Analiza dinamičkih procesa ispušnog sustava DV. Ispušni sustavi motora s unutarnjim izgaranjem. Procijenjene studije učinkovitosti sustava za diplomiranje

480 trljati. | 150 UAH. | 7,5 dolara ", mišeš, fgcolor," #ffffcc ", bgcolor," # 393939 ");" Onmouseout \u003d "povratak ND ();"\u003e Razdoblje disertacije - 480 utrljajte., Dostava 10 minuta , oko sat, sedam dana u tjednu i praznici

Grigoriev Nikita Igorevich. Dinamika plina i izmjena topline u ispušnom cjevovodu klipnog motora: disertacija ... Kandidat tehničkih znanosti: 01.04.14 / Grigoriev Nikita Igorevich; [Mjesto zaštite: Savezna država Autonomna obrazovna ustanova Visoko stručno obrazovanje "Ural federalno sveučilište nazvano po prvom predsjedniku Rusije B. N. Yeltsin" http://lib.urfu.ru/mod/data/View.php?d\u003d51&rid\u003d238321] .- ekaterinburg, 2015.- 154 s ,

Uvod

Poglavlje 1. Stanje pitanja i postavljanje ciljeva studija 13

1.1 Vrste ispušnih sustava 13

1.2 Eksperimentalne studije učinkovitosti ispušnih sustava. 17.

1.3 Studije namire učinkovitosti sustava za diplomiranje 27

1.4 Karakteristike procesa izmjene topline u ispušnom sustavu motora s unutarnjim izgaranjem klipa 31

1.5 Zaključci i postavljanje zadataka 37

2. Poglavlje. Metodologija istraživanja i opis eksperimentalne instalacije 39

2.1 Odabir metodologije za proučavanje dinamike plina i karakteristike izmjene topline procesa proizvodnje klipnog motora 39

2.2 Konstruktivno izvršavanje eksperimentalne instalacije za proučavanje procesa puštanja u klip DVS 46

2.3 Mjerenje kuta rotacije i brzine distribucija vala 50

2.4 Definicija trenutnog toka 51

2.5 Mjerenje trenutnih lokalnih koeficijenata prijenosa topline 65

2.6 Mjerenje protoka nadtlaka u putu za diplomiranje 69

2.7 Sustav prikupljanja podataka 69

2.8 Zaključci u poglavlju 2 s

Poglavlje 3. Dinamika plina i karakteristike izdataka procesa oslobađanja 72

3.1 dinamika plina i procesa otpuštanja potrošnog materijala u klipnom motoru unutarnje izgaranje Bez postavljenih 72.

3.1.1 s cjevovodom s kružnim presjekom 72

3.1.2 za cjevovod s kvadratnim presjekom 76

3.1.3 s trokutastim cjevovodom presjek 80

3.2 dinamika plina i potrošni materijal za proces proizvodnje motora s unutarnjim izgaranjem klipa s redukcijom 84

3.3 Zaključak na poglavlje 3 92

Poglavlje 4. Instant prijenos topline u ispušnom kanalu klipnog motora unutarnjeg izgaranja 94

4.1 Instant lokalni proces prijenosa topline unutarnje izgaranje unutarnjeg motora za izgaranje bez super, 94

4.1.1 s cjevovodom s okruglim presjekom 94

4.1.2 za cjevovod s kvadratnim presjekom 96

4.1.3 s cjevovodom s trokutastim presjekom 98

4.2 Instant proces prijenosa topline izlaz klipnog motora unutarnjeg izgaranja s redukcijom 101

4.3 Zaključci u poglavlju 4 107

5. poglavlje. Stabilizacija protoka u ispušnom kanalu klipnog motora unutarnjeg izgaranja 108

5.1 Promjena pulsiranja fluksa u ispušnom kanalu klipnog motora koristeći konstantnu i periodičnu izbacivanje 108

5.1.1 suzbijanje pulsiranja fluksa u izlazu pomoću konstantne izbacivanja 108

5.1.2 Promjena pulsiranja protoka u ispušnom kanalu povremenom izbacivanjem 112 5.2 Konstruktivna i tehnološka dizajna ispušnog sustava s izbacivanjem 117

Zaključak 120.

Bibliografija

Procijenjene studije učinkovitosti sustava za diplomiranje

Ispušni sustav klipnog motora je ukloniti cilindre ispušnih plinova i dovoditi ih na turbinu turbopunjača (u nadzornim motorima) kako bi se preostala energija nakon tijeka rada mehanički rad na TK stablu. Ispušni kanali izvode zajednički cjevovod, lijevani od sivog ili topline-otpornog od lijevanog željeza ili aluminija u slučaju hlađenja ili od odvojenih mlaznica od lijevanog željeza. Da biste zaštitili osoblje usluge od opeklina, ispušna cijev se može ohladiti vodom ili obloženom s toplinskim izolacijskim materijalom. Tvorni plinovi su poželjniji za motore s plinskim turbinama superbimples. Budući da je u ovom slučaju smanjen gubitak energije ispušnih plinova. Od kada se grije i ohladi duljina promjena ispušnog plinovoda, tada se instaliraju posebni kompenzatori prije turbine. Na velikim motorima, kompenzatori također kombiniraju pojedinačne dijelove ispušnih plinova, koji se sastaju prema tehnološkim razlozima.

Informacije o parametrima plina prije turbomorske turbine u dinamici tijekom svakog radnog ciklusa DVS-a pojavili su se u 60-ima. Poznati su i rezultati studija o ovisnosti o trenutnoj temperaturi ispušnih plinova iz opterećenja četverotaktnog motora na malom dijelu rotacije radilice od rotacije s istog vremenskog razdoblja. Međutim, ni u ovom niti u drugim izvorima postoje takve važne karakteristike Kao lokalni intenzitet prijenosa topline i brzina protoka plina u ispušnom kanalu. Dizels s vrhunskim može biti tri vrste plina opskrbe plinom iz glave motora na turbinu: sustav trajnog tlaka plina ispred turbine, sustav impulsa i supermotlan sustav s pretvaračem impulsa.

U sustavu konstantnog tlaka, plinovi iz svih cilindara idu u veliki ispušni razvodnik velikog volumena, koji služi kao prijemnik i u velikoj mjeri izglađuje pulsiranje tlaka (slika 1). Tijekom oslobađanja plina iz cilindra u ispušnoj cijevi se formira veliki val amplituda. Nedostatak takvog sustava je snažno smanjenje performansi plina dok teče iz cilindra kroz kolektora na turbinu.

S takvom organizacijom oslobađanja plinova iz cilindra i opskrbe u aparatu za mlaznice turbine smanjuje gubitak energije povezane s njihovom naglom ekspanzijom tijekom isteka cilindra u cjevovod i dvostruku konverziju energija: kinetička energija koja proizlazi iz cilindra plinova u potencijalnu energiju njihovog pritiska u cjevovodu, i posljednji opet u kinetičkoj energiji u aparatu za mlaznice u turbini, jer se javlja u sustavu diplomiranja s konstantnim tlakom tlaka na ulaz u turbinu. Kao rezultat toga, tijekom pulsirajućeg sustava, raspoloživi rad plinova u turbini se povećava i njihov pritisak se smanjuje tijekom oslobađanja, što smanjuje troškove vlasti za provođenje izmjene plina u cilindru klipnog motora.

Treba napomenuti da se s pulsiranim nadređenim uvjetima za konverziju energije u turbini značajno pogoršavaju zbog nestativnosti protoka, što dovodi do smanjenja njegove učinkovitosti. Osim toga, definicija izračunatih parametara turbine je ometan zbog varijabli tlaka i temperature plina prije turbine i iza njega, i odvajanje plina do uređaja za mlaznice. Osim toga, dizajn samog motora i turbopunjačke turbine je komplicirana zbog uvođenja odvojenih kolektora. Kao rezultat toga, broj tvrtki s masovna proizvodnja Motori s plinskim turbinom superior primjenjuju konstantni sustav pojačanja tlaka prije turbine.

Nadzor nad impulsni pretvarač je međuprodukt i kombinira prednosti pulsiranja tlaka u ispušnom razvodniku (smanjujući operaciju siromaštva i poboljšanje čišćenja cilindra) s pobjednikom od smanjenja tkanine prije turbine, što povećava učinkovitost potonjeg.

Slika 3 - Superior sustav s pulsnim pretvaračem: 1 - mlaznica; 2 - mlaznice; 3 - kamera; 4 - difuzor; 5 - cjevovod

U tom slučaju ispušni plinovi na cijevima 1 (slika 3) su sažeti kroz mlaznice 2, u jedan cjevovod, koji kombinira oslobađanje od cilindara, čije se faze ne postavljaju jedan u drugi. U određenom trenutku, tlačni puls u jednom od cjevovoda doseže maksimum. U tom slučaju, maksimalna brzina isteka plina iz mlaznice spojene na ovaj cjevovod postaje maksimum, što rezultira učinkom izbacivanja na rezoluciju u drugoj cjevovodu i time olakšava čišćenje cilindara pričvršćenih na njega. Proces isteka mlaznica se ponavlja s visokom frekvencijom, stoga, u komori 3, koji obavlja ulogu mješalice i prigušivača, formira se više ili manje ujednačenija struja, konetička energija čija je u difuzoru 4 ( Smanjenje brzine) pretvara se u potencijal zbog povećanja tlaka. Od cjevovoda 5 plinova ulaze u turbinu na gotovo konstantan tlak. Složeniji strukturni dijagram pretvarača impulsa koji se sastoji od posebnih mlaznica na krajevima ispušnih cijevi, u kombinaciji zajedničkim difuzorom, prikazana je na slici 4.

Protok u ispušnom plinovodu karakteriziran je izraženom nestacionarnosti uzrokovanom učestalošću samog procesa, a nestatinjarnost parametara plina na granicama ispušnog plinovodnog cilindra i turbine. Rotacija kanala, razgradnja profila i periodična promjena geometrijske karakteristike Na ulaznom dijelu proreza ventila, to je uzrok odvajanja graničnog sloja i formiranje opsežnih stagnantnih zona, čije se dimenzije mijenjaju tijekom vremena. U stagnacijskim zonama, povratan protok s velikim pulsirajućim vrtlicama, koji djeluju s glavnim protokom u cjevovodu i u velikoj mjeri određuju karakteristike protoka kanala. Nestatiranost potoka se manifestira u ispušnom kanalu i pod stacionarnim graničnim uvjetima (s fiksnim ventilom) kao rezultat valovitih zona zagušenja. Dimenzije ne-stacionarnih vrtloga i učestalost njihovih valova mogu značajno odrediti samo eksperimentalne metode.

Složenost eksperimentalnog proučavanja strukture ne-stacionarnog vrtloga teče dizajnere i istraživače koji se koriste prilikom odabira optimalne geometrije ispušnog kanala usporedbom cjelovitih potrošnih materijala i energetskih karakteristika protoka, obično dobivene pod stacionarnim uvjetima na fizikalnim modelima, to jest, sa statičkim čistkom. Međutim, ne daje se potvrda pouzdanosti takvih studija.

U radu su prikazani eksperimentalni rezultati proučavanja strukture potoka u ispušnom kanalu motora i provedeni usporedna analiza strukture i integralne karakteristike potoka pod stacionarnim i nestacionarnim uvjetima.

Rezultati ispitivanja velikog broja izlaznih varijanti ukazuju na nedovoljnu učinkovitost uobičajenog pristupa profiliranju na temelju počinitelja stacionarnog toka u koljenima cijevi i kratkim cijevima. Nema slučajeva odstupanja predviđenih i valjanih ovisnosti potrošni materijal iz geometrije kanala.

Mjerenje kuta rotacije i učestalosti rotacije bregastog vratila

Treba napomenuti da su maksimalne razlike između vrijednosti TPS definiranih u središtu kanala i blizu njegovog zida (varijacija na radijusu kanala) opažene u kontrolnim dijelovima u blizini ulaza u kanal studija i dosegnite 10,0% IPI-ja. Prema tome, ako bi prisilni valovi protoka plina za 1x do 150 mm bilo mnogo manje s razdobljem od IPI \u003d 115 ms, struja treba karakterizirati kao tečaj s visokim stupnjem ne-stacionarnog. To sugerira da je režim prijelaznog protoka u kanalima energije ugradnje još nije dovršen, a sljedeća ogorčenje već je utjecala na to. Naprotiv, ako bi pulsiranje protoka bila mnogo više s razdobljem od tr, struja se treba smatrati kvaziranjem (s niskim stupnjem nestandardnog). U tom slučaju, prije pojave poremećaja, prijelazni hidrodinamički način rada ima vremena za dovršetak, a tečaj će se uskladiti. I na kraju, ako je brzina protoka protoka bila blizu vrijednosti TR, struja se treba okarakterizirati kao umjereno ne-stacionarno s povećanjem stupnja nestacionarnog.

Kao primjer mogućeg korištenja karakterističnih puta predloženih za procjenu karakterističnih vremena, razmatra se protok plina u ispušnim kanalima klipnih inženjera. Prvo, pogledajte sliku 17, na kojoj ovisi o protoku WX protoka iz kuta rotacije radilice F (slika 17, a) i na vrijeme T (slika 17, b). Ovi ovisnosti dobiveni su na fizičkom modelu dimenzije istog cilindra DVS 8,2 / 7.1. Može se vidjeti s figure da je prikaz ovisnosti WX \u003d f (f) maloformativan, jer se ne odražava točno fizička suština procesi koji se pojavljuju u diplomski kanal. Međutim, upravo u ovom obliku da se ove grafike poduzimaju da biste poslali polje motora. Po našem mišljenju to je točnije koristiti vremenske ovisnosti WX \u003d / (t) za analizu.

Analiziramo ovisnost WX \u003d / (t) za n \u003d 1500 min "1 (Slika 18). Kao što se može vidjeti, na ovoj brzini radilice, trajanje cjelokupnog postupka oslobađanja je 27.1. Prijelazno hidrodinamički proces U izlazu počinje nakon otvaranja ispušni ventil, U tom slučaju moguće je odabrati najdinamičnije područje podizanja (vremenski interval, tijekom kojeg se pojavi oštar povećanje protoka), čije je trajanje 6,3 ms. Nakon toga, rast protoka je zamijenjen njegovom padom. Kao što je prikazano ranije (slika 15), za ovu konfiguraciju hidraulični sistem Vrijeme opuštanja je 115-120 ms, tj. Značajno veće od trajanja dijela za podizanje. Dakle, treba pretpostaviti da se početak oslobađanja (odjeljak za podizanje) pojavljuje s visokim stupnjem nestandardnog. 540 f, hoil od pkv 7 a)

Plin je isporučen iz ukupne mreže na cjevovodu, na kojem je bio mjerač tlaka 1 za kontrolu tlaka na mreži i ventila 2, za kontrolu protoka. Plin je tekao u spremnik prijemnik 3 s volumenom od 0,04 m3, sadržavao je rešetku poravnanja 4 kako bi se ugasila pulsiranje tlaka. Iz spremnika-prijemnika 3, plinovod je doveden do komore za puhanje cilindara 5, u kojem je instaliran saće 6. Hodaycomb je bila tanka rešetka, a namijenjen je za čišćenje preostalih tlaka. Komora za puhanje cilindra 5 je vezana na blok cilindra 8, dok je unutarnja šupljina komore cilindra-stanične komore kombinirana s unutarnjom šupljinom glave čela cilindra.

Nakon otvaranja ispušnog ventila 7, plin iz simulacijske komore prošao je kroz ispušni kanal 9 do mjernog kanala 10.

Slika 20 detaljnije prikazuje konfiguraciju ispušnog puta eksperimentalne instalacije, što ukazuje na lokacije senzora tlaka i termoemometne sonde.

Zbog ograničenog broja informacija o dinamici procesa oslobađanja, odabrano je klasični izravni izlazni kanal s okruglim presjekom: glava bloka cilindra 2 je pričvršćen na klinove eksperimentalne ispušne cijevi 4, duljinu cijevi bio je 400 mm, a promjer od 30 mm. U cijevi, tri rupe su izbušene na udaljenosti l, LG i B, odnosno, 20,140 i 340 mm za ugradnju senzora tlaka 5 i termo-lomljenih senzora 6 (slika 20).

Slika 20 - Konfiguracija ispušnog kanala eksperimentalne instalacije i mjesta senzora: 1 - komora za puhanje cilindra; 2 - glava bloka cilindra; 3 - ispušni ventil; 4 - eksperimentalna diplomska cijev; 5 senzora tlaka; 6 - senzori termoemometara za mjerenje brzine protoka; L je duljina izlazne cijevi; C_3- DIJASE na mjestima termo-chaserskih senzora iz ispušnog prozora

Sustav mjerenja instalacije omogućio je određivanje: trenutni kutak rotacije i brzinu rotacije radilice, trenutna brzina protoka, trenutni koeficijent prijenosa topline, tlak viška protoka. Metode za definiranje ovih parametara opisani su u nastavku. 2.3 Mjerenje kuta rotacije i učestalost rotacije raspodjele

Da biste odredili brzinu rotacije i strujni kut rotacije bregastog vratila, kao i trenutak pronalaženja klipa u gornjim i donjim mrtvima, primijenjen je tahometrijski senzor, shema instalacije, koja je prikazana na slici 21, Budući da gore navedeni parametri moraju biti nedvosmisleno utvrđeni u proučavanju dinamičkih procesa u ICC-u. četiri

Tahometrijski senzor sastojao se od nazubljenog diska 7, koji je imao samo dva zuba nasuprot jedni druge. Disk 1 je instaliran s električnim motorom 4 tako da je jedan od diskova diska odgovarao položaju klipa u gornjoj mrtvoj točki, a drugi, donji mrtvi točka i bio je pričvršćen na osovinu pomoću Spojnica 3. Osovina motora i osovina klipnog motora spojeni su prijenosom remena.

Kada prolazite jedan od zuba u blizini induktivnog senzora 4, fiksiran na stativ 5, izlaz induktivnog senzora formira se impuls napona. Koristeći ove impulse, možete odrediti trenutnu poziciju bregastog vratila i, u skladu s tim odrediti položaj klipa. Da bi signali koji odgovaraju NMT-u i NMT, zubi su izvedeni jedan od drugog, konfiguracija se razlikuje jedni od drugih, zbog čega su signali na izlazu induktivnog senzora imali različite amplitude. Signal dobiven na izlazu iz induktivnog senzora prikazan je na slici 22: Puls napona manje amplitude odgovara položaju klipa u NTC, i puls viši amplituda, odnosno položaja u NMT.

Dinamika plina i potrošni proces izlaza motora s unutarnjim izgaranjem klipa s superpozicijom

U klasičnoj literaturi o teoriji rada i inženjeringa, turbopunjač se uglavnom smatra najviše učinkovita metoda Motorne prisiljavanje, zbog povećanja količine zraka koji ulazi u cilindre motora.

Treba napomenuti da je u književnim izvorima utjecaj turbopunjača na dinamične i termofizičke karakteristike plina protoka ispušnog plinovoda iznimno rijetka. Uglavnom u literaturi, turbinska turbinska turbina se smatra pojednostavljenjima, kao element sustava za izmjenu plina, koji ima hidrauličnu otpornost na protok plinova na izlazu cilindara. Međutim, očito je da turbopunjačka turbina igra važnu ulogu u formiranju protoka ispušnih plinova i ima značajan utjecaj na hidrodinamičke i termofizičke karakteristike protoka. Ovaj dio raspravlja o rezultatima proučavanja učinka turbopunjače turbine na hidrodinamičke i termofizičke karakteristike protoka plina u ispušnom plinovodu klipnog motora.

Istraživanja su provedena na eksperimentalnom postavljanju, koja je prethodno opisana, u drugom poglavlju, glavna promjena je ugradnja turbopunjača TKR-6 s radijalnom aksijalnom turbinom (slike 47 i 48).

Zbog utjecaja tlaka ispušnih plinova u ispušnog plinovoda na tijek rada turbine, uzorci promjena u ovom indikatoru su široko ispitivani. Komprimiran

Instalacija turbine turbine u ispušnom plinovodu ima snažan učinak na tlak i brzinu protoka u ispušnom plinovodu, koji se jasno vidi iz čepa tlaka i brzine protoka u ispušnoj cijevi s turbopunjačem iz ugla radilice (Slike 49 i 50). Uspoređujući te ovisnosti sa sličnim ovisnostima za ispušne plinovoda bez turbopunjača pod sličnim uvjetima, može se vidjeti da se ugradnja turbopunjače turbine u ispušnu cijev dovodi do pojave velikog broja valova tijekom cijelog izlaza izlaza djelovanjem elemenata noža (uređaja za mlaznice i rotora) turbine. Slika 48 - Opći oblik Instalacije s turbopunjačem

Još jedna karakteristična značajka ovih ovisnosti je značajno povećanje amplitude fluktuacija tlaka i značajno smanjenje amplitude fluktuacija brzine u usporedbi s izvršenjem ispušnog sustava bez turbopunjača. Na primjer, na frekvenciji rotacije radilice od 1500 minuta, maksimalni tlak plina u cjevovodu s turbopunjačem je 2 puta veći, a brzina je 4,5 puta niža nego u cjevovodu bez turbopunjača. Povećani tlak i smanjuje pritisak i smanjuje pritisak i smanjuje pritisak i smanjuje Brzina u diplomiranju je uzrokovana otpornošću koju je stvorio turbin. Važno je napomenuti da je maksimalna vrijednost tlaka u cjevovodu turbopunjača pomaknuta u odnosu na maksimalnu vrijednost tlaka u cjevovodu bez turbopunjača do 50 stupnjeva rotacije radilice. Tako

The ovisnosti lokalnog (1x \u003d 140 mm) viška pritiska računala i brzinu protoka WX u ispušnom plinovodu kružnog poprečnog presjeka klipnog motora s turbopunjačem iz kuta rotacije radilice P na Predlak otpuštanja P t \u003d 100 kPa za različite brzine radilice:

Utvrđeno je da u ispušnom plinovodu s turbopunjačem, maksimalne vrijednosti protoka su niže nego u cjevovodu bez nje. Važno je napomenuti da u isto vrijeme kada je trenutak postizanja maksimalne vrijednosti protoka prema povećanju kuta okretaja radilice je karakteristična za sve montaže instalacije. U slučaju turbopunjača, brzina brzine je najizraženija pri malim brzinama rotacije radilice, koja je također karakteristična iu slučaju bez turbopunjača.

Slične značajke su karakteristične i za ovisnost PX \u003d / (p).

Treba napomenuti da nakon zatvaranja ispušnog ventila, brzina plina u cjevovodu u svim načinima nije smanjena na nulu. Instaliranje turbine turbopunjača u ispušnog plinovoda dovodi do izglađivanja pulsiranja brzine protoka na svim načinima rada (osobito s početnim nadtlakom od 100 kPa), i tijekom izlaznog takta i nakon završetka.

Važno je napomenuti da je u cjevovodu s turbopunjačem, intenzitet prigušenja fluktuacija tlaka protoka nakon ispušnog ventila je zatvoren veći nego bez turbopunjača

Treba pretpostaviti da su promjene opisane iznad promjena u dinamičkim karakteristikama protoka kada je turbopunjač ugrađen u ispušnom plinovodu, protok protoka u izlaznom kanalu, koji neizbježno treba dovesti do promjena u termofizičkim karakteristikama proces oslobađanja.

Općenito, ovisnost promjene tlaka u cjevovodu u DVS-u s superiornom je u skladu s prethodno dobivenim.

Slika 53 prikazuje grafikone ovisnosti protok mase G kroz ispušni plinovod iz brzine rotacije radilice pod različitim vrijednostima suvišnog tlaka P i konfiguracije ispušnog sustava (s turbopunjačem i bez nje). Te su grafike dobivene korištenjem tehnike opisane u.

Iz grafikona prikazanih na slici 53, može se vidjeti da za sve vrijednosti početnog nadwjera, brzina protoka mase G plina u ispušnom plinovodu je otprilike isto kao da postoji tk i bez njega.

U nekim načinima rada instalacije, razlika karakteristika rashoda neznatno premašuje sustavnu pogrešku, što je oko 8-10% za određivanje brzine protoka mase. 0,0145 g. kg / s

Za cjevovod s kvadratnim presjekom

Ispušni sustav s izbacivanjem funkcionira kako slijedi. Ispušni plinovi u ispušni sustav dolaze iz motornog cilindra u kanal u glavi cilindra 7, odakle prolaze u ispušni kolektor 2. U ispušnom razvodniku 2, ugrađena je cijev za izbacivanje 4 u kojoj se zrak isporučuje putem Elektropneumoclap 5. Takva izvršenje omogućuje vam da stvorite pražnjenje odmah iza glave cilindra kanala.

Da bi cijev za izbacivanje ne stvara značajan hidraulički otpor u ispušnom razvodniku, njegov promjer ne smije prelaziti promjer 1/10 ovog kolektora. Također je potrebno kako bi se stvorio kritični način u ispušnom razvodniku, a pojavljuje se zaključavanje ejektora. Položaj osi ejektivne cijevi u odnosu na oksinu za sakupljanje ispušnih plinova (ekscentričnost) je odabran ovisno o specifičnoj konfiguraciji ispušnog sustava i načinu rada motora. U tom slučaju, kriterij učinkovitosti je stupanj pročišćavanja cilindra iz ispušnih plinova.

Eksperimenti pretraživanja pokazali su da je iscjedak (statički tlak) stvoren u ispušnom kolektoru 2 pomoću cijevi za izbacivanje 4 treba biti najmanje 5 kPa. Inače će se pojaviti nedovoljno izravnavanje pulsirajućeg protoka. To može uzrokovati stvaranje struja hrane u kanalu, što će dovesti do smanjenja učinkovitosti čišćenja cilindra i, prema tome, smanjiti moć motora. Elektronička jedinica motora 6 mora organizirati rad elektropneumoclap 5, ovisno o brzini okretanja radilice motora. Kako bi se poboljšao učinak izbacivanja na izlazni kraj cijevi za izbacivanje 4, može se instalirati podz podzvučna mlaznica.

Pokazalo se da su maksimalne vrijednosti protoka u izlaznom kanalu s konstantnom izbacivanjem znatno viši nego bez njega (do 35%). Osim toga, nakon zatvaranja ispušnog ventila u ispušnom kanalu s konstantnom izbacivanjem, brzina izlaznog protoka pada sporije u usporedbi s tradicionalnim kanalom, što ukazuje na kontinuirano čišćenje kanala iz ispušnih plinova.

Slika 63 prikazuje ovisnosti lokalnog protoka volumena VX kroz izlazne kanale različitog izvršenja iz brzine rotacije radilica P. Oni ukazuju na to da u cijelom rasponu frekvencije rotacije radilice, s konstantnom izbacivanjem, povećava se brzina protoka volumena kroz ispušni sustav, što bi trebalo dovesti do boljeg čišćenja cilindara iz ispušnih plinova i povećati snagu motora.

Stoga je studija pokazala da uporaba stalnog izbacivanja u ispušnom sustavu u ispušnom sustavu poboljšava pročišćavanje plina cilindra u usporedbi s tradicionalnim sustavima stabilizacijom protoka u ispušnom sustavu.

Glavna temeljna razlika ove metode o metodi pulsiranja protoka u gašenju u ispušnom kanalu klipnog motora koristeći učinak konstantnog izbacivanja je da se zrak kroz cijev za izbacivanje dovodi do ispušnog kanala samo tijekom takta otpuštanja. To može biti izvedivo postavljanjem. elektronički blok Kontrola motora ili primjena posebne upravljačke jedinice, čiji je dijagram prikazan na slici 66.

Ova shema koju je razvio autor (slika 64) primjenjuje se ako je nemoguće osigurati kontrolu procesa izbacivanja pomoću upravljačke jedinice motora. Načelo djelovanja takve sheme sastoji se u sljedećim, posebnim magnetima treba instalirati na zamašnjak motora, moraju se instalirati posebni magneti, čiji položaj bi odgovarao trenutcima otvaranja i zatvaranja izlaznih ventila motora. Magneti se moraju ugraditi u različitim stupovima u odnosu na dvorani bipolarni senzor, koji bi trebao biti u neposrednoj blizini magneta. Prolazeći pored magnet senzora, postavite respektivno mjesto otvaranja ispušnih ventila, uzrokuje manji električni impuls, koji je poboljšan jedinicom za amplifikaciju signala 5, a dovodi se na elektropneumoklap, čiji su zaključci spojeni na Izlazi 2 i 4 upravljačke jedinice, nakon čega se otvara i dovode zraka počinje. To se događa kada drugi magnet traje pokraj senzora 7, nakon čega se elektropneumoclap zatvara.

Pokrećemo eksperimentalnim podacima koji su dobiveni u rasponu rotacijskih frekvencija radilice P od 600 do 3000 minuta. 22-24 s cijevi za izbacivanje primljene od tvorničke autoceste. Proguranje (statički tlak) za cijev za izbacivanje u ispušnom sustavu bio je 5 kPa.

Slika 65 prikazuje grafikone lokalnog pritiska ovisnosti PX (Y \u003d 140 mm) i wx brzina protoka u ispušnom plinovodu okruglom poprečnog dijela klipnog motora s periodičkom izbacivanjem iz kuta rotacije radilice r ispod Višak tlaka № \u003d 100 kPa za razne frekvencije rotacije radilice.

Od ovih grafikona može se vidjeti da je tijekom cijelog takta oslobađanja oscilacija apsolutni pritisak U putu za diplomiranje maksimalne vrijednosti oscilacija tlaka dosežu 15 kPa, a minimalno doseže ispuštanje od 9 kPa. Zatim, kao u klasičnom putu diplomiranja kružnog poprečnog presjeka, ovi pokazatelji odnosno 13,5 kPa i 5 kPa. Važno je napomenuti da se maksimalna vrijednost tlaka opaža na brzini radilice od 1500 min. "1, na drugim načinima rada tlačnog oscilacije motora ne doseže takve vrijednosti. Podsjetimo. Da u početnoj cijevi od Okrugli presjek, uočeno je monotono povećanje amplitude fluktuacija tlaka, ovisno o povećanju frekvencije rotacije radilice.

Od grafikona lokalnog protoka plina protoka plina iz ugla rotacije radilice, može se vidjeti da su lokalne brzine tijekom otpuštanja takta u kanalu koji koriste učinak periodičnog izbacivanja veći nego u klasičnom kanalu kružni presjek na svim načinima motora. To ukazuje na najbolje čišćenje diplomskog kanala.

Slika 66, grafikoni uspoređivanja ovisnosti o volumetrijskoj brzini protoka plina iz rotacijske brzine radilice u okruglom poprečnom presjeku bez izbacivanja i okruglog poprečnog presjeka s periodičkom izbacivanjem na različitim nadtlaku na ulaznom ulaznom kanalu se razmatraju ,

Stranica: (1) 2 3 4 ... 6 "Već sam napisao o rezonantnim prigušivačima -" Dudges "i" Muffers / Muftori "(modeli koriste nekoliko uvjeta, izvedenih iz engleskog" prigušivača "- prigušivač, Surdinka, itd.). Možete pročitati o tome u mom članku "i umjesto srca - vlaknasti motor."

Vjerojatno, to je vrijedno razgovarati više o ispušnim sustavima DVS-a općenito kako bi naučili kako podijeliti "muhe iz kitleta" u tome nije lako razumjeti područje. Nije lako sa stajališta fizičkih procesa koji se pojavljuju u prigušivaču nakon što je motor već završio drugi radnik, i to bi se činilo, učinio je njegov posao.
Tada ćemo raspravljati o modelu dvotaktni motori, ali sve rezoniranje je istinito za četiri udarca, a za motore "ne-model" kubice.

Dopustite mi da vas podsjetim da je daleko od svakog ispušnog sustava DVS-a, čak i izgrađen prema rezonantnom dijagramu, može dati povećanje snage ili momenta momenta, kao i smanjiti razinu buke. Do i velikim, to su dva međusobno isključiva zahtjevi, a zadatak dizajnera ispušnog sustava obično se smanjuje na potragu za kompromisom između buke DVS-a i njezine snage u jednom ili drugom načinu rada.
To je zbog nekoliko čimbenika. Razmotrite "idealan" motor, u kojem je unutarnji gubitak energije za trenje kliznih čvorova je nula. Nećemo uzeti u obzir gubitke u valjanim ležajevima i gubitku, neizbježnim kada su unutarnji tokovi plinski dinamički procesi (usisavanje i čist). Kao rezultat toga, sva energija koja se oslobađa tijekom izgaranja gorivo mješavineće se potrošiti na:
1) Korisni rad upravljačkih programa modela (propeler, kotač, itd. Nije moguće razmotriti učinkovitost tih čvorova, to je zasebna tema).
2) Gubici koji proizlaze iz druge cikličke faze procesa rad DVS-a - ispušni.

To je gubitak ispušnih plinova u više detalja. Naglašavam da se ne radi o taktu moždanog udara (dogovorili smo se da je motor "unutar sebe idealan), ali o" izbacivanju "gubitaka izgaranja smjese goriva od motora u atmosferu. Oni su uglavnom određeni, dinamički otpor same ispušnog puta je cijela stvar koja se pridružuje motoru motora. Od ulaza u izlazne rupe "prigušivača". Nadam se da ne morate uvjeriti nikoga da je manji otpor kanala, prema kojima su plinovi iz motora "otišli", manje ćete morati potrošiti napore na njemu i brže proces " Odvajanje plina će proći.
Očito, to je faza ispuha unutarnjeg sustava izgaranja koji je glavni u procesu stvaranja buke (zaboravite na buku koja se pojavljuje tijekom usisavanja i spaljivanja goriva u cilindru, kao io mehaničkoj buci iz operacije mehanizma - savršena meso mehanička buka može jednostavno biti). Logično je pretpostaviti da se u ovoj aproksimaciji ukupna učinkovitost DVS-a određuje odnos između korisnog rada i gubitka ispušnih plinova. Prema tome, smanjenje gubitka ispušnih plinova povećat će učinkovitost motora.

Gdje je izgubljena energija kada se provodi ispušni plin? Naravno, pretvara se u akustične oscilacije. ambijentalni (atmosfera), tj. U buci (naravno, tu je i grijanje okolnog prostora, ali mi još uvijek nesposobni o tome). Mjesto pojave ove buke je rez ispušnog prozora motora, gdje postoji ekspanzija ispušnih plinova nalik na skok, koja inicira akustične valove. Fizika ovog procesa je vrlo jednostavna: u vrijeme otvaranja ispušnog prozora u malom volumenu cilindra nalazi se veliki dio komprimiranih plinovitih ostataka goriva proizvoda za izgaranje goriva, koji pri ulasku okolnog prostora brzo i oštro prošire se, Do javlja se plinski dinamički udarac, izazivajući naknadne plutajuće akustične oscilacije u zraku (zapamtite pamuk koji proizlazi iz grdnjaka boce šampanjca). Da bi se smanjio ovaj pamuk, dovoljno je povećati vrijeme isteka komprimiranih plinova iz cilindra (boce), ograničavajući poprečni presjek ispušnog prozora (glatko otvaranje utikača). Ali takav način da se smanji buka nije prihvatljiva pravi motorŠto, kao što znamo, snaga izravno ovisi o revolucijama, dakle, od brzine svih procesa koji teku.
Možete smanjiti buku ispušnih plinova na drugi način: nemojte ograničavati područje poprečnog presjeka ispušnog prozora i vrijeme isteka ispušni plinoviAli ograničite brzinu njihove ekspanzije već je u atmosferi. I ova metoda je pronađena.

Natrag u 30-ih godina prošlog stoljeća, sportski motocikli i automobili počeli su opremiti posebnu konusnu ispušne cijevi S malim otvorom. Ovi prigušivači zvali su "megafoni". Lagano su smanjeni razinu ispušnog buke motora, au nekim slučajevima je također smanjena, kako bi se povećala moć motora zbog poboljšanja čišćenja cilindra od ostataka potrošenih plinova zbog inercije Plina plina kreće unutar konusne ispušne cijevi.

Izračuni i praktični eksperimenti su pokazali da je optimalni kut megafone blizu 12-15 stupnjeva. U načelu, ako napravite megafon s takvim kutom otkrivenim vrlo dugo, to će učinkovito ugasiti buku motora, gotovo bez smanjenja kapaciteta, ali u praksi takve strukture se ne provode zbog očiglednog deficita i ograničenja dizajna.

Drugi način da se smanji buka DVS-a je minimiziranje pulsiranja ispušnih plinova na izlazu ispušnog sustava. Za to, ispušni plinovi se ne izravno u atmosferu, te u međuprodukt prijemnik dovoljnog volumena (idealno, najmanje 20 puta veći od radnog volumena cilindra), s naknadnim otpuštanjem plinova kroz relativno malu rupu, područje od kojih može biti nekoliko puta manje od prozora ispušnog područja. Takvi sustavi izgladite pulsirajuću prirodu kretanja smjese plina na izlazu motora, okrećući ga u blizini ujednačenog progresivnog na izlazu prigušivača.

Dopustite mi da vas podsjetim da govor u ovom trenutku ide o razornim sustavima koji ne povećavaju plinski dinamički otpor na ispušne plinove. Stoga se neću odnositi na sve vrste trikova metalnih mreža unutar razorne komore, perforirane pregrade i cijevi, koji, naravno, omogućuju vam da smanjite buku motora, ali na štetu njegove moći.

Sljedeći korak u razvoju prigušivača bio je sustavi koji se sastoje od različitih kombinacija gore opisanih metoda. Reći ću odmah, uglavnom su daleko od idealnog, jer U jednom ili drugom stupnju, povećava se plinski dinamički otpor ispušnog puta, koji jedinstveno dovodi do smanjenja snage motora koji se prenosi na pogon.

//
Stranica: (1) 2 3 4 ... 6 "

Paralelno, razvoj razornih ispušnih sustava, sustavi razvijeni, konvencionalno se nazivaju "prigušivačima", ali nisu toliko dizajnirali kako bi se smanjila razina buke operacijskog motora, koliko će promijeniti njezine karakteristike energije (motor motora ili njegov okretni moment). U isto vrijeme, zadatak šivanja buke otišao je na drugi plan, takvi uređaji se ne smanjuju i ne mogu značajno smanjiti ispušni buka motora, a često ga poboljšavaju.

Rad takvih uređaja temelji se na rezonantnim procesima unutar samih "prigušivača", posjedujući, poput bilo kojeg šupljeg tijela s svojstvima igrač rezonatora. Zbog unutarnjih rezonancija ispušnog sustava, dva paralelna problema rješavaju se istodobno: čišćenje cilindra se poboljšava iz ostataka zapaljive smjese u prethodnom taktu, a punjenje cilindra je svježi dio zapaljivog smjesa za sljedeći takt kompresije.
Poboljšanje čišćenja cilindra je zbog činjenice da je plinski stup u diplomskom razvodniku, koji je postigao neku brzinu tijekom proizvodnje plinova u prethodnom taktu, zbog inercije, kao klip u pumpu, nastavlja sisati ostaci plinova iz cilindra čak i nakon tlaka cilindra dolazi s tlakom u diplomskom razvodniku. U isto vrijeme, drugi, neizravni učinak javlja: Zbog toga dodatnih manjih crpljenja, tlak u cilindru se smanjuje, koji povoljno utječe na sljedeći takt za čišćenje - u cilindru je nešto više od svježe zapaljive smjese nego što bi mogao dobiti ako je tlak cilindra bio je jednak atmosferu.

Osim toga, obrnuti val ispušnog tlaka, odražava se od konfuzije (stražnji konus ispušnog sustava) ili mješavine (dinamička dijafragma) ugrađena u šupljinu tišine, vraćajući se natrag na ispušni prozor cilindra u vrijeme njegove zatvaranje, dodatno "neovlaštena" mješavina goriva U cilindru, još više povećavajući njegovo punjenje.

Ovdje morate jasno shvatiti da se ne radi o uzajamnom kretanju plinova u ispušnom sustavu, već o oscilacijskom procesu vala unutar samog plina. Plin se kreće samo u jednom smjeru - od ispušnog prozora cilindra u smjeru izlaza na izlazu ispušnog sustava, najprije s oštrim udarcima, čija je frekvencija jednaka prometu vozila, a zatim postupno amplituda ovih Upotreba se smanjuje, u granici se pretvara u jedini laminar kretanje. I "tamo i ovdje" tlačni valovi hodaju, čija je priroda vrlo slična akustičnim valovima u zraku. A brzina tih vibracija tlaka je blizu brzine zvuka u plinu, uzimajući u obzir njegova svojstva - prvenstveno gustoću i temperaturu. Naravno, ova brzina je nešto drugačija od poznate veličine brzine zvuka u zraku, u normalni uvjeti jednak oko 330 m / s.

Strogo govoreći, procesi koji teče u ispušnim sustavima DSV-a nisu sasvim ispravno nazvani čisti akustični. Umjesto toga, poštuju zakone koji se koriste za opisivanje udarnih valova, iako slab. I to više nije standardni plin i termodinamika, koji je jasno složen u okviru izotermalnih i adijabatskih postupaka opisanih zakonima i jednadžbama dječaka, mariotte, klapairerona i drugih poput njih.
Naišao sam na ovu ideju nekoliko slučajeva, svjedoka kojih sam bio. Suština njih je kako slijedi: rezonancijske krivove motora velike brzine i utrke (Avia, Court i Auto), radeći na postupcima koji se mogu koristiti, u kojima su motori ponekad neoznačeni do 40.000-45.000 o / min, a još veći, Počinju "jedrenje" - oni su doslovno u očima mijenjaju oblik, "odredite", kao da ne bude napravljen od aluminija, već iz plastelina, a čak i srdačan! I to se događa na rezonantnom vrhuncu "twin". Međutim, zna se da temperatura ispušnih plinova na izlazu ispušnog prozora ne prelazi 600-650 ° C, dok je točka taljenja čistog aluminija nešto viša - oko 660 ° C, a njegove legure i još mnogo toga. U isto vrijeme (glavna stvar!), Ne ispušne megafon cijev, uz cijev, neposredno izravno na ispušni prozor, češće se rastopi i deformira, gdje bi se činilo najvišom temperaturom i najgorim temperaturnim uvjetima, ali područje Obrnuto konusion zbunjenost, na koju ispušni plin doseže mnogo manju temperaturu, koja se smanjuje zbog svoje ekspanzije unutar ispušnog sustava (zapamtite osnovne zakone dinamike plina), a osim toga, ovaj dio prigušivača obično je puhao incident protok zraka, tj Dodatno ohlađena.

Dugo nisam mogao razumjeti i objasniti ovaj fenomen. Sve je palo na svoje mjesto nakon što sam slučajno pogodio knjigu u kojoj su opisani procesi udarnih valova. Postoji tako poseban dio dinamike plina, čiji se tijek čita samo na posebnim slavinama nekih sveučilišta koji pripremaju eksplozivne tehničare. Nešto slično se događa (i proučavano) u zrakoplovstvu, gdje je prije pola stoljeća, u zoru nadzvučnih letova, naišli su na neke neobjašnjive činjenice uništenja dizajna klizača zrakoplova u vrijeme nadzvučne tranzicije.

UDC 621.436

Učinak aerodinamičkog otpora usisnog i ispušnih sustava automobilskih motora na procese razmjene plina

L.v. Stolari, bp Zhilkin, yu.m. Brodov, n.i. Grigoriev

U radu su prikazani rezultati eksperimentalnog studija utjecaja aerodinamičkog otpora usisni i ispušnih sustava klipni motori na procese razmjene plina. Eksperimenti su provedeni na on-line modelima jednog cilindra motora. Opisane su instalacije i metode za provođenje eksperimenata. Prikazane su ovisnosti o promjeni trenutne brzine i tlaka protoka u stazama plinskih zraka motora iz ugla rotacije radilice. Podaci su dobiveni na različitim koeficijentima otpornosti usisnog i ispušnih sustava i različitih frekvencija rotacije radilice. Na temelju dobivenih podataka, zaključci su izrađeni od dinamičkih značajki procesa razmjene plina u motor različiti uvjeti, Pokazalo se da uporaba prigušivača buke izglađuje protočni mreškanje i mijenja karakteristike protoka.

Ključne riječi: klipni motor, procesi za razmjenu plina, procesna dinamika, brzina pulsiranje i tlak protoka, prigušivač buke.

Uvod

Izrađeni su brojni zahtjevi za unos i ishode klipnih motora unutarnje izgaranja, među kojima su glavni pad aerodinamičkog buke i minimalni aerodinamički otpor. Oba ova pokazatelji određuju se u interkonekciji dizajna elementa filtra, prigušivača ulaznih prigušivača i otpuštanja, katalitičkih neutralizatora, prisutnosti superiornog (kompresora i / ili turbopunjača), kao i konfiguracija usisnog i ispušnog plinovoda i priroda toka u njima. U isto vrijeme, praktički nema podataka o utjecaju dodatnih elemenata usisnog i ispušnih sustava (filteri, prigušivači, turbopunjač) na dinamiku plina u njima.

Ovaj članak prikazuje rezultate proučavanja učinka aerodinamičkog otpora unosa i ispušnih sustava na procese izmjene plina u odnosu na klipni motor dimenzije 8.2 / 7.1.

Eksperimentalne biljke

i sustav prikupljanja podataka

Studije o učinku aerodinamičkog otpora sustava plinskog zraka na procese razmjene plina u klipnim inženjerima provedene su na simulacijskom modelu dimenzije 4.2 / 7.1, potaknuta rotacijom asinkroni motorUčestalost rotacije koljena čija je podešena u rasponu N \u003d 600-3000 min1 s točnom točnošću od ± 0,1%. Eksperimentalna instalacija detaljnije je opisana.

Na sl. 1 i 2 prikazuju konfiguracije i geometrijske veličine unosa i ispušnog puta eksperimentalne instalacije, kao i mjesto ugradnje za mjerenje trenutnog

vrijednost srednja brzina i tlak protoka zraka.

Za mjerenja trenutnih vrijednosti tlaka u struji (statička) u PC kanalu, senzor tlaka £ -10 koristio je Wika, čija je brzina manja od 1 ms. Maksimalna relativna prosječna greška mjerenja srednje kvadratne tlaka bila je ± 0,25%.

Da biste odredili trenutni medij u dijelu kanala protoka zraka, termoenemometri konstantne temperature izvorne dizajne, osjetljivi element koji je bio nichrom nit promjera 5 um i duljine 5 mm. Maksimalna relativna prosječna prosječna pogreška mjerenja brzine WX bila je ± 2,9%.

Mjerenje frekvencije rotacije radilice je provedeno korištenjem tahometrijskog metra koji se sastoji od nazubljenog diska koji je fiksiran na vratilu radilice i induktivnom senzoru. Senzor je formirao puls napona na frekvenciji proporcionalnoj brzini rotacije osovine. Prema tim impulsima, učestalost rotacije je zabilježena, određen je položaj radilice (kut f) i trenutak prolaska klipa VMT i NMT.

Signali iz svih senzora ušli su u analogno-to-digitalni pretvarač i prenose se na osobno računalo za daljnju obradu.

Prije obavljanja eksperimenata općenito je provedeno statično i dinamično ciljanje mjernog sustava, što je pokazalo brzinu potrebnu za proučavanje dinamike dinamičkih procesa u ulaznim i ispušnim sustavima klipnih motora. Ukupnu prosječnu pogrešku eksperimenata o učinku aerodinamičkog otpora plina sustavi DVS-a Procesi izmjene plina bili su ± 3,4%.

Sl. 1. Konfiguracija i geometrijske veličine usisnog puta eksperimentalne instalacije: 1 - glava cilindra; 2-mjehurića cijev; 3 - mjerna cijev; 4 - senzori termoanemometra za mjerenje brzine protoka zraka; 5 - senzori tlaka

Sl. 2. Konfiguracija i geometrijske dimenzije ispušnog puta eksperimentalne instalacije: 1 - glava cilindra; 2 - radna ploča - cijev za diplomiranje; 3 - senzori tlaka; 4 - Senzori termoemometara

Učinak dodatnih elemenata na dinamiku plina procesa unosa i oslobađanja proučavali su se s različitim koeficijentima otpornosti sustava. Otpor je stvoren pomoću različitih usisnih filtera i oslobađanje. Dakle, kao jedan od njih, standardni zračni automobil filtar je korišten s koeficijentom otpora od 7,5. Filtar tkiva s koeficijentom otpora 32 je izabran kao drugi filtarski element. Koeficijent otpora je određena eksperimentalno kroz statički čistku u laboratorijskim uvjetima. Ispitivanja su također provedena bez filtera.

Učinak aerodinamičkog otpora na ulazni proces

Na sl. 3 i 4 prikazuju ovisnosti brzine protoka zraka i PC tlaka u ulaznom stanju

le iz kuta rotacije radilice f na različitim frekvencijama rotacije i kada se koriste razne usisni filtri.

Utvrđeno je da su u oba slučaja (s prigušivačem i bez) pulsiranje tlaka i brzina protoka zraka najviše izražena pri velikoj brzini rotacije radilice. U isto vrijeme u usisnom kanalu s prigušivačem buke maksimalna brzina Protok zraka, kao što bi se trebao očekivati, manje nego u kanalu bez njega. Najviše

m\u003e x, m / s 100

Otvaranje 1 III 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111

Jeephing 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 otvaranje -Gbepske-! Ventil a l 1 g 1 1 1 zatvoren ^

1 HDC \\. BPCSKNEO ventil "X 1 1

| | J __ 1 __ mj y t -1 1 K / 1 ^ v / \\ t / g) y / / l / l "PC-1 \\ t V / -

1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1

540 (r. Cyro. P.k .. 720 VMT NMT

Sl. 3. ovisnost o zračnoj brzini WX u usisnom kanalu iz kuta rotacije vratila radilice na različitim frekvencijama rotacije radilice i različitih elemenata filtriranja: A-N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - standardni filtar zraka; 3 - Filtar tkanine

Sl. 4. Ovisnost PC tlaka u ulaznom kanalu iz kuta rotacije radilice f na različitim frekvencijama rotacije radilice i različitih elemenata filtriranja: A-N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - standardni filtar zraka; 3 - Filtar tkanine

bilo je vedro manifestirano s visokim frekvencijama rotacije radilice.

Nakon zatvaranja usisnog ventila, tlak i brzina protoka zraka u kanalu pod svim uvjetima ne postaju jednaki nuli, a neke od njihovih fluktuacija se promatraju (vidi sl. 3 i 4), što je također karakteristično za oslobađanje proces (vidi dolje). Istovremeno, ugradnja prigušivača ulaznog buke dovodi do smanjenja pulsatiranja tlaka i brzine protoka zraka u svim uvjetima tijekom procesa usisavanja i nakon što je usisni ventil zatvoren.

Učinak aerodinamičkog

otpornost na proces oslobađanja

Na sl. 5 i 6 prikazuje ovisnosti o brzini protoka zraka WX i tlačnog računala u izlazu iz kuta rotacije oblika radilice na različitim frekvencijama rotacije i kada se koriste razne filtre za otpuštanje.

Studije su provedene za različite frekvencije rotacije radilice (od 600 do 3000 min1) pri različitu nadtlak na otpuštanju PI (od 0,5 do 2,0 bara) bez tihog buke i ako je prikazana.

Utvrđeno je da u oba slučaja (s prigušivačem i bez) pulsiranje brzine protoka zraka, najsrtinije se manifestira na niskim frekvencijama rotacije radilice. U ovom slučaju, vrijednosti maksimalnog protoka zraka ostaju u ispušnom kanalu s bukom prigušivačem

merilly isto kao i bez njega. Nakon zatvaranja ispušnog ventila, brzina protoka zraka u kanalu u svim uvjetima ne postaje nula, a neke se mijenjaju brzine fluktuacije (vidi sliku 5), što je karakteristično za uvodnu procesu (vidi gore). Istodobno, ugradnja prigušivača buke na oslobađanje dovodi do značajnog povećanja pulsiranja brzine protoka zraka u svim uvjetima (posebno na RY \u003d 2,0 bara) i tijekom procesa oslobađanja i nakon ispušnog ventila je zatvoren ,

Treba napomenuti suprotan učinak aerodinamičkog otpora na karakteristike ulaznog procesa u motor, gdje zračni filter Pulsirajući učinci u procesu usisa i nakon zatvaranja ulaznog ventila bili su prisutni, ali su bili očito brži nego bez njega. U tom slučaju, prisutnost filtra u ulaznom sustavu dovela je do smanjenja maksimalnog protoka zraka i slabljenja dinamike procesa, koja je dosljedna dobro s prethodno dobivenim rezultatima u radu.

Povećanje aerodinamičkog otpora ispušnog sustava dovodi do određenog povećanja maksimalnih tlakova u procesu oslobađanja, kao i premještanje vrhova za NMT. U ovom slučaju, može se primijetiti da je ugradnja prigušivača buke izlaza dovodi do smanjenja pulsiranja tlaka protoka zraka u svim uvjetima i tijekom proizvodnog procesa i nakon ispušnog ventila.

hi. m / s 118 100 46 16

1 1 do. T «AIA K t 1 zatvaranje MPSkalnog ventila

Otvaranje ipija |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1

"" "" y í í í ~ ^

540 (p, hvataljka, p.k.y. 720 NMT NMT

Sl. 5. ovisnost da je brzina zraka u izlazu iz kuta rotacije vratila radilice na različitim frekvencijama rotacije radilice i različitih elemenata filtriranja: A-N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - standardni filtar zraka; 3 - Filtar tkanine

Px. 5PR 0,150

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 'A 11 1 1 / 1.', i II 1 1

Otvaranje | Yypzskskaya 1 íypskana l7 1 h _ / 7 / ", g s 1 i zatvaranje bittijasta g / cgtї Alana -

c- "1 1 1 1 _ 1 l l _l / í h / 1 1 1 1

540 (p, lijes, pk6. 720

Sl. 6. Ovisnost tlačnog računala u izlazu iz kuta rotacije radilice F na različitim frekvencijama rotacije radilice i različitih elemenata filtriranja: A-N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - standardni filtar zraka; 3 - Filtar tkanine

Na temelju obrade promjena ovisnosti u protoku za odvojeno taktanje, relativna promjena u volumenu protok zraka Q je izračunat kroz ispušni kanal kada je prigušivač postavljen. Utvrđeno je da s niskim nadtlakom na oslobađanje (0,1 MPa), potrošnja Q u ispušnom sustavu s prigušivačem je manji nego u sustavu bez njega. U isto vrijeme, ako je na frekvenciji rotacije radilice 600 min-1, ta razlika bila je približno 1,5% (koja leži unutar pogreške), zatim s n \u003d 3000 min4 ta je razlika dosegla 23%. Pokazano je da je za visoku nadtlaku od 0,2 MPa uočena suprotna tendencija. Volumen protoka zraka kroz ispušni kanal s prigušivačem bio je veći nego u sustavu bez njega. U isto vrijeme, na niskim frekvencijama rotacije radilice, to je premašilo 20%, a s n \u003d 3000 min1-5%. Prema autorima, takav učinak može se objasniti nekim zaglađivanjem pulsiranja brzine protoka zraka u ispušnom sustavu u prisutnosti tihog buke.

Zaključak

Provedena studija pokazala je da je ulazni motor unutarnjeg izgaranja značajno pod utjecajem aerodinamičkog otpora usisnog puta:

Povećanje otpornosti filtarskog elementa zaglađuje dinamiku procesa punjenja, ali u isto vrijeme smanjuje brzinu protoka zraka, što odgovara koeficijentu punjenja;

Učinak filtra poboljšan je povećanjem frekvencije rotacije radilice;

Vrijednost praga koeficijenta otpornosti filtera (približno 50-55), nakon čega njegova vrijednost ne utječe na brzinu protoka.

Pokazalo se da aerodinamički otpor ispušnog sustava također značajno utječe na dinamičan i potrošni materijal za postupak oslobađanja:

Povećanje hidrauličke otpor ispušnog sustava u klip DVS dovodi do povećanja pulsiranja brzine protoka zraka u ispušnom kanalu;

Uz nisku nadtlak na oslobađanju u sustavu s tihom bukom, postoji smanjenje volumetrijskog protoka kroz ispušni kanal, dok je na visokoj Ry - naprotiv, povećava se u usporedbi s ispušnim sustavom bez prigušivača.

Dakle, dobiveni rezultati mogu se koristiti u inženjerskoj praksi kako bi se optimalno odabrali karakteristike ulaznih i izloženih prigušivača, koji mogu pružiti

utjecaj na punjenje cilindra svježeg punjenja (koeficijent punjenja) i kvalitetu čišćenja motornog cilindra iz ispušnih plinova (rezidualni plinski koeficijent) na određenim načinima velike brzine rada klipnog motora.

Književnost

1. Draganov, B.h. Izgradnja usisa i ispušnih kanala motora s unutarnjim izgaranjem / B.KH. Draganov, mg Kruglov, V. S. Obukhov. - Kijev: posjetiti školu. Glava Ed, 1987. -175 str.

2. motori s unutarnjim izgaranjem. U 3 kn. Kn. 1: Teorija radnih procesora: studije. / V.n. Lou-Kanin, K.a. Morozov, A.S. Khachyan i sur.; Ed. Vnta Lukanina. - M.: Više. SHK., 1995. - 368 str.

3. ChamPraozs, B.A. Motori s unutarnjim izgaranjem: teorija, modeliranje i izračun procesa: studije. U predmetu "teorija radnih tokova i modeliranje procesa u motorima s unutarnjim izgaranjem" / B.A. Chamolaoz, t.f. Faraplatov, V.V. Clementev; Ed. Dvorac Desetirati. Znanost o Ruskoj Federaciji B.A. Champrazov. - Chelyabinsk: Sursu, 2010. -382 str.

4. Suvremeni pristupi stvaranju dizelskih motora za osobne automobile i malo mirno

zovikov / a. Blinov, p.a. Golubev, yu.e. Dragan i sur.; Ed. V. S. Peponova i A. M. MINEYV. - m.: Nic "inženjer", 2000. - 332 str.

5. Eksperimentalni studij dinamičkih plina u ulaznom sustavu klipnog motora / b.p. Zhoksikin, L.V. Stolari, s.a. Korzh, i.d. Larionov // inženjering. - 2009. -№ 1. - P. 24-27.

6. Na promjeni dinamike plina procesa oslobađanja u klipnom motoru u ugradnji prigušivača / l.v. Stolari, bp Zhoksikin, A.V. Križ, dland. Padalak // Bilten Akademije vojnih znanosti. -2011. - № 2. - P. 267-270.

7. Pat. 81338 ru, MPK G01 p5 / 12. Termička mehanička temperatura konstantne temperature / S.N. Pochov, L.V. Stolari, bp Vilkin. - br 2008135775/22; Fazi. 09/03/2008; Publ. 03/10/2009, BUL. № 7.

Pošaljite dobro djelo u bazu znanja je jednostavna. Koristite obrazac ispod

Učenici, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u studijima i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavio http://www.llbest.ru/

Objavio http://www.llbest.ru/

Federalna agencija za obrazovanje

Gou VPO "Ural državni tehničko sveučilište - UPI nazvan po prvom predsjedniku Rusije B.N. Yeltsin "

Za prava rukopisa

Teza

za stupanj kandidata tehničkih znanosti

Dinamika plina i lokalni prijenos topline u usisnom sustavu klipnog motora

Stolari Leonid Valerevich

Znanstveni savjetnik:

liječnik fizika-matematička publika,

profesor Zhilkin B.P.

Yekaterinburg 2009.

klipni sustav dinamike plina motora

Teza se sastoji od primjene, pet poglavlja, zaključka, popisa referenci, uključujući 112 imena. Nalazi se na 159 stranica računalnog biranja u programu MS Word i opremljen je tekstom 87 crteža i 1 tablice.

Ključne riječi: dinamika plina, klipni motor, ulazni sustav, poprečni profiliranje, potrošni materijal, lokalni prijenos topline, trenutni lokalni koeficijent prijenosa topline.

Cilj istraživanja bio je ne-stacionarni protok zraka u ulaznom sustavu klipnog motora unutarnje izgaranja.

Cilj rada je uspostaviti obrasce promjena u dinamičkim i toplinskim karakteristikama ulaznog procesa u klipnom motoru s unutarnjim izgaranjem iz geometrijskih i režičnih čimbenika.

Pokazano je da je stavljanjem profiliranih umetcima moguće usporediti s tradicionalnim kanalom konstantnog kruga, da stekne brojne prednosti: povećanje volumena protoka zraka koji ulazi u cilindar; Povećanje strmine ovisnosti V na broju rotacije radilice n u radnom rasponu frekvencije rotacije na "trokutastom" umetnu ili linearizaciji rashoda karakterističnih u cijeli raspon rotacijskih brojeva osovine, kao Pa kao potiskivanje pulsiranja visokofrekventnog zraka u ulaznom kanalu.

Značajne razlike u obrascima mijenjanja koeficijenata koeficijenata prijenosa topline iz brzine w u stacionarnom i pulsirajućem protoku zraka u ulaznom sustavu DVS-a. Približavanje eksperimentalnih podataka dobivena su jednadžbama za izračunavanje lokalnog koeficijenta prijenosa topline u ulaznom traktu FEA, kako za stacionarni tok i za dinamičan protok pulsiranja.

Uvod

1. stanje problema i postavljanje ciljeva studije

2. Opis eksperimentalne metode ugradnje i mjerenja

2.2 Mjerenje brzine rotacije i kutka rotacije radilice

2.3 Mjerenje trenutne potrošnje usisavanja zraka

2.4 Sustav za mjerenje trenutnih koeficijenata prijenosa topline

2.5 Sustav prikupljanja podataka

3. Dinamika plina i potrošni proces u ulazu u motor s unutarnjim izgaranjem u različitim konfiguracijama usisnog sustava

3.1 Dinamika plina procesa usisa bez uzimanja u obzir učinak elementa filtra

3.2 Utjecaj filtarskog elementa na dinamiku plina procesa usisa u različitim konfiguracijama usisnog sustava

3.3 potrošni materijal i spektralna analiza ulaznog procesa s različitim konfiguracijama usisnog sustava s različitim elementima filtera

4. Prijenos topline u usisnom kanalu klipnog motora unutarnje izgaranja

4.1 Kalibracija mjernog sustava za određivanje koeficijenta lokalnog prijenosa topline

4.2 Koeficijent lokalnog prijenosa topline u ulaznom kanalu motora s unutarnjim izgaranjem u središnjem načinu rada

4.3 Instant lokalni koeficijent prijenosa topline u ulaznom kanalu motora s unutarnjim izgaranjem

4.4 Utjecaj konfiguracije ulaznog sustava unutarnjeg izgaranja motora na trenutni lokalni koeficijent prijenosa topline

5. Pitanja praktične primjene rezultata rada

5.1 Konstruktivan i tehnološki dizajn

5.2 Ušteda energije i resursa

Zaključak

Bibliografija

Popis osnovnih oznaka i kratica

Svi simboli su objašnjeni kada se prvi put koriste u tekstu. Slijedi samo popis samo najzahzanijih oznaka:

d-diameter cijevi, mm;

d E je ekvivalentan (hidraulički) promjer, mm;

F - površina, m2;

i - trenutna snaga i;

G-masovni protok zraka, kg / s;

Duljina, m;

l je karakteristična linearna veličina, m;

n je rotacijska brzina radilice, min -1;

p - atmosferski tlak, PA;

R - otpor, ohm;

T - apsolutna temperatura, k;

t - Temperatura na razini Celzijusa, o C;

U - napon, u;

V - brzina protoka zraka, m3 / s;

brzina protoka zraka, m / s;

Višak koeficijenta zraka;

g - kut, hail;

Kut rotacije radilice, tuče., P.K.V.;

Koeficijent toplinske vodljivosti, w / (m K);

Kinematski koeficijent viskoznosti, m2 / s;

Gustoća, kg / m3;

Vrijeme, s;

Koeficijent otpora;

Osnovni rezovi:

p.k.v. - rotacija radilice;

DVS - motor s unutarnjim izgaranjem;

NMT - gornja mrtva točka;

NMT - Donja mrtva točka

ADC - Analog-to-digitalni pretvarač;

BPF - Fast Fourier transformacija.

Brojevi:

Re \u003d wd / - broj rangelda;

Nu \u003d d / - broj nusselta.

Uvod

Glavni zadatak u razvoju i poboljšanju motora s unutarnjim izgaranjem klipa je poboljšati punjenje cilindra sa svježim punjenjem (ili drugim riječima, povećanjem koeficijenta punjenja motora). Trenutno je razvoj DVS-a dostigao takvu razinu da je poboljšanje bilo kojeg tehničkog i ekonomskog pokazatelja barem na desetom udjelu postotka s minimalnim materijalom i privremenim troškovima je stvarna postignuća za istraživače ili inženjere. Stoga, da bi se postigao cilj, istraživači nude i koriste različite metode među najčešćim može se odlikovati sljedećim: dinamičkim (inercijalnim) reducirajućim, turbopunjačem ili zračnim puhačima, ulaznom kanalu varijable, podešavanje mehanizma i fazama distribucije plina, optimizacija konfiguracije usisnog sustava. Upotreba ovih metoda omogućuje poboljšanje punjenja cilindra sa svježim punjenjem, što zauzvrat povećava snagu motora i njegove tehničke i ekonomske pokazatelje.

Međutim, korištenje većine metoda razmatranja zahtijevaju značajna materijalna ulaganja i značajnu modernizaciju dizajna ulaznog sustava i motora u cjelini. Stoga je jedan od najčešćih, ali ne i najjednostavnijih, do danas, metode povećanja faktora punjenja je optimizirati konfiguraciju ulaznog puta motora. U tom slučaju, studija i poboljšanje ulaznog kanala motora najčešće se provodi metodom matematičkog modeliranja ili statičkih čistoća usisnog sustava. Međutim, ove metode ne mogu dati ispravne rezultate na modernoj razini razvoja motora, budući da je, kao što je poznato, stvarni proces u plinskim stazama motora je trodimenzionalni plinski inkjet istek kroz utor ventila u djelomično napunjen prostor varijabilnog volumena cilindra. Analiza literature pokazala je da su informacije o procesu usisa u stvarnom dinamičkom načinu praktički odsutni.

Prema tome, pouzdana i ispravna dinamička i toplinska razmjena podataka za proces usisa može se dobiti isključivo u studijama o dinamičkim modelima DVS-a ili stvarnim motorima. Samo takvi iskusni podaci mogu pružiti potrebne informacije za poboljšanje motora na sadašnjoj razini.

Cilj rada je utvrditi obrasce mijenjanja dinamičkih i toplinskih karakteristika procesa punjenja cilindra sa svježim punjenjem motora s unutarnjim izgaranjem klipa iz geometrijskih i režičnih čimbenika.

Znanstvena novost glavnih odredbi rada je da je autor prvi put:

Karakteristike amplitude-frekvencije pulsirajućih učinaka koje se pojavljuju u struji u usisnom razvodniku (cijevi) klipnog motora;

Postupak za povećanje protoka zraka (u prosjeku za 24%) koji ulazi u cilindar pomoću profiliranih umetaka u usisnom razvodniku, što će dovesti do povećanja snage motora;

Utvrđeni su uzorci promjena u trenutnom lokalnom koeficijentu prijenosa topline u klipnoj ulaznoj cijevi;

Pokazalo se da uporaba profiliranih umetka smanjuje zagrijavanje svježeg punjenja na unos prosječno 30%, što će poboljšati punjenje cilindra;

Generalizirani u obliku empirijskih jednadžbi dobiveni eksperimentalni podaci o lokalnom prijenosu topline pulsirajućeg protoka zraka u usisnom razvodniku.

Točnost rezultata temelji se na pouzdanosti eksperimentalnih podataka dobivenih kombinacijom neovisnih istraživačkih metodologija i potvrđenih obnovom eksperimentalnih rezultata, njihov dobru dogovor na razini testnih eksperimenata s tim autorima, kao i korištenje a Kompleks modernih metoda istraživanja, odabir mjerne opreme, njegovo sustavno testiranje i ciljanje.

Praktično značenje. Dobiveni eksperimentalni podaci stvaraju osnovu za razvoj inženjerskih metoda za izračunavanje i projektiranje sustava tinte, te proširuju teorijske prikaze o dinamici plina i lokalnom prijenosu topline zraka tijekom unosa u klipnom motoru. Pojedinačni rezultati rada izvršeni su na provedbu Ural dizel motorne biljke LLC u dizajnu i modernizaciji 6DM-21L i 8DM-21L motora.

Metode za određivanje brzine protoka pulsirajućeg zraka u ulaznoj cijevi motora i intenzitet trenutnog prijenosa topline u njemu;

Eksperimentalni podaci o dinamici plina i trenutnom lokalnom koeficijent prijenosa topline u ulaznom kanalu ulaznog kanala u procesu usisa;

Rezultati generalizacije podataka o lokalnom koeficijentu prijenosa topline zraka u ulaznom kanalu DVS-a u obliku empirijskih jednadžbi;

Odobravanje posla. Glavni rezultati studija navedenih u tezi i predstavljeni su na "izvještajnim konferencijama mladih znanstvenika", Yekaterinburg, UGTU-UPI (2006 - 2008); Znanstveni seminari Odjel "Teoretski toplinski inženjering" i "turbine i motori", Yekaterinburg, Ugtu-UPI (2006 - 2008); Znanstvena i tehnička konferencija "Poboljšanje učinkovitosti elektrana strojeva na kotačima i praćenih kotača", Chelyabinsk: Chelyabinsk Viši vojna automobilska komunistička škola škola (Vojni institut) (2008); Znanstvena i tehnička konferencija "Razvoj inženjerstva u Rusiji", St. Petersburg (2009); na znanstveno-tehničko vijeće pod ural dizelskim motorom LLC, Yekaterinburg (2009); Na znanstveno-tehničko vijeće za OJSC nii autotraktor tehnologije, Chelyabinsk (2009).

Rad disertacije obavljen je na odjelima "Teoretski inženjering toplina i" turbine i motore ".

1. Pregled trenutnog stanja studije ulaznih ulaznih sustava klipa klipova

Do danas postoji veliki broj literature, u kojem se konstruktivni učinak različitih sustava klipnih motora unutarnjeg izgaranja, posebno razmatraju pojedinačni elementi ulaznih sustava tinte. Međutim, praktički nema značajki predloženih projektiranih rješenja analizom dinamike plina i prijenosa topline u ulaznom procesu. I samo u pojedinim monografijama pružaju eksperimentalne ili statističke podatke o rezultatima rada, potvrđujući izvedivost jednog ili drugog konstruktivne performanse. U tom smislu, može se tvrditi da je do nedavno nedovoljna pozornost posvećena studiji i optimizaciji klipnih motora ulaznih sustava.

U posljednjih nekoliko desetljeća, u vezi s zatezanjem ekonomskih i ekoloških zahtjeva za motore s unutarnjim izgaranjem, istraživači i inženjeri počinju plaćati sve više pozornosti poboljšanju usisnih sustava i benzinskih i dizelskih motora, vjerujući da je njihov učinak u velikoj mjeri ovisan o tome savršenstvo procesa koji se javljaju u plinskim stazama.

1.1 Osnovni elementi ulaznog sustava ulaznog klizanja

Ulazni sustav klipnog motora, općenito, sastoji se od filtra za zrak, usisnog kolektora (ili ulazne cijevi), glave motora koji sadrže unos i izlazni kanali, kao i mehanizam ventila. Kao primjer, na slici 1.1 prikazani su dijagram usisnog sustava YMZ-238 dizelskog motora.

Sl. 1.1. Shema usisnog sustava YMZ-238 dizelski motor: 1 - usisni razvodnik (cijev); 2 - gumena brtva; 3.5 - povezivanje mlaznica; 4 - procijenjena brtva; 6 - crijevo; 7 - filtar za zrak

Izbor optimalnih strukturnih parametara i aerodinamičkih karakteristika usisnog sustava unaprijed određenog djelotvornog tijeka rada i visoka razina izlaznih pokazatelja motora s unutarnjim izgaranjem.

Ukratko razmotrite svaki kompozitni element usisnog sustava i njegove glavne funkcije.

Glava cilindra je jedan od najsloženijih i važnih elemenata u motoru s unutarnjim izgaranjem. Od ispravnog odabira oblika i veličine glavnih elemenata (prije svega, savršenstvo procesa punjenja i miješanja u velikoj mjeri ovisi o veličini usisa i ispušnih ventila).

Glave cilindra uglavnom se izrađuju s dva ili četiri ventila na cilindru. Prednosti Dva-plamena dizajna su jednostavnost proizvodnje tehnologije i dizajnerske sheme, u manjoj strukturnoj masi i vrijednosti, broj pokretnih dijelova u pogonskom mehanizmu, troškovima održavanja i popravka.

Prednosti četverostruke strukture sastoje se u boljem korištenju područja ograničenog krugom cilindra, za prolazne površine ventila gorlovina, u učinkovitiju procesu razmjene plina, u manjoj toplinskoj napetosti glave zbog više uniforme toplinsko stanje, u mogućnosti središnjeg plasmana mlaznice ili svijeće, što povećava ujednačenost termičkih stanja dijelova klipske skupine.

Postoje i drugi dizajni glava cilindra, na primjer, s tri ulazne ventile i jednom ili dva diploma po cilindru. Međutim, takve se sheme primjenjuju relativno rijetke, uglavnom u visoko povezanim (trkaćim) motorima.

Utjecaj broja ventila na dinamiku plina i prijenos topline u ulaznom putu općenito se praktički ne proučava.

Najvažniji elementi glave molitve s gledišta njihovog utjecaja na dinamiku plina i procesa izmjene topline u motoru su vrste ulaznih kanala.

Jedan od načina za optimizaciju procesa punjenja je profilirani ulazni kanali u glavi cilindra. Postoji širok raspon oblika profiliranja kako bi se osiguralo usmjereno kretanje svježeg punjenja u cilindru motora i poboljšanju postupka miješanja, opisani su u najtanije.

Ovisno o vrsti postupka miješanja, usisni kanali se izvode jednom-funkcionalnom (odvratno), osiguravajući samo punjenje s cilindrima s zrakom ili dvije funkcije (tangencijalni, vijak ili drugi tip) koji se koristi za uvodnu i uvijanje zraka naboj u komora cilindra i izgaranja.

Okrenimo se na pitanje obilježja dizajna usisnog kolektora benzina i dizelskih motora. Analiza literature pokazuje da je usisni kolektor (ili cijev za tintu) dane malo pozornosti, a često se smatra samo plinovodom za opskrbu zraka ili smjese goriva zraka u motor.

Zračni filtar je sastavni dio ulaznog sustava klipnog motora. Treba napomenuti da se u literaturi više pozornosti posvećuje dizajnu, materijalima i otporu filtarskih elemenata, a istodobno je učinak filtriranja elementa za dinamički i dinamički pokazatelja, kao i troškove Značajke sustava unutarnje izgaranja klipa, praktički se ne razmatra.

1.2 plinske dinamike protoka u ulaznim kanalima i metodama proučavanja ulaznog procesa u klipnom motoru

Za točnije razumijevanje fizičke suštine rezultata dobivenih od strane drugih autora, oni su istaknute istodobno s teorijskim i eksperimentalnim metodama, budući da su metoda i rezultat u jednoj organskoj komunikaciji.

Metode ispitivanja ulaznih sustava KHO-a mogu se podijeliti u dvije velike skupine. Prva skupina uključuje teorijska analiza procesa u ulaznom sustavu, uključujući njihovu numeričku simulaciju. U drugu skupinu nacrtat ćemo sve načine kako bi eksperimentalno proučio ulazni proces.

Izbor istraživačkih metoda, procjene i podešavanje usisnog sustava određuje se postavljenim ciljevima, kao i postojećim materijalnim, eksperimentalnim i izračunatim mogućnostima.

Do danas, ne postoje analitičke metode koje omogućuju da bude prilično točna za procjenu razine intenziteta plina u komori za izgaranje, kao i rješavanje privatnih problema povezanih s opisom kretanja u usisnom putu i plinskom isteku od jaz ventila u stvarnom nepravilnom procesu. To je zbog poteškoća o opisivanju trodimenzionalnog protoka plinova na curvilinear kanalima s iznenadnim preprekama, složenom prostornoj struji, s utičnicom mlaznog plina kroz utor ventila i djelomično ispunjenog prostora varijabilnog volumnog cilindra, interakcije tokova između sebe, sa zidovima cilindra i pokretnog dna klipa. Analitičko određivanje optimalnog područja brzine u ulaznoj cijevi, u utor za prstenaste ventila i raspodjelu tokova u cilindru komplicirano je nedostatkom točnih metoda za procjenu aerodinamičkih gubitaka koji proizlaze iz svježeg punjenja u ulaznom sustavu i kada plin u cilindru i protok oko njegovih unutarnjih površina. Poznato je da u kanalu postoje nestabilne zone tranzicije protoka od laminara do turbulentnog načina protoka, područje odvajanja graničnog sloja. Struktura protoka karakteriziraju varijable po vremenu i mjestu Reynoldsa, razinu ne-catterity, intenzitet i opseg turbulencije.

Mnogi višesmjerni rad posvećen je numeričkom modeliranju kretanja zračnog naboja na ulazu. Oni proizvode modeliranje usisnog toka vrtlog ulaza ulaznog ulaza ulaznog ventila, izračun trodimenzionalnog protoka u ulaznim kanalima glave motora, modeliranje struje u ulaznom prozoru i motoru Cilindar, analiza učinka izravnog protoka i vrtložnih potoka na proces miješanja i izračunati studije učinka punjenja u uvijanju u dizelskom cilindru veličinu emisija dušikovih oksida i indikatorskih pokazatelja ciklusa. Međutim, samo u nekim od radova, numerička simulacija potvrđuje eksperimentalne podatke. I isključivo na teorijskim studijama teško je procijeniti točnost i stupanj primjenjivosti podataka. Također treba naglasiti da su gotovo sve numeričke metode uglavnom usmjerene na proučavanje procesa u već postojećem dizajnu ulaza u ulaznog sustava intenziteta DVS-a kako bi se uklonile svoje nedostatke, a ne razvijaju nova, učinkovita dizajna rješenja.

Paralelno, primjenjuju se klasične analitičke metode za izračunavanje tijeka rada u motoru i odvojenim procesima razmjene plina u njemu. Međutim, u izračunima protoka plina u ulaznim i ispušnim ventilima i kanalima, jednadžbe jednodimenzionalnog stacionarnog protoka uglavnom se koriste, uzimajući trenutni kvazi-stacionarni. Stoga se metode izračuna razmatraju isključivo procijenjene (približno) i stoga zahtijevaju eksperimentalno usavršavanje u laboratoriju ili na pravi motor tijekom klupskih testova. Metode za izračunavanje izmjene plina i glavnih dinamičkih pokazatelja ulaznog procesa u težem formulaciji razvijaju se u radovima. Međutim, oni također daju samo opće informacije o raspravljenim procesima, ne čine dovoljno potpuni prikaz dinamičkih i toplinskih tečajeva, budući da se temelje na statističkim podacima dobivenim u matematičkom modeliranju i / ili statičkim čistim ulaznog trakta tintu i na metode numeričke simulacije.

Najtočniji i pouzdaniji podaci o ulaznom procesu u klipnom motoru mogu se dobiti u studiji o realnim motorima.

Na prve studije naboj u motornom cilindru na modu testiranja osovine, mogu se pripisati klasični eksperimenti Ricarda i gotovine. Riccardo je instalirao rotor u komori za izgaranje i snimio svoju brzinu rotacije kada se provjeri vratilo motora. Anemometar je odredio prosječnu vrijednost brzine plina za jedan ciklus. Ricardo je predstavio koncept "vrtlog omjera", koji odgovara omjeru učestalosti rotora, mjerio je rotaciju vrtlog, i radilice. CASS je postavio ploču u otvorenoj komori za izgaranje i zabilježio učinak na protok zraka. Postoje i drugi načini za korištenje ploča povezanih s tensidat ili induktivnim senzorima. Međutim, instalacija ploča deformira rotirajuće struje, što je nedostatak takvih metoda.

Moderan studij dinamike plina izravno na motorima zahtijeva posebne mjerne instrumente koji su sposobni raditi pod nepovoljnim uvjetima (buka, vibracije, rotirajuće elemente, visoke temperature i tlak pri izgaranju goriva i ispušnih kanala). U tom slučaju, procesi u DVS-u su velike brzine i periodični, tako da mjerna oprema i senzori moraju imati vrlo visoku brzinu. Sve to uvelike komplicira proučavanje ulaznog procesa.

Treba napomenuti da se trenutno, metode prirodnih istraživanja na motorima naširoko koriste, kako za proučavanje protoka zraka u ulaznom sustavu i motornom cilindru, te za analizu učinka vrtložne formiranja na ulaz za toksičnost ispušnih plinova.

Međutim, prirodne studije, gdje u isto vrijeme djeluje veliki broj različitih čimbenika, ne dopuštaju prodrijeti u detalje mehanizma odvojenog fenomena, ne dopuštaju korištenje visoke preciznosti, složene opreme. Sve je to prerogativ laboratorijske studije pomoću složenih metoda.

Rezultati proučavanja dinamike plina procesa unosa, dobivenog u studiji o motorima su vrlo detaljni u monografiji.

Od toga, najveći interes je oscilogram promjena u brzini protoka zraka u ulaznom dijelu ulaznog kanala motora C10,5 / 12 (d 37) Vladimir traktorskog postrojenja, koji je predstavljen na slici 1.2.

Sl. 1.2. Parametri protoka u ulaznom dijelu kanala: 1 - 30 S -1, 2 - 25 S -1, 3 - 20 S -1

Mjerenje protoka zraka u ovoj studiji provedeno je korištenjem termoemometra koji radi u DC načinu rada.

A ovdje je prikladno obratiti pozornost na samu metodu termoemometrije, koja je, zahvaljujući brojnim prednostima, dobila takva rasprostranjena dinamika plina različitih procesa u istraživanju. Trenutno postoje različite sheme termoanemometara ovisno o zadacima i području istraživanja. Razmatra se najdetaljnija teorija termoenemometrije. Također treba napomenuti širok raspon dizajna senzora termoemometara, što ukazuje na rasprostranjenu upotrebu ove metode u svim područjima industrije, uključujući inženjering.

Razmotrite pitanje primjenjivosti metode termoenemometrije za proučavanje ulaznog procesa u klipnom motoru. Dakle, male dimenzije osjetljivog elementa osjetnika termoemometra ne čine značajne promjene u prirodi protoka protoka zraka; Visoka osjetljivost anemometara omogućuje vam da registrirate fluktuacije s malim amplitudama i visokim frekvencijama; Jednostavnost hardverske sheme omogućuje jednostavno snimanje električnog signala iz izlaza termoemometra, nakon čega slijedi njezina obrada na osobnom računalu. U termomemometriji se koristi u načinima dimenzioniranja jednim ili trokomponentnim senzorima. Nit ili filmovi vatrostalnih metala s debljinom od 0,5-20 uM i duljine od 1-12 mm obično se koriste kao osjetljivi element termoemometnog senzora. Potonji prolaze kroz porculansku dvostruku, trostruku ili četverokutnu cijev, koja se stavlja na metalni kućište brtvljenje iz proboj, metalni slučaj, otekao se u glavu blok za proučavanje prostora intra-cilindara ili u cjevovodi za određivanje prosječnih i valove komponente brzine plina.

I sada natrag na oscilogram prikazan na slici 1.2. Grafikon privlači pozornost na činjenicu da predstavlja promjenu brzine protoka zraka iz kuta rotacije radilice (PK.) Samo za usisni takt (? 200 stupnjeva. P.k.v.), dok su informacije o ostalima na drugim satovima kao Bila je "ošišana". Ovaj oscilogram se dobiva za rotacijsku brzinu radilice od 600 do 1800 min -1, dok je u modernim motorima raspon radnih brzina mnogo širi: 600-3000 min -1. Pažnja je nacrtana na činjenicu da je brzina protoka u traktu prije otvaranja ventila ni nula. S druge strane, nakon zatvaranja usisnog ventila, brzina se ne resetira, vjerojatno zato što na putu postoji visokofrekventni klipni protok, koji se u nekim motorima koristi za stvaranje dinamičke (ili inerticice).

Stoga je važno za razumijevanje procesa u cjelini, podatke o promjeni protoka zraka u ulaznom traktu za cijeli tijek rada motora (720 stupnjeva, PKV) iu cijelom radnom području frekvencije rotacije radilice. Ovi podaci su potrebni za poboljšanje ulaznog procesa, u potrazi za načinima povećanja magnitude svježeg punjenja unesene u cilindre motora i stvaranje dinamičkih sustava super.

Ukratko razmotrite osobitosti dinamičkih supercharged u klipnom motoru, koji se provodi na različite načine. Ne samo faze distribucije plina, već i dizajn unosa i maturalnih putova utječu na proces usisa. Kretanje klipa kada usisnog takta dovodi do otvorenog usisnog ventila do formiranja povratnog vala. Na otvorenom unovnom plinovodu, ovaj tlačni val javlja se s masom fiksnog okolnog zraka, ogleda se od njega i vraća se natrag u ulaznu cijev. Fluktuiramo zračni prostor zraka u ulaznom plinovodu može se koristiti za povećanje punjenja cilindara svježim punjenjem i, čime se dobije velika količina zakretnog momenta.

S različitim oblikom dinamičkog supercharda - inercijalne superior, svaki ulazni kanal cilindra ima svoju zasebnu rezonatorsku cijev, odgovarajuću akustiku dužine spojene na komoru za skupljanje. U takvim rezonatorskim cijevima, val kompresije koji dolazi iz cilindara može se širiti međusobno međusobno neovisno. Kada koordinira duljinu i promjer pojedinačnih rezonatorskih cijevi s fazama distribucije plina, val za kompresiju, odražava se na kraju rezonatorske cijevi, vraća se kroz otvoreni ulazni ventil cilindra, čime se osigurava njegovo najbolje punjenje.

Rezonantno smanjenje temelji se na činjenici da u protoku zraka u ulaznom plinovodu na određenoj brzini rotacije radilice postoje rezonantne oscilacije uzrokovane klipnim kretanjem klipa. To, s ispravnim izgledom usisnog sustava, dovodi do daljnjeg povećanja tlaka i dodatnog učinka ljepila.

U isto vrijeme, spomenute dinamične metode poticaja djeluju u uskom rasponu načina, zahtijevaju vrlo složeno i trajno okruženje, budući da se mijenjaju akustične karakteristike motora.

Također, podaci dinamike plina za cijeli tijek rada motora mogu biti korisni za optimizaciju procesa punjenja i pretraživanja za povećanje protoka zraka kroz motor i, prema tome, njezina snaga. Istovremeno, intenzitet i opseg turbulencije protoka zraka, koji se generiraju u ulaznom kanalu, kao i broj vrtloga oblikovanih tijekom ulazna procesa.

Brzi protok punjenja i velikih razmjera u protoku zraka osigurava dobro miješanje zraka i goriva i, dakle, potpuno izgaranje s niskom koncentracijom štetnih tvari u ispušnim plinovima.

Jedan od načina stvaranja vrtloga u procesu usis je korištenje poklopca koji dijeli usisni put u dva kanala, od kojih se jedan može preklapati, kontrolirajući kretanje naboja smjese. Postoji veliki broj verzija za dizajn kako bi se dala tangencijalna komponenta pokreta protoka kako bi se organiziralo usmjerene vrtloge u ulaznom plinovodu i cilindar motora
, Svrha svih ovih rješenja je stvaranje i upravljanje vertikalnim vrtlicama u cilindru motora.

Postoje i drugi načini za kontrolu brušenog punjenja. Dizajn spiralnog usisnog kanala koristi se u motoru s različitim koracima okretaja, ravnim prostorima na unutarnjem zidu i oštrim rubovima na izlazu kanala. Drugi uređaj za reguliranje formiranja vrtlog u cilindru motora je spiralna opruga ugrađena u ulazni kanal i čvrsto fiksiran jednim završetkom prije ventila.

Dakle, moguće je zabilježiti trend istraživača za stvaranje velikih vrtloga različitih smjernica za distribuciju na ulazu. U tom slučaju protok zraka mora uglavnom sadržavati turbulenciju velikih razmjera. To dovodi do poboljšanja u smjesi i naknadno izgaranje goriva, kako u benzinu i dizelskim motorima. Kao rezultat toga, smanjena je specifična potrošnja goriva i emisija štetnih tvari s potrošenim plinovima.

U isto vrijeme, u literaturi nema informacija o pokušajima kontrole formiranja vrtlog korištenjem poprečnog profiliranja - promjenu u obliku poprečnog dijela kanala, a poznato je da snažno utječe na prirodu protoka.

Nakon gore navedenog, može se zaključiti da u ovoj fazi u literaturi postoji značajan nedostatak pouzdanih i potpunih informacija o dinamici plina u procesu ulaza, naime: promijenite brzinu strujanja zraka iz ugla radilice Cijeli tijek rada motora u radnom području osovine rotacije radilice; Učinak filtra na dinamiku plina procesa unosa; mjerilo turbulencija javlja se tijekom unosa; Utjecaj hidrodinamičke nestatnosti na potrošni materijal u ulaznom tragu DVS-a, itd.

Hitna zadaća je tražiti metode povećanja protoka zraka kroz cilindre motora s minimalnim profinjenim motorom.

Kao što je već navedeno gore, najpouzdaniji i pouzdaniji ulazni podaci mogu se dobiti od studija o pravim motorima. Međutim, ovaj smjer istraživanja je vrlo složen i skup, a za niz pitanja je gotovo nemoguće, stoga su kombinirani metode proučavanja procesa u ICC razvili eksperimentatori. Razmislite o raširenim od njih.

Razvoj skupa parametara i metoda izračuna i eksperimentalnih studija je zbog velikog broja sveobuhvatnih analitičkih opis dizajna ulaznog sustava klipnog motora, dinamike procesa i kretanja punjenja u ulaznim kanalima i cilindar.

Prihvatljivi rezultati mogu se dobiti kada zajednički studij procesa usisa na osobnom računalu koriste numeričke metode modeliranja i eksperimentalno kroz statičke čistke. Prema ovoj tehnici, napravljene su mnoge različite studije. U takvim djelima, bilo mogućnost numeričke simulacije vrtložnih tokova u ulaznom sustavu tinte, nakon čega slijedi ispitivanje rezultata korištenjem čistača u statičkom načinu rada inspektora, ili izračunati matematički model razvijen je na temelju dobivenih eksperimentalnih podataka u statičkim načinima ili tijekom rada pojedinih motora. Naglašavamo da se temelj gotovo svih takvih studija uzima eksperimentalne podatke dobivene uz pomoć statičkog puhanja ulaznog sustava tinte.

Razmotrite klasičan način proučavanja procesa usisa pomoću anemometra trijema. S fiksnim usnama ventila, ona proizvodi čistku ispitnog kanala s raznim drugim potrošnji zraka. Za čišćenje se koriste prave glave cilindra, lijevani od metala, ili njihovi modeli (sklopivi drveni, gipsa, od epoksidnih smola, itd.) Skupljeni s ventilima koji vode grmlje i sedle. Međutim, kao što je opisano usporedni testovi, ova metoda pruža informacije o učinku obliku puta, ali rotor ne odgovara na djelovanje cijelog protoka zraka u poprečnom presjeku, što može dovesti do značajne pogreške pri procjeni procjene intenzitet naboja u cilindru, koji se potvrđuje matematički i eksperimentalno.

Druga širi metoda proučavanja procesa punjenja je metoda pomoću skrivene rešetke. Ova metoda se razlikuje od prethodnog činjenicom da se apsorbirani protok rotirajućeg zraka šalje na oštricu skrivene mreže. U tom slučaju, rotirajući tok je ukraden, a mlazni trenutak se formira na oštrice, koji se bilježi kapacitivni senzor u veličini kuta vrtnje vrtlog. Skriveni tok, nakon što je prošao kroz rešetku, teče kroz otvoreni dio na kraju rukava u atmosferu. Ova metoda vam omogućuje da sveobuhvatno procijenite usisni kanal za pokazatelje energije i veličinom aerodinamičkih gubitaka.

Čak i unatoč činjenici da metode istraživanja o statičkim modelima daju samo najopćenitiju ideju o karakteristikama dinamičke i toplinske razmjene u ulaznom procesu, još uvijek ostaju relevantni zbog njihove jednostavnosti. Istraživači sve više koriste ove metode samo za preliminarnu procjenu izglede za usisnog sustava ili već postojeće konverzije. Međutim, za potpuno detaljno razumijevanje fizike fenomena tijekom ulazna procesa ovih metoda očito nije dovoljno.

Jedan od najteže i učinkovitijih načina za proučavanje ulazna procesa u motoru su eksperimenti na posebnim, dinamičkim instalacijama. U pretpostavci da značajke dinamičke i toplinske razmjene i karakteristike naboja u ulaznom sustavu su funkcije samo geometrijskih parametara i režima čimbenika za studiju, vrlo je korisno koristiti dinamički model - eksperimentalnu instalaciju, koja najčešće Predstavlja model jednog cilindra motora na različitim načinima velike brzine koji djeluju uz pomoć testa radilice iz vanjskog izvora energije i opremljeni različitim vrstama senzora. U tom slučaju, možete procijeniti ukupnu učinkovitost iz određenih rješenja ili njihova učinkovitost je element. Općenito, takav se eksperiment smanjuje kako bi se odredilo karakteristike protoka u različitim elementima usisnog sustava (trenutne vrijednosti temperature, tlaka i brzine), varirajući kut rotacije radilice.

Dakle, najoptimalniji način proučavanja ulaznog procesa, koji daje pune i pouzdane podatke je stvaranje jednog cilindroznog dinamičkog modela klipnog motora, odvezenog na rotaciju od vanjskog izvora energije. U tom slučaju, ova metoda omogućuje istraživanje i dinamičkih i izmjenjivača topline u procesu punjenja u motoru unutarnje izgaranja klipa. Upotreba termoenemometrijskih metoda omogućit će se dobiti pouzdane podatke bez značajnog učinka na procese koji se pojavljuju u usisnom sustavu eksperimentalnog modela motora.

1.3 Karakteristike procesa izmjene topline u ulaznom sustavu klipnog motora

Proučavanje izmjene topline u motoru s unutarnjim izgaranjem klipa započelo je zapravo od stvaranja prvih radnih strojeva - J. Lenoara, N. Otta i R. Diesel. I naravno, u početnoj fazi posebna pozornost posvećena je proučavanju izmjene topline u cilindru motora. Prvi klasični radovi u tom smjeru mogu se pripisati.

Međutim, samo rad provodi V.I. Grinevik je postao čvrsti temelj, koji se pokazalo da je moguće izgraditi teoriju izmjene topline za klipne motore. Monograf je prvenstveno posvećena toplinskom izračunu unutar-cilindričnih procesa u OI. U isto vrijeme, također može pronaći informacije o izmjenjivim pokazateljima za izmjene topline u ulazu u procesu interesa za nas, naime, postoje statistički podaci o veličini zagrijavanja svježeg punjenja, kao i empirijske formule za izračunavanje parametara na početak i kraj usisnog takta.

Nadalje, istraživači su počeli rješavati više privatnih zadataka. Konkretno, V. Nusselt primio i objavio formulu za koeficijent prijenosa topline u cilindru motora klipa. Rt. Brilling u njegovoj monografiji pojasnio je formulu Nusselta i jasno dokazano da u svakom slučaju (tip motora, metoda miješanja formacije, brzine brzine, razine cvjetanja) lokalnih koeficijenata prijenosa topline treba razjasniti rezultatima izravnih eksperimenata.

Drugi smjer u istraživanju kliponskih motora je proučavanje izmjene topline u protoku ispušnih plinova, posebno, dobivanje podataka o prijenosu topline tijekom turbulentnog protoka plina u ispušnoj cijevi. Veliki broj literature posvećen je rješavanju tih zadataka. Taj je smjer prilično dobro proučen u uvjetima statičkog čistača i pod hidrodinamičkom nestatljivošću. To je prvenstveno zbog činjenice da je poboljšanjem ispušnog sustava moguće značajno povećati tehničke i ekonomske pokazatelje motora s unutarnjim izgaranjem klipa. Tijekom razvoja ovog područja provedena su mnogi teorijski radovi, uključujući analitička rješenja i matematičko modeliranje, kao i mnoge eksperimentalne studije. Kao rezultat tako sveobuhvatnog studija postupka oslobađanja, predloženi je veliki broj pokazatelja koji karakteriziraju proces oslobađanja za koji se može procijeniti kvaliteta dizajna ispušnog sustava.

Proučavanje izmjene topline procesa usisa još uvijek ima dovoljno pozornosti. To se može objasniti činjenicom da su studije u području optimizacije toplinske izmjene u cilindru i ispušnog sustava u početku učinkovitije u smislu poboljšanja konkurentnosti klipnog motora. Međutim, trenutno razvoj industrije motora je dostigao takvu razinu da se povećanje pokazatelja motora najmanje nekoliko desetina postotak smatra ozbiljnim postignućem za istraživače i inženjere. Stoga uzimajući u obzir činjenicu da su smjerovi poboljšanja ovih sustava uglavnom iscrpljeni, trenutno sve više i više stručnjaka traže nove mogućnosti za poboljšanje radnih procesa klipnih motora. I jedan od takvih smjerova je proučavanje izmjene topline tijekom ulaza u ulaz.

U literaturi o izmjeni topline u procesu unosa, rad se može razlikovati na studiju utjecaja intenziteta vrtlog protoka punjenja na ulazu na toplinsko stanje dijelova motora (glava motora, usisnog i ispušnog ventila, Cilirne površine). Ova djela su velike teoretske prirode; Na temelju rješavanja nelinearnih Navier-Stokes jednadžbe i Fourier-Ostrogradsky, kao i matematičko modeliranje koristeći te jednadžbe. Uzimajući u obzir veliki broj pretpostavki, rezultati se mogu uzeti kao osnova za eksperimentalne studije i / ili procijeniti u inženjerskim izračunima. Također, ovi radovi sadrže eksperimentalne studije za određivanje lokalnih ne-stacionarnih toplinskih toplina u komori za izgaranje dizela u širokom rasponu intenziteta ulaznog zraka intenziteta.

Navedena razmjena topline u ulazu u proces najčešće ne utječe na utjecaj dinamike plina na lokalni intenzitet prijenosa topline, koji određuje veličinu zagrijavanja svježeg punjenja i temperaturnih napona u usisnom razvodniku (cijev). No, kao što je dobro poznato, veličina zagrijavanja svježeg punjenja ima značajan utjecaj na masovnu potrošnju svježeg punjenja kroz cilindre motora i, prema tome, njezina snaga. Također, smanjenje dinamičkog intenziteta prijenosa topline u ulaznom putu klipnog motora može smanjiti napetost temperature i time će povećati resurs tog elementa. Stoga je studija i rješavanje tih zadataka hitan zadatak za razvoj zgrade motora.

Treba navesti da trenutno za inženjerski izračun koristi statične podatke za pročišćavanje, što nije ispravno, jer ne-captirnat (protočna pulsacija) snažno utječu na prijenos topline u kanalima. Eksperimentalne i teorijske studije ukazuju na značajnu razliku u koeficijentu prijenosa topline u neprestanim uvjetima iz stacionarnog slučaja. Može doći do 3-4 puta. Glavni razlog za tu razliku je specifično restrukturiranje turbulentne strukture stream, kao što je prikazano u.

Utvrđeno je da je kao posljedica učinka na protok dinamičkog nestatljivosti (ubrzanje potoka), odvija se u kinematičkoj strukturi, što dovodi do smanjenja intenziteta procesa izmjene topline. Također, djelo je utvrđeno da ubrzanje protoka dovodi do povećanja od 2-3-a alarm u smanjenju tangentnih naprezanja i naknadno koliko smanjenja lokalnih koeficijenata prijenosa topline.

Dakle, za izračunavanje veličine grijanja svježeg punjenja i određivanja temperaturnih naprezanja u usisnom razvodniku (cijev), podaci o trenutnom lokalnom prijenosu topline potrebni su u ovom kanalu, budući da rezultati statičkih čistoća mogu dovesti do ozbiljnih pogrešaka ( Više od 50%) pri određivanju koeficijenta prijenosa topline u usisnom traktu koji je neprihvatljiv, čak i za inženjerski izračun.

1.4 Zaključci i postavljanje ciljeva studije

Na temelju gore navedenog, mogu se izvući sljedeći zaključci. Tehnološke karakteristike motora s unutarnjim izgaranjem u velikoj mjeri se određuje aerodinamička kvaliteta usisnog puta kao cjeline i pojedinačnih elemenata: usisni razvodnik (ulaznu cijev), kanal u glavi cilindra, njegov vrat i ploča ventila, izgaranje komore na dnu klipa.

Međutim, trenutno se fokusira na optimizaciju dizajna kanala u glavi cilindra i složenim i skupim sustavima za punjenje cilindra sa svježim punjenjem, dok se može pretpostaviti da samo profiliranje usisnog razvodnika može utjecati dinamički, toplina Potrošni materijal za razmjenu i motora.

Trenutno postoji širok raspon sredstava i metoda mjerenja dinamičkog proučavanja ulaznog procesa u motoru, a glavna metodološka složenost sastoji se u ispravnom izboru i uporabi.

Na temelju gore navedene analize podataka literature mogu se formulirati sljedeći zadaci disertacije.

1. Uspostaviti učinak konfiguracije usisnog razvodnika i prisutnosti elementa za filtriranje na dinamici plina i potrošnom materijalu klipnog motora unutarnjeg izgaranja, kao i otkriti hidrodinamičke čimbenike izmjene topline pulsirajućeg toka s zidovi kanala ulaznog kanala.

2. Razviti postupak za povećanje protoka zraka kroz ulazni sustav klipnog motora.

3. Pronađite osnovne obrasce promjena u trenutnom lokalnom prijenosu topline u ulaznom putu klipnog motora u hidrodinamičkoj nestatljivosti u klasičnom cilindričnom kanalu, kao i da biste saznali učinak konfiguracije usisnog sustava (profilirani umetci i filtri za zrak ) ovom procesu.

4. Za sumiranje eksperimentalnih podataka o trenutnom koeficijentskom koeficijentu prijenosa topline u ulaznom razvodniku u klipovu.

Da biste riješili zadatke za razvoj potrebnih tehnika i stvaranje eksperimentalnog postavljanja u obliku alata modela klipnog motora, opremljen kontrolnim i mjernim sustavom s automatskom prikupljanjem i obradom podataka.

2. Opis eksperimentalne metode ugradnje i mjerenja

2.1 Eksperimentalna instalacija za proučavanje ulaznog ulaza

Karakteristične značajke proučavanih unosa procesa su njihova dinamika i frekvencija zbog širokog raspona rotacijske brzine motora i harmonicije ovog časopisa povezanih s neravnim pokretima klipa i promjena u konfiguraciji usisnog puta u zoni zone ventila. Posljednja dva čimbenika međusobno su povezana s djelovanjem mehanizma distribucije plina. Reproducirajte takve uvjete s dovoljnom točnosti mogu samo uz pomoć modela polja.

Budući da su dinamičke karakteristike funkcije geometrijskih parametara i faktora režima, dinamički model mora odgovarati motoru određene dimenzije i upravljati u karakterističnim načinima velike brzine pričvršćivanja testa radilice, ali već iz vanjskog izvora energije. Na temelju tih podataka moguće je razviti i procijeniti ukupnu učinkovitost od određenih rješenja s ciljem poboljšanja unosa u cjelini, kao i odvojeno različitim čimbenicima (konstruktivnim ili režimom).

Za proučavanje dinamike plina i procesa prijenosa topline u klipnom motoru unutarnje izgaranja, eksperimentalna instalacija je dizajnirana i proizvedena. Razvijen je na temelju modela motora 11113 vaz - oka. Prilikom izrade instalacije korištene su detalji prototipa: naime: spojna šipka, klipnog prsta, klipa (s profinjenom), mehanizam za distribuciju plina (s profinjenim), remenica radilice. Slika 2.1 prikazuje uzdužni dio eksperimentalne instalacije, a na slici 2.2 je njegov poprečni presjek.

Sl. 2.1. Dama rez eksperimentalne instalacije:

1 - elastična spojka; 2 - gumeni prsti; 3 - Rod cervikal; 4 - Nativni cerviks; 5 - obraz; 6 - matica m16; 7 - protuteža; 8 - matica m18; 9 - autohtoni ležajevi; 10 - podržava; 11 - ležajevi za spajanje; 12 - šipka; 13 - klipni prst; 14 - klip; 15 - cilindarni rukavac; 16 - cilindar; 17 - baza cilindra; 18 - nosači cilindra; 19 - fluoroplast prsten; 20 - referentna ploča; 21 - heksagon; 22 - brtva; 23 - ulazni ventil; 24 - ventil za diplomiranje; 25 - vratilo za distribuciju; 26 - remenica bregastog vratila; 27 - remenica radilice; 28 - Zupčani pojas; 29 - valjak; 30 - zatezač; 31 - vijak zatezača; 32 - Maslenka; 35 - asinkroni motor

Sl. 2.2. Poprečni presjek eksperimentalne instalacije:

3 - Rod cervikal; 4 - Nativni cerviks; 5 - obraz; 7 - protuteža; 10 - podržava; 11 - ležajevi za spajanje; 12 - šipka; 13 - klipni prst; 14 - klip; 15 - cilindarni rukavac; 16 - cilindar; 17 - baza cilindra; 18 - nosači cilindra; 19 - fluoroplast prsten; 20 - referentna ploča; 21 - heksagon; 22 - brtva; 23 - ulazni ventil; 25 - vratilo za distribuciju; 26 - remenica bregastog vratila; 28 - Zupčani pojas; 29 - valjak; 30 - zatezač; 31 - vijak zatezača; 32 - Maslenka; 33 - umetnite profilirani; 34 - mjerni kanal; 35 - asinkroni motor

Kao što se može vidjeti iz ovih slika, instalacija je prirodni model unutarnjeg motora dimenzije s jednim cilindrom 2,1 / 8,2. Moment iz asinhronog motora prenosi se kroz elastičnu spojku 1 sa šest gumenih prstiju 2 na radilici izvornog dizajna. Upotrijebljena kvačila je sposobna značajno kompenzirati nesposobnost spoja od osovine asinhronog motora i radilice instalacije, kao i za smanjenje dinamičkih opterećenja, osobito pri pokretanju i zaustavljanju uređaja. Radilica zauzvrat sastoji se od kvadratnog kvadratnog cerviksa 3 i dva autohtona vrata 4, koja su međusobno povezana s obrazima 5. Rod cerviks je pritisnut napetošću u obrazu i fiksne pomoću matice 6. Da biste smanjili vibracije na obraze su pričvršćeni anti-test vijcima 7. Aksijalno kretanje radilice ometaju maticu 8. Radovište se okreće u zatvorenim valjanim ležajevima 9 fiksirano u nosačima 10. Dva zatvorena kotrljanja ležaja 11 instalirana su na vrat klipnjača, na kojem Montirana je spojna šipka 12. Upotreba dva ležaja u ovom slučaju povezana je s veličinom slijetanja spojne šipke. Na klip s klipom s klipnim prstom 13, klip 14 je montiran na čahuru od lijevanog željeza 15, pritisnutom u čeličnom cilindru 16. Cilindar se montira na bazu 17, koji se nalazi na cilindru Fluoroplastični prsten 19 instaliran je na klip, umjesto tri standardnog čelika. Korištenje svinjskog željeza i fluoroplastičnog prstena osigurava oštar pad trenja u parovima klipnih rukava i klipnih prstenova - rukava. Stoga je eksperimentalna instalacija sposobna raditi kratko vrijeme (do 7 minuta) bez sustava podmazivanja i sustava hlađenja na radne frekvencije rotacije radilice.

Svi glavni fiksni elementi eksperimentalne instalacije su fiksirani na osnovnu ploču 20, koja je s dva heksagona, 21 pričvršćena na laboratorijsku tablicu. Da bi se smanjila vibracija između šesterokuta i ploče za podršku, nalazi se gumena brtva 22.

Mehanizam vremenske eksperimentalne instalacije posuđen je od VZ 11113 automobila: Korištena je glava bloka s nekim modifikacijama. Sustav se sastoji od ulaznog ventila 23 i ispušnog ventila 24, koji se kontroliraju pomoću bregastog vratila 25 s remenom 26. kolotura bregastog vratila je spojen na remenicu radilice 27 s zupčanim pojasom 28. Na radilicama instalacijskog vratila postavljena dva remenice za pojednostavljenje bregastog vratila pogonskog remena. Napetost remena kontrolira valjak 29, koji je instaliran na stalku 30, a zatezač vijak 31. maslineri 32 su instalirani za podmazivanje ležajeva bregastog vratila, ulje, od kojih gravitacija dolazi do kliznih ležajeva bregastog vratila.

Slične dokumente

Značajke unosa važećeg ciklusa. Utjecaj različitih čimbenika na punjenje motora. Tlak i temperatura na kraju unosa. Rezidualni plinski koeficijent i čimbenici koji određuju njegovu veličinu. Pri ulazu u ubrzavanje kretanja klipa.

predavanje, dodano 30.05.2014


Dimenzije dijelova protoka u vratu, kamere za ulazne ventile. Profiliranje neotkrivenog udarca koji vodi jedan ulazni ventil. Brzina guzice na uglu šake. Izračun izvora ventila i bregastog vratila.

naravno, dodano 03/28/2014


Opće informacije o motoru s unutarnjim izgaranjem, njegovom uređaju i značajkama rada, prednosti i nedostaci. Protok motora, metode paljenja goriva. Potražite upute za poboljšanje dizajna motora s unutarnjim izgaranjem.

sažetak, dodano 06/21/2012


Izračun procesa punjenja, kompresije, izgaranja i ekspanzije, određivanja indikatora, učinkovitih i geometrijskih parametara motora zrakoplovnog klipa. Dinamički izračun mehanizma za povezivanje radilice i izračuna na snazi \u200b\u200bradilice.

naravno, dodano 01/17/2011


Proučavanje značajki punjenja, kompresije, procesa izgaranja i ekspanzije, koji izravno utječu na tijek rada motora s unutarnjim izgaranjem. Analiza pokazatelja i učinkovitih pokazatelja. Grafikoni građevinskog pokazatelja rada.

tečaj, dodao je 30.10.2013


Metoda izračunavanja koeficijenta i stupnja neravnomjernosti opskrbe klipne crpke s određenim parametrima, sastavljajući odgovarajući grafikon. Uvjeti usisavanja crpke klipa. Izračun hidrauličke instalacije, glavni parametri i funkcije.

ispitivanje, dodano 03/07/2015


Razvoj nacrta 4-cilindarskih klipnih kompresora u obliku slova V. Termički izračun kompresora ugradnje rashladnog stroja i određivanja njegovog plinskog trakta. Izgradnja indikatora i dijagrama snage jedinice. Izračun snage detalja klipa.

naravno, dodano 01/25/2013


Opće karakteristike kruga aksijalno-klipne pumpe s nagnutim blokom cilindara i diska. Analiza glavnih faza izračunavanja i projektiranja aksijalno-klipne pumpe s nagnutim blokom. Razmatranje dizajna regulatora univerzalnog brzine.

tečaj, dodano 01/10/2014


Projektiranje uređaja za operacije glodanja za bušenje. Metoda dobivanja obratka. Izgradnja, načelo i uvjeti rada aksijalno-klipne pumpe. Izračun pogreške mjernog instrumenta. Tehnološka shema za sastavljanje energetskog mehanizma.

teza, dodano 05/26/2014


Razmatranje termodinamičkih ciklusa motora s unutarnjim izgaranjem s dovodom topline pod konstantnim volumenom i tlakom. Izračun toplinskog motora D-240. Izračun usisnih procesa, kompresiju, izgaranje, ekspanzija. Učinkovito djelovanje DVS-a.