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 fluktuacije u okolišu (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 ova metoda smanjenja buke nije prihvatljiva za pravi motor, koji, kao što znamo, snaga izravno ovisi o revolucijama, dakle - od brzine svih tekućih procesa.
Možete smanjiti buku ispušnih plinova na drugi način: nemojte ograničavati područje poprečnog presjeka ispušnog prozora i vrijeme isteka ispušnih plinova, ali ograničite brzinu njihove ekspanzije u atmosferi. I ova metoda je pronađena.
Natrag u 30-ih godina prošlog stoljeća, sportski motocikli i automobili počeli su opremiti posebne konusne ispušne cijevi s malim kutom otvaranja. Ovi prigušivači zvali su "megafoni". Oni su neznatno smanjili razinu ispušnog buke motora, au nekim slučajevima je također bio beznačajni, povećati motor motor zbog poboljšanja čišćenja cilindra od ostataka potrošenih plinova zbog inercije plinskog stupa kretanje unutar konusa 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 "
Korištenje rezonantnih ispušnih cijevi na motornim modelima svih klasa omogućuje vam da dramatično povećate sportske rezultate natjecanja. Međutim, geometrijski parametri cijevi se određuju, u pravilu, metodom suđenja i pogrešaka, budući da do sada ne postoji jasno razumijevanje i jasno interpretacija procesa koji se pojavljuju u tim plinskim dinamičkim uređajima. I u nekoliko izvora informacija ovom prigodom, sukobljeni zaključci koji imaju proizvoljnu interpretaciju.
Za detaljnu studiju procesa u cijevima prilagođenog ispuha, stvorena je posebna instalacija. Sastoji se od štanda za pokretanje motora, motor adaptera - cijev s priključcima za odabir statičkog i dinamičkog tlaka, dva piezoelektrična senzora, dvosmjerni osciloskop C1-99, kameru, rezonantnu ispušnu cijev iz R-15 Motor s "teleskopom" i domaće cijevi s crnim površinama i dodatnom toplinskom izolacijom.
Pritisci u cijevima u ispušnom prostoru utvrđeni su na sljedeći način: motor je prikazan na rezonantnim revizijama (26000 o / min), podaci iz piezoelektričnih senzora vezanih za ok octeds piezoelektričnih senzora prikazani su na oscilopu, učestalost zamaha koji se sinkronizira s frekvencijom rotacije motora, a oscilogram je zabilježen na filmu.
Nakon što se film manifestira u kontrastnom programeru, slika je prenesena na vuču na skali zaslona osciloskopa. Rezultati za cijev iz motora R-15 prikazani su na slici 1 i za domaću cijev s crnom i dodatnom toplinskom izolacijom - na slici 2.
Na rasporedu:
P Dyn - dinamički tlak, str - statički tlak. Oso - Otvaranje ispušnog prozora, NMT - Donja mrtva točka, veza je zatvaranje ispušnog prozora.
Analiza krivulja omogućuje vam da identificirate raspodjelu tlaka na ulazu rezonantne cijevi u funkciji faze rotacije radilice. Povećanje dinamičkog pritiska od trenutka da se ispušni prozor otkriva s promjerom izlazne mlaznice 5 mm se javlja za R-15 približno 80 °. A njegov minimum je unutar 50 ° - 60 ° od dna mrtve točke pri maksimalnom čišćenju. Povećan tlak u reflektiranom valu (od minimuma) u vrijeme zatvaranja ispušnog prozora je oko 20% maksimalne vrijednosti R. kašnjenja u djelovanju reflektiranog ispušnog vala - od 80 do 90 °. Za statički tlak karakterizira povećanje u 22 ° C "visoravni" na grafikonu do 62 ° od otvaranja ispušnog prozora, s najmanje 3 ° od dna mrtve točke. Očito, u slučaju korištenja slične ispušne cijevi, fluktuacije čišćenja javljaju se na 3 ° ... 20 ° nakon dna mrtve točke, i nipošto 30 ° nakon otvaranja ispušnog prozora prethodno je mislio.
Ove studije domaće cijevi razlikuju se od podataka R-15. Povećan dinamički tlak do 65 ° od otvora ispušnog prozora prati minimum na 66 ° nakon dna mrtve točke. U isto vrijeme, povećanje tlaka reflektiranog vala od minimuma je oko 23%. Učitavanje u djelovanju ispušnih plinova je manje, što je vjerojatno zbog povećanja temperature u sustavu izoliranog topline, te je oko 54 °. Oscilacije čišćenja označene su na 10 ° nakon dna mrtve točke.
Uspoređujući grafiku, može se primijetiti da je statički tlak u toplinskoj izoliranoj cijevi u vrijeme zatvaranja ispušnog prozora manji nego u R-15. Međutim, dinamički tlak ima maksimum reflektiranog vala od 54 ° nakon zatvaranja ispušnog prozora, te u R-15, ovaj maksimum pomaknut za 90 "! Razlike su povezane s razlikom u promjerima ispušnih cijevi: na R-15, kao što je već spomenuto, promjer je 5 mm, a na izoliranoj toplini - 6,5 mm. Osim toga, zbog naprednije geometrije cijevi R-15, koeficijent obnove statičkog tlaka je više.
Koeficijent učinkovitosti rezonantne ispušne cijevi u velikoj mjeri ovisi o geometrijskim parametrima same cijevi, poprečnom presjeku ispušne cijevi motora, temperaturnog režima i faza distribucije plina.
Korištenje kontrolnih prerada i odabirom temperaturnog režima rezonantne ispušne cijevi omogućit će da se pomakne maksimalni tlak reflektiranog ispušnog plina vala za vrijeme kada je ispušni prozor zatvoren i na taj način oštro povećava njegovu učinkovitost.
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 učestalosti raspodjele osovine 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. potrošni materijal Postupak otpuštanja 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 karakteristike procesa oslobađanja klipni motor Unutarnji izgaranje s nadzorom 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 veliki motori Kompenzatori također kombiniraju pojedinačne dijelove ispušnih plinova, koji se prema tehnološkim razlozima čine kompozitnim.
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. Često postoje slučajevi nedosljednosti projiciranih i stvarnih ovisnosti o karakteristikama rashoda 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 ispušnog ventila. 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 najučinkovitijom metodom motora koji se prisiljava, 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 uzrokovanog izlaza djelovanjem elemenata noža (uređaja za mlaznice i rotora) turbine. Slika 48 - Opći tip 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 o masenom protoku g kroz ispušnog plinovoda iz brzine rotacije radilice P na različitim vrijednostima prekomjernog tlaka P i konfiguracije ispušnog sustava (s turbopunjačem i bez toga). Te su grafike dobivene korištenjem tehnike opisane u.
Iz grafova prikazanih na slici 53 može se vidjeti da za sve početne vrijednosti tlaka protok mase G plin u ispušnom plinovodu je otprilike isti kao da postoji tc 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 elektroničke upravljačke jedinice ili uporabom posebne upravljačke jedinice, čija je dijagram prikazani 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.
Okrećemo se eksperimentalnim podacima koji su dobiveni u rasponu rotacijskih frekvencija radilice p od 600 do 3000 minuta. 1 s različitim trajnim pritiscima na oslobađanje (od 0,5 do 200 kPa). U eksperimentima, komprimiranom zraku s temperaturom od temperature 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.
Iz tih grafikona može se vidjeti da je tijekom cijelog takta oslobađanja oscilacija apsolutnog tlaka u putu za diplomiranje, maksimalne vrijednosti oscilacija tlaka dosežu 15 kPa, a minimum 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 ,
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 prijenosa topline iz brzine koji je pod stacionarnim i pulsirajućim protokom zraka u unosu sustav KBS-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 praktična aplikacija Rezultati 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, do;
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);
Koeficijent kinematička viskoznost, 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.
Dakle, pouzdani i ispravni podaci dinamičke i toplinske razmjene podataka za proces usisa mogu se dobiti isključivo u studijama o dinamičkim modelima DVS-a ili pravi motori, 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 toplinskog stanja detalja klipna skupina.
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 filter To je sastavni dio sustava ulaza u klip. 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.
Moderno istraživanje dinamike plina izravno na motorima zahtijeva posebni alati Mjerenja koja su sposobna raditi pod nepovoljnim uvjetima (buka, vibracije, rotirajuće elemente, visoku temperaturu i pritisak 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 1-12 mm obično se koriste kao osjetljivi element senzora termoemometra, koji je fiksiran na krom ili kožnim nogama kroma. 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 skreće pozornost na činjenicu da predstavlja promjenu brzine protoka zraka iz kuta rotacije radilice (p.k.v.) samo za usisni takt (200 stupnjeva. P.k.v.), dok su informacije o ostatku na drugim satovima kao i to bili su "ošišani". Ovaj oscilogram se dobiva za rotacijsku frekvenciju radilice od 600 do 1800 min -1, dok je u moderni motori Raspon radnih brzina je 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 ćemo razmotriti značajke dinamičkog superpunjenog u klip DVS-a, koja se provodi različiti putevi, 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. Prilikom slažem duljinu i promjera pojedinačnih rezonatornih cijevi s fazama distribucije plina the kompresijskog vala, odražava se na kraju rezonatorske cijevi, vraća se kroz otvoreno ulazni ventil Cilindar, time, pruža svoje 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 smjese i naknadnog izgaranja goriva, kako u benzinu iu dizelski motori, 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 takvom radu, prikazane su mogućnosti numeričkog modeliranja vrtlog tokova u ulaznom sustavu tinte sustava, nakon čega slijede rezultati rezultata pomoću pročišćavanja u statičkom načinu rada u instalaciji inspektora ili izračunati matematički model Na temelju eksperimentalnih podataka dobivenih 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. Pod pretpostavkom da su značajke dinamike plina i toplinske razmjene i karakteristike naboja u sustavu ulaznog ulaza su funkcije samo geometrijskih parametara i režim čimbenika za studiju, vrlo je korisno koristiti dinamički model - eksperimentalna instalacija, koja najčešće predstavlja jednodimenzionalni model motora na raznim načini velike brzineDjelujući testiranjem radilice iz vanjskog izvora energije i opremljenog senzorima različiti tipovi , U tom slučaju, možete procijeniti ukupnu učinkovitost iz određenih rješenja ili njihova učinkovitost je element. U općenito Takav se eksperiment smanjuje kako bi se odredilo karakteristike protoka u različitim elementima usisnog sustava (trenutne vrijednosti temperature, tlaka i brzine) koji se razlikuju na uglu 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 velikog teoretskog karaktera; 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 značajke Motor s unutarnjim izgaranjem u velikoj mjeri se određuje aerodinamičkom kvalitetom usisnog puta kao cjeline i pojedinačnih elemenata: usisni razvodnik (usisni cijev), kanal u glavi motora, njegove ploče za vrat i ventil, komore izgaranja na dnu klip.
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 načina i mjernih metoda dinamičkog proučavanja ulaznog procesa ulaza, a glavna metodološka složenost se sastoji u njihovom pravilan izbor i koristiti.
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 glavne obrasce promjena u trenutnom lokalnom prijenosu topline u ulaznom putu klipnog motora u uvjetima hidrodinamičke nestatiranosti u klasičnom cilindričnom kanalu, a također saznaju učinak konfiguracije usisnog sustava (profilirani umetci i zračni filtri) 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 usisnog 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 zupčanik 28. Na radilice instalacijskog vratila nalaze se dvije remenice za pojednostavljenje sustava za napetost pogonskog remena bregastog vratila. 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.
