازه عناصر اصلی (اول از همه، کمال فرآیندهای پر کردن و مخلوط کردن تا حد زیادی بستگی به اندازه مصرف و دریچه های اگزوز) دارد.
سر سیلندر عمدتا با دو یا چهار سوپاپ در سیلندر ساخته شده است. مزایای طراحی دو شعله، سادگی تکنولوژی تولید و طرح طراحی، در جرم و ارزش ساختاری کوچکتر، تعداد قطعات متحرک در مکانیزم درایو، تعمیر و نگهداری و هزینه های تعمیر است.
مزایای ساختارهای چهار فلپ شده شامل استفاده بهتر از منطقه محدود شده توسط مدار سیلندر، برای مناطق عبور از دریچه Gorlovin، در یک فرآیند مبادله کارآمد تر، در یک فرآیند مبادله سریع تر، در یک تنش گرم تر از سر به دلیل یک لباس دیگر حالت حرارتی، در امکان قرار دادن مرکزی نازل یا شمع، که یکنواختی بخش های حالت حرارتی گروه پیستون را افزایش می دهد.
طرح های دیگر از سر سیلندر، به عنوان مثال، با سه دریچه ورودی و یک یا دو فارغ التحصیلی در هر سیلندر وجود دارد. با این حال، چنین طرح هایی نسبتا نادر، عمدتا در موتورهای بسیار وابسته (مسابقه) استفاده می شود.
تأثیر تعداد دریچه ها در پویایی گاز و انتقال حرارت در مسیر ورودی به طور کلی عملا مورد مطالعه قرار نمی گیرد.
اکثر عناصر مهم سر سیلندر از نقطه نظر نفوذ آنها بر پویایی گاز و فرآیند ورودی تبادل گرما در موتور، انواع کانال های ورودی است.
یکی از راه های بهینه سازی فرآیند پر شدن، کانال های ورودی پروفیل در سر سیلندر است. طیف گسترده ای از شکل پروفایل ها برای اطمینان از حرکت جهت شارژ تازه در سیلندر موتور و بهبود فرآیند مخلوط کردن وجود دارد، آنها در دقیق تر شرح داده می شوند.
بسته به نوع فرآیند مخلوط کردن، کانال های ورودی توسط یک عملکردی (انزجار) انجام می شود و تنها با سیلندر با هوا، یا دو تابع (مماسی، پیچ یا نوع دیگر) استفاده می شود که برای اتهام ورودی ورودی و پیچ خورده استفاده می شود محفظه سیلندر و احتراق.
اجازه دهید ما به سوال از ویژگی های طراحی جمع کننده های مصرف انرژی های بنزین و دیزل تبدیل کنیم. تجزیه و تحلیل ادبیات نشان می دهد که جمع کننده مصرف (یا لوله جوهر) توجه کمی به خود جلب می کند و اغلب به عنوان یک خط لوله برای تهیه مخلوط هوا یا سوخت هوا به موتور محسوب می شود.
فیلتر هوا بخشی جدایی ناپذیر از سیستم ورودی موتور پیستون است. لازم به ذکر است که در ادبیات، توجه بیشتر به طراحی، مواد و مقاومت عناصر فیلتر پرداخت می شود و در عین حال اثر عنصر فیلتر بر شاخص های پویایی پویایی و مبادله حرارتی و همچنین هزینه ها ویژگی های سیستم احتراق داخلی پیستون، عملا در نظر گرفته نشده است.
1.2 پویایی گاز جریان در کانال های ورودی و روش های مطالعه فرآیند ورودی در موتور پیستونی
برای درک دقیق تر از ماهیت فیزیکی نتایج به دست آمده از نویسندگان دیگر، آنها به طور همزمان با روش های نظری و تجربی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا روش و نتیجه در یک ارتباط آلی قرار دارند.
روش ها برای مطالعه سیستم های ورودی KHOs را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد. گروه اول شامل تجزیه و تحلیل نظری فرایندها در سیستم ورودی، از جمله شبیه سازی عددی آنها است. به گروه دوم، ما تمام راه های تجربی را به آزمایش فرآیند ورودی را ارزیابی خواهیم کرد.
انتخاب روش های تحقیق، تخمین ها و تنظیم سیستم های مصرف انرژی توسط مجموعه اهداف، و همچنین امکانات موجود، تجربی و محاسبه شده تعیین می شود.
تا به امروز، هیچ روش تحلیلی وجود ندارد که به اندازه کافی دقیق برای برآورد سطح شدت گاز در محفظه احتراق، و همچنین حل مشکلات خصوصی مرتبط با توصیف جنبش در مسیر مصرف و انقضای گاز از شکاف شیر در فرایند غیر قابل تشخیص واقعی. این به دلیل مشکلات توصیف جریان سه بعدی گازها در کانال های منحنی با موانع ناگهانی، یک ساختار جریان فضایی پیچیده، با خروجی گاز جت از طریق شکاف شیر و یک فضای پر از یک سیلندر حجم متغیر، تعامل است از جریان بین خود، با دیوارهای سیلندر و پایین حرکت پیستون. تعیین تحلیلی میدان بهینه سرعت در لوله ورودی، در شکاف دریچه حلقه و توزیع جریان در سیلندر با کمبود روش های دقیق برای ارزیابی تلفات آیرودینامیکی ناشی از شارژ تازه در سیستم ورودی و زمانی که گاز است، پیچیده است در سیلندر و جریان در اطراف سطوح داخلی آن. شناخته شده است که در کانال مناطق ناپایدار انتقال جریان از لامینار به حالت جریان آشفته، منطقه جداسازی لایه مرزی وجود دارد. ساختار جریان با متغیرها توسط زمان و محل رینولدز، سطح غیر وابسته، شدت و مقیاس آشفتگی مشخص می شود.
بسیاری از کارهای چند منظوره به مدل سازی عددی حرکت شارژ هوا در ورودی اختصاص داده شده است. آنها مدل سازی جریان ورودی گرداب خروجی ورودی ورودی ورودی ورودی دریچه ورودی را تولید می کنند، محاسبه جریان سه بعدی در کانال های ورودی سر سیلندر، مدل سازی جریان در پنجره ورودی و موتور سیلندر، تجزیه و تحلیل اثر جریان مستقیم و جریان های چرخشی بر روند مخلوط کردن و مطالعات محاسبه شده اثر پیچیدگی شارژ در سیلندر دیزل، میزان انتشار اکسید نیتروژن و شاخص های چرخه نشانگر. با این حال، تنها در برخی از آثار، شبیه سازی عددی با داده های تجربی تایید شده است. و صرفا بر مطالعات نظری دشوار است که دقت و درجه کاربرد کاربرد داده ها را قضاوت کنیم. همچنین باید تأکید کرد که تقریبا تمام روش های عددی عمدتا به مطالعه فرایندهای طراحی موجود ورودی ورودی سیستم ورودی شدت DV ها برای از بین بردن کمبودهای آن و نه توسعه راه حل های جدید و موثر طراحی شده است.
به طور موازی، روش های تحلیلی کلاسیک برای محاسبه گردش کار در موتور و فرایندهای تبادل گاز جداگانه در آن اعمال می شود. با این حال، در محاسبات جریان گاز در دریچه های ورودی و اگزوز و کانال ها، معادلات جریان ثابت یک بعدی عمدتا استفاده می شود، با استفاده از شبه ثابت فعلی. بنابراین، روش های محاسبه در نظر گرفته شده به طور انحصاری تخمین زده می شود (تقریبی) و به همین دلیل نیاز به پالایش آزمایشی در آزمایشگاه یا موتور واقعی در طول آزمایشات نیمکت دارد. روش ها برای محاسبه مبادله گاز و شاخص های اصلی پویای پویای فرآیند ورودی در فرمول سخت تر در حال توسعه در آثار هستند. با این حال، آنها همچنین تنها اطلاعات کلی در مورد فرآیندهای مورد بحث را ارائه می دهند، نمایندگی به اندازه کافی کامل از نرخ های گازی پویایی و حرارتی را تشکیل نمی دهند، زیرا آنها بر اساس داده های آماری به دست آمده در مدل سازی ریاضی و / یا تمیز کردن استاتیک از ورودی جوهر و روشهای شبیه سازی عددی.
دقیق ترین و قابل اطمینان داده ها در فرایند ورودی در موتور پیستونی می تواند در مطالعه بر روی موتورهای عملیاتی واقعی بدست آید.
به اولین مطالعات اتهام شارژ سیلندر موتور بر روی حالت تست شفت، آزمایش های کلاسیک ریکاردو و پول نقد می تواند نسبت داده شود. ریکاردو یک پروانه را در محفظه احتراق نصب کرد و سرعت چرخش خود را هنگامی که شفت موتور بررسی می شود ثبت کرد. آنمومتر مقدار متوسط \u200b\u200bگاز را برای یک چرخه ثابت کرد. ریکاردو مفهوم "vortex نسبت" را معرفی کرد، مربوط به نسبت فرکانس پروانه، چرخش گرداب، و میل لنگ را اندازه گیری کرد. CASS این صفحه را در محفظه احتراق باز نصب کرد و اثر را بر روی جریان هوا ثبت کرد. راه های دیگری برای استفاده از صفحات مرتبط با سنسورهای تنیز یا القایی وجود دارد. با این حال، نصب صفحات جریان چرخشی را تغییر می دهد، که ضرر این روش ها است.
یک مطالعه مدرن از پویایی گاز به طور مستقیم بر روی موتورها نیاز به ابزار اندازه گیری ویژه ای دارد که قادر به کار تحت شرایط نامطلوب (سر و صدا، ارتعاش، عناصر چرخشی، دمای بالا و فشار در هنگام احتراق سوخت و کانال های اگزوز) هستند. در این مورد، فرآیندهای DV ها سرعت بالا و دوره ای هستند، بنابراین تجهیزات اندازه گیری و سنسورها باید سرعت بسیار بالایی داشته باشند. این همه به طور چشمگیری مطالعه فرآیند ورودی را پیچیده می کند.
لازم به ذکر است که در حال حاضر روش تحقیقات طبیعی بر روی موتورها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، هر دو برای مطالعه جریان هوا در سیستم ورودی و سیلندر موتور و برای تجزیه و تحلیل اثر تشکیل گرداب بر روی ورودی برای سمیت از گازهای خروجی.
با این حال، مطالعات طبیعی، که در آن زمان در همان زمان تعداد زیادی از عوامل مختلف عمل می کند، اجازه نمی دهد به نفوذ به جزئیات مکانیسم پدیده جداگانه، اجازه نمی دهد به استفاده از دقت بالا، تجهیزات پیچیده. همه اینها بر اساس مطالعات آزمایشگاهی با استفاده از روش های پیچیده است.
نتایج مطالعه پویایی گاز فرایند مصرف، به دست آمده در مطالعه بر روی موتورها کاملا دقیق در مونوگرافی است.
از این تعداد، بیشترین علاقه، نوسان تغییرات جریان هوا در بخش ورودی کانال ورودی موتور C10.5 / 12 (D 37) گیاه تراکتور ولادیمیر است که در شکل 1.2 ارائه شده است.
شکل. 1.2 پارامترهای جریان در بخش ورودی کانال: 1 - 30 S -1، 2 - 25 S -1، 3 - 20 S -1
اندازه گیری میزان جریان هوا در این مطالعه با استفاده از یک ترمومو متری عامل در حالت DC انجام شد.
و در اینجا مناسب است که توجه به روش بسیار ترمومومتری، که، به لطف تعدادی از مزایای، چنین پویایی گاز گسترده ای از فرآیندهای مختلف را در تحقیق دریافت کرد. در حال حاضر، بسته به وظایف و زمینه تحقیق، طرح های مختلف ترموآنمومترها وجود دارد. تئوری دقیق ترمورنمومتری در نظر گرفته شده است. همچنین باید طیف گسترده ای از طرح های سنسور ترمومویمومتر را ذکر کرد که نشان دهنده استفاده گسترده از این روش در تمام زمینه های صنعت، از جمله مهندسی است.
سوال در مورد کاربرد روش ترموآنمومتری برای مطالعه فرایند ورودی در موتور پیستون را در نظر بگیرید. بنابراین، ابعاد کوچک عنصر حساس سنسور ترموپومومتر، تغییرات قابل توجهی در ماهیت جریان جریان هوا ایجاد نمی کند؛ حساسیت بالا از آنمومتر اجازه می دهد تا شما را به ثبت نوسانات با دامنه های کوچک و فرکانس های بالا؛ سادگی طرح سخت افزاری باعث می شود که سیگنال الکتریکی را از خروجی ترموموتر ضبط کنید، و سپس پردازش آن بر روی یک کامپیوتر شخصی. در ترمومومومتری، آن را در حالت های اندازه گیری سنسورهای یک، دو یا سه جزء استفاده می شود. یک موضوع یا فیلم های فلزات نسوز با ضخامت 0.5-20 میکرومتر و طول 1 تا 12 میلیمتر معمولا به عنوان یک عنصر حساس از سنسور ترمومو سنج استفاده می شود که بر روی پاهای Chromium یا Chromium چرمی ثابت می شود. این دومین از طریق یک لوله دو طرفه پرسلن، که در مورد مهر و موم فلزی از این پیشرفت قرار می گیرد عبور می کند، مورد فلز، به سمت بلوک بلوک برای مطالعه فضای داخل سیلندر یا در خطوط لوله برای تعیین اجزای متوسط \u200b\u200bو موجی از سرعت گاز.
و اکنون به نوسانات نشان داده شده در شکل 1.2 بازگشت. نمودار به این واقعیت توجه می کند که تغییرات در جریان جریان هوا را از زاویه چرخش میل لنگ (P.k.v.) ارائه می دهد (15 درجه P.k.v.)، در حالی که اطلاعات بقیه در ساعت های دیگر به عنوان آن را ارائه می دهد "برش" بود. این نوسانگر برای فرکانس چرخش میل لنگ از 600 تا 1800 دقیقه -1 به دست می آید، در حالی که در موتورهای مدرن محدوده سرعت عملیاتی بسیار گسترده تر است: 600-3000 دقیقه -1. توجه به این واقعیت است که نرخ جریان در این دستگاه قبل از باز کردن شیر صفر نیست. به نوبه خود، پس از بستن دریچه ورودی، سرعت تنظیم مجدد نیست، احتمالا به این دلیل که در مسیر یک جریان متقابل با فرکانس بالا وجود دارد، که در برخی از موتورها برای ایجاد پویا (یا inertigice) استفاده می شود.
بنابراین، برای درک فرایند به طور کلی، اطلاعات مربوط به تغییر سرعت جریان هوا در دستگاه ورودی برای کل جریان کار موتور (720 درجه، PKV) و در کل محدوده عملیاتی فرکانس چرخش میل لنگ است. این داده ها برای بهبود فرایند ورودی ضروری است، به دنبال راه هایی برای افزایش میزان شارژ تازه وارد شده به سیلندرهای موتور و ایجاد سیستم های سوپرکارگ پویا است.
به طور خلاصه، ویژگی های سوپر شارژ پویا را در موتور پیستونی، که به روش های مختلف انجام می شود را در نظر بگیرید. نه تنها مراحل توزیع گاز، بلکه طراحی مسیر های مصرف و فارغ التحصیلی بر روند مصرف تاثیر می گذارد. حرکت پیستون هنگامی که TECT مصرف می شود منجر به یک شیر ورودی باز به تشکیل موج عقب مانده می شود. در یک خط لوله ورودی باز، این موج فشار با توده ای از هوا محیط ثابت رخ می دهد، منعکس شده از آن و حرکت به لوله ورودی. هواپیما نوسان ستون هوا در خط لوله ورودی می تواند برای افزایش پر شدن سیلندر با شارژ تازه استفاده شود و به این ترتیب مقدار زیادی گشتاور را به دست آورد.
با یک شکل متفاوت از سوپرچارد پویا - برتر inertial، هر کانال ورودی سیلندر دارای لوله رزوناتور جداگانه خود، آکوستیک طول مربوطه مربوط به محفظه جمع آوری است. در چنین لوله های رزوناتور، موج فشرده سازی از سیلندر می تواند مستقل از یکدیگر گسترش یابد. هنگامی که هماهنگ سازی طول و قطر لوله های رزوناتور فرد با فاز فاز توزیع گاز، موج فشرده سازی، منعکس شده در انتهای لوله رزوناتور، از طریق شیر ورودی ورودی سیلندر باز می گردد، در نتیجه بهترین پر کردن آن را تضمین می کند.
کاهش رزونانس بر اساس این واقعیت است که در جریان هوا در خط لوله ورودی در یک سرعت چرخشی خاصی از میل لنگ، نوسانات رزونانس ناشی از حرکت متقابل پیستون وجود دارد. این، با طرح صحیح سیستم مصرف، منجر به افزایش بیشتر فشار و یک اثر چسب اضافی می شود.
در عین حال، روش های پیشرفت پویا ذکر شده در محدوده باریک از حالت ها عمل می کنند، نیاز به یک محیط بسیار پیچیده و دائمی دارند، زیرا ویژگی های صوتی موتور تغییر می کند.
همچنین داده های پویایی گاز برای کل گردش کار موتور می تواند مفید باشد برای بهینه سازی فرآیند پر کردن و جستجو برای افزایش جریان هوا از طریق موتور و، بر این اساس، قدرت آن است. در عین حال، شدت و مقیاس آشفتگی جریان هوا، که در کانال ورودی تولید می شود، و همچنین تعداد vortices تشکیل شده در طول فرآیند ورودی.
جریان سریع شارژ و آشفتگی در مقیاس بزرگ در جریان هوا، مخلوط خوب هوا و سوخت را فراهم می کند، در نتیجه، احتراق کامل با غلظت کم مواد مضر در گازهای اگزوز
یکی از راه های ایجاد گرداب ها در فرایند مصرف، استفاده از فلپ است که مسیر ورودی را به دو کانال تقسیم می کند، یکی از آنها می تواند آن را همپوشانی کند، کنترل حرکت شارژ مخلوط را داشته باشد. تعداد زیادی از نسخه های طراحی وجود دارد که جزء مماسی از حرکت جریان را به منظور سازماندهی گرداب های جهت دار در خط لوله ورودی و سیلندر موتور وجود دارد
. هدف از همه این راه حل ها ایجاد و مدیریت vortices عمودی در سیلندر موتور است.
راه های دیگری برای کنترل شارژ تازه پر شدن وجود دارد. طراحی یک کانال ورودی مارپیچی در موتور با یک گام متفاوت از نوبت ها، مکان های مسطح بر روی دیوار داخلی و لبه های تیز در خروجی کانال استفاده می شود. یکی دیگر از دستگاه های تنظیم کننده گرداب سازنده در سیلندر موتور، یک مارپیچ مارپیچی نصب شده در کانال ورودی است و به شدت توسط یک طرف قبل از شیر ثابت شده است.
بنابراین، امکان توجه به روند محققان برای ایجاد گردباد های بزرگ از جهت های مختلف توزیع در ورودی وجود دارد. در این مورد، جریان هوا باید به طور عمده شامل آشفتگی در مقیاس بزرگ باشد. این منجر به بهبود در مخلوط و احتراق بعدی سوخت، هر دو در بنزین و در موتورهای دیزلی. و در نتیجه، مصرف خاص سوخت و انتشار مواد مضر با گازهای سپرده کاهش می یابد.
با این حال، در ادبیات، هیچ اطلاعاتی در مورد تلاش برای کنترل گرداب سازه با استفاده از پروفایل های عرضی وجود ندارد - تغییر شکل سطح مقطع کانال، و شناخته شده است به شدت بر ماهیت جریان تاثیر می گذارد.
پس از پیشتر، می توان نتیجه گرفت که در این مرحله در ادبیات، کمبود قابل توجهی از اطلاعات قابل اعتماد و کامل در مورد پویایی گاز فرآیند ورودی وجود دارد، یعنی: تغییر سرعت جریان هوا از گوشه ای از میل لنگ برای کل گردش کار موتور در محدوده عملیاتی شفت فرکانس چرخش میل لنگ؛ اثر فیلتر بر روی پویایی گاز فرآیند مصرف؛ مقیاس آشفتگی در طول مصرف رخ می دهد؛ تأثیر عدم انطباق هیدرودینامیکی بر روی مواد مصرفی در دستگاه ورودی DV ها و غیره
وظیفه فوری این است که روش های افزایش جریان هوا را از طریق سیلندرهای موتور با حداقل پالایش موتور جستجو کنید.
همانطور که قبلا ذکر شد، داده های کامل و قابل اعتماد ترین اطلاعات را می توان از مطالعات در مورد موتورهای واقعی بدست آورد. با این حال، این جهت تحقیق بسیار پیچیده و گران است و برای تعدادی از مسائل تقریبا غیرممکن است، بنابراین روش های ترکیبی تحقیقات فرآیندهای ICC توسط آزمایشکنندگان توسعه داده شده است. از آنها گسترده تر می شود.
توسعه مجموعه ای از پارامترها و روش های محاسبه و مطالعات تجربی ناشی از تعداد زیادی از توصیف های جامع تحلیلی طراحی سیستم ورودی موتور پیستونی، پویایی فرآیند و حرکت شارژ در کانال های ورودی و سیلندر.
نتایج قابل قبول را می توان به دست آورد زمانی که یک مطالعه مشترک از فرایند مصرف بر روی یک کامپیوتر شخصی با استفاده از روش های مدل سازی عددی و تجربی از طریق تمیز کردن استاتیک به دست می آید. با توجه به این تکنیک، بسیاری از مطالعات مختلف انجام شده است. در چنین کارهایی، یا امکان شبیه سازی عددی جریان های چرخشی در سیستم ورودی سیستم جوهر، و سپس آزمایش نتایج با استفاده از یک پاکسازی در حالت استاتیک بر روی نصب بازرس یا یک مدل ریاضی محاسبه شده بر اساس داده های تجربی به دست آمده است در حالت های استاتیک یا در طول عملیات تغییرات فردی موتورها. ما تاکید می کنیم که اساس تقریبا تمام مطالعات، داده های تجربی به دست آمده از طریق کمک به دمیدن استاتیک سیستم ورودی سیستم جوهر گرفته شده است.
یک روش کلاسیک برای مطالعه فرایند مصرف را با استفاده از یک انموتر حیاط مطالعه کنید. با لبه های دریچه ثابت، آن را تمیز کردن کانال تست با مصرف هوا دوم مختلف تولید می کند. برای تمیز کردن، سر سیلندر واقعی استفاده می شود، از فلزات، یا مدل های آنها (چوبی، گچ، گچ، از رزین های اپوکسی، و غیره) استفاده می شود با دریچه هایی که خطوط و زین را هدایت می کنند. با این حال، همانطور که تست های تطبیقی \u200b\u200bتوضیح داده شده است، این روش اطلاعاتی را درباره تاثیر شکل مسیر فراهم می کند، اما پروانه به عمل کل جریان هوا در مقطع عرضی پاسخ نمی دهد، که می تواند منجر به خطای قابل توجهی در هنگام برآورد شود شدت شارژ در سیلندر، که به صورت ریاضی و آزمایشگاهی تایید شده است.
یکی دیگر از روش های بی نظیر مطالعه فرآیند پر کردن یک روش با استفاده از یک شبکه پنهان است. این روش از طریق این واقعیت متفاوت است که جریان هوا چرخش جذب شده به پریشانی بر روی تیغه شبکه پنهان ارسال می شود. در این مورد، جریان چرخشی به سرقت رفته است، و یک لحظه جت بر روی تیغه ها تشکیل شده است، که توسط سنسور خازنی در مقدار زاویه چرخش Torcion ثبت شده است. جریان پنهان، که از طریق مشبک عبور کرد، از طریق یک بخش باز در انتهای آستین به اتمسفر جریان می یابد. این روش به شما اجازه می دهد کانال ورودی را برای شاخص های انرژی و با مقدار تلفات آیرودینامیکی ارزیابی کنید.
حتی با وجود این واقعیت که روش های تحقیق در مورد مدل های استاتیک تنها ایده کلی از ویژگی های مبادله گاز پویا و گرمای فرآیند ورودی را به دست می آورند، آنها همچنان با توجه به سادگی آنها باقی می مانند. محققان به طور فزاینده ای از این روش ها فقط برای ارزیابی اولیه چشم انداز سیستم های مصرف یا تبدیل در حال حاضر موجود استفاده می کنند. با این حال، برای درک کامل و دقیق از فیزیک پدیده ها در طول فرایند ورودی این روش ها به وضوح کافی نیست.
یکی از دقیق ترین و راه های موثر مطالعات فرآیند ورودی در DVs آزمایشات بر روی تاسیسات ویژه و پویا انجام می شود. تحت این فرضیه که ویژگی های گاز پویایی و مبادلات حرارتی و ویژگی های شارژ در سیستم ورودی، توابع تنها پارامترهای هندسی و عوامل رژیم برای مطالعه است، بسیار مفید است برای استفاده از یک مدل پویا - نصب آزمایشی، که اغلب نشان دهنده آن است یک مدل موتور تک بعدی در انواع مختلف حالت های با سرعت بالابا استفاده از تست میل لنگ از یک منبع انرژی بیرونی، و مجهز به انواع مختلف سنسورها عمل می کند. در این مورد، شما می توانید اثربخشی کل را از راه حل های خاص تخمین بزنید یا اثربخشی آنها عنصر است. به طور کلی، چنین آزمایشی برای تعیین ویژگی های جریان در عناصر مختلف سیستم ورودی کاهش می یابد (مقادیر لحظه ای دما، فشار و سرعت)، در گوشه ای از چرخش میل لنگ تغییر می کند.
بنابراین، بهترین روش برای مطالعه فرایند ورودی، که داده های کامل و قابل اعتماد را ارائه می دهد، ایجاد یک مدل پویا تک سیلندر موتور پیستونی است که به چرخش از یک منبع انرژی بیرونی هدایت می شود. در این مورد، این روش اجازه می دهد تا تحقیقات هر دو مبدل های پویای پویایی و حرارتی فرآیند پر شدن در موتور احتراق داخلی پیستون را بررسی کنند. استفاده از روش های ترموآنمومتریک امکان دستیابی به داده های قابل اعتماد را بدون تاثیر قابل توجهی بر فرایندهای رخ داده در سیستم ورودی مدل موتور آزمایشی فراهم می کند.
1.3 ویژگی های فرآیندهای مبادله حرارتی در سیستم ورودی موتور پیستون
مطالعه تبادل گرما در موتور احتراق داخلی پیستون در واقع از ایجاد اولین ماشین های کارگری آغاز شد - J. Lenoara، N. Otto و R. دیزل. و البته در مرحله اولیه توجه ویژه این به مطالعه تبادل گرما در سیلندر موتور پرداخت شد. اولین آثار کلاسیک در این جهت می تواند نسبت داده شود.
با این حال، تنها کار توسط v.i انجام می شود. Grinevik، تبدیل به یک پایه جامد شد، که معلوم شد امکان ساخت تئوری تبادل گرما برای موتورهای پیستونی. Monograph مورد نظر در درجه اول به محاسبه حرارتی فرآیندهای داخل سیلندر در OI اختصاص دارد. در عین حال، همچنین می تواند اطلاعات مربوط به شاخص های مبادله حرارتی را در فرایند ورودی مورد علاقه ما پیدا کند، یعنی داده های آماری بر روی اندازه گرمای شارژ تازه، و همچنین فرمول های تجربی برای محاسبه پارامترها وجود دارد آغاز و پایان برطرف شدن
علاوه بر این، محققان شروع به حل وظایف خصوصی بیشتری کردند. به طور خاص، V. nusselt یک فرمول برای ضریب انتقال حرارت را در یک سیلندر موتور پیستونی دریافت و منتشر کرد. n.r. درخشندگی در مونوگرافی او فرمول نصلت را روشن کرد و کاملا به وضوح ثابت کرد که در هر مورد (نوع موتور، روش مخلوط کردن، سرعت سرعت، سطح پررونق) ضرایب انتقال حرارت محلی باید با نتایج آزمایش های مستقیم روشن شود.
جهت دیگری در مطالعه موتورهای پیستونی، مطالعه تبادل گرما در جریان گازهای خروجی، به ویژه، به دست آوردن داده ها در مورد انتقال حرارت در جریان جریان گاز آشفته در لوله اگزوز است. تعداد زیادی از ادبیات برای حل این وظایف اختصاص داده شده است. این جهت به خوبی به خوبی در شرایط خالص سازی استاتیک و تحت nonstationarity هیدرودینامیکی مورد مطالعه قرار گرفته است. این در درجه اول به دلیل این واقعیت است که، با بهبود سیستم اگزوز، ممکن است به طور قابل توجهی افزایش شاخص های فنی و اقتصادی موتور احتراق داخلی پیستون. در طول توسعه این منطقه، بسیاری از آثار نظری، از جمله راه حل های تحلیلی و مدل سازی ریاضی، و همچنین بسیاری از مطالعات تجربی انجام شد. در نتیجه چنین مطالعات جامع از فرایند انتشار، تعداد زیادی از شاخص های مشخصه فرایند انتشار پیشنهاد شده بود که کیفیت طراحی سیستم اگزوز را می توان ارزیابی کرد.
مطالعه تبادل گرما فرآیند مصرف هنوز به توجه کافی برخوردار است. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که مطالعات در زمینه بهینه سازی مبادلات حرارتی در سیلندر و دستگاه اگزوز در ابتدا از لحاظ بهبود رقابت موتور پیستون موثرتر بود. با این حال، در حال حاضر توسعه صنعت موتور به چنین سطحی رسیده است که افزایش شاخص موتور حداقل حداقل چند دهم درصد به عنوان یک دستاورد جدی برای محققان و مهندسان محسوب می شود. بنابراین، با توجه به این واقعیت که جهت بهبود این سیستم ها عمدتا خسته است، در حال حاضر متخصصان بیشتر و بیشتر به دنبال فرصت های جدید برای بهبود گردش کار موتورهای پیستونی هستند. و یکی از این مسیرها، مطالعه مبادله گرما در طول ورودی در ورودی است.
در ادبیات تبادل گرما در فرایند مصرف، کار می تواند بر روی مطالعه تأثیر شدت جریان گرداب شارژ بر روی ورودی در حالت حرارتی قطعات موتور (سر سیلندر، مصرف و شیر خروجی، سطوح سیلندر). این آثار از طبیعت نظری بزرگ هستند؛ بر اساس حل معادلات Navier-Stokes غیرخطی و Fourier-Ostrogradsky، و همچنین مدل سازی ریاضی با استفاده از این معادلات. با توجه به تعداد زیادی از مفروضات، نتایج را می توان به عنوان مبنایی برای مطالعات تجربی و یا در محاسبات مهندسی محاسبه کرد. همچنین این آثار شامل مطالعات تجربی برای تعیین جریان های حرارتی غیر ثابت غیر ثابت در یک محفظه احتراق دیزل در طیف گسترده ای از شدت شدید شدید ورودی است.
کار مبادله حرارتی فوق در فرآیند ورودی اغلب بر تأثیر پویایی گاز بر شدت انتقال حرارت محلی تاثیر نمی گذارد، که اندازه گرمای شارژ تازه و ولتاژ دما را در منیفولد ورودی (لوله) تعیین می کند. اما، همانطور که شناخته شده است، مقدار گرمای شارژ تازه تأثیر قابل توجهی بر مصرف جمعی شارژ تازه از طریق سیلندر موتور دارد و بر این اساس، قدرت آن است. همچنین کاهش شدت پویا انتقال حرارت در مسیر ورودی موتور پیستونی می تواند تنش درجه حرارت آن را کاهش دهد و بنابراین منبع این عنصر را افزایش می دهد. بنابراین، مطالعه و حل این وظایف یک وظیفه فوری برای توسعه ساختمان موتور است.
لازم به ذکر است که در حال حاضر برای محاسبات مهندسی از داده های پاکسازی استاتیک استفاده می کند، که درست نیست، از آنجا که عدم پایداری (پالسی جریان) به شدت بر انتقال حرارت در کانال ها تاثیر می گذارد. مطالعات تجربی و نظری نشان دهنده تفاوت معنی داری در ضریب انتقال حرارت در شرایط غیر طبیعی از یک پرونده ثابت است. این می تواند به مقدار 3-4 برابر برسد. دلیل اصلی این تفاوت، بازسازی خاص ساختار جریان آشفته است، همانطور که در آن نشان داده شده است.
ثابت شده است که به عنوان یک نتیجه از اثر بر جریان غير انتگرال پویا (شتاب جریان)، در ساختار سینماتیک اتفاق می افتد، که منجر به کاهش شدت فرآیندهای تبادل حرارت می شود. همچنین، کار مشخص شد که شتاب جریان منجر به افزایش 2-3 تا زنگ هشدار در تنش های مماس دچار تنگ می شود و پس از آن کاهش ضرایب انتقال حرارت محلی می شود.
بنابراین، برای محاسبه اندازه گرمای شارژ تازه و تعیین تنش های دما در منیفولد ورودی (لوله)، داده های مربوط به انتقال حرارت محلی لحظه ای در این کانال مورد نیاز است، زیرا نتایج خالص های استاتیک می تواند منجر به خطاهای جدی شود ( بیش از 50٪) هنگام تعیین ضریب انتقال حرارت در دستگاه ورودی که حتی برای محاسبات مهندسی غیر قابل قبول است، غیر قابل قبول است.
نتیجه گیری 1.4 و تعیین اهداف مطالعه
بر اساس موارد فوق، نتیجه گیری های زیر می تواند کشیده شود. ویژگی های تکنولوژیکی موتور احتراق داخلی عمدتا توسط کیفیت آیرودینامیکی مسیر ورودی به عنوان یک کل و عناصر فردی تعیین می شود: منیفولد ورودی (لوله ورودی)، کانال در سر سیلندر، صفحات گردن و شیر آن، اتاق های احتراق در پایین پیستون
با این حال، در حال حاضر تمرکز بر بهینه سازی طراحی کانال در سیستم های پر کردن سیلندر و پیچیده و گران قیمت سیلندر با شارژ تازه است، در حالی که می توان فرض کرد که تنها با استفاده از پروفیل سازی منیفولد ورودی می تواند تحت تاثیر پویای گاز پویایی، گرما مبادلات و مواد مصرفی موتور.
در حال حاضر، انواع مختلفی از روش ها و روش های اندازه گیری برای مطالعه پویا فرآیند ورودی در موتور وجود دارد و پیچیدگی روش شناختی اصلی شامل انتخاب صحیح و استفاده صحیح آنها است.
بر اساس تجزیه و تحلیل بالا داده های ادبیات، وظایف پایان نامه زیر ممکن است فرموله شود.
1. برای ایجاد اثر پیکربندی منیفولد ورودی و حضور عنصر فیلتر کردن بر روی پویایی گاز و مواد مصرفی موتور پیستونی احتراق داخلی، و همچنین عوامل هیدرودینامیکی مبادله حرارتی جریان پالسی را نشان می دهد دیوارهای کانال کانال ورودی.
2. یک روش برای افزایش جریان هوا از طریق یک سیستم ورودی موتور پیستونی ایجاد کنید.
3. الگوهای اصلی تغییرات انتقال حرارت محلی را در مسیر ورودی موتور پیستونی در شرایط غیر انتفاعی هیدرودینامیکی در کانال استوانهای کلاسیک پیدا کنید و همچنین اثر پیکربندی سیستم مصرف را پیدا کنید (درج های پروفیل و فیلترهای هوا) به این روند.
4. خلاصه کردن داده های تجربی بر روی ضریب انتقال حرارت محلی لحظه ای در چند منظوره ورودی ورودی پیستون.
برای حل وظایف برای توسعه تکنیک های لازم و ایجاد یک راه اندازی آزمایشی در قالب یک مدل ابزار موتور پیستونی، مجهز به سیستم کنترل و اندازه گیری با پردازش خودکار و پردازش داده ها.
2. شرح روش های آزمایشگاهی و اندازه گیری تجربی
2.1 نصب آزمایشی برای مطالعه ورودی ورودی
ویژگی های مشخصه فرایندهای مصرف مورد مطالعه، پویایی و فرکانس آنها به دلیل طیف گسترده ای از سرعت چرخش موتور و هارمونیستی این نشریات مرتبط با حرکت پیستون ناهموار و تغییر در پیکربندی مسیر ورودی در منطقه منطقه شیر است. دو عامل آخر با عمل مکانیسم توزیع گاز ارتباط برقرار می کنند. این شرایط را با دقت کافی تنها با کمک یک مدل زمینه تولید می کند.
از آنجایی که ویژگی های پویای گاز، توابع پارامترهای هندسی و عوامل رژیم است، مدل پویا باید با موتور ابعاد خاصی مطابقت داشته باشد و در حالت های با سرعت بالا از آزمون میل لنگ، اما از یک منبع انرژی بیرونی استفاده شود. بر اساس این داده ها، امکان توسعه و ارزیابی اثربخشی کل از راه حل های خاص با هدف بهبود مسیر مصرف به طور کلی، و همچنین به طور جداگانه توسط عوامل مختلف (سازنده یا رژیم)، توسعه و ارزیابی می شود.
برای مطالعه پویایی گاز و روند انتقال حرارت در موتور پیستون احتراق داخلی، یک نصب آزمایشی طراحی و تولید شد. این بر اساس مدل موتور 11113 واز - OKA توسعه داده شد. هنگام ایجاد نصب، جزئیات نمونه اولیه، یعنی: اتصال میله، پیستون انگشت، پیستون (با پالایش)، مکانیسم توزیع گاز (با پالایش)، قرقره میل لنگ. شکل 2.1 یک بخش طولی از نصب آزمایشی را نشان می دهد و در شکل 2.2 بخش عرضی آن است.
شکل. 2.1. بانوی برش از نصب آزمایشی:
1 - اتصال الاستیک؛ 2 - انگشتان لاستیکی؛ 3 - میله گردن رحم؛ 4 - گردن رحم بومی؛ 5 - گونه؛ 6 - مهره M16؛ 7 - مقابله با وزن؛ 8 - مهره M18؛ 9 - بلبرینگ بومی؛ 10 - پشتیبانی؛ 11 - بلبرینگ اتصال میله؛ 12 - میله؛ 13 - انگشت پیستونی؛ 14 - پیستون؛ 15 - آستین سیلندر؛ 16 - سیلندر؛ 17 - پایه سیلندر؛ 18 - پشتیبانی از سیلندر؛ 19 - حلقه فلوروپلاست؛ 20 - صفحه مرجع؛ 21 - شش گوش؛ 22 - واشر؛ 23 - دریچه ورودی؛ 24 - شیر فارغ التحصیلی؛ 25 - شفت توزیع؛ 26 - قرقره توزیع والا؛ 27 - قرقره میل لنگ؛ 28 - کمربند دندانه دار؛ 29 - غلتک؛ 30 - پایه کششی؛ 31 - پیچ و مهره کششی؛ 32 - Maslenka؛ 35 - موتور آسنکرون
شکل. 2.2. بخش عرضی نصب آزمایشی:
3 - میله گردن رحم؛ 4 - گردن رحم بومی؛ 5 - گونه؛ 7 - مقابله با وزن؛ 10 - پشتیبانی؛ 11 - بلبرینگ اتصال میله؛ 12 - میله؛ 13 - انگشت پیستونی؛ 14 - پیستون؛ 15 - آستین سیلندر؛ 16 - سیلندر؛ 17 - پایه سیلندر؛ 18 - پشتیبانی از سیلندر؛ 19 - حلقه فلوروپلاست؛ 20 - صفحه مرجع؛ 21 - شش گوش؛ 22 - واشر؛ 23 - دریچه ورودی؛ 25 - شفت توزیع؛ 26 - قرقره Camshaft؛ 28 - کمربند دندانه دار؛ 29 - غلتک؛ 30 - پایه کششی؛ 31 - پیچ و مهره کششی؛ 32 - Maslenka؛ 33 - قرار دادن پروفیل؛ 34 - کانال اندازه گیری؛ 35 - موتور آسنکرون
همانطور که از این تصاویر دیده می شود، نصب یک مدل طبیعی از موتور احتراق داخلی تک سیلندر ابعاد 7.1 / 8.2 است. گشتاور از یک موتور ناهمزمان از طریق یک اتصال الاستیک 1 با شش انگشت لاستیکی 2 در میل لنگ طراحی اصلی منتقل می شود. کلاچ مورد استفاده قرار می گیرد قادر به به طور قابل توجهی جبران آسیب پذیری ترکیب شفت موتور آسنکرون و میل لنگ نصب و راه اندازی، و همچنین کاهش بارهای پویا، به ویژه هنگام شروع و متوقف کردن دستگاه. Crankshaft به نوبه خود شامل یک گردنبند متصل به گردن رحم 3 و دو گردن بومی 4، که به یکدیگر متصل شده است. 5. گردن رحم میله ای با تنش در گونه فشرده شده و با استفاده از آجیل 6 ثابت شده است. برای کاهش ارتعاش به گونه ها با پیچ و مهره های ضد آزمایش 7 متصل می شوند. حرکت محوری از میل لنگ مانع از مهره 8 می شود. میل لنگ در بلبرینگ بسته شده 9 ثابت شده است 9 ثابت در پشتیبانی از 10. دو بار نورد بلبرینگ 11 بر روی گردن میله اتصال نصب شده است، که در آن نصب شده است میله اتصال 12 نصب شده است. استفاده از دو یاطاقان در این مورد با اندازه فرود میله اتصال همراه است. به میله اتصال با یک پیستون انگشت 13، پیستون 14 بر روی آستین آهن آهن 15 نصب شده است، تحت فشار در سیلندر فولاد 16. سیلندر بر پایه 17 نصب شده است، که بر روی سیلندر قرار داده شده است 18. یک گسترده است. حلقه فلوروپلاستی 19 در پیستون نصب شده است، به جای سه فولاد استاندارد. استفاده از آستین آهن آهن و حلقه فلوئوروپلاستی، کاهش شدید اصطکاک را در جفت های پیستون - آستین های پیستون و حلقه های پیستونی فراهم می کند. بنابراین، نصب آزمایشی قادر به کار کوتاه مدت (تا 7 دقیقه) بدون سیستم روانکاری و سیستم خنک کننده در فرکانس های عملیاتی چرخش میل لنگ است.
تمام عناصر ثابت ثابت نصب آزمایشی بر روی صفحه پایه 20 ثابت می شوند که با دو شش ضلعی، 21 به جدول آزمایشگاهی متصل می شود. برای کاهش ارتعاش بین شش ضلعی و صفحه پشتیبانی، یک واشر لاستیکی 22 وجود دارد.
مکانیزم نصب آزمایشی زمانبندی از ماشین VAZ 11113 قرض گرفته شده است: سر بلوک از مونتاژ با برخی از تغییرات استفاده می شود. این سیستم شامل یک شیر ورودی 23 و شیر خروجی 24، که با استفاده از یک Camshaft 25 با قطب 26 کنترل می شود. قرقره Camshaft به Crankshaft Canley 27 متصل شده است کمربند دندانه دار 28. در میل لنگ شفت نصب دو بوته برای ساده سازی سیستم تنش کمربند کمربند کمربند وجود دارد. تنش کمربند توسط غلتک 29 کنترل می شود که بر روی قفسه 30 نصب شده است، و Bolt Tensterer Bolt 31. Masliners 32 برای روانکاری بلبرینگ Camshaft نصب شده اند، که گرانش به بلبرینگ های کشویی بلبرینگ می آید.
اسناد مشابه
ویژگی های مصرف چرخه معتبر. تأثیر عوامل مختلف بر روی پر کردن موتورها. فشار و درجه حرارت در پایان مصرف. ضریب گاز باقی مانده و عوامل تعیین کننده آن. ورودی هنگام تسریع حرکت پیستون.
سخنرانی، اضافه شده 30.05.2014
ابعاد بخش های جریان در گردن، CAMS برای دریچه های ورودی. پروفیل یک دوربین بدون نیاز به یک شیر ورودی. سرعت فشار در گوشه ای از مشت. محاسبه چشمه های شیر و Camshaft.
کار دوره، اضافه شده 03/28/2014
عمومی در موتور احتراق داخلی، دستگاه و ویژگی های کار، مزایا و معایب آن. گردش کار موتور، روش های احتراق سوخت. جستجو برای راهنمایی برای بهبود طراحی یک موتور احتراق داخلی.
خلاصه، اضافه شده 06/21/2012
محاسبه فرآیندهای پر کردن، فشرده سازی، احتراق و گسترش، تعیین شاخص، پارامترهای کارآمد و هندسی موتور پیستونی هواپیما. محاسبه پویا از مکانیزم اتصال میل لنگ و محاسبه بر قدرت میل لنگ.
کار دوره، اضافه شده 01/17/2011
مطالعه ویژگی های پر کردن، فشرده سازی، احتراق و گسترش فرآیند، که به طور مستقیم بر گردش کار موتور احتراق داخلی تاثیر می گذارد. تجزیه و تحلیل شاخص و شاخص های موثر. نمودار شاخص های شاخص گردش کار.
دوره های آموزشی، اضافه شده 30.10.2013
روش محاسبه ضریب و درجه ناهموار عرضه پمپ پیستون با پارامترهای مشخص شده، رسم نمودار مربوطه. شرایط مکش پمپ پیستون. محاسبه نصب هیدرولیک، پارامترهای اصلی و توابع اصلی آن.
معاینه، اضافه شده 03/07/2015
توسعه یک پیش نویس 4 سیلندر V شکل کمپرسور پیستون. محاسبه حرارتی نصب کمپرسور دستگاه یخچال و تعیین دستگاه گاز آن. ساخت یک شاخص و نمودار قدرت واحد. محاسبه قدرت از جزئیات پیستون.
کار درس، اضافه شده 01/25/2013
ویژگی های عمومی طرح های یک پمپ پیستون محوری با یک بلوک شیب سیلندر و دیسک. تجزیه و تحلیل مراحل اصلی محاسبه و طراحی یک پمپ پیستون محوری با یک بلوک شیب دار. در نظر گرفتن طراحی تنظیم کننده سرعت جهانی.
دوره های آموزشی، اضافه شده 01/10/2014
طراحی دستگاه برای عملیات حفاری فرز. روش به دست آوردن قطعه کار. ساخت، اصل و شرایط بهره برداری از یک پمپ پیستون محوری. محاسبه خطا از ابزار اندازه گیری. طرح تکنولوژیکی برای مونتاژ مکانیسم برق.
پایان نامه، 05/26/2014 اضافه شده است
در نظر گرفتن چرخه ترمودینامیکی موتورهای احتراق داخلی با منبع حرارت تحت حجم ثابت و فشار. محاسبه موتور حرارتی D-240. محاسبه فرآیندهای مصرف، فشرده سازی، احتراق، گسترش. شاخص های موثر کار DVS.
این مقاله در مورد ارزیابی اثر رزوناتور بر روی پر کردن موتور بحث می شود. در مثال مثال، رزوناتور پیشنهاد شده است - با حجم برابر با سیلندر موتور. هندسه دستگاه ورودی همراه با رزوناتور به برنامه FlowVision وارد شد. اصلاح ریاضی با توجه به تمام خواص گاز متحرک انجام شد. برای برآورد جریان جریان از طریق سیستم ورودی، برآورد جریان جریان در سیستم و فشار هوا نسبی در شکاف شیر، شبیه سازی کامپیوتر انجام شد، که نشان دهنده اثربخشی استفاده از ظرفیت اضافی بود. ارزیابی میزان جریان از طریق شکاف شیر، سرعت جریان، جریان، جریان، فشار و تراکم جریان برای سیستم استاندارد، ارتقاء و مصرف با Rexiver مورد بررسی قرار گرفت. در عین حال، توده ای از هوا ورودی افزایش می یابد، میزان جریان جریان کاهش می یابد و تراکم هوای ورودی سیلندر افزایش می یابد، که به طور مطلوب بر روی تلویزیون های خروجی تلویزیونی منعکس شده است.
دستگاه ورودی
رزوناتور
پر کردن سیلندر
مدل سازی ریاضی
کانال ارتقا یافته
1. Jolobov L. A.، Dydykin A. M. مدل سازی ریاضی فرایندهای مبادله گاز DVS: Monograph. n.n: ngsha، 2007.
2. Dydyskin A. M.، Zholobov L. A. مطالعات Gasodynamic از روش های DVS مدل سازی عددی / تراکتور و ماشین آلات کشاورزی. 2008 № 4. ص. 29-31.
3. Prit D. M.، ترکی V. A. Aeromechanics. m: oborongiz، 1960.
4. Khaylov M. A. محاسبه معادله نوسان فشار در لوله مکش موتور احتراق داخلی // TR. کیک 1984. شماره 152. P.64.
5. Sonkin V. I. مطالعه جریان هوا از طریق شکاف شیر // TR. ما. 1974. شماره 149. p.21-38.
6. Samsky A. A.، Popov Yu. P. روش های تفاوت برای حل مشکلات پویایی گاز. متر: علم، 1980. P.352.
7. Rudoy B. P. پویایی گاز غیر انتفاعی کاربردی: آموزش. UFA: موسسه هواپیمایی UFA، 1988. P.184.
8. Malivanov M.V.، Khmelev R. N. در توسعه ریاضی و نرم افزار برای محاسبه فرآیندهای پویای گاز در DVS: مواد کنفرانس علمی و عملی IX IX. ولادیمیر، 2003. ص. 213-216.
مقدار گشتاور موتور متناسب با جرم هوا است که به فرکانس چرخش نسبت داده می شود. افزایش پرکردن سیلندر موتور بنزینی، با ارتقاء مسیر مصرف، منجر به افزایش فشار پایان مصرف، بهبود ترکیب مخلوط، افزایش شاخص های فنی و اقتصادی عملکرد موتور و کاهش می شود در سمیت گازهای خروجی.
الزامات اساسی برای مسیر ورودی، اطمینان از حداقل مقاومت در برابر ورودی و توزیع یکنواخت مخلوط قابل احتراق از طریق سیلندرهای موتور است.
تضمین حداقل مقاومت در برابر ورودی را می توان با از بین بردن زبری دیوارهای داخلی خطوط لوله، و همچنین تغییرات تیز در جهت جریان و از بین بردن محدودیت های ناگهانی و پسوندهای این دستگاه، به دست آورد.
تأثیر قابل توجهی بر پر شدن سیلندر انواع مختلفی از افزایش می دهد. ساده ترین نوع برتر، استفاده از پویایی هوا ورودی است. حجم زیادی از گیرنده به طور جزئی اثرات رزونانس را در یک محدوده سرعت چرخشی خاص ایجاد می کند که منجر به بهبود بهبود می شود. با این حال، آنها، به عنوان یک نتیجه، معایب پویا، به عنوان مثال، انحراف در ترکیب مخلوط با تغییر سریع در بار. تقریبا جریان گشتاور ایده آل تضمین می کند که لوله ورودی تغییر می کند، به عنوان مثال، بسته به بار موتور، سرعت چرخش و موقعیت گشتاور ممکن است تغییرات ممکن است:
طول لوله پالس؛
سوئیچ بین لوله های پالسی از طول یا قطر مختلف؛
- خاموش شدن انتخابی یک لوله جداگانه از یک سیلندر در حضور مقدار زیادی از آنها؛
- تغییر حجم گیرنده.
در مقایسه با رزونانس برتر از گروه سیلندر با همان فاصله ای پرچم، لوله های کوتاه را به گیرنده رزونانس متصل می کند که از طریق لوله های رزونانس با جو یا گیرنده جمع آوری شده به عنوان یک رزوناتور Gölmgolts متصل می شوند. این یک کشتی کروی با گردن باز است. هوا در گردن توده نوسان است و حجم هوا در مخزن نقش یک عنصر الاستیک را بازی می کند. البته، چنین جداسازی فقط تقریبا درست است، زیرا برخی از هوا در حفره دارای مقاومت inertial است. با این حال، با ارزش کافی از منطقه باز شدن به منطقه مقطع عرضی حفره، دقت چنین تقریبی بسیار رضایت بخش است. بخش اصلی انرژی نوسان جنبشی در گردن رزوناتور متمرکز شده است، جایی که سرعت نوسان ذرات هوا دارای بیشترین مقدار است.
رزوناتور ورودی بین سوپاپ دریچه گاز و سیلندر این شروع به عمل زمانی که دریچه گاز به اندازه کافی پوشش داده می شود به طوری که مقاومت هیدرولیکی آن قابل مقایسه با مقاومت کانال رزوناتور است. هنگامی که پیستون حرکت می کند، مخلوط قابل احتراق وارد موتور سیلندر موتور نه تنها از زیر دریچه گاز، بلکه از مخزن است. با کاهش خلاء، رزوناتور شروع به خوردن مخلوط قابل احتراق می کند. این همان قسمت را دنبال خواهد کرد، و بسیار بزرگ و معکوس معکوس.
این مقاله، حرکت جریان را در کانال ورودی موتور بنزینی 4 سکته در فرکانس چرخش میل لنگ را در مثال موتور VAZ-2108 در سرعت چرخشی Crankshaft N \u003d 5600min-1 بررسی می کند.
این کار تحقیق با استفاده از بسته نرم افزاری برای مدل سازی فرآیندهای گاز و هیدرولیکی، با روش ریاضی حل شده است. شبیه سازی با استفاده از بسته نرم افزاری FlowVision انجام شد. برای این منظور، هندسه به دست آمد و وارد شد (تحت هندسه در حجم داخلی لوله های ورودی و اگزوز، یک تدارک سیلندر) با استفاده از فرمت های مختلف فایل های استاندارد درک شد. این اجازه می دهد SAPR SolidWorks برای ایجاد یک منطقه حل و فصل.
تحت محدوده محاسبات، به عنوان حجمی که معادلات مدل ریاضی و مرز حجمی که شرایط مرزی تعیین می شود، درک می شود، سپس هندسه به دست آمده را در فرمت پشتیبانی شده توسط جریان جریان نگه دارید و از آن استفاده کنید گزینه جدید محاسبه شده
این کار از ASCII، فرمت دودویی، در گسترش STL استفاده کرد، StereolithographyFormat را با تحمل زاویه ای 4.0 درجه و انحراف 0.025 متر برای بهبود دقت نتایج مدل سازی حاصل می شود.
پس از دریافت مدل سه بعدی منطقه حل و فصل، یک مدل ریاضی تنظیم شده است (مجموعه ای از قوانین تغییرات در پارامترهای فیزیکی گاز برای این مشکل).
در این مورد، یک جریان قابل ملاحظه ای از گاز در اعداد کوچک رینولدز گرفته شده است که توسط مدل جریان آشفته از گاز کاملا فشرده با استفاده از گاز توصیف شده است استاندارد K-E مدل های آشفتگی این مدل ریاضی توسط یک سیستم متشکل از هفت معادله شرح داده شده است: معادلات نارنجی - استوکس، معادلات تداوم، انرژی، وضعیت گاز ایده آل، انتقال جرم و معادله انرژی جنبشی از موجهای آشفته.
(2)
معادله انرژی (کامل آنتالپی)
معادله وضعیت گاز ایده آل:
اجزای آشفته با متغیرهای باقی مانده از طریق مقدار ویسکوزیته آشفته، که مطابق با مدل K-ε استاندارد آشفتگی محاسبه می شود، مرتبط است.
معادلات برای k و ε
ویسکوزیته آشفته:
ثابت، پارامترها و منابع:
(9)
(10)
ΣK \u003d 1؛ σε \u003d 1.3؛ cμ \u003d 0.09؛ cε1 \u003d 1.44؛ cε2 \u003d 1.92
ماده کار در فرآیند ورودی هوا است، در این مورد، به عنوان گاز کامل مورد توجه قرار گرفته است. مقادیر اولیه پارامترها برای کل منطقه حل و فصل تنظیم شده است: دما، غلظت، فشار و سرعت. برای فشار و دما، پارامترهای اولیه برابر با مرجع هستند. سرعت در داخل منطقه محاسبه شده در جهت X، Y، Z صفر است. دمای متغیر و فشار در جریان جریان به وسیله مقادیر نسبی نشان داده می شود، مقادیر مطلق که توسط فرمول محاسبه می شود:
fa \u003d f + fref، (11)
جایی که FA مقدار مطلق متغیر است، F مقدار نسبی محاسبه شده متغیر، FREF - مقدار مرجع است.
شرایط مرزی برای هر یک از سطوح محاسبه شده مشخص شده است. تحت شرایط مرزی لازم است که ترکیبی از معادلات و قوانین مشخصه های هندسه محاسبه شود. شرایط مرزی برای تعیین تعامل منطقه حل و فصل و مدل ریاضی ضروری است. در صفحه برای هر سطح نوع خاصی از شرایط مرزی را نشان می دهد. نوع شرایط مرزی بر روی ورودی کانال ورودی نصب شده است - ورود آزاد. عناصر باقی مانده - دیوار محدود، که اجازه نمی دهد و پارامترهای محاسبه شده منطقه فعلی را انتقال نمی دهد. علاوه بر تمام شرایط مرزی بالا، لازم است شرایط مرزی را در عناصر حرکتی موجود در مدل ریاضی انتخاب شده مورد توجه قرار دهیم.
قطعات متحرک شامل ورودی و خروجی خروجی، پیستون. در مرزهای عناصر متحرک، ما نوع شرایط مرزی دیوار را تعیین می کنیم.
برای هر یک از اجسام متحرک، قانون جنبش تنظیم شده است. تغییر نرخ پیستون توسط فرمول تعیین می شود. برای تعیین قوانین حرکت شیر، منحنی های لیزر شیر در 0.50 با دقت 0.001 میلی متر حذف شد. سپس سرعت و شتاب حرکت شیر \u200b\u200bمحاسبه شد. داده های به دست آمده به کتابخانه های پویا (سرعت زمان) تبدیل می شوند.
مرحله بعدی در روند شبیه سازی نسل شبکه محاسباتی است. Flowvision از یک شبکه محاسباتی انطباقی محلی استفاده می کند. در ابتدا، یک شبکه محاسباتی اولیه ایجاد شده است، و سپس معیارهای شبکه سنگ زنی مشخص شده است، بر اساس آن جریان جریان، سلول های شبکه اولیه را به درجه مورد نظر تقسیم می کند. سازگاری در هر دو حجم کانال های کانال ها و دیوارهای سیلندر ساخته شده است. در مکان هایی با حداکثر سرعت ممکن، سازگاری با سنگ زنی اضافی شبکه محاسباتی ایجاد می شود. با حجم، سنگ زنی تا 2 سطح در محفظه احتراق انجام شد و تا 5 سطح در شکاف های دریچه، در امتداد دیوارهای سیلندر، سازگاری به 1 سطح رسید. این لازم است برای افزایش گام ادغام زمان با روش ضمنی محاسبه. این به خاطر این واقعیت است که گام زمان به عنوان نسبت اندازه سلول به عنوان تعریف شده است حداکثر سرعت، بیشینه سرعت در آن
قبل از شروع به محاسبه گزینه ایجاد شده، باید پارامترهای مدل سازی عددی را مشخص کنید. در همان زمان، زمان برای ادامه محاسبه برابر با یک است چرخه کامل کار موتور 7200 PK است.، تعداد تکرار و فرکانس حفظ این گزینه های محاسبه. برای پردازش بعدی، مراحل خاصی از محاسبات حفظ می شود. زمان و گزینه های فرایند محاسبه را تنظیم کنید. این وظیفه نیاز به یک مرحله گام زمانی دارد - یک روش انتخاب: یک روش ضمنی با حداکثر مرحله 5E-004C، تعداد صریح CFL - 1. این بدان معنی است که گام زمان خود را تعیین می کند، بسته به همگرایی معادلات فشار خودت.
postprocessor پیکربندی شده است و پارامترهای تجسم نتایج به دست آمده است. شبیه سازی به شما اجازه می دهد تا لایه های مورد نیاز تجسم را پس از اتمام محاسبه اصلی به دست آورید، بر اساس مراحل محاسبه با فرکانس مشخص باقی مانده است. علاوه بر این، PostProcessor به شما اجازه می دهد تا مقادیر عددی حاصل از پارامترهای فرآیند را در قالب یک فایل اطلاعاتی به ویراستاران جدول الکترونیکی خارجی انتقال دهید و به دست آوردن وابستگی زمانی از این پارامترها به عنوان سرعت، مصرف، فشار، به دست آورید ، و غیره.
شکل 1 نصب گیرنده را بر روی کانال ورودی DVS نشان می دهد. حجم گیرنده برابر با حجم یک سیلندر موتور است. گیرنده به عنوان نزدیک به کانال ورودی تنظیم شده است.
|
|
|
شکل. 1. ارتقا با منطقه حل و فصل گیرنده در CadsolidWorks |
فرکانس خود را از رزوناتور Helmholtz:
(12)
جایی که F فرکانس است، HZ؛ C0 - سرعت صدا در هوا (340 متر بر ثانیه)؛ S - سوراخ سوراخ سوراخ، M2؛ l طول لوله، m؛ v حجم رزوناتور، M3 است.
برای مثال ما، ما ارزش های زیر را داریم:
d \u003d 0.032 M، S \u003d 0.00080384 M2، V \u003d 0.0004222267 M3، L \u003d 0.04 متر.
پس از محاسبه F \u003d 374 هرتز، که مربوط به سرعت چرخشی میل لنگ N \u003d 5600min-1 است.
پس از تنظیم گزینه محاسبه شده و پس از تنظیم پارامترهای شبیه سازی عددی، داده های زیر به دست آمد: سرعت جریان، سرعت، تراکم، فشار، دمای جریان گاز در کانال ورودی شدت چرخش میل لنگ.
از نمودار ارائه شده (شکل 2)، از لحاظ جریان جریان در شیر شیر، واضح است که کانال ارتقا یافته با گیرنده دارای حداکثر مواد مصرفی است. مقدار مصرف بالاتر از 200 گرم در ثانیه است. افزایش برای 60 g.p.k.v.
از آنجا که افتتاح شیر ورودی (348 G.k.v.) جریان جریان (شکل 3) از 0 تا 170m / s (در کانال ورودی مدرن 210 m / s، با گیرنده های -190m / s) در فاصله زمانی رشد می کند تا 440-450 GKV در کانال با گیرنده، مقدار سرعت بالاتر از حدود 20 متر بر ثانیه از 430-440 است. P.k.v. مقدار عددی کانال در کانال با گیرنده به طور قابل توجهی حتی بیشتر از کانال ورودی به روز شده، در طول باز شدن دریچه ورودی است. بعد، کاهش قابل ملاحظه ای در جریان جریان، تا بسته شدن شیر ورودی وجود دارد.
|
|
|
|
شکل. 2. مصرف جریان گاز در شکاف شیر برای کانال های استاندارد، ارتقا یافته و با گیرنده در n \u003d 5600 دقیقه -1: 1 - استاندارد، 2 - ارتقاء، 3 - ارتقا با گیرنده |
شکل. 3. جریان جریان جریان در شکاف شیر برای کانال های استاندارد، ارتقا یافته و با گیرنده در n \u003d 5600 دقیقه -1: 1 - استاندارد، 2 - ارتقا، 3 - ارتقا با گیرنده |
از نمودارهای فشار نسبی (شکل 4) (فشار اتمسفر، P \u003d 101000 PA برای صفر دریافت می شود)، به این معنی است که مقدار فشار در کانال ارتقا یافته بالاتر از استاندارد، با 20 kPa در 460-480 GP است. kv (همراه با مقدار جریان بزرگ جریان). شروع از 520 g.k.v. مقدار فشار هم تراز شده است، که نمی توان در مورد کانال با گیرنده گفت. مقدار فشار بالاتر از استاندارد استاندارد است، 25 kPa، از 420-440 gp.k.v. تا بسته شدن شیر ورودی.
|
|
|
|
شکل. 4. فشار جریان در استاندارد، ارتقاء و کانال با گیرنده در n \u003d 5600 دقیقه -1 (1 - کانال استاندارد، 2 - کانال ارتقا یافته، 3 - کانال ارتقا یافته با گیرنده) |
شکل. 5. تراکم جریان در استاندارد، به روز رسانی و کانال با گیرنده در N \u003d 5600 دقیقه -1 (1 - کانال استاندارد، 2 - کانال ارتقا یافته، 3 - کانال ارتقا یافته با گیرنده) |
تراکم جریان در ناحیه شکاف شیر در شکل نشان داده شده است. پنج
در کانال ارتقا یافته با گیرنده، مقدار تراکم کمتر از 0.2 کیلوگرم در متر مکعب از 440 G.k.v. در مقایسه با یک کانال استاندارد. این با نرخ فشار بالا و جریان گاز همراه است.
از تجزیه و تحلیل نمودار ها، شما می توانید نتیجه زیر را به دست آورید: کانال فرم بهبود یافته، پر کردن بهتر سیلندر را با شارژ تازه به دلیل کاهش مقاومت هیدرولیکی کانال ورودی فراهم می کند. با افزایش سرعت پیستونی در زمان باز کردن دریچه ورودی، فرم کانال به طور قابل توجهی بر سرعت، تراکم و فشار داخل کانال ورودی تاثیر نمی گذارد، با این واقعیت توضیح داده شده است که در طول این دوره، شاخص های فرآیند ورودی عمدتا وابسته به سرعت پیستون و منطقه اسلات شیر \u200b\u200b(تنها شکل کانال مصرف در این محاسبه تغییر کرد)، اما همه چیز به طور چشمگیری در زمان کاهش حرکت پیستون تغییر می کند. شارژ در کانال استاندارد کمتر از آن نیست و قوی تر "کشش" در امتداد طول کانال است، که در مجموع، در زمان کاهش سرعت حرکت پیستونی، کمتر از سیلندر را پر می کند. تا بسته شدن شیر، فرآیند تحت معیار جریان جریان در حال حاضر به دست می آید (پیستون نرخ جریان اولیه حجم ذخیره سازی را کاهش می دهد، با کاهش سرعت پیستون، جزء اینورتر جریان گاز نقش مهمی در پر کردن دارد. این توسط شاخص های سرعت بالاتر، فشار تایید شده است.
در کانال ورودی با گیرنده، به علت شارژ اضافی و پدیده های رزونانس، در سیلندر DVS یک توده قابل توجهی از مخلوط گاز وجود دارد که شاخص های فنی بیشتری از عملکرد DV ها را فراهم می کند. افزایش رشد در پایان ورودی تاثیر قابل توجهی بر افزایش عملکرد فنی و اقتصادی و زیست محیطی کار DV دارد.
داوران:
Gots Alexander Nikolaevich، دکتر دانشگاه فنی، استاد گروه موتورهای گرما و تاسیسات انرژی دانشگاه ایالتی ولادیمیر وزارت آموزش و پرورش و علوم، ولادیمیر.
Kulchitsky Aleksey Ramovich، D.N.، استاد، معاون طراح LLC VMTZ، ولادیمیر.
مرجع کتابشناسی
Jolobov L. A.، Suvorov E. A.، Vasilyev I. S. اثر ظرفیت اضافی در سیستم ورودی برای پر کردن DVS // مشکلات مدرن علم و آموزش و پرورش. - 2013. - № 1؛URL: http://science-ducation.ru/ru/article/view؟id\u003d8270 (تاریخ دست زدن: 25.11.2019). ما توجه شما را به انتشار مجلات انتشار در خانه انتشارات "آکادمی علوم طبیعی"
UDC 621.436
اثر مقاومت آیرودینامیکی سیستم های ورودی و اگزوز موتورهای خودرو بر فرایندهای مبادله گاز
l.v. نجاری، BP zhilkin، yu.m. Brodov، N.I. گرگورو
این مقاله نتایج یک مطالعه تجربی از تأثیر مقاومت آیرودینامیکی سیستم های ورودی و اگزوز موتورهای پیستونی را به فرایندهای مبادله گاز ارائه می دهد. این آزمایش ها بر روی مدل های آنلاین موتور تک سیلندر انجام شد. تاسیسات و روش های انجام آزمایشات شرح داده شده است. وابستگی تغییر در سرعت لحظه ای و فشار جریان در مسیرهای گاز-هوا موتور از گوشه ای از چرخش میل لنگ ارائه شده است. داده ها در ضرایب مختلف مقاومت در برابر سیستم های مصرف و اگزوز و فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ به دست آمد. بر اساس داده های به دست آمده، نتیجه گیری از ویژگی های پویا فرایندهای مبادله گاز در موتور تحت شرایط مختلف ساخته شده است. نشان داده شده است که استفاده از صدا خفه کننده سر و صدا، موج موج را صاف می کند و ویژگی های جریان را تغییر می دهد.
کليدواژگان: موتور پیستون، فرایندهای مبادله گاز، پویایی فرآیند، پالس سرعت و فشار جریان، صدا خفه کننده سر و صدا.
معرفی
تعدادی از الزامات به مصرف و نتایج موتورهای پیستونی احتراق داخلی، از جمله کاهش اصلی نویز آیرودینامیکی و مقاومت آئرودینامیک حداقل، اصلی است. هر دو این شاخص ها در اتصال به طراحی عنصر فیلتر، شاهد های ورودی و انتشار، خنثی کننده های کاتالیزوری، حضور یک برتر (کمپرسور و / یا توربوشارژر)، و همچنین پیکربندی خط لوله های ورودی و اگزوز و ماهیت جریان در آنها. در عین حال، هیچ اطلاعاتی در مورد تاثیر عناصر اضافی سیستم های مصرف و سیستم های اگزوز (فیلترها، صدا خفه کن، توربو شارژر) بر روی پویایی گاز در آنها وجود ندارد.
این مقاله نتایج بررسی اثر مقاومت آیرودینامیکی سیستم های ورودی و اگزوز بر فرایندهای مبادله گاز در ارتباط با موتور پیستونی ابعاد 8.2/7.1 را ارائه می دهد.
گیاهان تجربی
و سیستم جمع آوری داده ها
مطالعات اثر مقاومت آیرودینامیکی سیستم های گاز گاز بر فرآیندهای مبادله گاز در مهندسان پیستونی بر روی مدل شبیه سازی ابعاد 4.2 / 7.1، به وسیله چرخش انجام شد موتور ناهمزمانفراوانی چرخش میل لنگ که در محدوده n \u003d 600-3000 min1 تنظیم شده بود با دقت ± 0.1٪. نصب آزمایشی در جزئیات بیشتر شرح داده شده است.
در شکل 1 و 2 نمایش تنظیمات و ابعاد هندسی مصرف و اگزوز دستگاه نصب آزمایشی، و همچنین محل نصب برای اندازه گیری لحظه ای
ارزش های سرعت متوسط و فشار جریان هوا.
برای اندازه گیری مقادیر فشار فوری در جریان (استاتیک) در کانال PC، سنسور فشار £ -10 توسط ویکی استفاده شد، سرعت آن کمتر از 1 میلی ثانیه است. حداکثر میانگین میانگین اندازه گیری فشار متوسط \u200b\u200bمتوسط، 0.25٪ ± 0.25٪ بود.
برای تعیین محیط لحظه ای در بخش کانال جریان هوا، ترمورنمومتر دمای ثابت طراحی اصلی، عنصر حساس که موضوع نوشرم با قطر 5 میکرومتر و طول 5 میلیمتر بود. حداکثر میانگین متوسط \u200b\u200bمیانگین میانگین میانگین میانگین اندازه گیری WX سرعت ± 2.9٪ بود.
اندازه گیری فرکانس چرخش میل لنگ با استفاده از یک متر تچومتر متشکل از یک دیسک دندانی ثابت شده بر روی شفت میل لنگ و سنسور القایی انجام شد. سنسور یک پالس ولتاژ را در فرکانس متناسب با سرعت چرخش شفت تشکیل داد. با توجه به این پالس ها، فرکانس چرخش ثبت شد، موقعیت میل لنگ (زاویه F) تعیین شد و لحظه ای از عبور از پیستون VMT و NMT.
سیگنال ها از تمام سنسورها به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال وارد شدند و برای پردازش بیشتر به یک رایانه شخصی منتقل شدند.
قبل از انجام آزمایش ها، هدف گیری استاتیک و پویا سیستم اندازه گیری به طور کلی انجام شد، که نشان دهنده سرعت لازم برای مطالعه پویایی فرایندهای پویای گاز در سیستم های ورودی و اگزوز موتورهای پیستونی بود. میانگین میانگین میانگین میانگین میانگین آزمایشات بر تأثیر مقاومت آیرودینامیکی سیستم های هوا-فیوژن گاز در DV ها بر فرایندهای مبادله گاز، ± 3.4٪ بود.
شکل. 1. پیکربندی و اندازه هندسی مسیر ورودی نصب آزمایشی: 1 - سر سیلندر؛ لوله 2 حباب؛ 3 - اندازه گیری لوله؛ 4 - سنسورهای ترمووانومتر برای اندازه گیری سرعت جریان هوا؛ 5 - سنسورهای فشار
شکل. 2. پیکربندی و ابعاد هندسی مسیر اگزوز نصب آزمایشی: 1 - سر سیلندر؛ 2 - طرح کار - لوله فارغ التحصیلی؛ 3 - سنسورهای فشار؛ 4 - سنسورهای ترمومامر
اثر عناصر اضافی بر پویایی گاز فرایندهای مصرف و انتشار با ضریب مقاومت سیستم های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت با استفاده از فیلتر های مختلف مصرف و انتشار ایجاد شد. بنابراین، به عنوان یکی از آنها، یک فیلتر خودرو استاندارد هوا با ضریب مقاومت 7.5 مورد استفاده قرار گرفت. یک فیلتر بافتی با ضریب مقاومت 32 به عنوان یک عنصر فیلتر دیگر انتخاب شد. ضریب مقاومت به صورت تجربی از طریق پاکسازی استاتیک در شرایط آزمایشگاهی تعیین شد. مطالعات نیز بدون فیلترها انجام شد.
اثر مقاومت آیرودینامیکی بر روند ورودی
در شکل 3 و 4 وابستگی های جریان جریان هوا و فشار PC را در ورودی نشان می دهد
le از زاویه چرخش میل لنگ F در انواع فرکانس های چرخش آن و هنگام استفاده از فیلترهای مختلف مصرف.
ثابت شده است که در هر دو مورد (با یک صدا خفه کننده و بدون) ضربان فشار و سرعت جریان هوا بیشتر با سرعت بالا چرخش میل لنگ بیان می شود. در عین حال، در کانال ورودی با صدا خاموش کننده سر و صدا، مقادیر حداکثر جریان جریان هوا، به عنوان انتظار می رود، کمتر از کانال بدون آن. اکثر
m\u003e x، m / s 100
افتتاح 1 III 1 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111
دریچه جیپیع 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 باز کردن -gbepskid-! شیر A L 1 G 1 1 1 بسته ^
1 HDC \\. bpcskneo valve "x 1 1
| | 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
شکل. 3. وابستگی سرعت هوا WX در کانال ورودی از زاویه چرخش شفت میل لنگ در فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ و عناصر مختلف فیلتر کردن: A - n \u003d 1500 دقیقه -1؛ ب - 3000 دقیقه -1. 1 - بدون یک فیلتر؛ 2 - فیلتر هوا استاندارد؛ 3 - فیلتر پارچه
شکل. 4. وابستگی فشار کامپیوتر در کانال ورودی از زاویه چرخش میل لنگ F در فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ و عناصر مختلف فیلتر کردن: A - n \u003d 1500 دقیقه -1؛ ب - 3000 دقیقه -1. 1 - بدون یک فیلتر؛ 2 - فیلتر هوا استاندارد؛ 3 - فیلتر پارچه
با فرکانس های بالا چرخش میل لنگ روشن شد.
پس از بستن سوپاپ ورودی، فشار و سرعت جریان هوا در کانال تحت تمام شرایط برابر صفر نیست، و برخی از نوسانات آنها مشاهده می شود (نگاه کنید به شکل 3 و 4)، که همچنین مشخصه انتشار است فرآیند (نگاه کنید به زیر). در عین حال، نصب خنک کننده سر و صدا ورودی منجر به کاهش فشار خون و سرعت جریان هوا در تمام شرایط در طول فرایند مصرف و پس از مصرف شیر ورودی بسته شده است.
اثر آیرودینامیکی
مقاومت به روند انتشار
در شکل 5 و 6 نشان می دهد وابستگی جریان هوا WX و PC فشار در خروجی از زاویه چرخش شکل میل لنگ در فرکانس های مختلف چرخشی و هنگام استفاده از فیلترهای مختلف انتشار.
این مطالعات برای فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ (از 600 تا 3000 دقیقه 1) در فشار بیش از حد مختلف در انتشار PI (از 0.5 تا 2.0 بار) بدون سر و صدا خاموش و اگر آن ارائه شده بود انجام شد.
مشخص شده است که در هر دو مورد (با خنک کننده و بدون) ضربان سرعت جریان هوا، روشن ترین در فرکانس پایین چرخش میل لنگ است. در این مورد، مقادیر حداکثر جریان جریان هوا در کانال اگزوز با صدا خاموش کننده نویز باقی می ماند
مریلین همانند آن است. پس از بستن دریچه خروجی، جریان جریان هوا در کانال تحت تمام شرایط صفر نمی شود، و برخی از نوسانات سرعت مشاهده می شود (شکل 5 را ببینید)، که مشخصه فرایند ورودی است (نگاه کنید به بالا). در عین حال، نصب خنک کننده سر و صدا در انتشار منجر به افزایش قابل توجهی در پالساسیون نرخ جریان هوا در تمام شرایط (به ویژه در RY \u003d 2.0 BAR) هر دو در طول فرآیند انتشار و پس از دریچه اگزوز بسته شده است .
لازم به ذکر است که اثر متضاد مقاومت آیرودینامیکی به ویژگی های فرآیند ورودی در موتور، جایی که هنگام استفاده از فیلتر هوا، اثرات موج موج در طول مصرف و پس از بستن شیر ورودی وجود داشت، اما آنها به وضوح سریعتر از بدون آن بودند آی تی. در این مورد، حضور یک فیلتر در سیستم ورودی منجر به کاهش حداکثر سرعت جریان هوا و تضعیف پویایی فرآیند، که به خوبی با نتایج قبلا به دست آمده در کار سازگار است.
افزایش مقاومت آیرودینامیکی سیستم اگزوز این منجر به افزایش حداکثر فشار در روند انتشار، و همچنین جابجایی قله ها برای NMT می شود. در این مورد، می توان اشاره کرد که نصب خنک کننده سر و صدا خروجی منجر به کاهش پالساسیون فشار جریان هوا در تمام شرایط در طول فرایند تولید و پس از سوپاپ اگزوز بسته شده است.
سلام M / S 118 100 46 16
1 1 به. T "بسته شدن دریچه MPSKAL
افتتاح آیپک |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1
"" "і | y і \\ / ~ ^
540 (P، GRAB، P.K.Y. 720 NMT NMT
شکل. 5. وابستگی سرعت هوا WX در خروجی از زاویه چرخش شفت میل لنگ در فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ و عناصر مختلف فیلتر کردن: A - n \u003d 1500 دقیقه -1؛ ب - 3000 دقیقه -1. 1 - بدون یک فیلتر؛ 2 - فیلتر هوا استاندارد؛ 3 - فیلتر پارچه
PX 5PR 0،150
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 L "A 11 1 1 / \\ 1. '، و II 1 1
افتتاح | Yypzskskaya 1 іклапана Л7 1 H і _ / 7 / "، G S 1 \\ H بسته شدن بیتسست G / CGTї آلن -
c- "1 1 1 1 1 і 1 l l l _л / і і h / 1 1
540 (P، Coftin، PK6. 720
شکل. 6. وابستگی کامپیوتر فشار در خروجی از زاویه چرخش میل لنگ F در فرکانس های مختلف چرخش میل لنگ و عناصر مختلف فیلتر کردن: A - n \u003d 1500 دقیقه -1؛ ب - 3000 دقیقه -1. 1 - بدون یک فیلتر؛ 2 - فیلتر هوا استاندارد؛ 3 - فیلتر پارچه
بر اساس پردازش تغییرات وابستگی در جریان جریان برای تاکتیک های جداگانه، تغییر نسبی در جریان حجم هوا Q از طریق کانال اگزوز محاسبه شد، زمانی که صدا خفه کننده قرار داده شود. ثابت شده است که با فشار بیش از حد پایین در انتشار (0.1 مگاپاسکال)، مصرف Q در سیستم اگزوز با یک صدا خفه کننده کمتر از سیستم بدون آن است. در همان زمان، اگر در فرکانس چرخش میل لنگ 600 دقیقه -1، این تفاوت تقریبا 1.5٪ (که در خطا قرار دارد)، سپس با 3000 min4 n \u003d 3000 این تفاوت به 23٪ رسید. نشان داده شده است که برای بیش از حد بالا از 0.2 مگاپاسکال، گرایش مخالف مشاهده شد. جریان حجم هوا از طریق کانال اگزوز با خنک کننده بیشتر از سیستم بدون آن بود. در عین حال، در فرکانس های پایین چرخش میل لنگ، این بیش از 20٪ بود و با 3000 min1 - 5٪ بود. به گفته نویسندگان، چنین اثری را می توان با برخی از صاف کردن پالساسیون سرعت جریان هوا در سیستم اگزوز در حضور سر و صدا خاموش توضیح داد.
نتیجه
مطالعه انجام شده نشان داد که موتور ورودی احتراق داخلی به طور قابل توجهی تحت تاثیر مقاومت آیرودینامیکی مسیر مصرف قرار دارد:
افزایش مقاومت در برابر عنصر فیلتر، پویایی فرآیند پر شدن را خنثی می کند، اما در عین حال میزان جریان هوا را کاهش می دهد، که مربوط به ضریب پر شدن است؛
اثر فیلتر با افزایش فرکانس چرخش میل لنگ افزایش می یابد؛
مقدار آستانه ضریب مقاومت فیلتر (تقریبا 50-55)، پس از آن مقدار آن بر میزان جریان تاثیر نمی گذارد.
نشان داده شده است که مقاومت آیرودینامیکی سیستم اگزوز نیز به طور قابل توجهی بر گاز پویایی و مواد مصرفی فرآیند انتشار تاثیر می گذارد:
افزایش مقاومت هیدرولیکی سیستم اگزوز در DV های پیستونی منجر به افزایش پالساسیون سرعت جریان هوا در کانال اگزوز می شود؛
با فشار بیش از حد فشار در سیستم با سر و صدا خاموش، کاهش جریان حجمی از طریق کانال اگزوز، در حالی که در بالا RY - برعکس، آن را افزایش می دهد در مقایسه با سیستم اگزوز بدون یک شمعر افزایش می یابد.
بنابراین، نتایج به دست آمده می تواند در عمل مهندسی استفاده شود تا به طور مطلوب ویژگی های یخچال های ورودی و خروجی را انتخاب کند که می تواند ارائه دهد
تأثیر بر روی پر شدن سیلندر شارژ تازه (ضریب پر کردن) و کیفیت تمیز کردن سیلندر موتور از گازهای خروجی (ضریب گاز باقی مانده) بر برخی از حالت های با سرعت بالا از کار موتور پیستونی.
ادبیات
1. Draganov، B.H. ساخت کانال های ورودی و اگزوز موتورهای احتراق داخلی / B.KH. Draganov، MG Kruglov، V. S. Obukhov. - کیف: بازدید مدرسه سر، 1987. -175 پ.
2. موتورهای احتراق داخلی. در 3 کیلوگرم kn. 1: نظریه گردش کار: مطالعات. / v.N. Lou-Kanin، K.A. Morozov، A.S. Khachyan و همکاران.؛ اد. v.n. lukanina - متر: بالاتر. shk، 1995. - 368 p.
3. Champraozs، B.A. موتورهای احتراق داخلی: نظریه، مدل سازی و محاسبه فرآیندها: مطالعات. در دوره "نظریه گردش کار و مدل سازی فرایندها در موتورهای احتراق داخلی" / B.A. Chamolaoz، M.F. Faraplatov، V.V. Clementev؛ اد. قلعه پودر علم فدراسیون روسیه B.A. Champrazov. - Chelyabinsk: Suursu، 2010. -382 p.
4. رویکردهای مدرن به ایجاد موتورهای دیزلی برای اتومبیل های سواری و آرامش کوچک
zovikov / a. Blinov، p.A. golubev، yu.e. Dragan و همکاران اد. V. S. PEPONOVA و A. M. MINYEV. - M: NIC "مهندس"، 2000. - 332 پ.
5. بررسی تجربی فرآیندهای پویای گاز در سیستم ورودی موتور پیستون / B.P. Zhokkin، L.V. نجاری، S.A. Korzh، I.D. لارنوف // مهندسی - 2009.-№ 1. - ص. 24-27.
6. در تغییر در پویایی گاز فرآیند انتشار در موتور پیستون در نصب Muffler / L.V. نجاری، BP Zhokkin، A.V. صلیب، D.L. Padalak // بولتن آکادمی علوم نظامی. -2011 - شماره 2 - ص. 267-270.
7. پت 81338 RU، MPK G01 P5 / 12. دمای مکانیکی حرارتی دمای ثابت / S.N. Pochov، L.V. نجاری، BP ویلکین - شماره 20081357775/22؛ صحنه. 09/03/2008؛ انتشار 03/10/2009، BUL. شماره 7
