Procese gazodinamice în sistemul de evacuare. Probleme moderne de știință și educație. Măsurarea unghiului de rotație și a vitezei arborelui cu came

Pagină: (1) 2 3 4 ... 6 »Am scris deja despre tobe de eșapament rezonante -„ țevi ”și„ tobe de eșapament / tobe de eșapament ”(modelatorii folosesc mai mulți termeni derivați din engleza„ muffler ”- toba de eșapament etc.). Puteți citi despre asta în articolul meu „Și în loc de inimă - un motor aprins”.

Probabil, merită să vorbim mai detaliat despre sistemele de evacuare ale motoarelor cu ardere internă în general, pentru a învăța cum să separăm „muștele de cotletele” în această zonă nu ușor de înțeles. Nu este simplu din punctul de vedere al proceselor fizice care au loc în toba de eșapament după ce motorul a finalizat deja următorul ciclu de lucru și, s-ar părea, și-a făcut treaba.
În continuare, ne vom concentra pe model motoare în doi timpi, dar toate raționamentele sunt valabile pentru motoarele în patru timpi și pentru motoarele cu capacitate cubică „non-model”.

Permiteți-mi să vă reamintesc că nu orice evacuare traseul motorului cu ardere internă, chiar și într-un circuit rezonant, poate crește puterea sau cuplul unui motor, precum și reduce nivelul de zgomot. În general, acestea sunt două cerințe care se exclud reciproc, iar sarcina unui proiectant de sisteme de evacuare se reduce, de obicei, la găsirea unui compromis între zgomotul motorului cu ardere internă și puterea acestuia într-un anumit mod de funcționare.
Acest lucru se datorează mai multor factori. Să luăm în considerare un motor „ideal”, în care pierderile interne de energie datorate frecării glisante a nodurilor sunt egale cu zero. De asemenea, nu vom lua în considerare pierderile din rulmenții rulanți și pierderile inevitabile în timpul proceselor interne dinamice de gaz (aspirație și evacuare). Ca rezultat, toată energia eliberată în timpul arderii amestecului de combustibil va fi cheltuită pe:
1) munca utilă a elicei modelului (elice, roți etc. Nu vom lua în considerare eficiența acestor unități, acesta este un subiect separat).
2) pierderile apărute în timpul unei alte faze ciclice a procesului Operațiunea ICE- evacuare.

Pierderile de evacuare merită luate în considerare în detaliu. Permiteți-mi să subliniez că nu vorbim despre ciclul „cursă de lucru” (am convenit că motorul „în sine” este ideal), ci despre pierderile datorate „împingerii” produselor de ardere ale amestecului de combustibil din motor în atmosfera. Acestea sunt determinate în principal de rezistența dinamică a tractului de evacuare în sine - tot ceea ce este atașat la carterul motorului. De la intrare până la ieșirea „tobei de eșapament”. Sper că nu este nevoie să convingem pe nimeni că, cu cât rezistența canalelor prin care gazele „părăsesc” motorul este mai mică, cu atât va trebui să se depună mai puține eforturi și cu atât mai rapid va fi procesul de „separare a gazelor” loc.
Evident, faza de evacuare ICE este cea principală în procesul de generare a zgomotului (să uităm de zgomotul care apare în timpul admisiei și arderii combustibilului în cilindru, precum și a zgomotului mecanic din funcționarea mecanismului - un ICE ideal pur și simplu nu poate avea zgomot mecanic). Este logic să presupunem că, în această aproximare, eficiența generală a motorului cu ardere internă va fi determinată de raportul dintre munca utilă și pierderile de evacuare. În consecință, reducerea pierderilor de evacuare va crește eficiența motorului.

Unde este consumată energia de evacuare? Bineînțeles, este transformat în vibrații acustice. mediu inconjurator(atmosfera), adică în zgomot (desigur, există o încălzire a spațiului înconjurător, dar vom păstra tăcerea despre asta pentru moment). Locul apariției acestui zgomot este tăierea ferestrei de evacuare a motorului, unde are loc o expansiune bruscă a gazelor de eșapament, care inițiază unde acustice. Fizica acestui proces este foarte simplă: în momentul deschiderii ferestrei de evacuare într-un volum mic al cilindrului există o porțiune mare de reziduuri gazoase comprimate de produse de ardere a combustibilului, care se extinde rapid și brusc la intrarea în spațiul înconjurător, în timp ce apare un șoc dinamic la gaz, provocând vibrații acustice ulterioare de amortizare în aer (amintiți-vă de pop când scoateți o sticlă de șampanie). Pentru a reduce acest bumbac, este suficient să creșteți timpul pentru scurgerea gazelor comprimate din butelie (sticlă), limitând secțiunea ferestrei de evacuare (deschizând ușor dopul). Dar această metodă de reducere a zgomotului nu este acceptabilă pentru motor real, în care, după cum știm, puterea depinde în mod direct de revoluții, prin urmare - de viteza tuturor proceselor care au loc.
Puteți reduce zgomotul de evacuare într-un alt mod: nu limitați zona secțională a ferestrei de evacuare și timpul de expirare gaze de esapament, dar pentru a limita rata de expansiune a acestora deja în atmosferă. Și s-a găsit o astfel de metodă.

În anii 30 ai secolului trecut, motocicletele și mașinile sport au început să fie echipate cu un fel de conice conducte de evacuare cu un unghi mic de deschidere. Aceste tobe de eșapament sunt numite „megafoane”. Au redus ușor nivelul zgomotului de eșapament al motorului cu ardere internă și, în unele cazuri, au permis, de asemenea, ușor creșterea puterii motorului, îmbunătățind curățarea cilindrului de resturile de gaze de eșapament datorită inerției mișcării coloanei de gaz în interiorul conductei de evacuare conice.

Calculele și experimentele practice au arătat că unghiul optim de deschidere al megafonului este aproape de 12-15 grade. În principiu, dacă realizați un megafon cu un astfel de unghi de deschidere de o lungime foarte mare, acesta va fi destul de eficient la amortizarea zgomotului motorului, aproape fără a reduce puterea acestuia, dar în practică astfel de modele nu sunt fezabile din cauza unor defecte evidente de proiectare și limitări.

O altă modalitate de reducere a zgomotului ICE este de a minimiza pulsația gazelor de eșapament la ieșirea sistemului de evacuare. În acest scop, evacuarea nu este făcută direct în atmosferă, ci într-un receptor intermediar de volum suficient (în mod ideal de cel puțin 20 de ori volumul de lucru al cilindrului), urmat de eliberarea gazelor printr-o gaură relativ mică, zona dintre care poate fi de câteva ori mai mică decât aria ferestrei de evacuare. Astfel de sisteme netezesc natura pulsatorie a mișcării amestecului de gaze la ieșirea din motor, transformându-l într-unul aproape uniform progresiv la ieșirea tobei de eșapament.

Permiteți-mi să vă reamintesc că în acest moment vorbim despre sisteme de înăbușire care nu cresc rezistența dinamică a gazelor la gazele de eșapament. Prin urmare, nu voi atinge tot felul de trucuri, cum ar fi grile metalice din interiorul camerei de blocare, deflectoare perforate și țevi, care, desigur, ajută la reducerea zgomotului motorului, dar în detrimentul puterii sale.

Următorul pas în dezvoltarea amortizoarelor de zgomot a fost sistemele care constau din diverse combinații ale metodelor de suprimare a zgomotului descrise mai sus. Voi spune imediat că în cea mai mare parte sunt departe de a fi ideal, tk. într-un grad sau altul crește rezistența gazo-dinamică a tractului de evacuare, ceea ce duce cu siguranță la o scădere a puterii motorului transmisă către elice.

//
Pagină: (1) 2 3 4 ... 6 "

UDC 621.436

INFLUENȚA REZISTENȚEI AERODINAMICE ALE SISTEMELOR DE ADMISIE ȘI DE SCAPARE A MOTORELOR AUTOMOTIVE PE PROCESURILE DE SCHIMB DE GAZ

L.V. Plotnikov, B.P. Zhilkin, Yu.M. Brodov, N.I. Grigoriev

Lucrarea prezintă rezultatele unui studiu experimental al efectului rezistenței aerodinamice a sistemelor de admisie și evacuare motoare cu piston privind procesele de schimb de gaze. Experimentele au fost efectuate pe modele la scară largă ale unui motor cu combustie internă cu un singur cilindru. Sunt descrise configurarea și tehnica experimentală. Sunt prezentate dependențele de schimbare a vitezei instantanee și a presiunii fluxului în traseele gaz-aer ale motorului de unghiul de rotație al arborelui cotit. Date obținute la aporturi diferite și sisteme de evacuareși viteze diferite ale arborelui cotit. Pe baza datelor obținute, s-au tras concluzii cu privire la caracteristicile dinamice ale proceselor de schimb de gaze din motor la condiții diferite... Se arată că utilizarea unui amortizor de zgomot netezeste pulsațiile fluxului și modifică caracteristicile fluxului.

Cuvinte cheie: motor cu piston, procese de schimb de gaze, dinamica procesului, viteze de curgere și pulsații de presiune, toba de zgomot.

Introducere

La sistemele de admisie și evacuare ale motoarelor cu piston combustie interna sunt impuse o serie de cerințe, printre care principalele sunt reducerea maximă a zgomotului aerodinamic și rezistența aerodinamică minimă. Ambii indicatori sunt determinați în relația dintre proiectarea elementului filtrant, amortizoarele de admisie și evacuare, convertoarele catalitice, prezența presurizării (compresor și / sau turbocompresor), precum și configurația conductelor de admisie și evacuare și natura fluxului din ele. În același timp, practic nu există date cu privire la influența elementelor suplimentare ale sistemelor de admisie și evacuare (filtre, tobe de eșapament, turbocompresoare) asupra dinamicii gazului debitului în ele.

Acest articol prezintă rezultatele unui studiu al influenței rezistenței aerodinamice a sistemelor de admisie și evacuare asupra proceselor de schimb de gaze în raport cu un motor cu piston cu o dimensiune de 8,2 / 7,1.

Setare experimentala

și sistemul de colectare a datelor

Studiile efectului rezistenței aerodinamice a sistemelor gaz-aer asupra proceselor de schimb de gaze la motoarele cu combustie internă cu piston au fost efectuate pe un model la scară largă al unui motor monocilindric 8.2 / 7.1 acționat în rotație motor asincron, frecvența de rotație a arborelui cotit a fost reglată în domeniul n = 600-3000 min1 cu o precizie de ± 0,1%. Configurarea experimentală este descrisă în detaliu în.

În fig. 1 și 2 arată configurații și dimensiuni geometrice căile de intrare și ieșire ale instalației experimentale, precum și locația senzorilor pentru măsurarea instantanee

valori viteza medieși presiunea de curgere a aerului.

Pentru a măsura valorile instantanee ale presiunii în flux (static) în canalul px, a fost utilizat un senzor de presiune WIKA -10 £, a cărui rată de răspuns este mai mică de 1 ms. Eroarea maximă relativă rădăcină-medie-pătrat a măsurării presiunii a fost de ± 0,25%.

Pentru a determina viteza medie instantanee a debitului de aer cu secțiunea transversală a canalului, s-au folosit anemometre cu sârmă fierbinte la temperatură constantă, de un design original, al căror element sensibil era un filet de nicrom cu un diametru de 5 μm și o lungime de 5 mm Eroarea maximă relativă rădăcină-medie-pătrat în măsurarea vitezei wх a fost de ± 2,9%.

Măsurarea vitezei de rotație a arborelui cotit a fost efectuată utilizând un contor de tahometru, format dintr-un disc dințat montat pe arbore cotit, și un senzor inductiv. Senzorul a generat un impuls de tensiune cu o frecvență proporțională cu viteza de rotație a arborelui. Din aceste impulsuri s-a înregistrat frecvența de rotație, s-au determinat poziția arborelui cotit (unghiul φ) și momentul în care pistonul a trecut de TDC și BDC.

Semnalele de la toți senzorii au fost alimentate către un convertor analog-digital și transferate pe un computer personal pentru procesare ulterioară.

Înainte de experimente, a fost efectuată calibrarea statică și dinamică a sistemului de măsurare în ansamblu, care a arătat viteza necesară pentru a studia dinamica proceselor dinamice de gaz în sistemele de admisie și evacuare ale motoarelor cu piston. Eroarea totală a rădăcinii medii pătrate a experimentelor asupra efectului tragerii aerodinamice a gazului-aerului Sisteme ICE procese de schimb de gaze a fost de ± 3,4%.

Orez. 1. Configurare și dimensiuni geometrice ale căii de admisie a instalației experimentale: 1 - chiulasă; 2 - conducta de admisie; 3 - tub de măsurare; 4 - senzori anemometri cu fir cald pentru măsurarea vitezei de curgere a aerului; 5 - senzori de presiune

Orez. 2. Configurare și dimensiuni geometrice ale tractului de evacuare al instalației experimentale: 1 - chiulasă; 2 - zona de lucru - țeava de eșapament; 3 - senzori de presiune; 4 - senzori anemometri cu fir cald

Influența elementelor suplimentare asupra dinamicii gazelor din procesele de admisie și evacuare a fost studiată la diferiți coeficienți de tracțiune ai sistemelor. Rezistențele au fost create folosind diverse filtre de admisie și evacuare. Deci, ca unul dintre ele, a fost folosit un filtru de aer auto standard cu un coeficient de rezistență de 7,5. Celălalt element de filtrare a fost un filtru de țesătură cu un coeficient de rezistență de 32. Coeficientul de rezistență a fost determinat experimental prin suflare statică în condiții de laborator. Studiile au fost, de asemenea, efectuate fără filtre.

Influența rezistenței aerodinamice asupra procesului de admisie

În fig. 3 și 4 arată dependențele debitului de aer și de presiunea рх în conducta de admisie.

le din unghiul de rotație al arborelui cotit ф la viteze diferite și la utilizarea diferitelor filtre de admisie.

S-a constatat că în ambele cazuri (cu și fără toba de eșapament) pulsațiile de presiune și debitul de aer sunt cele mai pronunțate la frecvențe ridicate de rotație a arborelui cotit. În același timp, în conducta de admisie cu un amortizor de zgomot, valorile viteza maxima fluxul de aer, așa cum era de așteptat, este mai mic decât în ​​conductă fără el. Cel mai

m> x, m / s 100

Descoperire 1 III 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111 o

Supapa EGptskogo 1 111 II tip. [Acoperi. ... 3

§ R * ■ -1 * £ l R- k

// 11 „Ы’ \ 11 I III 1

540 (r.graE.p.c.i. 720 VMT NMT

1 1 Deschiderea -gbptskogo-! supapă A l 1 D 1 1 1 Închis ^

1 zi \. supapa bptsknoeo "X 1 1

| | A J __ 1 \ __ MJ \ y T -1 1 \ K / \ 1 ^ V / \ / \ "F) y /. \ / L / L" Pch -o 1 \ __ V / -

1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1

540 (r.graO.p.k. L. 720 VMT nmt

Orez. 3. Dependența vitezei aerului wх în canalul de admisie de unghiul de rotație al arborelui cotit φ la diferite viteze de rotație a arborelui cotit și a diferitelor elemente de filtrare: a - n = 1500 min-1; b - 3000 min-1. 1 - fără filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - filtru de țesătură

Orez. 4. Dependența presiunii px în canalul de admisie de unghiul de rotație al arborelui cotit φ la diferite viteze de rotație a arborelui cotit și a diferitelor elemente de filtrare: a - n = 1500 min-1; b - 3000 min-1. 1 - fără filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - filtru de țesătură

acest lucru s-a manifestat clar la viteze mari ale arborelui cotit.

După închiderea supapei de admisie, presiunea și debitul de aer în canal în toate condițiile nu devin egale cu zero, dar se observă unele fluctuații (vezi Fig. 3 și 4), care este, de asemenea, tipic pentru procesul de evacuare (vezi mai jos ). În acest caz, instalarea unui amortizor de admisie duce la o scădere a pulsațiilor de presiune și a debitului de aer în toate condițiile, atât în ​​timpul procesului de admisie, cât și după închiderea supapei de admisie.

Influența aerodinamicii

rezistență la procesul de eliberare

În fig. 5 și 6 arată dependențele debitului de aer wx și de presiunea px în canalul de evacuare de unghiul de rotație al arborelui cotit φ la diferite viteze și la utilizarea diferitelor filtre de evacuare.

Studiile au fost efectuate pentru diferite viteze ale arborelui cotit (de la 600 la 3000 min1) la diferite presiuni în exces la ieșire (de la 0,5 la 2,0 bari) fără și dacă sunt echipate cu un amortizor de zgomot.

S-a constatat că în ambele cazuri (cu și fără toba de eșapament) pulsațiile debitului de aer s-au manifestat cel mai clar la frecvențe reduse de rotație a arborelui cotit. În același timp, în conducta de evacuare cu un amortizor de zgomot, valorile debitului maxim de aer rămân la

aproximativ la fel ca și fără el. După închidere supapa de evacuare viteza de curgere a aerului în canal în toate condițiile nu devine egală cu zero, dar se observă unele fluctuații ale vitezei (vezi Fig. 5), care este, de asemenea, tipic pentru procesul de admisie (vezi mai sus). În acest caz, instalarea unui amortizor de zgomot la ieșire duce la o creștere semnificativă a pulsațiilor debitului de aer în toate condițiile (în special la pb = 2,0 bar) atât în ​​timpul procesului de evacuare, cât și după închiderea supapei de evacuare.

Trebuie remarcat efectul opus al rezistenței aerodinamice asupra caracteristicilor procesului de admisie în motorul cu ardere internă, unde, atunci când se utilizează filtru de aer au fost prezente efecte pulsatorii în timpul admisiei și după închiderea supapei de admisie, dar au decăzut clar mai repede decât fără ea. În același timp, prezența unui filtru în sistemul de admisie a condus la o scădere a debitului maxim de aer și la o slăbire a dinamicii procesului, care este în acord cu rezultatele obținute anterior în muncă.

O creștere a rezistenței aerodinamice a sistemului de evacuare duce la o ușoară creștere a presiuni maximeîn procesul de eliberare, precum și schimbarea vârfurilor dincolo de TDC. Se poate observa că instalarea unui amortizor de eșapament duce la o scădere a pulsațiilor de presiune a debitului de aer în toate condițiile, atât în ​​timpul procesului de evacuare, cât și după închiderea supapei de evacuare.

s. m / s 118 100 46 16

1 1 cameră Т "ААі к т 1 Închiderea supapei MpTsskiy

Deschiderea contului bancar |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1

"" "i | y i \ / ~ ^

540 (p, carpen, p.c.i. 720 NMT VMT

Orez. 5. Dependența vitezei aerului wх în canalul de evacuare de unghiul de rotație al arborelui cotit φ la diferite viteze de rotație a arborelui cotit și a diferitelor elemente de filtrare: a - n = 1500 min-1; b - 3000 min-1. 1 - fără filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - filtru de țesătură

Px. 5PR 0.150

1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 l "A 11 1 1 / \ 1. 'și II 1 1

Deschidere | Yyptskiy 1 іklapana L7 1 h і _ / 7 / ", G s 1 \ H

h- "1 1 1 1 1 і 1 L L _l / і і h / 1 1

540 (b, sicriu, p.c. 6.720

Orez. 6. Dependența presiunii px în canalul de evacuare de unghiul de rotație al arborelui cotit φ la diferite viteze de rotație a arborelui cotit și a diferitelor elemente de filtrare: a - n = 1500 min-1; b - 3000 min-1. 1 - fără filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - filtru de țesătură

Pe baza procesării dependențelor de schimbare a debitului pentru un singur ciclu, modificarea relativă a debitului volumetric de aer Q prin canalul de evacuare a fost calculată la plasarea tobei de eșapament. S-a constatat că la presiuni excesive mici la ieșire (0,1 MPa), debitul Q în sistemul de evacuare cu un amortizor de zgomot este mai mic decât în ​​sistemul fără acesta. Mai mult, dacă la o viteză a arborelui cotit de 600 min-1 această diferență a fost de aproximativ 1,5% (ceea ce se află în eroare), atunci la n = 3000 min4 această diferență a atins 23%. Se arată că pentru o suprapresiune ridicată egală cu 0,2 MPa s-a observat tendința opusă. Debitul volumic de aer prin conducta de evacuare cu toba de eșapament a fost mai mare decât în ​​sistemul fără acesta. În același timp, la viteze reduse de rotație a arborelui cotit, acest exces a fost de 20%, iar la n = 3000 min1, doar 5%. Potrivit autorilor, acest efect poate fi explicat printr-o oarecare netezire a pulsațiilor debitului de aer din sistemul de evacuare în prezența unui amortizor de zgomot.

Concluzie

Studiul a arătat că procesul de admisie într-un motor cu combustie internă cu piston este influențat semnificativ de rezistența aerodinamică a tractului de admisie:

O creștere a rezistenței elementului de filtrare netezește dinamica procesului de umplere, dar în același timp reduce debitul de aer, ceea ce reduce în consecință raportul de umplere;

Efectul filtrului crește odată cu creșterea vitezei arborelui cotit;

S-a stabilit valoarea prag a coeficientului de rezistență al filtrului (aproximativ 50-55), după care valoarea acestuia nu afectează debitul.

În același timp, s-a arătat că rezistența aerodinamică a sistemului de evacuare afectează în mod semnificativ caracteristicile dinamice și de curgere a gazului din procesul de evacuare:

O creștere a rezistenței hidraulice a sistemului de evacuare într-un motor cu combustie internă cu piston duce la o creștere a pulsațiilor debitului de aer în canalul de evacuare;

La suprapresiuni scăzute la ieșire într-un sistem cu amortizor de zgomot, se observă o scădere a debitului volumetric prin canalul de evacuare, în timp ce la pf ridicat, dimpotrivă, crește comparativ cu un sistem de evacuare fără amortizor de zgomot.

Astfel, rezultatele obținute pot fi utilizate în practica de inginerie pentru a selecta în mod optim caracteristicile amortizoarelor de zgomot de admisie și evacuare, care pot avea un efect pozitiv.

un efect semnificativ asupra umplerii cilindrului cu o încărcare nouă (raportul de umplere) și calitatea curățării cilindrului motorului de gazele de eșapament (raportul gazului rezidual) la anumite moduri de funcționare a turației motoarelor cu combustie internă cu piston.

Literatură

1. Draganov, B.Kh. Proiectarea canalelor de intrare și ieșire a motoarelor cu ardere internă / B.Kh. Draganov, M.G. Kruglov, V.S. Obukhova. - Kiev: școala Vischa. Editura șefă, 1987.-175 p.

2. Motoare cu ardere internă. În 3 vol. Carte. 1: Teoria proceselor de lucru: manual. / V.N. Lu-kanin, K.A. Morozov, A.S. Khachiyan și alții; ed. V.N. Lukanin. - M.: Mai mare. shk., 1995. - 368 p.

3. Sharoglazov, B.A. Motoare cu ardere internă: teoria, modelarea și calculul proceselor: manual. pe cursul „Teoria proceselor de lucru și modelarea proceselor în motoarele cu ardere internă” / B.A. Sharoglazov, M.F. Farafontov, V.V. Klementyev; ed. onorat activ Știința Federației Ruse B.A. Sharoglazova. - Chelyabinsk: SUSU, 2010. -382 p.

4. Abordări moderne pentru crearea motoarelor diesel pentru autoturisme și autoturisme mici

Zovikov / A.D. Blinov, P.A. Golubev, Yu.E. Drăgan și alții; ed. V.S. Paponov și A.M. Mineeva. - M.: Centrul de cercetare „Inginer”, 2000. - 332 p.

5. Studiu experimental al proceselor dinamice gazoase în sistemul de admisie al unui motor cu combustie internă cu piston. Zhilkin, L.V. Plotnikov, S.A. Korzh, I.D. Larionov // Dvigatelestroyeniye. - 2009. -Nr. 1. - S. 24-27.

6. Cu privire la modificarea dinamicii gazelor din procesul de evacuare la motoarele cu combustie internă cu piston la instalarea unei tobe de eșapament. Plotnikov, B.P. Zhilkin, A.V. Krestovskikh, D.L. Padalyak // Buletinul Academiei de Științe Militare. -2011. - Nr. 2. - S. 267-270.

7. Pat. 81338 RU, IPC G01 P5 / 12. Termoanemometru de temperatură constantă / S.N. Plokhov, L.V. Plotnikov, B.P. Zhilkin. - Nr. 2008135775/22; aplicație. 03.03.2008; public. 10.03.2009, Bul. Nr. 7.

Utilizarea țevilor de eșapament rezonante pe modelele de motoare din toate clasele poate îmbunătăți dramatic performanțele sportive ale competiției. Cu toate acestea, parametrii geometrici ai conductelor sunt determinați, de regulă, prin încercări și erori, deoarece până acum nu există o înțelegere clară și o interpretare clară a proceselor care au loc în aceste dispozitive gazodinamice. Și în puținele surse de informații cu privire la această chestiune, se dau concluzii contradictorii care au o interpretare arbitrară.

Pentru un studiu detaliat al proceselor din conductele de evacuare reglate, a fost creată o instalație specială. Se compune dintr-un suport pentru pornirea motoarelor, un adaptor motor-țeavă cu fitinguri pentru eșantionarea presiunii statice și dinamice, doi senzori piezoelectrici, un osciloscop cu fascicul dublu C1-99, o cameră, o conductă de evacuare rezonantă de la un motor R-15 cu un "telescop" și o țeavă de casă cu suprafață de înnegrire și izolație termică suplimentară.

Presiunea din țevile din zona de evacuare a fost determinată după cum urmează: motorul a fost adus la viteza de rezonanță (26000 rpm), datele de la senzorii piezoelectrici conectați la armăturile de decolare a presiunii au fost afișate pe un osciloscop, frecvența de măturare a care a fost sincronizat cu turația motorului, iar oscilograma a fost înregistrată pe filmul fotografic.

După dezvoltarea filmului într-un dezvoltator de contrast, imaginea a fost transferată pe hârtia de urmărit la scara ecranului osciloscopului. Rezultatele pentru o conductă de la un motor R-15 sunt prezentate în Figura 1 și pentru o conductă de casă cu înnegrire și izolație termică suplimentară - în Figura 2.

Pe grafice:

R dyn - presiune dinamică, P st - presiune statică. OBO - deschiderea geamului de evacuare, BDC - punctul mort jos, ZVO - închiderea geamului de evacuare.

Analiza curbelor relevă distribuția presiunii la intrarea tubului de rezonanță în funcție de faza de rotație a arborelui cotit. O creștere a presiunii dinamice din momentul deschiderii orificiului de evacuare cu un diametru de 5 mm al conductei de evacuare are loc pentru R-15 până la aproximativ 80 °. Iar valoarea minimă a acesteia este cuprinsă între 50 ° - 60 ° de la punctul mort inferior, la vârful maxim. Creșterea presiunii în unda reflectată (de la minim) în momentul închiderii ferestrei de evacuare este de aproximativ 20% din valoarea maximă a P. Întârzierea în acțiunea undei reflectate a gazelor de eșapament este de la 80 la 90 ° . Presiunea statică se caracterizează printr-o creștere a intervalului de 22 ° de la „platoul” de pe grafic până la 62 ° din momentul deschiderii orificiului de evacuare, cu un minim situat la 3 ° din momentul punctului mort inferior. Evident, în cazul utilizării unei țevi de eșapament similare, oscilațiile de purjare apar la 3 ° ... 20 ° după punctul mort inferior și în niciun caz la 30 ° după deschiderea geamului de evacuare, așa cum se credea anterior.

Datele cercetării pentru țeava DIY sunt diferite de datele R-15. Creșterea presiunii dinamice la 65 ° din momentul deschiderii orificiului de evacuare este însoțită de un minim situat la 66 ° după punctul mort inferior. În acest caz, creșterea presiunii undei reflectate de la minim este de aproximativ 23%. Întârzierea în acțiunea gazelor de eșapament este mai mică, ceea ce este probabil asociat cu o creștere a temperaturii în sistemul izolat termic și este de aproximativ 54 °. Variațiile de scurgere sunt observate la 10 ° după punctul mort inferior.

Comparând graficele, se poate observa că presiunea statică în conducta termoizolată în momentul închiderii ferestrei de evacuare este mai mică decât în ​​R-15. Cu toate acestea, presiunea dinamică are o undă maximă reflectată de 54 ° după închiderea geamului de evacuare, iar în R-15 acest maxim este deplasat cu până la 90 "! Diferențele sunt legate de diferența de diametre a țevilor de eșapament: pe R-15, după cum sa indicat deja, diametrul este de 5 mm, iar pe cel izolat termic - 6,5 mm. În plus, datorită geometriei mai perfecte a țevii R-15, are un factor de recuperare a presiunii statice mai mare.

Eficiența țevii de evacuare rezonante depinde în mare măsură de parametrii geometrici ai țevii în sine, de secțiunea țevii de evacuare a motorului, de temperatură și de sincronizarea supapei.

Utilizarea contra-deflectoarelor și selectarea regimului de temperatură al țevii de evacuare rezonante vor permite presiunea maximă a undei de gaze de eșapament reflectate să fie deplasată la momentul închiderii geamului de evacuare și astfel să crească brusc eficiența acțiunii sale.

1

Acest articol discută problemele evaluării efectului rezonatorului asupra umplerii motorului. De exemplu, este propus un rezonator - egal în volum cu volumul cilindrului motorului. Geometria tractului de admisie cu rezonatorul a fost importată în software-ul FlowVision. Modelarea matematică a fost efectuată luând în considerare toate proprietățile gazului în mișcare. Pentru a estima debitul prin sistemul de admisie, pentru a estima debitul în sistem și presiunea relativă a aerului în fanta supapei, au fost efectuate simulări pe computer, care au arătat eficiența utilizării rezervorului suplimentar. Modificările debitului prin fanta supapei, debitul, presiunea și densitatea debitului au fost evaluate pentru sistemele standard, de adaptare și de admisie cu un receptor. În același timp, masa aerului de intrare crește, viteza debitului scade și densitatea aerului care intră în cilindru crește, ceea ce are un efect favorabil asupra indicatorilor de ieșire ai motorului cu ardere internă.

tractul de admisie

rezonator

umplerea cilindrului

modelarea matematică

canal modernizat.

1. Zholobov LA, Dydykin AM Modelarea matematică a proceselor de schimb de gaze ale motoarelor cu ardere internă: Monografie. N.N .: NGSKhA, 2007.

2. Dydykin AM, Zholobov LA Cercetare gazodinamică a motoarelor cu ardere internă prin metode de modelare numerică // Tractoare și mașini agricole. 2008. Nr. 4. S. 29-31.

3. Pritsker D. M., Turyan V. A. Aeromecanică. M.: Oborongiz, 1960.

4. Khailov, MA, Ecuația de calcul a fluctuațiilor de presiune în conducta de aspirație a unui motor cu ardere internă, Tr. CIAM. 1984. Nr. 152. P.64.

5. Sonkin, VI, Studiul fluxului de aer prin fanta supapei, Tr. S.U.A. 1974. Numărul 149. S.21-38.

6. Samarskiy AA, Popov Yu. P. Metode de diferențiere pentru rezolvarea problemelor dinamicii gazelor. Moscova: Nauka, 1980. P.352.

7. Minereu BP Dinamica gazelor nestatare aplicate: Manual. Ufa: Ufa Aviation Institute, 1988. P.184.

8. Malivanov MV, Khmelev RN Cu privire la problema dezvoltării matematicii și software-ului pentru calcularea proceselor dinamice gazoase într-un motor cu ardere internă: Lucrările celei de-a IX-a Conferințe științifice și practice internaționale. Vladimir, 2003.S. 213-216.

Cantitatea de cuplu motor este proporțională cu masa de aer primită, raportată la turație. Creșterea umplerii cilindrului unui motor cu combustie internă pe benzină prin modernizarea tractului de admisie va duce la o creștere a presiunii capătului de admisie, la formarea îmbunătățită a amestecului, la o creștere a performanțelor tehnice și economice ale motorului și la o scădere a toxicitatea gazelor evacuate.

Principalele cerințe pentru tractul de admisie sunt asigurarea unei rezistențe minime la admisie și o distribuție uniformă a amestecului combustibil peste cilindrii motorului.

Rezistența minimă la intrare poate fi obținută prin eliminarea rugozității pereților interiori ai conductelor, precum și prin schimbări bruște ale direcției de curgere și eliminarea îngustării bruște și a expansiunii căii.

Diferite tipuri de presurizare oferă o influență semnificativă asupra umplerii cilindrului. Cel mai simplu tip de impuls este să folosești dinamica aerului de intrare. Volumul mare al receptorului creează parțial efecte rezonante într-un anumit interval de viteze, ceea ce duce la o umplere îmbunătățită. Cu toate acestea, acestea au, în consecință, dezavantaje dinamice, de exemplu, abateri în compoziția amestecului atunci când sarcina se schimbă rapid. Un debit de cuplu aproape perfect este asigurat de o schimbare a galeriei de admisie, în care, de exemplu, în funcție de sarcina motorului, turația și poziția clapetei de accelerație, sunt posibile variații:

Lungimile tubului pulsatoriu;

Comutarea între țevile de pulsație de diferite lungimi sau diametre;
- oprirea selectivă a unei țevi separate a unui cilindru în prezența unui număr mare dintre acestea;
- comutarea volumului receptorului.

Cu presurizarea rezonantă, grupurile de cilindri cu același interval de bliț sunt conectate prin tuburi scurte la receptoare rezonante, care sunt conectate prin tuburi de rezonanță la atmosferă sau la un receptor colector care acționează ca un rezonator Hölmholtz. Este un vas sferic cu gâtul deschis. Aerul din gât este o masă oscilantă, iar volumul de aer din vas joacă rolul unui element elastic. Desigur, o astfel de diviziune este valabilă doar aproximativ, deoarece o parte a aerului din cavitate are rezistență inerțială. Cu toate acestea, cu o valoare suficient de mare a raportului dintre zona găurii și zona secțiunii transversale a cavității, precizia acestei aproximări este destul de satisfăcătoare. Partea principală a energiei cinetice a vibrațiilor este concentrată în gâtul rezonatorului, unde viteza vibrațională a particulelor de aer are cea mai mare valoare.

Rezonatorul de admisie este instalat între supapa de accelerație și cilindru. Începe să acționeze atunci când clapeta de accelerație este suficient de închisă, astfel încât rezistența sa hidraulică să devină comparabilă cu rezistența canalului rezonatorului. Când pistonul se deplasează în jos, amestecul combustibil intră în cilindrul motorului nu numai de sub clapetă, ci și din container. Odată cu scăderea rarității, rezonatorul începe să aspire amestecul combustibil. O parte și destul de mare din ejecția inversă va merge și aici.
Articolul analizează mișcarea debitului în canalul de admisie al unui motor cu combustie internă pe benzină în 4 timpi la o turație nominală a arborelui cotit folosind exemplul unui motor VAZ-2108 la o turație a arborelui cotit n = 5600 min-1.

Această problemă de cercetare a fost rezolvată matematic folosind un pachet software pentru modelarea proceselor hidro-hidraulice. Modelarea a fost efectuată utilizând pachetul software FlowVision. În acest scop, geometria a fost obținută și importată (geometria se referă la volumele interne ale motorului - țevile de admisie și evacuare, volumul supra-piston al cilindrului) utilizând diferite formate de fișiere standard. Acest lucru vă permite să utilizați CAD SolidWorks pentru a crea un domeniu de calcul.

Zona de calcul este înțeleasă ca volumul în care sunt definite ecuațiile modelului matematic și limita volumului, pe care sunt definite condițiile de limitare, apoi salvați geometria rezultată într-un format acceptat de FlowVision și utilizați atunci când creați o nouă carcasă de design.

În această sarcină, formatul ASCII, binar, în extensia stl, tipul StereoLithographyformat cu o toleranță unghiulară de 4,0 grade și o abatere de 0,025 metri a fost folosit pentru a îmbunătăți acuratețea rezultatelor de simulare obținute.

După obținerea unui model tridimensional al domeniului de calcul, este stabilit un model matematic (un set de legi pentru modificarea parametrilor fizici ai unui gaz pentru o problemă dată).

În acest caz, un flux de gaz esențial subsonic este presupus la un număr redus de Reynolds, care este descris de un model de flux turbulent al unui gaz complet compresibil utilizând modelul standard de turbulență k-e. Acest model matematic este descris de un sistem format din șapte ecuații: două ecuații Navier-Stokes, ecuații de continuitate, energie, stare ideală a gazului, transfer de masă și ecuații pentru energia cinetică a pulsațiilor turbulente.

(2)

Ecuația energetică (entalpia totală)

Ecuația de stare a gazului ideal:

Componentele turbulente sunt legate de restul variabilelor prin valoarea vâscozității turbulente, care este calculată în conformitate cu modelul standard de turbulență k-ε.

Ecuații pentru k și ε

vâscozitate turbulentă:

constante, parametri și surse:

(9)

(10)

σk = 1; σε = 1,3; Cμ = 0,09; Cε1 = 1,44; Сε2 = 1,92

Mediul de lucru în procesul de admisie este aerul, în acest caz considerat ca un gaz ideal. Valorile inițiale ale parametrilor sunt stabilite pentru întregul domeniu de calcul: temperatura, concentrația, presiunea și viteza. Pentru presiune și temperatură, parametrii inițiali sunt egali cu cei de referință. Viteza în interiorul domeniului de calcul în direcțiile X, Y, Z este zero. Temperatura și presiunea variabilelor în FlowVision sunt reprezentate de valori relative, ale căror valori absolute sunt calculate prin formula:

fa = f + fref, (11)

unde fa este valoarea absolută a variabilei, f este valoarea relativă calculată a variabilei, fref este valoarea de referință.

Condițiile limită sunt stabilite pentru fiecare dintre suprafețele de proiectare. Condițiile limită trebuie înțelese ca un set de ecuații și legi tipice pentru suprafețele geometriei de calcul. Condițiile limită sunt necesare pentru a determina interacțiunea dintre domeniul de calcul și modelul matematic. Pagina specifică un tip specific de condiție de delimitare pentru fiecare suprafață. Tipul condiției de delimitare este setat pe ferestrele de intrare ale canalului de intrare - intrare liberă. Restul elementelor - limita de perete, care nu trece și nu transmite parametrii de proiectare mai departe decât domeniul de calcul. În plus față de toate condițiile limită de mai sus, este necesar să se țină seama de condițiile limită ale elementelor mobile incluse în modelul matematic selectat.

Părțile în mișcare includ supapele de admisie și ieșire și pistonul. La limitele elementelor în mișcare, definim tipul peretelui condiției limită.

Pentru fiecare dintre corpurile în mișcare este stabilită o lege a mișcării. Schimbarea vitezei pistonului este determinată de formulă. Pentru a determina legile mișcării supapelor, curbele de ridicare a supapei au fost luate la 0,50 cu o precizie de 0,001 mm. Apoi s-au calculat viteza și accelerația mișcării supapei. Datele primite sunt convertite în biblioteci dinamice (timp - viteză).

Următoarea etapă a procesului de modelare este generarea grilei de calcul. FlowVision utilizează o grilă de calcul adaptivă locală. În primul rând, este creată o rețea de calcul inițială, iar apoi sunt specificate criteriile de rafinare a rețelei, conform cărora FlowVision sparge celulele rețelei inițiale la gradul dorit. Adaptarea se face atât în ​​ceea ce privește volumul căii de curgere a canalelor, cât și de-a lungul pereților cilindrului. Adaptările cu rafinament suplimentar al grilei de calcul sunt create în locuri cu viteza maximă posibilă. În ceea ce privește volumul, măcinarea a fost efectuată la nivelul 2 în camera de ardere și la nivelul 5 în fantele supapelor; de-a lungul pereților cilindrului, adaptarea a fost făcută la nivelul 1. Acest lucru este necesar pentru a crește etapa de integrare a timpului pentru metoda de calcul implicită. Acest lucru se datorează faptului că pasul de timp este definit ca raportul dintre dimensiunea celulei și viteza maximă din ea.

Înainte de a începe calculul variantei create, este necesar să setați parametrii de simulare numerică. În același timp, timpul pentru continuarea calculului este setat egal cu un ciclu complet al operației ICE - 7200 sc.c., numărul de iterații și frecvența salvării datelor variantei de calcul. Anumiți pași de calcul sunt salvați pentru procesarea ulterioară. Pasul de timp și opțiunile pentru procesul de calcul sunt setate. Această sarcină necesită setarea unui pas de timp - o metodă de alegere: o schemă implicită cu un pas maxim de 5e-004s, un număr CFL explicit - 1. Aceasta înseamnă că pasul de timp este determinat de programul însuși, în funcție de convergența ecuații de presiune.

În postprocesor, parametrii de vizualizare a rezultatelor obținute care ne interesează sunt configurate și setate. Modelarea vă permite să obțineți straturile de vizualizare necesare după finalizarea calculului principal, pe baza etapelor de calcul salvate cu o anumită frecvență. În plus, postprocesorul vă permite să transferați valorile numerice obținute ale parametrilor procesului în studiu sub forma unui fișier de informații către editori externi de foi de calcul și să obțineți dependența de timp a unor parametri precum viteza, debitul, presiunea , etc.

Figura 1 prezintă instalarea receptorului pe intrarea motorului cu ardere internă. Volumul receptorului este egal cu volumul unui cilindru al motorului. Receptorul este instalat cât mai aproape de intrare.

Orez. 1. Zona de calcul modernizată cu un receptor în CADSolidWorks

Frecvența naturală a rezonatorului Helmholtz este:

(12)

unde F este frecvența, Hz; C0 - viteza sunetului în aer (340 m / s); S este secțiunea găurii, m2; L - lungimea țevii, m; V este volumul rezonatorului, m3.

Pentru exemplul nostru, avem următoarele valori:

d = 0,032 m, S = 0,00080384 m2, V = 0,000422267 m3, L = 0,04 m.

După calculul F = 374 Hz, care corespunde frecvenței de rotație a arborelui cotit n = 5600 min-1.

După setarea versiunii create pentru calcul și după setarea parametrilor de modelare numerică, s-au obținut următoarele date: debit, viteză, densitate, presiune, temperatura debitului de gaz în canalul de intrare al motorului cu ardere internă după unghiul de rotație a arborelui cotit.

Din graficul prezentat (Fig. 2) în funcție de debitul în fanta supapei se poate observa că canalul modernizat cu receptorul are caracteristica de debit maxim. Debitul este cu 200 g / sec mai mare. Creșterea se observă pe parcursul a 60 gp.c.

Din momentul în care supapa de admisie este deschisă (348 gpc), viteza de curgere (Fig. 3) începe să crească de la 0 la 170 m / s (la canalul de intrare modernizat 210 m / s, cu receptorul -190 m / s ) în intervalul de până la 440-450 g.p.c. În canalul cu receptor, valoarea vitezei este mai mare decât în ​​cea standard cu aproximativ 20 m / s, începând de la 430-440 g.c.v. Valoarea numerică a vitezei în canal cu receptorul este mult mai netedă decât cea a canalului de admisie modernizat, în timpul deschiderii supapei de admisie. Mai mult, se observă o scădere semnificativă a debitului, până la închiderea supapei de admisie.

Orez. 2. Debitul gazului în fanta supapei pentru canalele standard, modernizate și receptoare la n = 5600 min-1: 1 - standard, 2 - modernizat, 3 - modernizat cu receptor	Orez. 3. Debitul în slotul supapei pentru canale standard, modernizat și cu un receptor la n = 5600 min-1: 1 - standard, 2 - modernizat, 3 - modernizat cu un receptor

Din graficele presiunii relative (Fig. 4) (presiunea atmosferică este luată ca zero, P = 101000 Pa), rezultă că valoarea presiunii în canalul modernizat este mai mare decât în ​​cea standard cu 20 kPa la 460-480 gcv (asociat cu o valoare mare a debitului). Începând de la 520 g.p.c., valoarea presiunii este egalizată, ceea ce nu se poate spune despre canalul cu receptorul. Valoarea presiunii este mai mare decât cea standard cu 25 kPa, începând de la 420-440 g.p.c. până la închiderea supapei de admisie.

Orez. 4. Presiunea de curgere într-un canal standard, modernizat și cu un receptor la n = 5600 min-1 (1 - canal standard, 2 - canal modernizat, 3 - canal modernizat cu receptor)	Orez. 5. Densitatea fluxului în standard, actualizat și canal cu un receptor la n = 5600 min-1 (1 - canal standard, 2 - canal actualizat, 3 - canal actualizat cu receptor)

Densitatea debitului în zona fantei supapei este prezentată în Fig. 5.

Într-un canal modernizat cu receptor, valoarea densității este mai mică cu 0,2 kg / m3 începând de la 440 g.c. comparativ cu canalul standard. Acest lucru se datorează presiunilor ridicate și debitelor de gaz.

Din analiza graficelor, se poate trage următoarea concluzie: canalul cu o formă îmbunătățită asigură o mai bună umplere a cilindrului cu o nouă încărcare datorită scăderii rezistenței hidraulice a canalului de intrare. Odată cu creșterea vitezei pistonului în momentul deschiderii supapei de admisie, forma canalului nu afectează în mod semnificativ viteza, densitatea și presiunea din interiorul canalului de admisie, acest lucru se explică prin faptul că în această perioadă indicatorii procesului de admisie depinde în principal de viteza pistonului și de zona de curgere a fantei supapei (în acest calcul, doar forma canalului de admisie este modificată), dar totul se schimbă dramatic în momentul decelerării mișcarea pistonului. Încărcarea într-un canal standard este mai puțin inertă și mai multe „întinderi” pe lungimea canalului, ceea ce oferă împreună o umplere mai mică a cilindrului în momentul scăderii vitezei de mișcare a pistonului. Până la închiderea supapei, procesul continuă sub numitorul debitului deja obținut (pistonul dă viteza inițială debitului volumului de supratensiune, când viteza pistonului scade, componenta inerțială a debitului de gaz joacă un rol semnificativ la umplere, datorită scăderii rezistenței la mișcarea fluxului), canalul modernizat împiedică trecerea sarcinii mult mai puțin. Acest lucru este confirmat de rate mai mari de viteză și presiune.

În conducta de admisie cu receptorul, datorită încărcării suplimentare a fenomenelor de încărcare și rezonanță, o masă mult mai mare a amestecului de gaze intră în cilindrul motorului cu ardere internă, ceea ce asigură performanțe tehnice mai ridicate ale motorului cu ardere internă. Creșterea presiunii la sfârșitul admisiei va avea un impact semnificativ asupra creșterii performanțelor tehnice, economice și de mediu ale motorului cu ardere internă.

Recenzori:

Gots Alexander Nikolaevich, doctor în științe tehnice, profesor la Departamentul de motoare termice și centrale electrice, Universitatea de Stat Vladimir din Ministerul Educației și Științei, Vladimir.

Aleksey Removich Kulchitskiy, doctor în științe tehnice, profesor, proiectant șef adjunct al VMTZ LLC, Vladimir.

Referință bibliografică

Zholobov L. A., Suvorov E. A., Vasiliev I. S. INFLUENȚA CAPACITĂȚII SUPLIMENTARE ÎN SISTEMUL DE ADMISIE PRIN UMPLEREA GHEȚEI // Probleme moderne de știință și educație. - 2013. - Nr. 1;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=8270 (data accesării: 25.11.2019). Vă aducem în atenție revistele publicate de „Academia de Științe ale Naturii”

Dimensiune: px

Începeți afișarea de la pagina:

Transcriere

1 Ca manuscris Mashkur Mahmud A. MODEL MATEMATIC AL PROCESELOR DINAMICII GAZEI ȘI SCHIMBUL DE CĂLDURĂ ÎN ALIMENTARE ȘI SISTEME DE EZAPOARE A GHEȚEI Specialitate „Motoare termice” Rezumat al tezei pentru gradul de candidat la științe tehnice Sankt Petersburg 2005

2 Caracteristicile generale ale lucrării Relevanța disertației În condițiile moderne ale ritmului accelerat de dezvoltare a construcției motoarelor, precum și tendințele dominante de intensificare a procesului de lucru, cu condiția ca eficiența sa să fie crescută, să se acorde o atenție din ce în ce mai mare la reducerea timpului pentru crearea, reglarea fină și modificarea tipurilor existente de motoare. Principalul factor care reduce semnificativ atât timpul cât și costurile materiale în această problemă este utilizarea computerelor moderne. Cu toate acestea, utilizarea lor poate fi eficientă numai dacă modelele matematice create sunt adecvate proceselor reale care determină funcționarea motorului cu ardere internă. Problema stresului termic în părțile grupului cilindru-piston (CPG) și a chiulasei, care este indisolubil legată de o creștere a puterii agregate, este deosebit de acută în această etapă a dezvoltării construcției moderne de motoare. Procesele de transfer instantaneu de căldură convectivă locală între fluidul de lucru și pereții canalelor gaz-aer (GWC) sunt încă insuficient studiate și reprezintă unul dintre blocajele din teoria motoarelor cu ardere internă. În acest sens, crearea unor metode teoretice de calcul fiabile, justificate experimental pentru studierea transferului local de căldură convectivă într-un GWC, care fac posibilă obținerea unor estimări fiabile ale stării de temperatură și stres termic a pieselor motorului cu ardere internă, este o problemă urgentă . Soluția sa va face posibilă alegerea rezonabilă a soluțiilor de proiectare și tehnologice, îmbunătățirea nivelului științific și tehnic de proiectare, va face posibilă scurtarea ciclului de dezvoltare a motorului și obținerea unui efect economic prin reducerea costurilor și costurilor finelor experimentale. reglarea motoarelor. Scopul și obiectivele cercetării Scopul principal al disertației este rezolvarea unui set de probleme teoretice, experimentale și metodologice, 1

3 legate de crearea de noi modele matematice de bătătură și metode pentru calcularea transferului local de căldură convectivă în motorul GVK. În conformitate cu obiectivul stabilit al lucrării, au fost rezolvate următoarele sarcini principale, care au determinat în mare măsură secvența metodologică a lucrării: 1. Efectuarea unei analize teoretice a fluxului instabil în GWC și evaluarea posibilităților de utilizare a teoriei straturilor limită. la determinarea parametrilor transferului local de căldură prin convectie la motoare; 2. Dezvoltarea unui algoritm și implementarea numerică pe un computer a problemei unui flux inviscid al unui fluid de lucru în elementele sistemului de admisie-evacuare al unui motor multi-cilindru într-un cadru nestacionar pentru a determina turațiile, temperatura și presiunea utilizată ca condiții limită pentru rezolvarea în continuare a problemei dinamicii gazelor și a transferului de căldură în cavitățile camerei principale a mașinilor. 3. Crearea unei noi metode pentru calcularea câmpurilor de viteze instantanee ale fluxului în jurul corpului de lucru al GWC într-un cadru tridimensional; 4. Dezvoltarea unui model matematic de transfer local de căldură convectivă în GVK utilizând fundamentele teoriei stratului limită. 5. Verificarea adecvării modelelor matematice ale transferului local de căldură în GVK prin compararea datelor experimentale și calculate. Implementarea acestui set de sarcini permite realizarea obiectivului principal al lucrării - crearea unei metode de inginerie pentru calcularea parametrilor locali ai transferului de căldură convectivă în GVK al unui motor pe benzină. Relevanța problemei este determinată de faptul că soluția sarcinilor stabilite va face posibilă alegerea rezonabilă a soluțiilor de proiectare și tehnologice în etapa de proiectare a motorului, creșterea nivelului științific și tehnic de proiectare, reducerea dezvoltării motorului ciclul și obține un efect economic prin reducerea costurilor și costurilor de reglare fină experimentală a produsului. 2

4 Noutatea științifică a tezei este că: 1. Pentru prima dată, a fost utilizat un model matematic care combină rațional reprezentarea unidimensională a proceselor dinamice de gaz în sistemele de admisie și evacuare ale motorului cu o reprezentare tridimensională a debitului de gaz în GVK pentru a calcula parametrii de transfer local de căldură. 2. Dezvoltarea bazelor metodologice pentru proiectarea și reglarea fină a unui motor pe benzină prin modernizarea și rafinarea metodelor de calculare a sarcinilor termice locale și a stării termice a elementelor chiulasei. 3. Au fost obținute date noi calculate și experimentale privind fluxurile de gaze spațiale în canalele de admisie și evacuare ale motorului și distribuția tridimensională a temperaturilor în corpul chiulasei unui motor pe benzină. Fiabilitatea rezultatelor este asigurată de utilizarea metodelor dovedite de analiză computațională și cercetare experimentală, sisteme generale de ecuații care reflectă legile fundamentale ale conservării energiei, masei, impulsului cu condițiile inițiale și limită corespunzătoare, metode numerice moderne pentru implementare a modelelor matematice, utilizarea GOST-urilor și a altor reglementări, calibrarea corespunzătoare a elementelor complexului de măsurare într-un studiu experimental, precum și un acord satisfăcător între rezultatele modelării și experimentului. Valoarea practică a rezultatelor obținute constă în faptul că un algoritm și un program pentru calcularea unui ciclu de lucru închis al unui motor pe benzină cu o reprezentare unidimensională a proceselor gazodinamice în sistemele de admisie și evacuare ale motorului, precum și ca algoritm și program pentru calcularea parametrilor de transfer termic în GVK a chiulasei unui motor pe benzină într-un cadru tridimensional, au fost dezvoltate, recomandate pentru implementare. Rezultatele cercetărilor teoretice, confirmate de 3

5 experiment, poate reduce semnificativ costul proiectării și reglării fine a motoarelor. Aprobarea rezultatelor muncii. Principalele prevederi ale lucrării de disertație au fost raportate la seminariile științifice ale Departamentului de combustie internă a SPbSPU din oraș, la săptămânile științifice XXXI și XXXIII ale SPbSPU (2002 și 2004). Publicații Pe baza materialelor disertației, au fost publicate 6 publicații. Structura și sfera lucrării Lucrarea de disertație constă dintr-o introducere, capitolele cinci, o concluzie și o bibliografie de 129 de titluri. Conține 189 de pagini, inclusiv: 124 de pagini ale textului principal, 41 de figuri, 14 tabele, 6 fotografii. Conținutul lucrării Introducerea fundamentează relevanța subiectului disertației, definește scopul și obiectivele cercetării, formulează noutatea științifică și semnificația practică a lucrării. Caracteristicile generale ale lucrării sunt date. Primul capitol conține o analiză a principalelor lucrări privind studiile teoretice și experimentale ale procesului de dinamică a gazelor și a transferului de căldură într-un motor cu ardere internă. Sarcinile de cercetare sunt stabilite. Se efectuează o revizuire a formelor de proiectare ale canalelor de evacuare și de admisie în chiulasă și o analiză a metodelor și rezultatelor calculelor experimentale și teoretice ale fluxurilor de gaz atât staționare, cât și instabile în conductele gaz-aer ale motoarelor cu ardere internă. Se iau în considerare abordările existente în prezent pentru calcularea și modelarea proceselor termodinamice și gazoase, precum și intensitatea transferului de căldură în GWC. Se concluzionează că majoritatea dintre acestea au o zonă limitată de aplicare și nu oferă o imagine completă a distribuției parametrilor de transfer de căldură pe suprafețele GWC. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că soluția problemei mișcării fluidului de lucru în GVC se realizează într-o simplă monodimensională sau bidimensională 4

Afirmația 6, care nu este aplicabilă în cazul GVK de formă complexă. În plus, s-a observat că pentru calcularea transferului de căldură convectivă, în majoritatea cazurilor, se folosesc formule empirice sau semi-empirice, ceea ce nu permite, de asemenea, obținerea preciziei solicitate a soluției în cazul general. Aceste aspecte au fost luate în considerare pe deplin anterior în lucrările lui Bravin V.V., Isakov Yu.N., Grishin Yu.A., Kruglov M.G., Kostin A.K., Kavtaradze R.Z., Ovsyannikov M.K., Petrichenko RM, Petrichenko MR, Rosenblita GB, Stradomsky MV, Chainova ND, Shabanova A.Yu., Zaitseva AB, Mundshtukova DA, Unru PP, Shekhovtsova AF, Voshni G, Heywood J., Benson RS, Garg RD, Woollatt D., Chapman M., Novak JM, Stein RA, Daneshyar H ., Horlock JH, Winterbone DE, Kastner LJ, Williams TJ, White BJ, Ferguson CR Analiza problemelor și metodelor existente pentru studierea dinamicii gazelor și a transferului de căldură în GWC a făcut posibilă formularea principalului obiectiv al studiului ca fiind crearea unei metode pentru determinarea parametrilor debitului de gaz în GWC într-o formulare dimensională cu calcularea ulterioară a transferului de căldură local în GWC a chiulaselor motoarelor cu ardere internă de mare viteză și aplicarea acestei tehnici pentru rezolvarea sarcinilor practice de reducere a tensiunii termice a chiulaselor și a supapelor. În legătură cu cele de mai sus, sunt prezentate următoarele lucrări în lucrare: - Crearea unei noi metode de modelare unidimensională-tridimensională a transferului de căldură în sistemele de evacuare și admisie ale motorului, luând în considerare complexul trei- fluxul dimensional de gaz în ele pentru a obține informații inițiale pentru stabilirea condițiilor limită ale transferului de căldură la calcularea problemelor de solicitare a căldurii capetelor cilindrului piston ICE; - Să dezvolte o metodă de stabilire a condițiilor limită la intrarea și ieșirea canalului gaz-aer pe baza soluției unui model unidimensional non-staționar al ciclului de lucru al unui motor multi-cilindru; - Verificați fiabilitatea metodologiei utilizând calcule de testare și compararea rezultatelor obținute cu datele experimentale și calcule folosind metodele cunoscute anterior în construcția motorului; 5

7 - Verificați și rafinați metodologia efectuând un studiu de calcul și experimental al stării termice a chiulaselor motorului și comparând datele experimentale și calculate privind distribuția temperaturii în piesă. Al doilea capitol este dedicat dezvoltării unui model matematic al unui ciclu de lucru închis al unui motor cu ardere internă cu mai mulți cilindri. Pentru a implementa schema de calcul unidimensional a procesului de lucru al unui motor cu mai mulți cilindri, a fost aleasă o metodă bine cunoscută de caracteristici, care garantează o rată de convergență ridicată și stabilitatea procesului de calcul. Sistemul gaz-aer al motorului este descris sub forma unui set interconectat aerodinamic de elemente cilindrice individuale, secțiuni ale canalelor de admisie și ieșire și conducte, colectoare, tobe de eșapament, neutralizatoare și conducte. Procesele aerodinamice din sistemele de admisie-evacuare sunt descrise folosind ecuațiile dinamicii gazelor unidimensionale a unui gaz comprimabil inviscid: Ecuația de continuitate: ρ u ρ u + ρ + u + ρ t x x F df dx = 0; F 2 = π 4 D; (1) Ecuația mișcării: u t u + u x 1 p 4 f + + ρ x D 2 u 2 u u = 0; f τ = w; (2) 2 0,5ρu Ecuația de conservare a energiei: p p + u a t x 2 ρ ​​x + 4 f D u 2 (k 1) ρ q u = 0 2 u u; 2 kp a = ρ, (3) unde a este viteza sunetului; ρ-densitatea gazului; u este viteza de curgere de-a lungul axei x; t- timp; presiunea p; f este coeficientul pierderilor liniare; Diametrul C al conductei; k = P este raportul dintre capacitățile de căldură specifice. C V 6

8 Pe măsură ce sunt stabilite condițiile limită (pe baza ecuațiilor de bază: continuitate, conservare a energiei și raportul densității și vitezei sonore în natura neentropică a debitului) condițiile de pe fantele supapelor din cilindri, precum și condiții la intrarea și ieșirea din motor. Modelul matematic al unui ciclu de funcționare închis al motorului include rapoarte de proiectare care descriu procesele din cilindrii motorului și părțile sistemelor de admisie și evacuare. Procesul termodinamic dintr-un cilindru este descris folosind o tehnică dezvoltată la SPbSPU. Programul oferă posibilitatea de a determina parametrii instantanei ai debitului de gaz în butelii și în sistemele de admisie și evacuare pentru diferite modele de motoare. Sunt luate în considerare aspectele generale ale utilizării modelelor matematice unidimensionale prin metoda caracteristicilor (fluidul de lucru închis) și unele rezultate ale calculului modificării parametrilor debitului de gaz în butelii și în sistemele de admisie și evacuare ale sistemelor unice și multiple -sunt prezentate motoarele cu cilindru. Rezultatele obținute permit evaluarea gradului de perfecțiune al organizării sistemelor de admisie-evacuare a motorului, sincronizarea optimă a supapei, posibilitatea reglării dinamice a gazului a procesului de lucru, uniformitatea de funcționare a cilindrilor individuali, etc. Presiunile, temperaturile și debitele fluxurilor de gaz la intrarea și ieșirea către canalele gaz-aer ale chiulasei, determinate folosind această tehnică, sunt utilizate în calculele ulterioare ale proceselor de transfer de căldură în aceste cavități ca condiții limită. Al treilea capitol este dedicat descrierii unei noi metode numerice care face posibilă calcularea condițiilor limită ale stării termice din partea canalelor gaz-aer. Principalele etape ale calculului sunt: ​​analiza unidimensională a procesului de schimb de gaz instabil în secțiunile sistemului de admisie și evacuare prin metoda caracteristicilor (capitolul al doilea), calculul tridimensional al debitului cvasi-staționar în admisie și 7

9 canale de ieșire prin metoda elementului finit FEM, calculul coeficienților de transfer local de căldură ai fluidului de lucru. Rezultatele executării primei etape a programului cu buclă închisă sunt utilizate ca condiții de limitare în etapele următoare. Pentru a descrie procesele dinamice gazoase din canal, a fost aleasă o schemă cvasi-staționară simplificată a unui flux de gaz inviscid (sistemul ecuațiilor Euler) cu o formă de domeniu variabilă datorită necesității de a lua în considerare mișcarea supapei: r V = 0 rr 1 (V) V = p volumul supapei, un fragment al manșonului de ghidare necesită 8 ρ. (4) Viteza instantanee, medie a secțiunii transversale a gazului la secțiunile transversale de intrare și de ieșire au fost stabilite ca condiții de limitare. Aceste viteze, precum și temperaturile și presiunile în canale, au fost stabilite pe baza rezultatelor calculării procesului de lucru al unui motor cu mai mulți cilindri. Pentru a calcula problema dinamicii gazelor, a fost aleasă metoda elementelor finite FEM, care oferă o precizie ridicată a modelării în combinație cu costuri acceptabile pentru implementarea calculului. Algoritmul FEM de calcul pentru rezolvarea acestei probleme se bazează pe minimizarea funcționalității variaționale obținute prin transformarea ecuațiilor Euler folosind metoda Bubnov-Galerkin: (llllllmm) k UU Φ x + VU Φ y + WU Φ z + p ψ x Φ) llllllmmk (UV Φ x + VV Φ y + WV Φ z + p ψ y) Φ) llllllmmk (UW Φ x + VW Φ y + WW Φ z + p ψ z) Φ) llllllm (U Φ x + V Φ y + W Φ z) ψ dxdydz = 0.dxdydz = 0, dxdydz = 0, dxdydz = 0, (5)

10 folosind un model volumetric al domeniului de calcul. Exemple de modele calculate ale canalelor de intrare și ieșire ale motorului VAZ-2108 sunt prezentate în Fig. 1.-b- -a Fig. 1. Modele (a) canale de admisie și (b) evacuare ale unui motor VAZ Pentru a calcula transferul de căldură în GVK, s-a ales un model volumetric în două zone, a cărui presupunere principală este împărțirea volumului în regiuni ale unui nucleu inviscid și un strat limită. Pentru a simplifica, soluția problemelor de dinamică a gazelor se realizează într-un cadru cvasi-staționar, adică fără a lua în considerare compresibilitatea fluidului de lucru. Analiza erorii de calcul a arătat posibilitatea unei astfel de presupuneri, cu excepția unei perioade scurte de timp imediat după deschiderea fantei supapei, care nu depășește 5-7% din timpul total al ciclului de schimb de gaze. Procesul de schimb de căldură în GVK cu supape deschise și închise are o natură fizică diferită (convecție forțată și respectiv liberă), prin urmare, acestea sunt descrise folosind două metode diferite. Cu supapele închise, se folosește tehnica propusă de MSTU, care ia în considerare două procese de încărcare termică a capului în această secțiune a ciclului de lucru datorită convecției libere în sine și datorită convecției forțate datorită oscilațiilor reziduale ale coloanei 9

11 gaz în canal sub influența variabilității presiunii în colectoarele unui motor cu mai mulți cilindri. Când supapele sunt deschise, procesul de schimb de căldură respectă legile convecției forțate, inițiate de mișcarea organizată a fluidului de lucru în timpul ciclului de schimb de gaze. Calculul transferului de căldură în acest caz implică o soluție în două etape la problema analizei structurii instantanee locale a fluxului de gaz în canal și calcularea intensității transferului de căldură prin stratul limită format pe pereții canalului. Calculul proceselor de transfer convectiv de căldură în GWC sa bazat pe modelul transferului de căldură în flux în jurul unui perete plat, luând în considerare fie structura laminară, fie turbulentă a stratului limită. Criteriile de dependență ale transferului de căldură au fost rafinate pe baza rezultatelor comparării datelor de calcul și experimentale. Forma finală a acestor dependențe este dată mai jos: Pentru un strat limită turbulent: 0,8 x Re 0 Nu = Pr (6) x Pentru un strat limitar laminar: Nu Nu xx αxx = λ (m, pr) = Φ Re tx Kτ, (7) unde: α x coeficient de transfer de căldură local; Nu x, Re x valorile locale ale numerelor Nusselt și, respectiv, Reynolds; Pr numărul Prandtl la un moment dat; m caracteristica gradientului de curgere; Ф (m, Pr) este o funcție în funcție de indicele gradientului de debit m și de numărul Prandtl al mediului de lucru Pr; K τ = Re d - factor de corecție. Valorile instantanee ale fluxurilor de căldură la punctele de proiectare ale suprafeței de recepție a căldurii au fost mediate pe ciclu, luând în considerare perioada de închidere a supapei. zece

12 Al patrulea capitol este dedicat descrierii studiului experimental al stării de temperatură a chiulasei unui motor pe benzină. A fost realizat un studiu experimental cu scopul de a verifica și perfecționa metodologia teoretică. Sarcina experimentului a fost de a obține distribuția temperaturilor staționare în corpul chiulasei și de a compara rezultatele calculului cu datele obținute. Lucrări experimentale au fost efectuate la Departamentul de motoare cu ardere internă din St. Pentru a măsura distribuția staționară a temperaturii în cap, au fost utilizate 6 termocupluri crom-copel instalate de-a lungul suprafețelor GVK. Măsurătorile au fost efectuate atât în ​​ceea ce privește viteza, cât și caracteristicile sarcinii la diferite frecvențe de rotație constante ale arborelui cotit. Ca rezultat al experimentului, s-au obținut citirile termocuplurilor, luate în timpul funcționării motorului în funcție de viteza și caracteristicile de sarcină. Astfel, studiile efectuate arată care sunt valorile reale ale temperaturilor în părțile chiulasei motorului cu ardere internă. O atenție mai mare este acordată în capitol procesării rezultatelor experimentale și estimării erorilor. Al cincilea capitol oferă date dintr-un studiu de calcul, care a fost realizat pentru a testa modelul matematic al transferului de căldură în GVK prin compararea datelor calculate cu rezultatele experimentului. În fig. 2 prezintă rezultatele modelării câmpului de viteză în canalele de intrare și ieșire ale motorului VAZ-2108 prin metoda elementelor finite. Datele obținute confirmă pe deplin imposibilitatea de a rezolva această problemă în orice altă formulare decât tridimensională, 11

13 deoarece tija supapei are un impact semnificativ asupra rezultatelor în zona critică a chiulasei. În fig. 3-4 arată exemple ale rezultatelor calculării intensităților transferului de căldură în canalele de intrare și ieșire. Studiile au arătat, în special, un caracter substanțial neuniform al transferului de căldură atât de-a lungul canalului generator al canalului, cât și de-a lungul coordonatei azimutale, ceea ce se explică în mod evident prin structura substanțial neuniformă a fluxului gaz-aer în canal. Câmpurile rezultate ale coeficienților de transfer de căldură au fost utilizate pentru calcule ulterioare ale stării de temperatură a chiulasei. Condițiile limită pentru transferul de căldură de-a lungul suprafețelor camerei de ardere și a cavităților de răcire au fost stabilite folosind tehnicile dezvoltate la SPbSPU. Calculul câmpurilor de temperatură din chiulasă a fost efectuat pentru modurile de funcționare la starea de echilibru a motorului cu o turație a arborelui cotit de la 2500 la 5600 rpm în funcție de viteza externă și caracteristicile de sarcină. Ca diagramă de proiectare a chiulasei unui motor VAZ, a fost selectată secțiunea chiulasă aferentă primului cilindru. La modelarea stării termice, a fost utilizată metoda elementelor finite într-o formulare tridimensională. Imaginea completă a câmpurilor termice pentru modelul de calcul este prezentată în Fig. 5. Rezultatele studiului de calcul sunt prezentate sub formă de schimbări de temperatură în corpul chiulasei în locurile în care sunt instalate termocuplurile. Comparația datelor calculate și experimentale a arătat convergența lor satisfăcătoare, eroarea de calcul nu a depășit 3 4%. 12

14 Conductă de ieșire, ϕ = 190 Conductă de admisie, ϕ = 380 ϕ = 190 ϕ = 380 Fig.2. Câmpurile de viteză ale fluidului de lucru în canalele de evacuare și admisie ale motorului VAZ-2108 (n = 5600) α (W / m2 K) α (W / m2 K), 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, 0 S -b - 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 S -a Fig. 3. Curbele modificărilor intensității schimbului de căldură pe suprafețele exterioare -a Canal de ieșire -b- Canal de intrare. 13

15 α (W / m2 K) la începutul conductei de admisie în mijlocul conductei de admisie la sfârșitul secțiunii conductei de admisie-1 α (W / m2 K) la începutul conductei de evacuare în mijlocul conducta de evacuare la capătul secțiunii conductei de evacuare b- Conducta de admisie - Conducta de evacuare Fig. 4. Curbele modificărilor intensității transferului de căldură în funcție de unghiul de rotație al arborelui cotit. -a -b- Fig. 5. Vedere generală a modelului cu element finit al chiulasei (a) și a câmpurilor de temperatură calculate (n = 5600 rpm) (b). paisprezece

16 Concluzii asupra lucrării. Pe baza rezultatelor muncii efectuate, se pot trage următoarele concluzii principale: 1. Un nou model unidimensional-tridimensional pentru calcularea proceselor spațiale complexe ale fluxului fluidului de lucru și transferul de căldură în canalele a fost propusă și implementată chiulasa unui piston arbitrar ICE, care diferă prin precizie mai mare și versatilitate completă în comparație cu rezultatele metodelor propuse anterior. 2. S-au obținut date noi despre caracteristicile dinamicii gazelor și ale transferului de căldură în canalele gaz-aer, confirmând natura complexă spațial neuniformă a proceselor, care practic exclude posibilitatea modelării în versiuni unidimensionale și bidimensionale a enunțului problemei. 3. A fost confirmată necesitatea stabilirii condițiilor limită pentru calcularea problemei dinamicii gazelor canalelor de intrare și ieșire pe baza soluției problemei fluxului de gaz instabil în conducte și canale ale unui motor cu mai mulți cilindri. Se dovedește posibilitatea de a lua în considerare aceste procese într-un cadru unidimensional. Este propusă și implementată o metodă pentru calcularea acestor procese bazată pe metoda caracteristicilor. 4. Studiul experimental efectuat a făcut posibilă perfecționarea metodelor de calcul dezvoltate și a confirmat acuratețea și fiabilitatea acestora. Compararea temperaturilor calculate și măsurate în piesă a arătat eroarea maximă a rezultatelor, care nu depășește 4%. 5. Calculul și tehnica experimentală propuse pot fi recomandate pentru implementare la întreprinderile din industria construcției de motoare atunci când proiectează motoare cu combustie internă cu piston în patru timpi noi și reglează fin. 15

17 Următoarele lucrări au fost publicate pe tema disertației: 1. Shabanov A.Yu., Mashkur M.A. Dezvoltarea unui model de dinamică unidimensională a gazelor în sistemele de admisie și evacuare ale motoarelor cu ardere internă // Dep. în VINITI: N1777-B2003 datat, 14 p. 2. Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. Metoda elementelor finite pentru calcularea condițiilor limită de încărcare termică a chiulasei unui motor cu piston // Dep. în VINITI: N1827-B2004 datat, 17 p. 3. Shabanov A.Yu., Mahmud Mashkur A. Studiu de calcul și experimental al stării de temperatură a chiulasei motorului // Dvigatelestroyeniye: Colecție științifică și tehnică dedicată aniversării a 100 de ani de la nașterea profesorului N.Kh. Dyachenko // Otv. ed. L. E. Magidovich. SPb.: Editura Universității Politehnice, cu Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. O nouă metodă pentru calcularea condițiilor limită pentru încărcarea termică a chiulasei unui motor cu piston // Dvigatelestroyeniye, N5 2004, 12 p. 5. Shabanov A.Yu., Mahmud Mashkur A. Aplicarea metodei elementelor finite în determinarea condițiilor limită ale stării termice a chiulasei // XXXIII Science Week SPbSPU: Lucrările conferinței științifice interuniversitare. SPb.: Editura Universității Politehnice, 2004, cu Mashkur Makhmud A., Shabanov A.Yu. Aplicarea metodei caracteristicilor la studiul parametrilor gazului în canalele gaz-aer ale unui motor cu ardere internă. XXXI Săptămâna Științei SPbSPU. Partea a II-a. Materialele conferinței științifice interuniversitare. SPb.: Editura SPbSPU, 2003, p.

18 Lucrarea a fost efectuată la Instituția Educațională de Stat pentru Învățământul Profesional Superior „Universitatea Politehnică de Stat din Sankt Petersburg”, la Departamentul de Motoare cu Combustie Internă. Consilier științific - Candidat de științe tehnice, profesor asociat Shabanov Alexander Yuryevich Adversari oficiali - doctor în științe tehnice, profesor Erofeev Valentin Leonidovich Candidat de științe tehnice, profesor asociat Kuznetsov Dmitry Borisovich Organizație de conducere - Întreprinderea unitară de stat „TsNIDI” educație „Universitatea Politehnică de Stat St. Petersburg” la adresa :, St. Petersburg, st. Politehnicheskaya 29, clădire principală, cameră .. Teza poate fi găsită în biblioteca fundamentală a instituției de învățământ de stat „SPbSPU”. Rezumat trimis în 2005 Secretar științific al Consiliului de disertație, doctor în științe tehnice, profesor asociat B. Khrustalev

Ca manuscris, Bulgakov Nikolay Viktorovich MODELAREA MATEMATICĂ ȘI CERCETAREA NUMERICĂ A CĂLDURII TURBULENTE ȘI A TRANSFERULUI DE MASĂ ÎN MOTOARELE CU COMBUSTIE INTERNĂ 05.13.18 -Modelare matematică,

REVIZUIREA adversarului oficial al lui Dragomirov Serghei Grigorievici asupra tezei lui Smolenskaya Natalia Mihailovna "Îmbunătățirea eficienței motoarelor cu aprindere prin scânteie prin utilizarea compozitului cu gaz

REVIZUIREA adversarului oficial al doctoratului, Kudinov Igor Vasilyevich asupra tezei lui Maxim Igorevich Supelnyak "Investigația proceselor ciclice de conductivitate termică și termoelasticitate într-un strat termic al unui solid

Lucrări de laborator 1. Calculul criteriilor de similaritate pentru studiul proceselor de transfer de căldură și masă în lichide. Scopul lucrului Utilizarea instrumentelor de calcul tabelar MS Excel în calcul

12 iunie 2017 Procesul combinat de convecție și conducere a căldurii se numește transfer convectiv de căldură. Convecția naturală este cauzată de diferența de greutate specifică a unui mediu încălzit neuniform, efectuată

CALCUL ȘI METODĂ EXPERIMENTALĂ PENTRU DETERMINAREA DEBITULUI FERESTRELOR DE SUFLAȚIE A UNUI MOTOR CU DOUĂ CURSURI CU CAMERĂ E.A. Germană, A.A. Balașov, A.G. Kuzmin 48 Indicatori economici și de putere

UDC 621.432 METODĂ DE ESTIMARE A CONDIȚIILOR LIMITARE LA REZOLVAREA PROBLEMEI DE DETERMINARE A STATULUI TERMAL AL ​​PISTONULUI 4CH 8.2 / 7.56 G.V. Lomakin O tehnică universală pentru evaluarea condițiilor la graniță la

Secțiunea „MOTOARE CU PISTON ȘI TURBINĂ CU GAZ”. Metoda de creștere a umplerii cilindrilor unui motor cu ardere internă de mare viteză Dr. prof. Fomin V.M., dr. Dr. Runovskiy K.S. Apelinsky D.V.,

UDC 621.43.016 A.V. Trinev, Cand. tehnologie. Științe, A.G. Kosulin, Cand. tehnologie. Științe, A.N. Avramenko, inginer UTILIZAREA ASEMBLĂRII SUPAPEI DE RĂCIRE ​​AERULUI LOCAL PENTRU DIESELURILE AUTOMOTIVE FORȚATE

COEFICIENTUL DE ELIBERARE AL CALORULUI COLABORULUI DE ESCAPAMENT AL ICE Sukhonos RF, masterand al supervizorului ZNTU Mazin V. А. tehnologie. Științe, conf. Univ. ZNTU Odată cu răspândirea motoarelor combinate cu ardere internă, devine important să se studieze

UNELE DIRECȚII ȘTIINȚIFICE ȘI METODOLOGICE ALE SALARIATILOR SISTEMULUI DPO ÎN CALCULUL ALTGTU ȘI METODA EXPERIMENTALĂ PENTRU DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE CONSUM AL FENETRELOR PURGE ALE UNUI MOTOR CU DOUĂ CURSURI

AGENȚIA SPATIALĂ A STATULUI UCRAINEI ÎNTREPRINDEREA DE STAT "DESIGN BUREAU" YUZHNOE " M.K. YANGEL "Ca manuscris Shevchenko Sergey Andreevich UDC 621.646.45 ÎMBUNĂTĂȚIREA SISTEMULUI PNEUMATIC

ANOTAREA disciplinei (curs de formare) M2.DV4 Schimb local de căldură în motorul cu ardere internă (cod și denumirea disciplinei (curs de formare))

CONDUCTIVITATEA TERMICĂ ÎNTR-UN PROCES NON-STAȚIONAR Să luăm în considerare calculul câmpului de temperatură și al fluxurilor de căldură în procesul de conductivitate termică folosind exemplul încălzirii sau răcirii solidelor, deoarece în solide

REVIZUIREA adversarului oficial cu privire la lucrarea de disertație a lui Ivan Nikolaevich Moskalenko prezentată „ÎMBUNĂTĂȚIREA METODELOR DE PROFILARE A SUPRAFEȚEI LATERALE A MOTOARELOR DE COMBUSTIE INTERNA PISTON”

UDC 621.43.013 E.P. Voropaev, inginer MODELAREA CARACTERISTICILOR VITEZEI EXTERNE A UNUI MOTOR SUZUKI GSX-R750 SPORT BIKE Introducere Utilizarea modelelor tridimensionale cu gaz dinamic în proiectarea pistonului

94 Inginerie și tehnologie UDC 6.436 P.V. Dvorkin Universitatea de Stat a Căilor Ferate din Sankt Petersburg DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE ELIBERARE A CALORII ÎN PERETELE CAMEREI DE COMBUSTIE În prezent, nu există

REVIZUIREA adversarului oficial asupra lucrării de disertație a lui Ilya Ivanovici Chichilanov, efectuată pe tema „Îmbunătățirea metodelor și mijloacelor de diagnosticare a motoarelor diesel” pentru grad

UDC 60.93.6: 6.43 E.A.Kochetkov, A.S. Kurylev

Lucrări de laborator 4 STUDIUL TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ CU LIBERA CIRCULARE A AERULUI Sarcina 1. Efectuați măsurători termice pentru a determina coeficientul de transfer de căldură al unei conducte orizontale (verticale)

UDC 612.43.013 Procese de lucru în motorul cu ardere internă А.А. Khandrimailov, inginer, V.G. Solodov, Dr. Științe STRUCTURA DEBITULUI DE ÎNCĂRCARE A AERULUI ÎNTR-UN CILINDRU DIESEL LA STAREA DE ADMISIE ȘI COMPRESIE Introducere Procesul filmului volumetric

UDC 53.56 ANALIZA ECUAȚIILOR PENTRU STRATUL DE LIMITĂ LAMINARĂ Dokt. tehnologie. Științe, prof. Univ. ESMAN R.I. Universitatea Națională Tehnică din Belarus Când transportă purtători de energie lichidă în canale și conducte

APROB: d u I / - gt l. eorector pentru munca stiintifica si A * ^ 1 doctor in certuri biologice M.G. Baryshev ^., - * c ^ x \ "l, 2015 REVIZUIREA ORGANIZAȚIEI PRINCIPALE privind lucrarea de disertație a Elenei Pavlovna Yartseva

TRANSFER DE CALDURĂ Plan de curs: 1. Transfer de căldură în mișcarea liberă a unui lichid într-un volum mare. Transferul de căldură în timpul mișcării libere a lichidului într-un spațiu limitat 3. Mișcarea forțată a lichidului (gaz).

CONFERINȚĂ 13 ECUAȚII DE CALCUL ÎN PROCESUL SCHIMBULUI DE CALOR Determinarea coeficienților de transfer de căldură în procese fără modificarea stării agregate a purtătorului de căldură Procese de schimb de căldură fără schimbarea agregatului

REVIZUIREA adversarului oficial la disertația lui Svetlana Olegovna Nekrasova „Dezvoltarea unei metodologii generalizate pentru proiectarea unui motor cu sursă externă de căldură cu tub pulsatoriu”, prezentată pentru apărare

15.1.2. TRANSFER CONVECTIV DE CALDURĂ ÎN TIMPUL FORȚĂRII UNUI FLUID ÎN TUBURI ȘI CANALE În acest caz, coeficientul de transfer de căldură adimensional, criteriul Nusselt (numărul) depinde de criteriul Grashof (la

REVIZUIREA adversarului oficial Tsydypov Baldandorzho Dashievich asupra lucrării de disertație a Mariei Zhalsanovna Dabaeva

FEDERAȚIA RUSĂ (19) RU (11) (51) IPC F02B 27/04 (2006.01) F01N 13/08 (2010.01) 169 115 (13) U1 RU 1 6 9 1 1 5 U 1 SERVICIUL FEDERAL PENTRU PROPRIETĂȚEA INTELLECTUALĂ (12) DESCRIEREA MODELULUI UTIL

MODUL. SCHIMB CONVECTIV DE CALOR ÎN MEDIUL UNIFASIC Specialitatea 300 „Fizică tehnică” Lectura 10. Asemănarea și modelarea proceselor de transfer termic convectiv Modelarea proceselor de transfer termic convectiv

UDC 673 RV KOLOMIETS (Ucraina, Dnepropetrovsk, Institutul de Mecanică Tehnică al Academiei Naționale de Științe din Ucraina și Academia de Stat de Științe din Ucraina) SCHIMB CONVECTIV DE CĂLDURĂ ÎN USCĂTOR AIRFONT Declarație de problemă

Revizuirea oponentului oficial asupra lucrării de disertație a lui Podryga Victoria Olegovna "Modelarea numerică multicală a fluxurilor de gaze în canalele microsistemelor tehnice"

REVIZUIREA adversarului oficial pentru teza lui Serghei Viktorovici Alyukov "Fundamentele științifice ale transmisiilor inerțiale variabile continuu ale capacității crescute de încărcare", prezentate pentru grad

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse Instituția de învățământ de stat pentru învățământul profesional superior SAMARA STATE AEROSPACE UNIVERSITY numită după academician

REVIZUIREA adversarului oficial Pavlenko Alexander Nikolaevich asupra tezei lui Maxim Olegovich Bakanov „Investigația dinamicii procesului de formare a porilor în timpul tratamentului termic al lotului de sticlă spumantă”, prezentată

D "spbpu a" "rotega o" "a IIIII I L 1 !! ^ .1899 ... G MINOBRNAUKI RUSIA stat federal instituție de învățământ autonom de învățământ superior" St.

REVIZUIREA adversarului oficial pe teza lui Dmitry Igorevich LEPESHKIN pe tema „Îmbunătățirea performanței motorinei în condiții de funcționare prin creșterea stabilității echipamentelor de combustibil” prezentată

Revizuirea oponentului oficial asupra lucrării de disertație a lui Kobyakova Yulia Vyacheslavovna pe tema: "Analiza calitativă a fluajului nețesutilor în stadiul organizării producției lor pentru a crește competitivitatea,

Testele au fost efectuate pe un stand de motor cu un motor cu injecție VAZ-21126. Motorul a fost instalat pe un banc de testare a frânei MS-VSETIN echipat cu instrumente de control

Revista electronică "Technical Acoustics" http://webceter.ru/~eeaa/ejta/ 004, 5 Institutul Politehnic Pskov Rusia, 80680, Pskov, st. L. Tolstoi, 4 ani, e-mail: [e-mail protejat] Despre viteza sunetului

Revizuirea adversarului oficial asupra lucrării de disertație a Egorova Marina Avinirovna pe tema: „Dezvoltarea metodelor de modelare, prognozare și evaluare a proprietăților operaționale ale cablurilor textile polimerice

În spațiul vitezelor. Această lucrare vizează de fapt crearea unui pachet industrial pentru calcularea debitelor de gaze rarefiate pe baza soluției ecuației cinetice cu o integrală de coliziune model.

BAZELE TEORIEI SCHIMBULUI DE CALOR Curs 5 Plan de curs: 1. Concepte generale ale teoriei transferului convectiv de căldură. Transfer de căldură cu mișcarea liberă a lichidului într-un volum mare 3. Transfer de căldură cu mișcarea liberă a lichidului

O METODĂ NEAȘTEPTATĂ DE REZOLVARE A PROBLEMELOR CONJUGATE ALE STRATULUI DE LIMITĂ LAMINARĂ PE O PLĂCĂ Plan de lecție: 1 Scopul lucrării Ecuații diferențiale ale stratului termic de limitare 3 Descrierea problemei de rezolvat 4 Metoda soluției

Metodologie pentru calcularea stării de temperatură a focoaselor elementelor tehnologiei rachetei și spațiului în timpul funcționării lor la sol # 09, septembrie 2014 Kopytov VS, Puchkov VM UDC: 621.396 Rusia, MSTU im.

Stresurile și funcționarea efectivă a fundațiilor la sarcini cu ciclu redus, ținând cont de istoricul încărcării. În conformitate cu aceasta, subiectul cercetării este relevant. Evaluarea structurii și conținutului muncii B

REVIZUIREA adversarului oficial al doctorului în științe tehnice, profesorul Pavlov Pavel Ivanovich asupra lucrării de disertație a lui Alexei Nikolaevich Kuznetsov pe tema: „Dezvoltarea unui sistem activ de reducere a zgomotului în

1 Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse Instituția federală de învățământ bugetar de stat pentru învățământul profesional superior "Universitatea de stat Vladimir

Consiliului de disertație D 212.186.03 FSBEI HE „Penza State University” Secretar științific, doctor în științe tehnice, profesor Voyachek I.I. 440026, Penza, st. Krasnaya, 40 RECENZIA OPONENTULUI OFICIAL Semenov

APROBAT: Prim-prorector, prorector pentru munca științifică și inovatoare a instituției bugetare de învățământ bugetar de stat pentru învățământul superior ^ Universitatea de stat) Igor'evich

MATERIALE DE CONTROL ȘI MĂSURARE pentru disciplina „Unități de putere” Întrebări pentru test 1. Pentru ce este destinat motorul și ce tipuri de motoare sunt instalate pe mașinile domestice? 2. Clasificare

D.V. Grinev (doctorat), M.A. Donchenko (dr., Profesor asociat), A.N. Ivanov (student absolvent), A.L. Perminov (student postuniversitar) DEZVOLTAREA UNEI METODE PENTRU CALCULAREA ȘI PROIECTAREA MOTORELOR ROTARE CU DISPOZITIV EXTERN

Modelarea tridimensională a procesului de lucru într-un motor de avioane cu piston rotativ AA Zelentsov, VP Minin TsIAM le. P.I. Departamentul Baranova 306 „Motoare cu piston pentru aeronave” 2018 Scopul lucrării Piston rotativ

MODELUL NEIZOTERMAL DE TRANSPORT AL GAZELOR Trofimov AS, Kutsev VA, Kocharyan EV g Krasnodar Atunci când se descriu procesele de pompare a gazelor naturale de-a lungul conductei principale de gaz, de regulă, problemele hidraulice și ale transferului de căldură sunt luate în considerare separat.

UDC 6438 METODA PENTRU CALCULAREA INTENSITĂȚII TURBULENȚEI DE DEBIT DE GAZ LA IEȘIREA CAMEREI DE COMBUSTIE A UNUI MOTOR DE TURBINĂ CU GAZ 007

DETONAREA AMESTECULUI DE GAZ ÎN ȚEVURI ȘI FENTURI ASPITE V.N. S. I. OKHITIN I. A. KLIMACHKOV PEREVALOV Universitatea Tehnică de Stat din Moscova. N.E. Bauman Moscova Rusia Parametri gazodinamici

Lucrări de laborator 2 STUDIUL TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ CU CONVECȚIE FORȚATĂ Scopul lucrării este determinarea experimentală a dependenței coeficientului de transfer de căldură de viteza de mișcare a aerului în conductă. Primit

Lectura. Stratul limită de difuzie. Ecuațiile teoriei unui strat limită în prezența transferului de masă Conceptul unui strat limită considerat în secțiunile 7. și 9.

O METODĂ EXPRESĂ DE REZOLVARE A ECUAȚIILOR STRATULUI DE LIMITĂ LAMINARĂ PE O PLĂCĂ Lucru de laborator 1, Planul lecției: 1. Scopul lucrării. Metode de rezolvare a ecuațiilor stratului limită (material metodologic) 3. Diferențial

UDC 621.436 ND Chaynov, L. L. Myagkov, NS Malastovsky METODĂ DE CALCULARE A CÂMPURILOR DE TEMPERATURĂ ADAPTATE A UNEI CAPACI CILINDRICE CU SUPAPE Este propusă o metodă pentru calcularea câmpurilor potrivite ale chiulasei

# 8, 6 august UDC 533655: 5357 Formule analitice pentru calcularea fluxurilor de căldură pe corpuri contondente de alungire mică Volkov MN, student Rusia, 55, Moscova, MSTU numit după NE Bauman, Facultatea aerospațială,

Revizuirea oponentului oficial la disertația lui Samoilov Denis Yurievich "Sistem de măsurare și control al informațiilor pentru stimularea producției de petrol și determinarea tăierii de apă a producției de puțuri",

Agenția Federală pentru Educație Instituția de învățământ de stat pentru învățământul profesional superior Universitatea de stat din Pacific Tensiunea termică a pieselor motorului cu ardere internă Metodică

Revizuirea oponentului oficial al doctorului în științe tehnice, profesorul Labudin Boris Vasilyevich asupra lucrării de disertație a lui Xu Yun pe tema: „Creșterea capacității portante a îmbinărilor elementelor structurilor din lemn

Revizuirea oponentului oficial al lui Lvov Yuri Nikolaevich pe teza Olga Sergeevna MELNIKOVA "Diagnosticul izolației principale a transformatoarelor de putere electrică umplute cu ulei conform datelor statistice

UDC 536,4 Gorbunov A.D. Dr. Tech. Ști., Prof., DSTERMINAREA DSTU A COEFICIENTULUI DE ELIBERARE A CALORII LA DEBITUL TURBULENT ÎN TUBURI ȘI CANALE PRIN METODĂ ANALITICĂ Calcul analitic al coeficientului de transfer de căldură