Supravegherea gazo-dinamică include metode de creștere a densității de încărcare la intrare prin utilizare:
· Energia cinetică a aerului care se deplasează pe dispozitivul de recepție în care este transformată în presiunea potențială a presiunii la frânarea fluxului - supraveghere de mare viteză;
· Procesele de undă în conductele de admisie -.
În ciclul termodinamic al motorului fără a crește începutul procesului de compresie apare la presiune p. 0, (egală atmosferică). În ciclul termodinamic al motorului cu piston cu o supraveghere gazo-dinamică, începutul procesului de compresie are loc la presiune p k. , datorită creșterii presiunii fluidului de lucru din afara cilindrului de la p. 0 Be. p k.. Acest lucru se datorează transformării energiei cinetice și a energiei proceselor de undă în afara cilindrului în energia potențială a presiunii.
Una dintre sursele de energie pentru a crește presiunea la începutul compresiei poate fi energia fluxului de aer incident, care are loc atunci când aeronava, mașina etc. înseamnă. În consecință, adăugarea în aceste cazuri se numește mare viteză.
Supraveghere de mare viteză Pe baza modelelor aerodinamice de transformare a debitului de aer de mare viteză în presiunea statică. Din punct de vedere structural, se realizează ca duza de admisie a aerului difuzor, care vizează remorcarea fluxului de aer atunci când vehiculul se mișcă. Creșteți teoretic presiunea Δ p k.=p k. - p. 0 depinde de viteză c. H și densitatea ρ 0 fluxul de aer (în mișcare)
Supravegherea de mare viteză găsește utilizarea în principal pe aeronave cu motoare cu piston și mașini sport, unde vitezele de viteză sunt mai mari de 200 km / h (56 m / s).
Următoarele soiuri de supraveghere gazo-dinamică a motoarelor se bazează pe utilizarea proceselor inerțiale și de val în sistemul de admisie a motorului.
Reducerea inerțială sau dinamică are loc la o viteză relativ mare de mișcare proaspătă în conductă c. Tr. În acest caz, ecuația (2.1) ia
unde ξ T este un coeficient care ia în considerare rezistența la mișcarea gazului în lungime și locală.
Viteza reală c. Fluxul de gaz al gazelor în conductele de admisie, pentru a evita pierderile și deteriorarea crescânde a umpluturii cu butelii cu încărcătură proaspătă, nu trebuie să depășească 30 ... 50 m / s.
Frecvența proceselor din cilindri motoare cu piston Este cauza fenomenelor dinamice oscilative în căile de aer. Aceste fenomene pot fi utilizate pentru a îmbunătăți substanțial principalii indicatori ai motoarelor (puterea și economia litriilor.
Procesele inerțiale sunt întotdeauna însoțite de procese de undă (fluctuații de presiune) care decurg din deschiderea periodică și închiderea supapelor de admisie ale sistemului de schimb de gaze, precum și mișcarea de tranzit de retur a pistoanelor.
În stadiul inițial al orificiului de admisie din duza de admisie înainte de supapă, se creează un vid, iar valul corespunzător de turnare, ajungând la capătul opus al conductei individuale de admisie, reflectă valul de compresie. Selectând secțiunea de lungime și trecere a conductei individuale, puteți obține sosirea acestui val la cilindru în momentul cel mai favorabil înainte de a închide supapa, care va crește semnificativ factorul de umplere și, prin urmare, cuplul PE MINE. Motor.
În fig. 2.1. Este afișată o diagramă a unui sistem de admisie reglată. Prin conducta de admisie, ocolind accelerația, aerul intră în receptorul de primire și conductele de intrare ale lungimii configurate fiecăruia dintre cele patru cilindri.
În practică, acest fenomen este utilizat în motoarele de peste mări (figura 2.2), precum și motoarele interne pentru autoturisme Cu conducte personalizate de admisie individuale (de exemplu, motoarele ZMZ), precum și pe un motor diesel 2H8.5 / 11, având o conductă configurată în două cilindri.
Cea mai mare eficiență a supravegherii gaze-dinamice are loc cu conducte individuale lungi. Presiunea în avans depinde de coordonarea frecvenței de rotație a motorului n., lungimile conductelor L. Tr și colțuri
Închideți lag supapă de admisie (organ) φ A.. Acești parametri sunt dependența legată
unde este viteza locală de sunet; k. \u003d 1.4 - indicele adiabatic; R. \u003d 0,287 kJ / (kg ∙ grindină); T. - temperatura medie a gazului pentru perioada de presiune.
Procesele de val și inerțiale pot furniza o creștere vizibilă a încărcării într-un cilindru la descoperiri mari de supape sau sub formă de reîncărcare în creștere în tact de compresie. Implementarea unei supravegheri eficiente a gaze-dinamic este posibilă numai pentru o gamă îngustă de frecvență de rotație a motorului. Combinația dintre fazele distribuției gazelor și lungimea conductei de admisie trebuie să asigure cel mai mare coeficient de umplere. O astfel de selecție a parametrilor sunt numiți setarea sistemului de admisie.Vă permite să măriți puterea motorului cu 25 ... 30%. Pentru a păstra eficacitatea supravegherii gazo-dinamice într-o gamă mai largă de frecvență de rotație arbore cotit Pot fi utilizate diferite metode, în special:
· Aplicarea unei conducte cu o lungime variabilă l. TR (de exemplu, telescopic);
· Trecerea de la o scurtă conductă pentru o lungă perioadă de timp;
· Reglementarea automată a fazelor de distribuție a gazelor etc.
Cu toate acestea, utilizarea supravegherii gazo-dinamice pentru creșterea motorului este asociată cu anumite probleme. În primul rând, nu este întotdeauna posibil să respectați rațional conductele de admisie suficient de extinse. Este deosebit de dificil de făcut pentru motoarele cu viteză redusă, deoarece cu o scădere a vitezei de rotație, crește lungimea conductelor ajustate. În al doilea rând, geometria conductelor fixe oferă o setare dinamică numai în unele, destul de o anumită interval de mod de viteză.
Pentru a asigura efectul într-o gamă largă, se utilizează o ajustare netedă sau pas a lungimii căii configurate atunci când se deplasează de la un mod de viteză la altul. Controlul pas cu ajutorul supapelor speciale sau a amortizoarelor de transformare este considerat mai fiabil și aplicat cu succes în motoare auto Multe firme străine. Cel mai adesea utilizează controlul cu comutarea în două lungimi personalizate de conducte (figura 2.3).
În poziția clapei închise, modul corespunzător de până la 4000 min -1, alimentarea cu aer din receptoarele de admisie ale sistemului este efectuată de-a lungul unei căi lungi (vezi figura 2.3). Ca rezultat (în comparație cu versiunea de bază a motorului fără supraveghere a gazului-dinamic), curba curbei de cuplu este îmbunătățită pe o caracteristică a vitezei externe (la unele frecvențe de la 2500 la 3500 min -1, creșterea cuplului în medie cu 10 ... 12%). Cu creșterea vitezei de rotație n\u003e 4000 min - 1 feed comută la o cale scurtă și acest lucru vă permite să măriți puterea N e în modul nominal cu 10%.
Există, de asemenea, sisteme de viață mai complexe. De exemplu, desenele cu conducte care acoperă un receptor cilindric cu un tambur rotativ având ferestre pentru mesaje cu conducte (figura 2.4). Când receptorul cilindric este rotit, lungimea conductei este mărită și invers, atunci când se întoarce în sensul acelor de ceasornic, scade. Cu toate acestea, implementarea acestor metode complică semnificativ proiectarea motorului și reduce fiabilitatea acestuia.
În motoare cu mai multe cilindri cu conducte convenționale, eficiența supravegherii gazelor-dinamice este redusă, ceea ce se datorează influenței reciproce a proceselor de admisie în diferite cilindri. În motoarele auto, sistemele de admisie "configurate", de obicei, în modul maxim de cuplu pentru a crește stocul său.
Efectul superiorului dinamic gazo-dinamic poate fi de asemenea obținut prin "setarea" corespunzătoare a sistemului de evacuare. Această metodă găsește utilizarea pe motoare în doi timpi.
Pentru a determina lungimea L. Tr și diametrul interior d. (sau secțiunea de trecere) a conductei reglabile Este necesar să se efectueze calcule utilizând metode numerice de dinamica gazelor care descriu fluxul non-staționare, împreună cu calculul fluxului de lucru din cilindru. Criteriul este creșterea puterii,
cuplul sau reducerea consumului de combustibil specific. Aceste calcule sunt foarte complexe. Metode de definiție mai simple L. Trei d. Pe baza rezultatelor studiilor experimentale.
Ca urmare a prelucrării unui număr mare de date experimentale pentru a selecta diametrul intern d. Conducta reglabilă este propusă după cum urmează:
unde (μ. F. Y) Max este zona cea mai eficientă a slotului supapei de admisie. Lungime L. Conducta de subțire poate fi determinată prin formula:
Rețineți că utilizarea sistemelor reglate ramificate, cum ar fi o conductă comună - receptor - țevi individuale s-au dovedit a fi foarte eficiente în combinație cu turbocompresorul.
Utilizarea țevilor de evacuare rezonante pe modelele de motor a tuturor clasei vă permite să măriți dramatic rezultatele sportive ale competiției. Cu toate acestea, parametrii geometrici ai țevilor sunt determinate, de regulă, prin metoda de încercare și de eroare, deoarece până acum nu există o înțelegere clară și o interpretare clară a proceselor care apar în aceste dispozitive dinamice gaze. Și în câteva surse de informații cu această ocazie, sunt date concluzii conflictuale care au o interpretare arbitrară.
Pentru un studiu detaliat al proceselor din țevile unei evacuări personalizate, a fost creată o instalație specială. Se compune dintr-un suport pentru motoarele de rulare, un motor adaptor - o țeavă cu fitinguri pentru selectarea presiunii statice și dinamice, a doi senzori piezoelectrici, osciloscop cu două fascicule C1-99, o cameră de evacuare rezonantă din R-15 Motorul cu un "telescop" și un tub de casă cu suprafețe negre și izolație termică suplimentară.
Presiunile din țevile din zona de evacuare au fost determinate după cum urmează: Motorul a fost afișat pe revizuirile rezonante (26000 rpm), datele de la senzorii piezoelectrici atașați la Octuci de senzori piezoelectrici au fost afișați pe osciloscop, frecvența mării de care este sincronizată cu frecvența de rotație a motorului, iar oscilograma a fost înregistrată pe film.
După ce filmul se manifestă într-un dezvoltator contrastant, imaginea a fost transferată la tracțiune pe scara ecranului osciloscopului. Rezultatele pentru țeava din motorul R-15 sunt prezentate în figura 1 și pentru un tub de casă cu izolație termică neagră și suplimentară - în figura 2.
Pe programe:
P Dyn - presiune dinamică, P ST - presiune statică. OSO - Deschiderea ferestrei de eșapament, NMT - Punctul mort inferior, legătura este închiderea ferestrei de eșapament.
Analiza curbelor vă permite să identificați distribuția presiunii la intrarea tubului rezonant în funcție de faza de rotație a arborelui cotit. Creșterea presiunii dinamice din momentul în care fereastra de eșapament este descoperită cu diametrul duzei de ieșire 5 mm are loc pentru R-15 aproximativ 80 °. Și minimul său se află la 50 ° - 60 ° din partea inferioară a punctului mort la curățarea maximă. Presiunea crescută în valul reflectat (de la minim) la momentul închiderii ferestrei de eșapament este de aproximativ 20% din valoarea maximă a R. întârzierea în acțiunea valului reflectat gaze de esapament - de la 80 la 90 °. Pentru presiune statică, se caracterizează printr-o creștere a 22 ° C "platou" pe graficul de până la 62 ° față de deschiderea ferestrei de eșapament, cu cel puțin 3 ° față de partea inferioară a punctului mort. Evident, în cazul utilizării unei țevi de evacuare similare, fluctuațiile de purjare apar la 3 ° ... 20 ° după partea inferioară a punctului mort și în nici un caz de 30 ° după ce deschiderea ferestrei de eșapament a fost gândită anterior.
Aceste studii ale țevii de casă diferă de datele R-15. Presiunea dinamică crescută până la 65 ° față de deschiderea ferestrei de evacuare este însoțită de un minim situat la 66 ° după partea inferioară a punctului mort. În același timp, creșterea presiunii valului reflectat de la minim este de aproximativ 23%. Încărcarea în acțiunea gazelor de eșapament este mai mică, ceea ce se datorează, probabil, creșterii temperaturii în sistemul izolat termic și este de aproximativ 54 °. Oscilațiile de purjare sunt marcate la 10 ° după partea inferioară a punctului mort.
Comparând grafica, se poate observa că presiunea statică în conducta izolată termică la momentul închiderii ferestrei de eșapament este mai mică decât în \u200b\u200bR-15. Cu toate acestea, presiunea dinamică are un val maxim de un val reflectat de 54 ° după închiderea ferestrei de eșapament și în R-15, acest maxim mutat cu 90 "! Diferențele sunt asociate cu diferența dintre diametrele conductelor de eșapament: pe R-15, după cum sa menționat deja, diametrul este de 5 mm și pe termoizolarea termică - 6,5 mm. În plus, datorită geometriei mai avansate a țevii R-15, coeficientul de restaurare a presiunii statice este mai mult.
Coeficientul de eficiență al țevii de evacuare rezonante depinde în mare măsură de parametrii geometrici ai țevii în sine, secțiunea transversală a țevii de eșapament a motorului, regimul de temperatură și fazele de distribuție a gazelor.
Utilizarea traverselor de control și selectarea regimului de temperatură a țevii de evacuare rezonante va permite transferul presiunii maxime a valului de gaze de eșapament reflectat până la închiderea ferestrei de eșapament și, prin urmare, creșteți brusc eficiența.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplă. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenți absolvenți, tineri oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
Postat de http://www.allbest.ru/
Postat de http://www.allbest.ru/
Agenția Federală pentru Educație
Gou VPO "Universitatea Tehnică de Stat Ural - UPI numită după primul președinte al Rusiei B.N. Yeltsin "
Pentru drepturile manuscrise
Teza.
pentru gradul de candidat al științelor tehnice
Dinamica gazelor și transferul local de căldură în sistemul de admisie a motorului pistonului
Dulgheri Leonid Valerevich.
Consilier științific:
doctor fizico-matematic audiența,
profesor Zhilkin B.P.
Yekaterinburg 2009.
sistem de admisie a gazului cu motor cu piston
Teza constă în administrare, cinci capitole, concluzii, o listă de referințe, inclusiv 112 nume. Acesta este prezentat pe 159 de pagini de apelare pe calculator în programul MS Word și este echipat cu desene text 87 și 1 tabel.
Cuvinte cheie: dinamica gazului, motorul de piston, sistemul de admisie, profilarea transversală, consumabilele, transferul local de căldură, coeficientul instantaneu local de transfer de căldură.
Obiectul studiului a fost fluxul de aer non-staționar în sistemul de admisie al motorului piston al arderii interne.
Scopul lucrării este de a stabili modelele de schimbări ale caracteristicilor gazo-dinamice și termice ale procesului de admisie în motorul de combustie internă cu piston din factorii geometrici și de regim.
Se arată că prin plasarea inserțiilor profilate, este posibilă compararea cu un canal tradițional al rundei constante, de a obține o serie de avantaje: o creștere a fluxului de volum de aer care intră în cilindru; Creșterea aburii dependenței V privind numărul de rotație a arborelui cotit n în intervalul de funcționare al frecvenței de rotație la inserția "triunghiulară" a cheltuielilor caracteristice în întreaga gamă de numere de rotație ale arborelui, ca precum și suprimarea pulsărilor de flux de aer de înaltă frecvență în canalul de admisie.
Diferențe semnificative în modelele de schimbare a coeficienților coeficienților de transfer de căldură din viteza W în staționară și fluxul de pulsatori ai aerului în sistemul de admisie a DVS sunt stabilite. Apropierea datelor experimentale a fost obținută ecuații pentru calcularea coeficientului local de transfer de căldură în tractul de admisie al FEA, atât pentru debitul staționar, cât și pentru un flux dinamic de pulsare.
Introducere
1. Starea problemei și stabilirea obiectivelor studiului
2. Descrierea metodelor de instalare și măsurare experimentală
2.2 Măsurarea vitezei de rotație și a colțului rotației arborelui cotit
2.3 Măsurarea consumului instantaneu al aerului de aspirație
2.4 Sistem de măsurare a coeficienților instantanee de transfer de căldură
2.5 Sistem de colectare a datelor
3. Procesul de introducere a dinamicii și consumabilelor în motorul de combustie internă la diferite configurații ale sistemului de admisie
3.1 Dinamica gazului procesului de admisie fără a ține seama de efectul elementului de filtrare
3.2 Influența elementului de filtrare asupra dinamicii gazului procesului de admisie în diferite configurații ale sistemului de admisie
3.3 Consumabile și analiza spectrală a procesului de admisie cu diferite configurații ale sistemului de admisie cu diferite elemente de filtrare
4. Transferul de căldură în canalul de admisie al motorului piston al arderii interne
4.1 Calibrarea sistemului de măsurare pentru a determina coeficientul local de transfer de căldură
4.2 Coeficientul local de transfer de căldură în canalul de admisie al motorului de combustie internă la modul de inactivitate
4.3 Coeficientul local de transfer de căldură locală în canalul de admisie al motorului de combustie internă
4.4 Influența configurației sistemului de admisie al motorului de combustie internă asupra coeficientului instantaneu local de transfer de căldură
5. Întrebări aplicație practică Rezultatele muncii
5.1 Design constructiv și tehnologic
5.2 Economisirea energiei și a resurselor
Concluzie
Bibliografie
Lista de denumiri de bază și abrevieri
Toate simbolurile sunt explicate când sunt utilizate pentru prima dată în text. Următoarea este doar o listă a celor mai consumabile denumiri:
d -diameter de țevi, mm;
d e este un diametru echivalent (hidraulic), mm;
F - suprafața, M 2;
i - puterea actuală și;
G - fluxul de masă aer, kg / s;
L - lungime, m;
l este o dimensiune liniară caracteristică, m;
n este viteza de rotație a arborelui cotit, min -1;
p - Presiune atmosferică, PA;
R - rezistență, ohm;
T - temperatura absolută, k;
t - temperatura pe scala Celsius, o C;
U - tensiune, în;
V - Debitul aerului, M 3 / s;
w - debit de aer, m / s;
Un coeficient de aer în exces;
g - unghiul, grindina;
Unghiul de rotație a arborelui cotit, grindină., P.K.V.;
Coeficientul de conductivitate termică, W / (m K);
Coeficient vâscozitatea cinematică, m 2 / s;
Densitate, kg / m 3;
Timp, s;
Coeficientul de rezistență;
Reduceri de bază:
p.K.V. - rotația arborelui cotit;
DVS - motor cu combustie internă;
NMT - Punctul superior mort;
NMT - Punctul mort inferior
ADC - convertor analog-digital;
BPF - Transformare rapidă Fourier.
Numere:
RE \u003d numărul lui WD / - RANGELD;
NU \u003d D / - Numărul de nusselt.
Introducere
Principala sarcină în dezvoltarea și îmbunătățirea motoarelor cu combustie internă a pistonului este îmbunătățirea umplerii cilindrului cu o încărcătură proaspătă (sau cu alte cuvinte, o creștere a coeficientului de umplere al motorului). În prezent, dezvoltarea DVS a atins un astfel de nivel încât îmbunătățirea oricărui indicator tehnic și economic cel puțin pe partea a zecea parte a procentului cu costuri minime și costuri temporare este o realizare reală pentru cercetători sau ingineri. Prin urmare, pentru a atinge obiectivul, cercetătorii oferă și utilizează o varietate de metode printre cele mai frecvente pot fi distinse prin următoarele: Dynamic (inerțiale) de reducere, turbocompresoare sau suflante de aer, canal de admisie a lungimii variabile, ajustarea mecanismului și fazelor de distribuție a gazelor, optimizarea configurației sistemului de admisie. Utilizarea acestor metode permite îmbunătățirea umplerii cilindrului cu o încărcătură proaspătă, ceea ce la rândul său crește puterea motorului și indicatorii săi tehnici și economici.
Cu toate acestea, utilizarea majorității metodelor luate în considerare necesită investiții semnificative semnificative și o modernizare semnificativă a proiectării sistemului de admisie și a motorului în ansamblu. Prin urmare, una dintre cele mai frecvente, dar nu cele mai simple, până în prezent, metodele de creștere a factorului de umplere este de a optimiza configurația calea de intrare a motorului. În acest caz, studiul și îmbunătățirea canalului de admisie al motorului este cel mai adesea realizat prin metoda de modelare matematică sau de purjele statice ale sistemului de admisie. Cu toate acestea, aceste metode nu pot obține rezultate corecte la nivelul modern al dezvoltării motorului, deoarece, după cum se știe, procesul real în căile de aer cu gaze ale motoarelor este o expirare tridimensională cu jet de cerneală prin intermediul slotului supapei într-o umplutură parțial spațiul cilindrului de volum variabil. O analiză a literaturii a arătat că informațiile privind procesul de admisie în modul dinamic real sunt practic absente.
Astfel, datele fiabile și corecte ale gazului-dinamic și de căldură pentru procesul de admisie pot fi obținute exclusiv în studiile privind modelele dinamice ale DVS sau motoare reale. Numai astfel de date cu experiență pot furniza informațiile necesare pentru a îmbunătăți motorul la nivelul actual.
Scopul lucrării este de a stabili modelele de schimbare a caracteristicilor gazo-dinamice și termice ale procesului de umplere a cilindrului cu o încărcătură proaspătă de motor cu combustie internă cu piston din factorii geometrici și de regim.
Noutatea științifică a principalelor dispoziții ale lucrării este că autorul pentru prima dată:
Caracteristicile de frecvență a amplitudinii ale efectelor de pulsare apărute în fluxul din galeria de admisie (conducta) a motorului pistonului;
O metodă pentru creșterea fluxului de aer (în medie cu 24%) care intră în cilindru utilizând inserții profilate în galeria de admisie, ceea ce va duce la o creștere a puterii motorului;
Se stabilesc modelele de modificări ale coeficientului instantaneu local de transfer de căldură din tubul de admisie al motorului cu piston;
Se arată că utilizarea inserțiilor profilate reduce încălzirea încărcăturii proaspete la admisie cu o medie de 30%, care va îmbunătăți umplutura cilindrului;
Generalizată sub formă de ecuații empirice, datele experimentale obținute privind transferul local de căldură al fluxului pulsatoriu al aerului în galeria de admisie.
Precizia rezultatelor se bazează pe fiabilitatea datelor experimentale obținute prin combinarea metodologiilor de cercetare independente și confirmată de reproductibilitatea rezultatelor experimentale, acordul lor bun la nivelul experimentelor de testare cu acești autori, precum și utilizarea unui a Complexul de metode moderne de cercetare, selectarea echipamentelor de măsurare, testarea și direcționarea sistematică.
Semnificație practică. Datele experimentale obținute creează baza pentru dezvoltarea metodelor de inginerie pentru calcularea și proiectarea sistemelor de cerneală de cerneală și, de asemenea, să extindă reprezentările teoretice despre dinamica gazelor și transferul de căldură la aer în timpul aportului în motorul cu piston. Rezultatele individuale ale lucrărilor au fost făcute la punerea în aplicare a instalației motorului Diesel Ural LLC în proiectarea și modernizarea motoarelor 6DM-21L și 8DM-21L.
Metode de determinare a debitului debitului de aer pulsatoriu în conducta de admisie a motorului și intensitatea transferului de căldură instantanee în el;
Date experimentale privind dinamica gazelor și un coeficient instantaneu local de transfer de căldură în canalul de admisie al canalului de intrare în procesul de admisie;
Rezultatele generalizării datelor privind coeficientul local al transferului de căldură a aerului în canalul de admisie al DV-urilor sub formă de ecuații empirice;
Aprobarea muncii. Principalele rezultate ale studiilor prezentate în teza raportate și au fost prezentate la "Conferințele de raportare ale tinerilor oameni de știință", Yekaterinburg, Ugtu-UPI (2006 - 2008); Departamentul de seminarii științifice "Inginerie teoretică" și "turbine și motoare", Yekaterinburg, Ugtu-upi (2006 - 2008); Conferința științifică și tehnică "Îmbunătățirea eficienței centralelor electrice de mașini cu roți și urmăriri", Chelyabinsk: Școala de Partidul Comunist al Automobile Miliștii din Chelyabinsk (Institutul Militar) (2008); Conferința științifică și tehnică "Dezvoltarea ingineriei în Rusia", St. Petersburg (2009); La consiliul științific și tehnic sub Ural Diesel Motor Plant LLC, Yekaterinburg (2009); La Consiliul Științific și Tehnic pentru tehnologia OJSC NII Autotractant, Chelyabinsk (2009).
Lucrările de disertație a fost efectuată la departamentele "inginerie teoretică de căldură și" turbine și motoare ".
1. Prezentare generală starea contemporană Studii privind sistemele de admisie a pistonului
Până în prezent, există un număr mare de literatură în care execuția constructivă a diferitelor sisteme de motoare cu combustie internă a pistonului, în special elemente individuale de admisie sisteme de DV.. Cu toate acestea, nu există practic nici o fundamentare a soluțiilor de proiectare propuse prin analizarea dinamicii gazelor și transferul de căldură al procesului de admisie. Și numai în monografiile individuale oferă date experimentale sau statistice privind rezultatele exploatare, confirmând fezabilitatea uneia sau a unei alte performanțe constructive. În acest sens, se poate argumenta că, până de curând, a fost acordată o atenție suficientă studiului și optimizării sistemelor de admisie a motoarelor cu piston.
În ultimele decenii, în legătură cu înăsprirea cerințelor economice și de mediu pentru motoarele cu combustie internă, cercetătorii și inginerii încep să plătească mai multă atenție îmbunătățirii sistemelor de admisie a motoarelor pe benzină și diesel, crezând că performanța lor este în mare măsură dependentă de Perfecțiunea proceselor care apar în căile de aer.
1.1 Elemente de bază ale sistemelor de intrare a pistonului
Sistemul de admisie al motorului cu piston, în general, constă dintr-un filtru de aer, un galerie de admisie (sau un tub de admisie), capete cilindrice care conțin canale de admisie și de ieșire, precum și mecanismul supapei. De exemplu, în figura 1.1, se arată o diagramă a sistemului de admisie a motorului diesel YMZ-238.
Smochin. 1.1. Schema sistemului de admisie al motorului diesel YMZ-238: 1 - Galeria de admisie (tub); 2 - Garnitură de cauciuc; 3.5 - Conectarea duzelor; 4 - Garnitură estimată; 6 - furtun; 7 - Filtru de aer
Alegerea parametrilor structurali optimi și caracteristicile aerodinamice ale sistemului de admisie predetermină fluxul de lucru eficient și nivelul ridicat de indicatoare de ieșire ale motoarelor cu combustie internă.
Luați în considerare pe scurt fiecare element compozit. Sistemul de admisie și funcțiile sale principale.
Capul cilindrului este unul dintre elementele cele mai complexe și importante din motorul cu combustie internă. Din selectarea corectă a formei și mărimii elementelor principale (în primul rând, perfecțiunea proceselor de umplere și de amestecare depinde în mare măsură de dimensiunea supapelor de admisie și de evacuare).
Capetele cilindrului sunt realizate în principal cu două sau patru supape pe cilindru. Avantajele designului cu două flăcări sunt simplitatea tehnologiei de fabricație și a schemei de proiectare, în masa și valoarea structurală mai mică, numărul de piese în mișcare în mecanismul de antrenare, costurile de întreținere și reparații.
Avantajele structurilor cu patru flacinate constă în utilizarea mai bună a zonei limitate de circuitul cilindrului, pentru zonele de trecere ale gorlovinei supapei, într-un proces de schimb de gaz mai eficient, într-o tensiune termică mai mică a capului datorită unei uniforme Starea termică, în posibilitatea plasării centrale a duzei sau a lumanarilor, ceea ce crește uniformitatea părților de stare termică a grupului de pistoane.
Există și alte modele de capete cilindrice, de exemplu, cu trei supape de admisie și una sau două absolvire pe cilindru. Cu toate acestea, astfel de scheme sunt aplicate relativ rare, în principal în motoarele extrem de afiliate (curse).
Influența numărului de supape pe dinamica gazelor și transferul de căldură în calea de intrare este, în general, practic studiată.
Cel mai elemente importante Capetele cilindrilor din punct de vedere al influenței acestora asupra dinamicii gazelor și a procesului de intrare a schimbului de căldură din motor sunt tipurile de canale de admisie.
Una dintre modalitățile de optimizare a procesului de umplere este profilarea canalelor de admisie în capul cilindrului. Există o mare varietate de forme de profilare pentru a asigura mișcarea direcțională a încărcăturii proaspete în cilindrul motorului și îmbunătățirea procesului de amestecare, acestea sunt descrise în cele mai detaliate.
În funcție de tipul de proces de amestecare, canalele de admisie sunt efectuate de un singur funcțional (dezgustat), oferind numai umplere cu cilindri cu aer sau cu două funcții (tangențiale, șurub sau alt tip) utilizate pentru încărcarea de aer și răsucire a aerului Cilindru și camera de combustie.
Să ne întoarcem la întrebarea caracteristicilor designului colectorilor de admisie a motoarelor pe benzină și diesel. O analiză a literaturii arată că colectorul de admisie (sau tubul de cerneală) nu are puțină atenție și este adesea luată în considerare numai ca o conductă pentru alimentarea cu aer sau amestec de combustibil în motor.
Filtrul de aer este o parte integrantă a sistemului de admisie al motorului cu piston. Trebuie remarcat faptul că în literatură, se acordă mai multă atenție proiectării, materialelor și rezistenței elementelor de filtrare și, în același timp, efectul elementului de filtrare asupra indicatorilor de gaze-dinamic și termic, precum și cheltuielile Caracteristicile sistemului de combustie internă a pistonului, este practic considerată.
1.2 Dinamica gazelor de flux în canalele de admisie și metodele de studiere a procesului de admisie în motorul cu piston
Pentru o înțelegere mai precisă a esenței fizice a rezultatelor obținute de alți autori, acestea sunt prezentate simultan cu metodele teoretice și experimentale utilizate, deoarece metoda și rezultatul sunt într-o singură comunicare organică.
Metodele pentru studiul sistemelor de admisie ale KHOS pot fi împărțite în două grupe mari. Primul grup include analiza teoretică a proceselor din sistemul de admisie, inclusiv simularea numerică. Pentru cel de-al doilea grup, vom atrage toate modalitățile de a studia experimental procesul de admisie.
Alegerea metodelor de cercetare, estimări și ajustare a sistemelor de admisie este determinată de obiectivele stabilite, precum și de posibilitățile materiale existente, experimentale și calculate.
Până în prezent, nu există metode analitice care să permită să fie destul de precis pentru estimarea nivelului de intensitate a gazului în camera de combustie, precum și rezolvarea problemelor private asociate cu o descriere a mișcării în calea de admisie și de expirarea gazelor de la decalajul supapei în procesul real nesalabile. Acest lucru se datorează dificultăților de descriere a fluxului tridimensional al gazelor pe canalele curbiliniare, cu obstacole bruscă, o structură complexă de flux spațial, cu o priză de gaz cu jet prin slotul supapei și un spațiu parțial plin de cilindru de volum variabil, interacțiunea de fluxuri între ei, cu pereții cilindrului și fundul mobil al pistonului. Determinarea analitică a câmpului optim al vitezei în tubul de admisie, în slotul supapei inelului și distribuția fluxurilor din cilindru este complicată de lipsa unor metode precise pentru evaluarea pierderilor aerodinamice care rezultă dintr-o încărcătură proaspătă în sistemul de admisie și la gaz în cilindru și curge în jurul suprafețelor sale interne. Se știe că în canal există zone instabile de tranziție a debitului de la laminar la modul de flux turbulent, regiunea separării stratului de graniță. Structura fluxului este caracterizată de variabile de timp și de locul lui Reynolds, nivelul de non-staționară, intensitatea și amploarea turbulențelor.
Multe lucrări multidirecționale sunt dedicate modelării numerice a mișcării încărcăturii de aer pe intrare. Ele produc modelarea fluxului de admisie a viotexului de admisie a orificiului admisiei pornirii ventilului de admisie, calculul fluxului tridimensional în canalele de admisie ale capului cilindrului, modelarea fluxului în fereastra de admisie și a motorului Cilindru, o analiză a efectului fluxurilor directe și de învârtire asupra procesului de amestecare și a studiilor calculate ale efectului răsucire a încărcăturii în cilindrul diesel, amploarea emisiilor de oxizi de azot și indicatoarele ciclului indicator. Cu toate acestea, numai în unele lucrări, simularea numerică este confirmată de datele experimentale. Și exclusiv pe studii teoretice este dificil de a judeca acuratețea și gradul de aplicabilitate al datelor. De asemenea, trebuie subliniat faptul că aproape toate metodele numerice vizează studierea proceselor din proiectarea deja existentă a orificiului de intrare al sistemului de admisie al intensității DV-urilor pentru a-și elimina deficiențele și a nu dezvolta noi soluții de proiectare eficiente.
În paralel, se aplică metodele clasice analitice pentru calcularea fluxului de lucru în motor și procese separate de schimb de gaze în acesta. Cu toate acestea, în calculele fluxului de gaze din supapele și canalele de admisie și de evacuare, ecuațiile fluxului staționar unic dimensional sunt utilizate în principal, luând curentul cvasi-staționar. Prin urmare, metodele de calcul în cauză sunt estimate exclusiv (aproximativ) și, prin urmare, necesită rafinament experimental în laborator sau pe un motor real în timpul testelor de bancă. Metodele de calculare a schimbului de gaze și principalii indicatori dinamici ai procesului de admisie într-o formulare mai dificilă se dezvoltă în lucrări. Cu toate acestea, ele oferă, de asemenea, doar informații generale despre procesele discutate, nu formează o reprezentare suficient de completă a cursurilor de schimb gazo-dinamic și de căldură, deoarece se bazează pe date statistice obținute în modelarea matematică și / sau purjele statice ale tractului de admisie al cerneala și pe metodele de simulare numerică.
Cele mai exacte și mai fiabile date privind procesul de admisie din motorul cu piston pot fi obținute în studiul pe motoarele cu funcționare reală.
La primele studii ale încărcării în cilindrul motorului din modul de testare a arborelui, experimentele clasice ale Ricardo și numerarul pot fi atribuite. Riccardo a instalat un rotor în camera de combustie și a înregistrat viteza de rotație atunci când este bifată arborele motorului. Anemometrul a fixat valoarea medie a vitezei gazului pentru un singur ciclu. Ricardo a introdus conceptul de "raportul de vortex", corespunzător raportului frecvenței rotorului, a măsurat rotația vârtejului și a arborelui cotit. Cass-ul a instalat placa în camera de combustie deschisă și a înregistrat efectul asupra fluxului de aer. Există și alte modalități de utilizare a plăcilor asociate cu senzorii de tenidați sau inductivi. Cu toate acestea, instalarea plăcilor deformează fluxul rotativ, care este dezavantajul acestor metode.
Un studiu modern al dinamicii gazelor direct pe motoare necesită instrumente speciale de măsurare care sunt capabile să lucreze în condiții adverse (zgomot, vibrații, elemente rotative, temperaturi ridicate și presiune la arderea combustibilului și în canalele de evacuare). În acest caz, procesele din DV-uri sunt de mare viteză și periodice, astfel încât echipamentul de măsurare și senzorii trebuie să aibă o viteză foarte mare. Toate acestea complică foarte mult studiul procesului de admisie.
Trebuie remarcat faptul că, în prezent, metodele de cercetare naturală asupra motoarelor sunt utilizate pe scară largă, atât pentru a studia fluxul de aer în sistemul de admisie, cât și pentru cilindrul motorului și pentru analiza efectului formării de vortex pe intrarea toxicității pentru toxicitate de gaze de eșapament.
Cu toate acestea, studiile naturale, unde, în același timp, un număr mare de factori diverși, nu permit penetrarea detaliilor mecanismului unui fenomen separat, nu permiteți utilizarea echipamentelor de înaltă precizie, complexe. Toate acestea sunt prerogativele studiilor de laborator utilizând metode complexe.
Rezultatele studiului dinamicii gazelor din procesul de admisie, obținute în studiul pe motoare, sunt destul de detaliate în monografie.
Dintre acestea, cel mai mare interes este oscilograma modificărilor în debitul de aer în secțiunea de intrare a canalului de admisie al motorului C10.5 / 12 (D 37) din instalația de tractor Vladimir, care este prezentată în Figura 1.2.
Smochin. 1.2. Parametrii de curgere în secțiunea de intrare a canalului: 1 - 30 S -1, 2 - 25 S -1, 3 - 20 S -1
Măsurarea debitului de aer în acest studiu a fost efectuată utilizând un termomemometru care funcționează în modul DC.
Iar aici este oportun să se acorde atenție la felul de termoemometrie, care, datorită unui număr de avantaje, a primit o astfel de gaze-dinamică pe scară largă a diferitelor procese în cercetare. În prezent, există diferite scheme de termomanmometre în funcție de sarcini și de domeniul cercetării. Cea mai detaliată teorie a termoenemometriei este luată în considerare în. De asemenea, trebuie remarcat o mare varietate de modele de senzori de termotemometru, care indică utilizarea pe scară largă a acestei metode în toate domeniile industriei, inclusiv ingineria.
Luați în considerare problema aplicabilității metodei termoenemometrice pentru studierea procesului de admisie în motorul cu piston. Astfel, dimensiunile mici ale elementului sensibile al senzorului de termotemometru nu fac modificări semnificative în natura fluxului de aer; Sensibilitatea ridicată a anemometrelor vă permite să înregistrați fluctuații cu amplitudini mici și frecvențe înalte; Simplitatea schemei hardware face posibilă înregistrarea cu ușurință a semnalului electric de la ieșirea termomemetrului, urmată de prelucrarea acestuia pe un computer personal. În termomemometrie, acesta este utilizat în modurile de dimensionare a senzorilor unu, doi sau trei componente. Un fir sau un filme de metale refractare cu o grosime de 0,5-20 pm și o lungime de 1-12 mm sunt de obicei utilizate ca un element sensibil al senzorului de termotemometru, care este fixat pe picioarele de crom sau din piele de crom. Acesta din urmă trece printr-un tub de porțelan cu două, trei sau patru grate, care este pus pe etanșarea carcasei metalică din descoperire, carcasa metalică, în capul blocului pentru studiul spațiului intra-cilindru sau în conducte pentru a determina componentele medii și ripple ale vitezei de gaze.
Și acum înapoi la oscilograma prezentată în figura 1.2. Graficul atrage atenția asupra faptului că prezintă o modificare a debitului de aer din unghiul de rotație a arborelui cotit (p.K.V.) numai pentru tact de admisie (200 grade. P.k.v.), în timp ce informațiile de odihnă pe alte ceasuri ca ea au fost "tăiate". Această oscilogramă este obținută pentru frecvența de rotație a arborelui cotit de la 600 la 1800 min -1, în timp ce în motoare moderne Gama de viteze de operare este mult mai mare: 600-3000 min -1. Atenția este atrasă de faptul că debitul din tractare înainte de deschiderea supapei nu este zero. La rândul său, după închiderea supapei de admisie, viteza nu este resetată, probabil pentru că în calea există un debit de piston de înaltă frecvență, care în unele motoare este utilizat pentru a crea o dinamică (sau inertige).
Prin urmare, este important să înțelegem procesul în ansamblu, datele privind schimbarea debitului de aer în tractul de admisie pentru întregul flux de lucru al motorului (720 grade, PKV) și în întreaga gamă de funcționare a frecvenței de rotație a arborelui cotit. Aceste date sunt necesare pentru îmbunătățirea procesului de admisie, căutarea unor modalități de creștere a amplorii unei încărcături proaspete introduse în cilindrii motorului și crearea sistemelor dinamice supercuitare.
Luați în considerare pe scurt particularitățile dinamice supraalimentate în motorul cu piston, care se desfășoară în moduri diferite. Nu numai fazele de distribuție a gazelor, ci și designul căilor de admisie și de absolvire afectează procesul de admisie. Mișcarea pistonului atunci când tact de admisie duce la o supapă deschisă de admisie la formarea valului de backpressură. La o conductă deschisă de admisie, acest val de presiune are loc cu o masă de aer ambiental fix, reflectată de ea și se deplasează înapoi la conducta de admisie. Airfold de fluctuație al coloanei de aer din conducta de admisie poate fi utilizat pentru a crește umplutura de cilindri cu încărcătură proaspătă și, prin urmare, obținând o cantitate mare de cuplu.
Cu o formă diferită de superchard dinamic - superior inerțial, fiecare canal de admisie al cilindrului are propriul tub de rezonare separat, acustica de lungime corespunzătoare conectată la camera de colectare. În astfel de tuburi rezonante, valul de compresie care vine de la cilindri se poate răspândi independent unul de celălalt. Atunci când coordonează lungimea și diametrul tuburilor de rezonare individuale cu faze ale fazei de distribuție a gazului, valul de compresie, reflectat la capătul tubului de rezonator, revine prin supapa de admisie deschisă a cilindrului, asigură astfel cea mai bună umplere.
Reducerea rezonantă se bazează pe faptul că în fluxul de aer din conducta de admisie la o anumită viteză de rotație a arborelui cotit există o oscilații rezonante cauzate de mișcarea reciprocă a pistonului. Acest lucru, cu aspectul corect al sistemului de admisie, duce la o creștere suplimentară a presiunii și la un efect adeziv suplimentar.
În același timp, metodele de creștere dinamice menționate funcționează într-o gamă îngustă de moduri, necesită o setare complexă și permanentă, deoarece caracteristicile acustice ale motorului sunt schimbate.
De asemenea, datele dinamicii gazelor pentru întregul flux de lucru al motorului pot fi utile pentru a optimiza procesul de umplere și căutările pentru creșterea fluxului de aer prin motor și, în consecință, puterea sa. În același timp, intensitatea și amploarea turbulenței fluxului de aer, care sunt generate în canalul de admisie, precum și numărul de voturi formate în timpul procesului de admisie.
Fluxul rapid de încărcare și turbulențele la scară largă în debitul de aer oferă o bună amestecare a aerului și a combustibilului și, prin urmare, arderea deplină cu o concentrație scăzută substanțe dăunătoare În gazele de eșapament.
Unul dintre calea de a crea voturile în procesul de admisie este utilizarea unei clapete care împărtășește calea de admisie în două canale, dintre care unul se poate suprapune, controlând mișcarea încărcării amestecului. Există un număr mare de versiuni de design care să conțină componenta tangențială a mișcării fluxului pentru a organiza voturi direcționale în conducta de admisie și cilindrul motorului
. Scopul tuturor acestor soluții este de a crea și gestiona voturi verticale în cilindrul motorului.
Există și alte modalități de control al încărcării proaspete de umplere. Designul unui canal de admisie spirală este utilizat în motor cu o etapă diferită de rotiri, locuri plate pe peretele interior și marginile ascuțite la ieșirea canalului. Un alt dispozitiv pentru reglarea formării vortexului în cilindrul motorului este un arc spiralat instalat în canalul de admisie și fixat rigid de un capăt înainte de supapă.
Astfel, este posibil să se observe tendința cercetătorilor pentru a crea vârtejuri mari de diferite direcții de distribuție pe intrare. În acest caz, fluxul de aer trebuie să conțină în principal turbulențe la scară largă. Aceasta duce la o îmbunătățire a amestecului și la arderea ulterioară a combustibilului, atât în \u200b\u200bbenzină, cât și în motoare diesel. Și, ca rezultat, consumul specific de combustibil și emisiile de substanțe nocive cu gaze uzate sunt reduse.
Cu toate acestea, în literatura de specialitate nu există informații despre încercările de a controla formarea de vortex utilizând profilarea transversală - o schimbare a formularului secțiune transversală Canal și se știe că afectează puternic natura fluxului.
După cele de mai sus, se poate concluziona că, în această etapă, în literatura de specialitate există o lipsă semnificativă de informații fiabile și complete privind dinamica gazului de intrare, și anume: modificarea vitezei debitului de aer din colțul arborelui cotit pentru întregul flux de lucru al motorului în intervalul de funcționare al arborelui de frecvență de rotație a arborelui cotit; Efectul filtrului asupra dinamicii gazului procesului de admisie; Scara turbulenței are loc în timpul aportului; Influența nontationarității hidrodinamice asupra consumabilelor în tractul de admisie al DV-urilor etc.
Sarcina urgentă este de a căuta metodele de creștere a fluxului de aer prin intermediul cilindrilor motorului cu rafinament minimal al motorului.
După cum sa menționat deja mai sus, datele de intrare cele mai complete și fiabile pot fi obținute din studiile privind motoarele reale. Cu toate acestea, această direcție de cercetare este foarte complexă și costisitoare, iar pentru o serie de aspecte este aproape imposibilă, prin urmare, metodele combinate de studiere a proceselor în ICC au fost dezvoltate de experimentatori. Luați în considerare pe scară largă de la ei.
Dezvoltarea unui set de parametri și metode de calculare și studii experimentale se datorează numărului mare de descrieri analitice cuprinzătoare ale proiectării sistemului de admisie al motorului cu piston, dinamica procesului și mișcarea încărcării în canalele de admisie și cilindru.
Rezultatele acceptabile pot fi obținute atunci când un studiu comun al procesului de admisie pe un computer personal utilizând metode numerice de modelare și experimental prin purges statice. Conform acestei tehnici, au fost făcute multe studii diferite. În astfel de lucrări, fie posibilitatea de simulare numerică a fluxurilor de învârtire în sistemul de admisie al sistemului de cerneală, urmată de testarea rezultatelor utilizând un purjare în modul static pe o instalare a inspectorului sau un model matematic calculat, se dezvoltă pe baza datelor experimentale obținute în moduri statice sau în timpul funcționării modificărilor individuale ale motoarelor. Subliniem că baza aproape a tuturor acestor studii este luată date experimentale obținute prin ajutorul suflării statice a sistemului de admisie al sistemului de cerneală.
Luați în considerare o modalitate clasică de a studia procesul de admisie utilizând un anemometru de verandă. Cu buze fixe, produce o curățare a canalului de testare cu diverse consumuri de aer. Pentru curățarea, se utilizează capete de cilindru real, turnate din metal sau modelele lor (din lemn pliabil, gips, de la rășini epoxidice etc.) asamblate cu supape care ghidează liniile de bush și ședele. Cu toate acestea, ca teste comparative descrise, această metodă oferă informații privind efectul formei căii, dar rotorul nu răspunde la acțiunea întregului flux de aer în secțiune transversală, ceea ce poate duce la o eroare semnificativă la estimarea intensitatea încărcării în cilindru, care este confirmată matematic și experimentală.
O altă metodă răspândită de studiere a procesului de umplere este o metodă care utilizează o rețea ascunsă. Această metodă diferă de cea precedentă prin faptul că debitul de aer rotativ absorbit este trimis la rănirea pe lama grila ascunsă. În acest caz, fluxul rotativ este furat și se formează un moment de jet pe lamele, care este înregistrat de senzorul capacitiv în magnitudinea unghiului de spin de torcion. Fluxul ascuns, trecând prin grilă, curge printr-o secțiune deschisă la capătul manșonului în atmosferă. Această metodă vă permite să evaluați în mod cuprinzător canalul de admisie a indicatorilor de energie și prin amploarea pierderilor aerodinamice.
Chiar și în ciuda faptului că metodele de cercetare pe modelele statice oferă doar ideea cea mai generală a caracteristicilor gaze-dinamice și de schimb de căldură ale procesului de admisie, ele rămân relevante datorită simplității lor. Cercetătorii folosesc din ce în ce mai mult aceste metode numai pentru evaluarea preliminară a perspectivelor sistemelor de admisie sau a conversiilor deja existente. Cu toate acestea, pentru o înțelegere completă, detaliată a fizicii fenomenelor în timpul procesului de admisie a acestor metode, nu este suficient de suficientă.
Una dintre cele mai exacte și mai corecte moduri eficiente Studiile procesului de admisie în DV sunt experimente pe instalații speciale, dinamice. Potrivit ipotezei că caracteristicile și caracteristicile de schimb valutar și de căldură ale încărcării în sistemul de admisie sunt funcții ale parametrilor geometrici și factori de regim pentru studiu, este foarte util să se utilizeze un model dinamic - instalarea experimentală, care cel mai adesea reprezintă Un model de motor cu un singur dimensiuni pe diverse moduri de mare vitezăAcționând prin testarea arborelui cotit dintr-o sursă de energie străină și echipată cu diferite tipuri de senzori. În acest caz, puteți estima eficiența totală față de anumite soluții sau eficiența acestora este elementul. În general, un astfel de experiment este redus pentru a determina caracteristicile de curgere în diferite elemente ale sistemului de admisie (valori instantanee ale temperaturii, presiunii și vitezei), variind colțul rotației arborelui cotit.
Astfel, cea mai optimă modalitate de a studia procesul de admisie, care oferă date complete și fiabile este crearea unui model dinamic unic-cilindră de motor cu piston, condus la rotație dintr-o sursă de energie străină. În acest caz, această metodă permite investigarea atât a unui schimbător de gaze-dinamic cât și de căldură al procesului de umplere din motorul cu combustie internă cu piston. Utilizarea metodelor termoenemometrice va face posibilă obținerea unor date fiabile fără un efect semnificativ asupra proceselor care apar în sistemul de admisie al modelului motorului experimental.
1.3 Caracteristicile proceselor de schimb de căldură în sistemul de admisie al motorului cu piston
Studiul schimbului de căldură în motorul de combustie internă a pistonului a început, de fapt, de la crearea primelor mașini de lucru - J. Lenoara, N. Otto și R. Diesel. Și, desigur, la etapa inițială atentie speciala A fost plătită studiului de schimb de căldură în cilindrul motorului. Primele lucrări clasice în această direcție pot fi atribuite.
Cu toate acestea, numai lucrările efectuate de V.I. Grinevik, a devenit o fundație solidă, care sa dovedit a fi posibilă construirea teoriei schimbului de căldură pentru motoarele cu piston. Monografia în cauză este dedicată în primul rând calculării termice a proceselor intra-cilindri în OI. În același timp, poate găsi, de asemenea, informații despre indicatorii schimburi de căldură în procesul de intrare de interes pentru noi, și anume, există date statistice privind amploarea încălzirii încărcăturii proaspete, precum și formulele empirice pentru a calcula parametrii la începutul și sfârșitul tactului de admisie.
Mai mult, cercetătorii au început să rezolve sarcini mai private. În special, V. Nusselt a primit și a publicat o formulă pentru coeficientul de transfer de căldură într-un cilindru de motor cu piston. N.R. Valoarea sa în monografia sa a clarificat formula lui Nusselt și a demonstrat destul de clar că, în fiecare caz (tip de motor, metoda de formare a amestecării, rata de viteză, nivelul de boom) Coeficienții locali de transfer de căldură ar trebui clarificați de rezultatele experimentelor directe.
O altă direcție în studiul motoarelor cu piston este studiul schimbului de căldură în fluxul de gaze de eșapament, în special, obținând date privind transferul de căldură în timpul unui flux de gaz turbulent în conducta de eșapament. Un număr mare de literatură este dedicat rezolvării acestor sarcini. Această direcție este destul de bine studiată atât în \u200b\u200bcondiții de epurare statică, cât și sub nontationaritatea hidrodinamică. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că, prin îmbunătățirea sistemului de evacuare, este posibilă creșterea semnificativă a indicatorilor tehnici și economici ai motorului de combustie internă a pistonului. În cursul dezvoltării acestei zone au fost efectuate multe lucrări teoretice, inclusiv soluții analitice și modelare matematică, precum și multe studii experimentale. Ca urmare a unui astfel de studiu cuprinzător al procesului de eliberare, s-au propus un număr mare de indicatori care caracterizează procesul de eliberare pentru care poate fi evaluată calitatea proiectării sistemului de evacuare.
Studiul schimbului de căldură al procesului de admisie este încă acordat o atenție insuficientă. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că studiile din domeniul optimizării schimbului de căldură în cilindru și tractul de evacuare au fost inițial mai eficiente în ceea ce privește îmbunătățirea competitivității motorului cu piston. Cu toate acestea, în prezent, dezvoltarea industriei motoare a atins un astfel de nivel, o creștere a indicatorului motorului cel puțin câteva zeci procente este considerată a fi o realizare serioasă pentru cercetători și ingineri. Prin urmare, luând în considerare faptul că instrucțiunile de îmbunătățire a acestor sisteme sunt în principal epuizate, în prezent, din ce în ce mai mulți specialiști caută noi oportunități de îmbunătățire a fluxurilor de lucru ale motoarelor cu piston. Și una dintre aceste direcții este studiul schimbului de căldură în timpul admisiei din admisie.
În literatura de specialitate privind schimbul de căldură în procesul de admisie, munca se poate distinge cu privire la studiul influenței intensității fluxului de vigoare a încărcăturii de la intrarea în starea termică a pieselor motorului (cap de cilindru, admisie și supapa de evacuare, suprafețele cilindrilor). Aceste lucrări sunt de mare caracter teoretic; Pe baza soluționării ecuațiilor nonlinear Navier-Stokes și modelarea Fourier-Ostrogradsky, precum și modelarea matematică utilizând aceste ecuații. Luând în considerare un număr mare de ipoteze, rezultatele pot fi luate ca bază pentru studii experimentale și / sau pot fi estimate în calculele ingineriei. De asemenea, aceste lucrări conțin studii experimentale pentru a determina fluxurile de căldură locale non-staționare într-o cameră de ardere diesel într-o gamă largă de intensitate a aerului de intrare a intensității.
Lucrările de schimb de căldură menționate mai sus în procesul de admisie cel mai adesea nu afectează influența dinamicii gazelor asupra intensității locale a transferului de căldură, care determină dimensiunea încălzirii tensiunii de încărcare proaspătă și a temperaturii în galeria de admisie (conductă). Dar, așa cum este bine cunoscut, amploarea încălzirii de încărcare proaspătă are un efect semnificativ asupra consumului de masă de încărcare proaspătă prin intermediul cilindrilor motorului și, în consecință, puterea sa. De asemenea, o scădere a intensității dinamice a transferului de căldură în calea de admisie a motorului pistonului poate reduce tensiunea la temperatură și astfel va crește resursa acestui element. Prin urmare, studiul și rezolvarea acestor sarcini reprezintă o sarcină urgentă pentru dezvoltarea clădirii motorului.
Trebuie indicat faptul că în prezent pentru calculele de inginerie utilizează date statice de purjare, care nu este corectă, deoarece non-stationaritatea (pulsația de curgere) afectează puternic transferul de căldură în canale. Studiile experimentale și teoretice indică o diferență semnificativă în coeficientul de transfer de căldură în condiții nontationare dintr-un caz staționar. Poate ajunge la o valoare de 3-4 ori. Principalul motiv pentru această diferență este restructurarea specifică a structurii fluxului turbulent, așa cum se arată în.
Se stabilește că, ca urmare a efectului asupra fluxului de nonstationaritate dinamică (accelerația curentului), ea are loc în structura cinematică, ceea ce duce la o scădere a intensității proceselor de schimb de căldură. De asemenea, sa constatat că accelerația debitului conduce la o creștere de 2-3 la-alarmă a tensiunilor tangente de bronzare și ulterior la fel de mult ca scăderea coeficienților locali de transfer de căldură.
Astfel, pentru calcularea dimensiunii încălzirii încărcăturii proaspete și determinarea tensiunilor de temperatură din galeria de admisie (conducta), sunt necesare date privind transferul de căldură locală instantanee în acest canal, deoarece rezultatele purjelor statice pot duce la erori grave ( Mai mult de 50%) la determinarea coeficientului de transfer de căldură în tractul de admisie, care este inacceptabil chiar și pentru calculele de inginerie.
1.4 Concluzii și stabilirea obiectivelor studiului
Pe baza celor de mai sus, pot fi trase următoarele concluzii. Caracteristicile tehnologice Motorul de combustie internă este în mare măsură determinat de calitatea aerodinamică a căii de admisie ca elemente întregi și individuale: galeria de admisie (conducta de admisie), canalul din capul cilindrului, plăcile gâtului și supapelor, camerele de combustie în partea de jos a piston.
Cu toate acestea, este în prezent accentul pe optimizarea designului canalului în capul cilindrului și sistemele complexe de umplere a cilindrilor, cu o încărcătură proaspătă, în timp ce se poate presupune că numai prin profilul galeriei de admisie poate fi afectată de gaze-dinamic, căldură Consumabile de schimb și motoare.
În prezent, există o mare varietate de mijloace și metode de măsurare pentru studiul dinamic al procesului de admisie al motorului, iar complexitatea metodologică principală constă în alegerea și utilizarea corectă a acestora.
Pe baza analizei de mai sus a datelor din literatură, pot fi formulate următoarele sarcini de disertație.
1. Să stabilească efectul configurației galeriei de admisie și prezența elementului de filtrare asupra dinamicii gazelor și consumabilele motorului pistonului de combustie internă, precum și să dezvăluie factorii hidrodinamici ai schimbului de căldură al fluxului pulsator pereții canalului canalului de admisie.
2. Elaborarea unei metode pentru creșterea fluxului de aer printr-un sistem de admisie al motorului cu piston.
3. Găsiți principalele modele de modificări ale transferului de căldură locală instantanee în calea de admisie a motorului cu piston în condiții de nontationaritate hidrodinamică în canalul cilindric clasic și, de asemenea, afla efectul configurației sistemului de admisie (inserții profilate și filtre de aer) La acest proces.
4. Pentru a rezuma datele experimentale privind un coeficient instantaneu local de transfer de căldură în galeria de admisie a intrărilor de admisie a pistonului.
Pentru a rezolva sarcinile pentru a dezvolta tehnicile necesare și pentru a crea o configurație experimentală sub forma unui model de scule al motorului cu piston, echipat cu un sistem de control și măsurare cu colectare automată și prelucrare a datelor.
2. Descrierea metodelor de instalare și măsurare experimentală
2.1 Instalarea experimentală pentru studiul admisiei de admisie
Caracteristicile caracteristice ale proceselor de admisie studiate sunt dinamismul și frecvența lor datorită unei game largi de viteză de rotație a motorului și a armonicității acestor periodice asociate mișcării pistonului neuniform și modificărilor în configurația căii de admisie în zona zonei supapei. Ultimii doi factori sunt interconectați cu acțiunea mecanismului de distribuție a gazelor. Reproduceți astfel de condiții cu o precizie suficientă poate decât cu ajutorul unui model de câmp.
Deoarece caracteristicile dinamice ale gazelor sunt funcții ale parametrilor geometrici și a factorilor de regim, modelul dinamic trebuie să se potrivească cu motorul unei anumite dimensiuni și să funcționeze în moduri caracteristice de mare viteză ale testului arborelui cotit, dar deja dintr-o sursă străină de energie. Pe baza acestor date, este posibilă dezvoltarea și evaluarea eficienței totale față de anumite soluții care vizează îmbunătățirea căii de admisie în ansamblu, precum și separat de diferiți factori (constructivi sau regimului).
Pentru studiul dinamicii gazelor și procesului de transfer de căldură în motorul cu piston de combustie internă, o instalație experimentală a fost proiectată și fabricată. A fost dezvoltată pe baza modelului motorului 11113 VAZ - OKA. La crearea instalării, au fost utilizate detaliile prototipului, și anume: tija de legătură, degetul cu piston, pistonul (cu rafinament), mecanismul de distribuție a gazului (cu rafinament), scripețe arborelui cotit. Figura 2.1 prezintă o secțiune longitudinală a instalației experimentale, iar în figura 2.2 este secțiunea sa transversală.
Smochin. 2.1. Lady tăiat instalația experimentală:
1 - Cuplaj elastic; 2 - degetele de cauciuc; 3 - cervical; 4 - Cervix nativ; 5 - obraz; 6 - piulița M16; 7 - contragreutate; 8 - nuci M18; 9 - Rulmenți indigeni; 10 - Sprijină; 11 - Rulmenți de legătură; 12 - Rod; 13 - degetul cu piston; 14 - piston; 15 - manșon cilindru; 16 - cilindru; 17 - baza cilindrului; 18 - suporturi cilindrice; 19 - inelul fluoroplast; 20 - plăcuța de referință; 21 - Hexagon; 22 - Garnitură; 23 - supapa de admisie; 24 - Supapa de absolvire; 25 - arbore de distribuție; 26 - scripete distribuție Vala.; 27 - scripete arborelui cotit; 28 - Cureaua dințată; 29 - Roller; 30 - stand de tensionare; 31 - Șurub de tensionare; 32 - Maslenka; 35 - Motor asincron
Smochin. 2.2. Secțiunea transversală a instalării experimentale:
3 - cervical; 4 - Cervix nativ; 5 - obraz; 7 - contragreutate; 10 - Sprijină; 11 - Rulmenți de legătură; 12 - Rod; 13 - degetul cu piston; 14 - piston; 15 - manșon cilindru; 16 - cilindru; 17 - baza cilindrului; 18 - suporturi cilindrice; 19 - inelul fluoroplast; 20 - plăcuța de referință; 21 - Hexagon; 22 - Garnitură; 23 - supapa de admisie; 25 - arbore de distribuție; 26 - scripete arborelui cu came; 28 - Cureaua dințată; 29 - Roller; 30 - stand de tensionare; 31 - Șurub de tensionare; 32 - Maslenka; 33 - Introduceți profilat; 34 - Canal de măsurare; 35 - Motor asincron
După cum se poate observa din aceste imagini, instalarea este un model natural al motorului cu combustie internă cu un singur cilindru de dimensiune 7.1 / 8.2. Un cuplu dintr-un motor asincron este transmis printr-o cuplare elastică 1 cu șase degete de cauciuc 2 pe arborele cotit al designului original. Ambreiajul utilizat este capabil să compenseze în mod semnificativ inconsectabilitatea compusului arborilor motorului asincron și arborelui cotit al instalației, precum și la reducerea încărcăturilor dinamice, în special la pornirea și oprirea dispozitivului. Arborele cotit, la rândul său, constă dintr-o tijă de conectare cervixă 3 și două gâturi indigene 4, care sunt conectate unul cu celălalt cu obraji 5. Cervixul tijei este presat cu tensiune în obraz și fixat cu piulițe 6. Pentru a reduce vibrațiile la obraji sunt fixate cu șuruburi anti-test 7. Mișcarea axială a arborelui cotit împiedică piulița 8. Arborele cotit se rotește în rulmenții de rulare închisă 9 fixați în suporturi 10. Două rulment de rulare închise 11 sunt instalate pe un gât de legătură, pe care Tija de conectare 12 este montată. Utilizarea a două rulmenți în acest caz este asociată cu dimensiunea de aterizare a tijei de conectare. La tija de legătură cu un deget de piston 13, pistonul 14 este montat pe manșonul de fier de turnat 15, presat în cilindrul de oțel 16. Cilindrul este montat pe baza 17, care este plasat pe suporturile cilindrului 18. Unul larg Inelul fluoroplastic 19 este instalat pe piston, în loc de trei oțel standard. Utilizarea manșonului de porc și a inelului fluoroplastic oferă o scădere accentuată a frecării în perechi de mâneci de piston și inele cu piston - manșon. Prin urmare, instalația experimentală este capabilă să funcționeze scurt (până la 7 minute) fără un sistem de lubrifiere și sistem de răcire pe frecvențele de operare ale rotației arborelui cotit.
Toate elementele fixe majore ale instalației experimentale sunt fixate pe placa de bază 20, care, cu două hexagoane, 21 este atașată la masa de laborator. Pentru a reduce vibrația dintre hexagon și placa de susținere există o garnitură de cauciuc 22.
Mecanismul instalației experimentale de sincronizare este împrumutat din mașina VAZ 11113: un cap de bloc este utilizat ansamblu cu unele modificări. Sistemul constă dintr-o supapă de admisie 23 și supapă de evacuare 24, care sunt controlate utilizând un arbore cu came 25 cu scripete 26. Robinetul arborelui cu came este conectat la scripetele arborelui cotit 27 folosind curea dințată 28. La arborele cotit al arborelui de instalare există două scripete pentru simplificarea sistemului de tensionare a centurii de transmisie a arborelui cu came. Tensiunea curelei este controlată de rola 29, care este instalată pe suportul 30, iar șurubul de tensionare 31. Maslinerii 32 au fost instalate pentru lubrifierea lagărelor arborelui cu came, a uleiului, a căror gravitație ajunge la rulmenții de alunecare a arborelui cu came.
Documente similare
Caracteristicile aportului ciclului valid. Influența diferiților factori asupra umplerii motoarelor. Presiune și temperatură la capătul aportului. Coeficientul de gaz rezidual și factorii care determină amploarea sa. Admis la accelerarea mișcării pistonului.
prelegere, a adăugat 30.05.2014
Dimensiunile secțiunilor de curgere în gâturi, cams pentru supapele de admisie. Profilarea unui camă nereușită care conduce o supapă de admisie. Viteza de împingere la colțul pumnului. Calcularea arcurilor supapei și a arborelui cu came.
lucrări de curs, a fost adăugată 03/28/2014
General Pe motorul de combustie internă, dispozitivul și caracteristicile activității, avantajelor și dezavantajelor. Fluxul de lucru al motorului, metodele de aprindere a combustibilului. Căutați instrucțiuni pentru a îmbunătăți designul unui motor cu combustie internă.
rezumat, a adăugat 06/21/2012
Calcularea proceselor de umplere, comprimare, combustie și extindere, determinare a indicatorului, a parametrilor eficienți și geometrici ai motorului pistonului aviației. Calculul dinamic al mecanismului de conectare a craniului și al calculului asupra rezistenței arborelui cotit.
lucrări de curs, a fost adăugată 01/17/2011
Studierea caracteristicilor procesului de umplere, comprimare, combustie și expansiune, care afectează în mod direct fluxul de lucru al motorului de combustie internă. Analiza indicatorului și a indicatorilor efectivi. Construirea diagramelor indicatoare ale fluxului de lucru.
cursuri, adăugate 30.10.2013
Metoda de calculare a coeficientului și a gradului de inegalitate a alimentării pompei de piston cu parametri specificați, întocmind graficul corespunzător. Condiții de aspirație a pompei cu piston. Calculul instalației hidraulice, principalii săi parametri și funcții.
examinare, a adăugat 03/07/2015
Dezvoltarea unui compresor cu piston în formă de V de 4 cilindri. Calculul termic al instalării compresorului a mașinii de refrigerare și determinarea tractului său de gaz. Construcția unui indicator și a diagramei de putere a unității. Calculul rezistenței detaliilor pistonului.
lucrări de curs, a fost adăugată 01/25/2013
caracteristici generale Schemele unei pompe cu piston axial cu un bloc înclinat de cilindri și un disc. Analiza etapelor principale de calculare și proiectare a unei pompe axiale cu un bloc înclinat. Luarea în considerare a designului regulatorului de viteză universală.
cursuri, a fost adăugată 01/10/2014
Proiectarea dispozitivului pentru operațiunile de frezare de foraj. Metoda de obținere a piesei de prelucrat. Construcția, principiul și condițiile de funcționare a unei pompe axiale cu piston. Calcularea erorii instrumentului de măsurare. Schema tehnologică pentru asamblarea mecanismului de putere.
teza, a fost adăugată 05/26/2014
Luarea în considerare a ciclurilor termodinamice ale motoarelor cu combustie internă cu alimentarea cu energie termică sub un volum și o presiune constantă. Calculul motorului termic D-240. Calculul proceselor de admisie, compresie, combustie, expansiune. Indicatori eficienți lucrarea DVS.
Acest articol discută evaluarea efectului rezonatorului asupra umplerii motorului. În exemplul exemplarului, a fost propus un rezonator - în volum egal cu cilindrul motorului. Geometria tractului de admisie împreună cu rezonatorul a fost importată în programul FlowVision. Modificarea matematică a fost efectuată ținând cont de toate proprietățile gazului în mișcare. Pentru a estima cursul debitului prin sistemul de admisie, a fost efectuată estimări ale debitului în sistem și a presiunii relative a aerului în fâșia supapei, simularea pe calculator, ceea ce a arătat eficacitatea utilizării capacității suplimentare. O evaluare a debitului prin decalajul supapei, viteza de curgere, debit, de presiune și densitatea fluxului pentru sistemul standard, modernizat și de admisie cu Rexiver a fost evaluat. În același timp, masa aerului crește, viteza de debit a debitului este redusă și densitatea aerului care intră în cilindri crește, ceea ce este reflectat favorabil asupra TV-Televii de ieșire.
tract de intrare
rezonator
umplerea unui cilindru
modelarea matematică
canal modernizat.
1. Jolobov L. A., Dydykin A. M. Modelarea matematică Procesele de schimb de gaz DVS: monografia. N.N.: NGSHA, 2007.
2. Dydyskin A. M., Zholobov L. A. Studii gazodinamice ale Metodelor DVS de modelare numerică // Tractoare și mașini agricole. 2008. № 4. P. 29-31.
3. Pritr D. M., Turcă V. A. Aeromecanica. M.: Oborongiz, 1960.
4. Khaylov M. A. Ecuația de fluctuație a presiunii calculate în conducta de aspirație a motorului de combustie internă // tr. Cyam. 1984. Nr. 152. P.64.
5. Sonkin V. I. Studiul fluxului de aer prin decalajul supapei // tr. S.U.A. 1974. Problema 149. P.21-38.
6. Samsky A. A., Popov Yu. P. Metode de diferență pentru rezolvarea problemelor dinamicii gazelor. M.: Science, 1980. P.352.
7. Rudoy B. P. Dynamica gazelor nontationare aplicate: Tutorial. UFA: UFA Aviation Institute, 1988. P.184.
8. Malivanov M.v., Khmelev R. N. privind dezvoltarea de matematică și software pentru calcularea proceselor gazo-dinamice în DVS: Materialele Conferinței științifice și practice internaționale IX. Vladimir, 2003. P. 213-216.
Mărimea cupșului motorului este proporțională cu masa aerului atribuită frecvenței rotației. Creșterea umplerii cilindrului motorului pe benzină, prin modernizarea căii de admisie, va duce la o creștere a presiunii de la sfârșitul aportului, o formare îmbunătățită a amestecării, o creștere a indicatorilor tehnici și economici ai operațiunii motorului și o scădere în toxicitatea gazelor de eșapament.
Cerințele de bază pentru calea de intrare sunt pentru a asigura o rezistență minimă la orificiul de admisie și distribuția uniformă a amestecului combustibil prin cilindrii motorului.
Asigurarea rezistenței minime la admisie poate fi realizată prin eliminarea rugozității pereților interiori ai conductelor, precum și modificări ascuțite în direcția fluxului și elimină restrângerile și extensiile bruște ale tractului.
Un efect semnificativ asupra umplerii cilindrului oferă diferite tipuri de stimulare. Cel mai simplu tip de superior este de a folosi dinamica aerului de intrare. Un volum mare al receptorului creează parțial efecte rezonante într-un domeniu specific de viteză de rotație, ceea ce duce la umplutura îmbunătățită. Cu toate acestea, ele au, ca rezultat, dezavantaje dinamice, de exemplu, abateri în compoziția amestecului cu o schimbare rapidă a încărcăturii. Aproape fluxul de cuplu ideal asigură că tubul de admisie este comutat, în care, de exemplu, în funcție de sarcina motorului, viteza de rotație și poziția accelerației sunt posibile variații:
Lungimea țevii de pulsare;
Comutați între conductele de pulsare de diferite lungimi sau diametru;
- oprirea selectivă a unei țevi separate a unui cilindru în prezența unei cantități mari de ele;
- Comutarea volumului receptorului.
În partea superioară rezonantă a grupului de cilindri cu același interval de flagel atașați conductele scurte la receptorul rezonant, care sunt conectate prin conductele rezonante cu atmosfera sau cu receptorul de colectare care acționează ca un rezonator Gölmgolts. Este un vas sferic cu gât deschis. Aerul din gât este masa oscilantă, iar volumul de aer din vasul joacă rolul unui element elastic. Desigur, o astfel de separare este adevărată doar aproximativ, deoarece unele dintre aerul din cavitate are o rezistență inerțială. Cu toate acestea, cu o valoare suficient de mare a zonei de deschidere în zona secțiunii transversale a cavității, precizia unei astfel de aproximări este destul de satisfăcătoare. Partea principală a energiei oscilației cinetice este concentrată în gâtul rezonatorului, unde viteza oscilantă a particulelor de aer are cea mai mare valoare.
Rezonatorul de admisie este setat între clapetei de accelerație și cilindru. Începe să acționeze atunci când accelerația este acoperită suficient pentru ca rezistența hidraulică să devină comparabilă cu rezistența canalului de rezonator. Când pistonul se mută, amestecul combustibil intră în cilindrul motorului nu numai de sub accelerație, ci și din rezervor. Cu o scădere a vidului, rezonatorul începe să sugă amestecul combustibil. Aceasta va urma aceeași parte, și o ejectare destul de mare, inversă.
Articolul analizează mișcarea de curgere a canalului de admisie a motorului pe benzină pe 4 timpi la frecvența de rotație a arborelui cotit de pe exemplul motorului VAZ-2108 la viteza de rotație a arborelui cotit n \u003d 5600min-1.
Această sarcină de cercetare a fost rezolvată de modul matematic utilizând pachetul software pentru modelarea proceselor gazo-hidraulice. Simularea a fost efectuată utilizând pachetul software FlowVision. În acest scop, geometria a fost obținută și importată (sub geometria este înțeleasă în volumele interne ale țevilor de admisie și de evacuare a motorului, o arigare a cilindrului) utilizând diferite formate de fișiere standard. Acest lucru permite SODR Solidworks să creeze o zonă de decontare.
În zona de calcul se înțelege ca volumul în care ecuațiile modelului matematic și la marginea volumului pe care se determină condițiile de graniță, apoi mențin geometria obținută în formatul suportat de FlowVision și îl folosește atunci când se creează a O nouă opțiune calculată.
Această sarcină utilizată ASCII, formatul binar, în extensia STL, tip stereologografiere cu o toleranță unghiulară de 4,0 grade și o abatere de 0,025 de metri pentru a îmbunătăți acuratețea rezultatelor de modelare rezultată.
După primirea modelului tridimensional al zonei de decontare, este stabilit un model matematic (un set de legi de modificări ale parametrilor fizici ai gazelor pentru această problemă).
În acest caz, se efectuează un flux substanțial subsonic de gaz la numerele mici Reynolds, care este descris de modelul fluxului turbulent al gazului complet comprimabil standard k-e Modele de turbulențe. Acest model matematic este descris de un sistem format din șapte ecuații: Două ecuații Navier - Stokes, ecuațiile de continuitate, energie, starea gazului ideal, transferul de masă și ecuația pentru energia cinetică a valurilor turbulente.
(2)
Ecuația energiei (entalpii complete)
Ecuația stadiului gazului ideal:
Componentele turbulente sunt asociate cu variabilele rămase prin valoarea viscozității turbulente, care se calculează în conformitate cu modelul standard K-ε de turbulență.
Ecuații pentru k și ε
vâscozitate turbulentă:
constante, parametri și surse:
(9)
(10)
Σk \u003d 1; Σε \u003d 1,3; Cμ \u003d 0,09; Cε1 \u003d 1,44; Cε2 \u003d 1.92.
Substanța de lucru din procesul de admisie este aer, în acest caz, considerată ca gazul perfect. Valorile inițiale ale parametrilor sunt setate pentru întreaga zonă de decontare: temperatura, concentrația, presiunea și viteza. Pentru presiune și temperatură, parametrii inițiali sunt egali cu referire. Viteza din interiorul regiunii calculate în direcțiile X, Y, Z este zero. Temperatura variabilă și presiunea în curgere sunt reprezentate de valori relative, ale căror valori absolute sunt calculate prin formula:
fa \u003d F + Fref, (11)
În cazul în care FA este valoarea absolută a variabilei, F este valoarea relativă calculată a variabilei, FREF - valoarea de referință.
Condițiile limită sunt specificate pentru fiecare dintre suprafețele calculate. În condițiile limită, este necesar să se înțeleagă combinația de ecuații și legi caracteristice suprafețelor geometriei calculate. Condițiile limită sunt necesare pentru a determina interacțiunea zonei de decontare și a modelului matematic. Pe pagină pentru fiecare suprafață indică un tip specific de condiție limită. Tipul condiției de graniță este instalat pe ferestrele de intrare a canalului de intrare - intrare gratuită. Elementele rămase - legat de perete, care nu permite și nu transmite parametrii calculați ai zonei curente. În plus față de toate condițiile limită de mai sus, este necesar să se țină seama de condițiile limită de pe elementele mobile incluse în modelul matematic selectat.
Piesele mobile includ supapa de admisie și evacuare, piston. La limitele elementelor mobile, determinăm tipul de starea de graniță a peretelui.
Pentru fiecare dintre corpurile mobile, legea mișcării este stabilită. Schimbarea ratei pistonului este determinată de formula. Pentru a determina legile mișcării supapei, curbele de ridicare a supapei au fost îndepărtate în 0,50 cu o precizie de 0,001 mm. Apoi au fost calculate viteza și accelerarea mișcării supapei. Datele obținute sunt convertite în biblioteci dinamice (viteza de timp).
Următoarea etapă din procesul de simulare este generarea grilajului computațional. FlowVision utilizează o plasă computațională adaptivă la nivel local. Inițial, se creează o rețea computațională inițială și apoi sunt specificate criteriile de măcinare a grilajului, conform căreia FlowVision sparge celulele rețelei inițiale la gradul dorit. Adaptarea se face atât în \u200b\u200bvolumul canalelor canalelor, cât și pe pereții cilindrilor. În locuri cu o viteză maximă maximă, se creează adaptarea cu măcinarea suplimentară a grila computațională. În funcție de volum, șlefuirea a fost efectuată până la 2 nivele în camera de combustie și până la 5 nivele în sloturile de supapă, de-a lungul pereților cilindrului, adaptarea a fost făcută până la 1 nivel. Acest lucru este necesar pentru a crește pasul de integrare a timpului cu o metodă implicită de calcul. Acest lucru se datorează faptului că etapa de timp este definită ca raportul dimensiunii celulei la viteza maxima în ea.
Înainte de a începe să calculați opțiunea creată, trebuie să specificați parametrii modelării numerice. În același timp, timpul de continuare a calculului este egal cu unul ciclul complet Lucrarea motorului este de 7200 PK., Numărul de iterații și frecvența conservării acestor opțiuni de calcul. Pentru prelucrarea ulterioară, sunt păstrate anumite etape de calcul. Setați ora și opțiunile pentru procesul de calcul. Această sarcină necesită o setare a pasului - o metodă de alegere: o schemă implicită cu o etapă maximă 5E-004C, număr explicit de CFL - 1. Aceasta înseamnă că etapa de timp determină programul însuși, în funcție de convergența ecuațiilor de presiune el însuși.
Postprocesorul este configurat și parametrii vizualizării rezultatelor sunt interesați. Simularea vă permite să obțineți straturile necesare de vizualizare după finalizarea calculului principal, pe baza etapelor de calcul recepționate cu o anumită frecvență. În plus, postprocesorul vă permite să transmiteți valorile numerice rezultate ale parametrilor procesului studiat sub forma unui fișier de informații în editori de tabele electronice externe și pentru a obține dependența de timp a acestor parametri ca viteza, consumul, presiunea , etc.
Figura 1 prezintă instalarea receptorului pe canalul de admisie al DVS. Volumul receptorului este egal cu volumul unui cilindru de motor. Receptorul este setat cât mai aproape de canalul de admisie.
|
|
|
Smochin. 1. Actualizat cu zona de decontare a receptorului în CADSOLIDWORDE |
Frecvența proprie a rezonatorului Helmholtz este:
(12)
unde f este frecvența, Hz; C0 - viteza sunetului în aer (340 m / s); Secțiunea transversală, M2; L este lungimea țevii, m; V Este volumul rezonatorului, m3.
Pentru exemplul nostru, avem următoarele valori:
d \u003d 0,032 m, s \u003d 0,00080384 m2, v \u003d 0,000422267 m3, l \u003d 0,04 m.
După calcularea f \u003d 374 Hz, care corespunde vitezei de rotație a arborelui cotit n \u003d 5600min-1.
După setarea opțiunii calculate și, după setarea parametrilor de simulare numerică, s-au obținut următoarele date: debitul, viteza, densitatea, presiunea, temperatura debitului gazului în canalul de admisie al intensității rotației arborelui cotit.
Din graficul prezentat (figura 2), în ceea ce privește curgerea debitului în flaconul supapei, este clar că canalul modernizat cu receptorul are consumabilele maxime. Valoarea consumului este mai mare de 200 g / s. Creșterea este observată pentru 60 g.p.v.v.
De la deschiderea supapei de admisie (348 g.v.v.), debitul (fig.3) începe să crească de la 0 la 170m / s (la canalul de admisie modernizat 210 m / s, cu receptoarele -190m / s) în interval Până la 440-450 GKV În canal cu receptorul, valoarea vitezei este mai mare decât într-un standard de aproximativ 20 m / s începând de la 430-440. P.K.V. Valoarea numerică a canalului în canal cu receptorul este semnificativ mai mare decât canalul de admisie modernizat, în timpul deschiderii supapei de admisie. Apoi, există o reducere semnificativă a debitului, până la închiderea supapei de admisie.
|
|
|
|
Smochin. 2. Consumul debitului de gaz în slotul supapei pentru canalele standard, modernizat și cu receptorul la n \u003d 5600 min-1: 1 - standard, 2 - Actualizat, 3 - Actualizat cu receptorul |
Smochin. 3. Debitul fluxului în slotul supapei pentru canalele standard, modernizat și cu receptorul la n \u003d 5600 min-1: 1 - standard, 2 - Actualizat, 3 - Actualizat cu receptorul |
Din graficul de presiune relativ (fig.4) (presiunea atmosferică, p \u003d 101000 PA este recepționată pentru zero), rezultă că valoarea presiunii din canalul modernizat este mai mare decât în \u200b\u200bstandard, cu 20 kPa la 460-480 GP. Kv. (asociată cu o valoare mare de debit). Pornind de la 520 g.v. Valoarea de presiune este aliniată, care nu se poate spune despre canal cu receptorul. Valoarea presiunii este mai mare decât cea standard, cu 25 kPa, începând cu 420-440 gp.v.V. până la închiderea supapei de admisie.
|
|
|
|
Smochin. 4. Presiunea de curgere în standard, modernizat și canal cu un receptor la n \u003d 5600 min-1 (1 - canal standard, 2 - canal modernizat, 3 - canal modernizat cu receptor) |
Smochin. 5. Densitatea fluxului în standard, modernizat și canal cu un receptor la n \u003d 5600 min-1 (1 - canal standard, 2 - canal modernizat, 3 - canal modernizat cu receptor) |
Densitatea fluxului în zona decalajului supapei este prezentată în fig. cinci.
În canalul modernizat cu receptorul, valoarea densității este sub 0,2 kg / m3 începând cu 440 g.v. Comparativ cu un canal standard. Acest lucru este asociat cu debite de înaltă presiune și gaze.
Din analiza graficelor, puteți desena următoarea concluzie: canalul formularului îmbunătățit asigură o umplere mai bună a cilindrului cu o încărcare proaspătă datorită scăderii rezistenței hidraulice a canalului de admisie. Cu creșterea vitezei de piston la momentul deschiderii supapei de admisie, forma canalului nu afectează în mod semnificativ viteza, densitatea și presiunea din interiorul canalului de admisie, se explică prin faptul că în această perioadă sunt în principal indicatorii procesului de admisie Dependent de viteza pistonului și de suprafața slotului supapei (numai forma canalului de admisie schimbată în acest calcul), dar totul se schimbă dramatic la momentul încetinirii mișcării pistonului. Taxa în canalul standard este mai puțin inertă și mai puternică "întindere" de-a lungul lungimii canalului, care în agregat dă mai puțină umplere a cilindrului la momentul reducerii vitezei mișcării pistonului. Până la închiderea supapei, procesul curge sub denominatorul debitului deja obținut (pistonul dă debitul inițial al volumului cache, cu o scădere a vitezei pistonului, componenta de inerție a fluxului de gaz are un rol semnificativ asupra umplerii. Acest lucru este confirmat de indicatori de viteză mai mare, presiune.
În canalul de admisie cu receptorul, datorită taxelor suplimentare și a fenomenelor rezonante, în cilindrul DVS. Există o masă semnificativ mare a amestecului de gaz, care oferă indicatori tehnici mai mari ai funcționării DVS. Creșterea creșterii la sfârșitul admisiei va avea un impact semnificativ asupra creșterii performanței tehnice și economice și de mediu a activității DVS.
Recenzenii:
Gots Alexander Nikolaevich, doctor de Universitatea Tehnică, profesor de Departamentul de Motoare de căldură și instalații de energie ale Universității de Stat Vladimir din cadrul Ministerului Educației și Științei, Vladimir.
Kulchitsky Aleksey Ramovich, D.N., profesor, adjunct șef designer LLC VMTZ, Vladimir.
Referință bibliografică
Jolobov L. A., Suvorov E. A., Vasilyev I. S. Efectul unei capacități suplimentare în sistemul de admisie pentru umplerea DVS // Probleme moderne de știință și educație. - 2013. - № 1;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id\u003d8270 (data manipulării: 25.11.2019). Vă aducem în atenția dvs. revistele care publică în editura "Academia de Științe Naturale"
UDC 621.436.
Efectul rezistenței aerodinamice a sistemelor de admisie și de evacuare a motoarelor auto pe procesele de schimb de gaze
L.V. Dulgheri, BP. Zhilkin, yu.m. Brodov, N.I. Grigoriev.
Lucrarea prezintă rezultatele unui studiu experimental al influenței rezistenței aerodinamice a sistemelor de admisie și de evacuare a motoarelor cu piston la procesele de schimb de gaze. Experimentele au fost efectuate pe modelele on-line ale motorului cu un singur cilindru. Sunt descrise instalații și metode de efectuare a experimentelor. Dependențele modificării vitezei instantanee și a presiunii fluxului în căile gazului de gaz ale motorului din colțul rotației arborelui cotit arborelui sunt prezentate. Datele au fost obținute la diverși coeficienți de rezistență la sistemele de admisie și de evacuare și frecvențele diferite de rotație a arborelui cotit. Pe baza datelor obținute, au fost făcute concluzii din caracteristicile dinamice ale proceselor de schimb de gaze din motor în diferite condiții. Se arată că utilizarea eșapamentului de zgomot netezește curgerea de curgere și modifică caracteristicile de curgere.
Cuvinte cheie: motor cu piston, procese de schimb de gaz, dinamica proceselor, pulsarea vitezei și presiunea de curgere, amortizorul de zgomot.
Introducere
O serie de cerințe se fac la aportul și rezultatele motoarelor cu piston de combustie internă, dintre care scăderea principală a zgomotului aerodinamic și rezistența aerodinamică minimă sunt principalele. Ambii indicatori sunt determinați în interconectarea designului elementului de filtrare, a amortizoarelor de admisie și a eliberării, a neutralizatoarelor catalitice, prezența unui superior (compresor și / sau turbocompresor), precum și configurația conductelor de admisie și de evacuare și natura fluxului în ele. În același timp, nu există practic date privind influența elementelor suplimentare ale sistemelor de admisie și de evacuare (filtre, amortizoare, turbocompresor) pe dinamica gazelor în ele.
Acest articol prezintă rezultatele unui studiu privind efectul rezistenței aerodinamice a sistemelor de admisie și evacuare asupra proceselor de schimb de gaze în raport cu motorul cu piston de dimensiune 8.2 / 7.1.
Plante experimentale
și sistemul de colectare a datelor
Studiile privind efectul rezistenței aerodinamice a sistemelor de aer pe gaz la procesele de schimb de gaze în inginerii pistonului au fost efectuate pe modelul de simulare a dimensiunii 4.2 / 7.1, acționate prin rotație motor asincronFrecvența rotației arborelui cotit a fost ajustată în intervalul N \u003d 600-3000 min 1 cu o precizie de ± 0,1%. O instalare experimentală este descrisă mai detaliat.
În fig. 1 și 2 prezintă configurații și dimensiuni geometrice Tract de admisie și evacuare a instalației experimentale, precum și amplasarea instalării pentru măsurarea instantanee
valori viteza medie și presiunea fluxului de aer.
Pentru măsurătorile valorilor presiunii instantanee în fluxul (static) în canalul PC, senzorul de presiune £-10 a fost utilizat de Wika, viteza de care este mai mică de 1 ms. Eroarea maximă medie de măsurare medie medie medie a presiunii a fost de ± 0,25%.
Pentru a determina mediul instantaneu în secțiunea canalului de curgere a aerului, termoeemometrele temperaturii constante a designului original, a cărei element sensibil a fost firul de nichrom cu un diametru de 5 pm și o lungime de 5 mm. Eroarea medie medie relativă medie medie de măsurare a vitezei WX a fost de ± 2,9%.
Măsurarea frecvenței de rotație a arborelui cotit a fost efectuată utilizând un contor tahometric constând dintr-un disc dințată fixat pe arborele arborelui cotit și pe un senzor inductiv. Senzorul a format un impuls de tensiune la o frecvență proporțională cu viteza de rotație a arborelui. În conformitate cu aceste impulsuri, a fost înregistrată frecvența rotației, a fost determinată poziția arborelui cotit (unghi f) și momentul trecerii pistonului VMT și NMT.
Semnalele de la toți senzorii au intrat într-un convertor analog-digital și transmise unui computer personal pentru prelucrare ulterioară.
Înainte de efectuarea experimentelor, o direcție statică și dinamică a sistemului de măsurare a fost efectuată în general, ceea ce a arătat viteza necesară pentru a studia dinamica proceselor gazo-dinamice din sistemele de admisie și de evacuare ale motoarelor cu piston. Eroarea medie medie medie a experimentelor asupra influenței rezistenței aerodinamice a sistemelor de fuziune a gazului în DVS privind procesele de schimb de gaz a fost de ± 3,4%.
Smochin. 1. Configurarea și dimensiunile geometrice ale căii de admisie a instalației experimentale: cap de cilindru; 2-bubbles; 3 - Tub de măsurare; 4 - senzori termomanemomeme pentru măsurarea debitului de aer; 5 - Senzori de presiune
Smochin. 2. Configurarea și dimensiunile geometrice ale calea de evacuare a instalației experimentale: cap de cilindru; 2 - Plot de lucru - țeavă de absolvire; 3 - senzori de presiune; 4 - senzori de termotemometru
Efectul elementelor suplimentare asupra dinamicii gazelor a proceselor de admisie și eliberare a fost studiat cu diferiți coeficienți de rezistență la sistem. Rezistența a fost creată utilizând diferite filtre de admisie și eliberare. Deci, ca unul dintre ele, un filtru standard de automobile a fost utilizat cu un coeficient de rezistență de 7,5. Un filtru de țesut cu un coeficient de rezistență 32 a fost ales ca un alt element de filtru. Coeficientul de rezistență a fost determinat experimental prin curățarea statică în condițiile de laborator. Studiile au fost, de asemenea, efectuate fără filtre.
Efectul rezistenței aerodinamice asupra procesului de admisie
În fig. 3 și 4 prezintă dependențele debitului de aer și ale presiunii PC în apartamentul de admisie
le de la unghiul de rotație a arborelui cotit F la diferite frecvențe de rotație și când utilizați diferite filtre de admisie.
S-a stabilit că în ambele cazuri (cu un zgomot și fără) pulsarea presiunii și a debitelor de aer sunt cele mai exprimate la viteza mare de rotație a arborelui cotit. În același timp, în canalul de admisie cu un zgomot de zgomot, valorile debitului maxim de aer, după cum era de așteptat, mai puțin decât în \u200b\u200bcanal fără ea. Cel mai
m\u003e x, m / s 100
Deschiderea 1 III 1 1 III 7 1 £ * ^ 3 111
Valva de jeeping 1 111 II Ti. [Zocrytir. . 3.
§ p * ■ -1 * £ l r-
// 11 "S" \\ 11 III 1
540 (R. GOME. P.K.Y. 720 VMT NMT
1 1 Deschidere -Gbepskid-! Valva A L 1 G 1 1 1 Închis ^
1 HDC \\. BPCSKNEO Supapă "X 1 1
| | A J __ 1 __ mJ \\ y T -1 1 \\ k / \\ 1 ^ v / \\ / l / l "PC-1 \\ __ V / -
1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1
540 (r. Cyro. P.K .. 720 VMT NMT
Smochin. 3. Dependența de viteza aerului WX în canalul de admisie din unghiul de rotație a arborelui arborelui cotit la frecvențe diferite de rotație a arborelui cotit și diferite elemente de filtrare: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - fără un filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - Filtru de țesături
Smochin. 4. Dependența presiunii PC-ului în canalul de admisie din unghiul de rotație a arborelui cotit F la diferite frecvențe de rotație a arborelui cotit și diferite elemente de filtrare: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - fără un filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - Filtru de țesături
se manifestă puternic cu frecvențe înalte de rotație a arborelui cotit.
După închiderea supapei de admisie, presiunea și viteza debitului de aer din canal în toate condițiile nu devin egale cu zero, iar unele dintre fluctuațiile lor sunt observate (vezi figura 3 și 4), care este, de asemenea, caracteristică a eliberării (vezi mai jos). În același timp, instalarea eșapamentului de zgomot de intrare conduce la o scădere a pulsațiilor de presiune și a debitelor de aer în toate condițiile atât în \u200b\u200btimpul procesului de admisie, cât și după închiderea supapei de admisie.
Efectul aerodinamicului
rezistența la procesul de eliberare
În fig. 5 și 6 prezintă dependența debitului de aer al WX și PC-ul de presiune din priza din unghiul de rotație a formei arborelui cotit la diferite frecvențe de rotație și atunci când se utilizează diferite filtre de eliberare.
Studiile au fost efectuate pentru diferite frecvențe de rotație a arborelui cotit (de la 600 la 3000 min1) la o suprapresiune diferită la eliberarea PI (de la 0,5 la 2,0 bar) fără zgomot silențios și dacă este prezentată.
Sa stabilit că în ambele cazuri (cu amortizorul de zgomot și fără) pulsarea debitului de aer, cel mai puternic manifestat la frecvențele joase ale rotației arborelui cotit. În acest caz, valorile debitului de aer maxim rămân în canalul de evacuare cu amortizorul de zgomot
merilly la fel ca și fără ea. După închiderea supapei de evacuare, debitul de aer din canal în toate condițiile nu devine zero și sunt observate unele fluctuații de viteză (vezi fig.5), care este caracteristică procesului de admisie (vezi mai sus). În același timp, instalarea eșantionului de zgomot de pe eliberare conduce la o creștere semnificativă a pulsărilor debitului de aer în toate condițiile (în special la Ry \u003d 2,0 bar) atât în \u200b\u200btimpul procesului de eliberare, cât și după închiderea supapei de evacuare .
Trebuie remarcat efectul opus al rezistenței aerodinamice la caracteristicile procesului de admisie al motorului, unde, atunci când se utilizează filtrul de aer, efectele de rupere în timpul aportului și după închiderea supapei de admisie au fost prezente, dar au fost în mod clar mai rapid decât fără aceasta. În acest caz, prezența unui filtru în sistemul de admisie a condus la o scădere a debitului maxim de aer și slăbind dinamica procesului, care este bine constantă cu rezultatele obținute anterior în lucrare.
O creștere a rezistenței aerodinamice sistem de evacuare Aceasta duce la o creștere a presiunii maxime în procesul de eliberare, precum și deplasarea vârfurilor pentru NMT. În acest caz, se poate observa că instalarea amortizorului zgomotului de ieșire duce la o scădere a pulsărilor presiunii debitului de aer în toate condițiile atât în \u200b\u200btimpul procesului de producție, cât și după închiderea supapei de evacuare.
hy. m / s 118 100 46 16
1 1 la. T «AIA K T 1 Închiderea supapei Mpskal
Deschiderea ipicalului |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1
"" "і | Y \\ / ~ ^
540 (P, apuca, p.k.y. 720 NMT NMT
Smochin. 5. Dependența de viteza aerului WX în ieșirea din unghiul de rotație a arborelui arborelui cotit la frecvențe diferite ale rotației arborelui cotit și a diferitelor elemente de filtrare: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - fără un filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - Filtru de țesături
Px. 5PR 0,150.
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 | Yypzsksaya 1 іклапана л7 1 H і / 7 / ", G S 1 \\ H Închiderea Bittseastast G / CGTї Alan -
c- "1 1 1 1 1 і 1 l l _л / і і h / 1 1
540 (p, sicriu, PK6. 720
Smochin. 6. Dependența PC-ului de presiune din priza din unghiul de rotație a arborelui cotit F la diferite frecvențe de rotație a arborelui cotit și diferite elemente de filtrare: A - n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - fără un filtru; 2 - filtru de aer standard; 3 - Filtru de țesături
Pe baza procesării modificărilor dependenței în debitul pentru tact separat, o schimbare relativă a fluxului de volum al aerului Q a fost calculată prin canalul de evacuare atunci când eșapacul este plasat. Sa stabilit că, cu o suprapresiune scăzută la eliberare (0,1 MPa), consumul Q în sistemul de evacuare cu un zgomot este mai mic decât în \u200b\u200bsistem fără ea. În același timp, dacă la frecvența rotației arborelui cotit 600 min-1, această diferență a fost de aproximativ 1,5% (care se află în interiorul erorii), apoi cu n \u003d 3000 min4 Această diferență a atins 23%. Se arată că pentru o suprapresiune ridicată de 0,2 MPa, a fost observată tendința opusă. Fluxul de aer al aerului prin canalul de evacuare cu amortizorul a fost mai mare decât în \u200b\u200bsistem fără ea. În același timp, la frecvențe joase de rotație a arborelui cotit, acest lucru a fost depășit a fost de 20%, iar cu n \u003d 3000 min.1 5%. Potrivit autorilor, un astfel de efect poate fi explicat prin netezire a pulsațiilor debitului de aer în sistemul de evacuare în prezența unui zgomot silențios.
Concluzie
Studiul efectuat a arătat că motorul de admisie al arderii interne este influențat semnificativ de rezistența aerodinamică a căii de admisie:
Creșterea rezistenței elementului de filtrare netezește dinamica procesului de umplere, dar în același timp reduce debitul de aer, care corespunde coeficientului de umplere;
Efectul filtrului este îmbunătățit cu frecvența de rotație în creștere a arborelui cotit;
Valoarea pragului a coeficientului de rezistență la filtru (aproximativ 50-55), după care valoarea acestuia nu afectează debitul.
Sa demonstrat că rezistența aerodinamică a sistemului de evacuare afectează în mod semnificativ gazul-dinamic și consumabilele procesului de eliberare:
Creșterea rezistenței hidraulice a sistemului de evacuare din DV-urile pistonului conduce la o creștere a pulsărilor debitului de aer în canalul de evacuare;
Cu o suprapresiune scăzută la eliberarea din sistem cu un zgomot silențios, există o scădere a fluxului volumetric prin canalul de evacuare, în timp ce la contrariul ridicat, acesta crește în comparație cu sistemul de eșapament fără zgomot.
Astfel, rezultatele obținute pot fi utilizate în practica de inginerie pentru a alege în mod optim caracteristicile amortizoarelor de admisie a de admisie și de protecție, care pot oferi
influența asupra umplerii cilindrului de încărcare proaspătă (coeficientul de umplere) și calitatea curățării cilindrului motorului din gazele de eșapament (coeficientul de gaz rezidual) asupra anumitor moduri de mare viteză ale lucrării motorului pistonului.
Literatură
1. Draganov, B.h. Construcția de canale de admisie și de evacuare a motoarelor cu combustie internă / B.KH. Draganov, mg Kruglov, V. S. Obuhov. - Kiev: vizitați școala. Cap ed, 1987. -175 p.
2. Motoare cu combustie internă. În 3 kn. Kn. 1: Teoria fluxurilor de lucru: studii. / V.N. Lou-Kanin, K.A. Morozov, A.S. Khachyan și colab.; Ed. V.N. Lukanina. - M.: Mai mare. Shk., 1995. - 368 p.
3. CHAMPRAOZS, B.A. Motoare cu combustie internă: Teoria, modelarea și calcularea proceselor: studii. În cursul "Teoria fluxurilor de lucru și modelarea proceselor în motoarele cu combustie internă" / B.A. Chamolaoz, M.F. Faraplatov, V.V. Clementev; Ed. castel Deat. Știința Federației Ruse B.A. Champrazov. - Chelyabinsk: Suursu, 2010. -382 p.
4. Abordările moderne ale creării motoarelor diesel pentru autoturismele și calmul mic
zovikov / a. Blinov, p.a. Golubev, yu.e. Dragan și colab.; Ed. V. S. Peponova și A. M. Mineyev. - M.: NIC "Inginer", 2000. - 332 p.
5. Studiu experimental al proceselor gazo-dinamice în sistemul de admisie al motorului piston / B.P. Zhokkin, L.V. Dulgheri, s.a. Korzh, I.D. Larionov // Inginerie. - 2009.ortă 1. - P. 24-27.
6. Cu privire la modificarea dinamicii gazelor de proces de eliberare în motorul cu piston în instalarea eșantionului / l.v. Dulgheri, BP. Zhokkin, A.V. Cruce, d.l. Padalak // Buletinul Academiei de Științe Militare. -2011. - № 2. - P. 267-270.
7. pat. 81338 RU, MPK G01 P5 / 12. Temperatura mecanică termică a temperaturii constante / S.N. Pochov, L.V. Dulgheri, BP. Vilkin. - Nr. 2008135775/22; Etapă. 09/03/2008; publ. 03/10/2009, bul. № 7.
