Gasynamic analýza výfukového systému. Dynamika plynu rezonančných výfukových potrubí. Pre potrubie so štvorcovým prierezom

Dohľad dynamický plyn zahŕňa metódy na zvýšenie hustoty nabíjania na prívode použitím:

· Kinetická energia vzduchu pohybujúceho sa na prijímajúcom zariadení, v ktorej sa konvertuje na potenciálny tlak tlaku pri brzdení prúdu - vysokorýchlostný dohľad;

· Procesy vĺn v prípojných potrubiach -.

V termodynamickom cykle motora bez posilnenia začiatku procesu kompresie dochádza pri tlaku p. \\ t 0 (rovnaké atmosféry). V termodynamickom cykle piestu s plynovým dynamickým dozorom, začiatok procesu kompresie dochádza pri tlaku p K. v dôsledku zvýšenia tlaku pracovnej tekutiny mimo valca p. \\ t 0 p K.. Je to spôsobené transformáciou kinetickej energie a energii vlnových procesov mimo valca do potenciálnej energie tlaku.

Jedným z energetických zdrojov na zvýšenie tlaku na začiatku kompresie môže byť energia incidentového prietoku vzduchu, ktorá sa koná, keď lietadlo, auto atď. Znamená. V súlade s tým, pridanie v týchto prípadoch sa nazýva vysokorýchlostná.

Vysokorýchlostný dohľad Na základe aerodynamických vzorov transformácie vysokorýchlostného prúdu vzduchu v statickom tlaku. Konštrukčne je realizovaný ako dýza vzduchu difuzéra, ktorej cieľom je vlečenie prúdenia vzduchu, keď sa vozidlo pohybuje. Teoreticky zvýši tlak δ p K.=p K. - p. \\ t 0 závisí od rýchlosti c. H a hustota ρ 0 incident (pohyblivý) prúdenie vzduchu

Vysokorýchlostný dohľad nájde použitie hlavne na lietadlá s piestovými motormi a športovými vozidlami, kde rýchlosť rýchlosti sú viac ako 200 km / h (56 m / s).

Nasledujúce odrody dynamického dohľadu nad motormi sú založené na používaní inerciálnych a vlnových procesov v systéme vstupu motora.

Inerciálne alebo dynamické zníženie prebieha pri relatívne vysokej rýchlosti pohybujúceho sa čerstvého náboja v potrubí c. Tr. V tomto prípade trvá rovnica (2.1)

kde ξ T je koeficient, ktorý berie do úvahy odolnosť voči pohybu plynu v dĺžke a miestne.

Reálna rýchlosť c. Plynový prietok plynu v prívodných potrubiach, aby sa zabránilo zvýšeným aerodynamickým stratám a zhoršením plnenia valcov s čerstvým nábojom, by nemali prekročiť 30 ... 50 m / s.

Frekvencia procesov vo valciách piestové motory Je príčinou oscilátora dynamických javov v plynových cestách. Tieto javy môžu byť použité na podstatné zlepšenie hlavných ukazovateľov motorov (liter a hospodárnosť.

Inerciálne procesy sú vždy sprevádzané vlnovými procesmi (fluktuácia v tlaku), ktoré vyplývajú z periodického otvoru a zatvárania vstupných ventilov systému výmeny plynov, ako aj priechodného pohybu piestov.

V počiatočnom štádiu vstupu do vstupnej trysky pred ventilom sa vytvorí vákuum a zodpovedajúca vlna liatia, dosahuje opačný koniec individuálneho prívodného potrubia, odráža kompresnú vlnu. Výberom dĺžky a priechodu jednotlivého potrubia môžete príchod tejto vlny do valca v najpriaznivejšej moment pred zatvorením ventilu, ktorý výrazne zvýši plniaci faktor, a preto krútiaci moment M. Motora.

Na obr. 2.1. Zobrazí sa diagram naladeného sacieho systému. Prostredníctvom prípojného potrubia, obchádzanie škrtiacej klapky vstupuje do prijímacieho prijímača a vstupné potrubia nakonfigurovanej dĺžky ku každému zo štyroch valcov.

V praxi sa tento fenomén používa v zahraničných motoroch (obr. 2.2), ako aj pre domáce motory osobné automobily S prispôsobeným individuálnym prípojným potrubím (napríklad motorom ZMZ), ako aj na dvojzvodičov 2H8,5 / 11, ktorý má jeden nakonfigurovaný potrubia do dvoch valcov.

Najväčšia účinnosť dynamického dohľadu plynu sa uskutočňuje s dlhými jednotlivými potrubiami. Zálohový tlak závisí od koordinácie frekvencie otáčania motora n., potrubné dĺžky L. Tr a rohy

Úzke oneskorenie vstupný ventil (orgán) φ A.. Tieto parametre sú súvisiace závislosť

kde je lokálna rýchlosť zvuku; k. \u003d 1,4 - adiabatický index; R. \u003d 0,287 kJ / (kg ∙ krupobitie.); T. - priemerná teplota plynu počas obdobia tlaku.

Vlnové a inerciálne procesy môžu poskytnúť výrazný nárast nabíjania vo valci pri veľkom objavoch ventilov alebo vo forme rastúceho dobíjania pri kompresii takt. Implementácia účinného dynamického dohľadu plynu je možná len pre úzky rozsah frekvencie otáčania motora. Kombinácia fáz distribúcie plynu a dĺžky sacieho potrubia musí poskytnúť najväčší plniaci koeficient. Takýto výber parametrov sa nazýva nastavenie vstupného systému.To vám umožní zvýšiť výkon motora o 25 ... 30%. Zachovať účinnosť dynamického dohľadu plynu v širšom rozsahu frekvencie otáčania kľukový hriadeľ Môžu sa použiť rôzne metódy: \\ t

· Použitie potrubia s premennou dĺžkou l. TR (napríklad teleskopický);

· Prepínanie z krátkeho potrubia na dlhú dobu;

· Automatická regulácia fáz distribúcie plynu atď.

Použitie dynamického dohľadu plynu pre zvýšenie motora je však spojené s určitými problémami. Po prvé, nie je vždy možné racionálne dodržiavať dostatočne rozšírené prípojné potrubia. Je obzvlášť ťažké urobiť pre motory s nízkou rýchlosťou, pretože s poklesom rýchlosti otáčania sa zvyšuje dĺžka upravených plynovodov. Po druhé, geometria pevných potrubí dodáva dynamické nastavenie len v niektorých, pomerne určitý rozsah režimu rýchlosti.

Aby sa zabezpečil účinok v širokom rozsahu, pri pohybe z jedného stupňa do druhého sa používa hladké alebo krokové nastavenie dĺžky nakonfigurovanej dráhy. KROKOVÉ KONTROLA POUŽÍVANÉ ŠPECIÁLNYCH VECI ALEBO OTVORENÍM automobilové motory Mnohých zahraničných firiem. Najčastejšie používajte ovládanie s prepínaním na dve prispôsobené dĺžky potrubia (obr. 2.3).

V polohe uzavretej klapky sa zodpovedajúci režim až do 4000 min -1, prívod vzduchu z prívodu prijímačov systému vykonáva pozdĺž dlhej cesty (pozri obr. 2.3). V dôsledku toho (v porovnaní so základnou verziou motora bez dozorného dynamického plynu), prúd krivky krútiaceho momentu sa zlepšuje na externej rýchlosti charakteristike (pri niektorých frekvenciách od 2500 do 3500 min -1, krútiaci moment sa zvyšuje v priemere o 10 ° ... 12%). S rastúcou rýchlosťou otáčania n\u003e 4000 min -1 podávacích prepínačov na krátku cestu a to umožňuje zvýšiť výkon N E. o nominálnom režime o 10%.

Existujú aj komplexnejšie všetky životné systémy. Napríklad návrhy s potrubím pokrývajúcim valcový prijímač s rotačným bubnom s oknami pre správy s potrubím (obr. 2.4). Keď sa valcový prijímač otáča, dĺžka potrubia sa zvýši a naopak, pri otáčaní v smere hodinových ručičiek, znižuje. Implementácia týchto metód však výrazne komplikuje konštrukciu motora a znižuje jeho spoľahlivosť.

V motoroch s viacerými valcami s konvenčnými potrubiami sa zníži účinnosť dynamického dohľadu plynu, čo je spôsobené vzájomným vplyvom sacích procesov v rôznych valcoch. V automobilových motoroch, sacích systémoch "Nastavte" zvyčajne na maximálnom režime krútiaceho momentu zvýšiť jeho zásoby.

Účinok plyn-dynamického nadriadeného môže byť tiež získaný zodpovedajúcim "nastavením" výfukového systému. Táto metóda nájde použitie na dvojtaktných motoroch.

Určiť dĺžku L. TR a vnútorný priemer d. (alebo priechodná časť) nastaviteľného potrubia Je potrebné vykonať výpočty použitím numerických metód dynamiky plynu opisujúceho nestacionárny prietok spolu s výpočtom pracovného postupu vo valci. Kritériom je zvýšenie moci, \\ t

moment alebo zníženie špecifickej spotreby paliva. Tieto výpočty sú veľmi zložité. Metódy jednoduchšieho definovania L. tri d. Na základe výsledkov experimentálnych štúdií.

V dôsledku spracovania veľkého počtu experimentálnych údajov na výber vnútorného priemeru d. Nastaviteľný plynovod je navrhnutý takto:

kde (μ. F. Y) Max je najefektívnejšou plochou slotu vstupného ventilu. Dĺžka L. Trifle potrubia môže byť určený vzorcom:

Všimnite si, že použitie rozvetvených vyladených systémov, ako je spoločné potrubia - prijímač - jednotlivé rúry ukázalo ako veľmi účinné v kombinácii s turbodúchadlom.

Použitie rezonančných výfukových potrubí na modeloch motora všetkých tried vám umožní dramaticky zvýšiť športové výsledky súťaže. Avšak, geometrické parametre rúrok sú spravidla určené metódou procesu a chýb, pretože doteraz neexistuje jasné porozumenie a jasné výklad procesov, ktoré sa vyskytujú v týchto zariadeniach na dynamické plyny. A v niekoľkých zdrojoch informácií pri tejto príležitosti sú uvedené protichodné závery, ktoré majú svojvoľný výklad.

Pre podrobnú štúdiu procesov v potrubiach prispôsobeného výfuku bola vytvorená špeciálna inštalácia. Skladá sa zo stojana pre bežecké motory, motora adaptéra - potrubia s armatúrami pre výber statického a dynamického tlaku, dva piezoelektrické senzory, dvojčielkový osciloskopický snímač C1-99, kameru, rezonančné výfukové potrubie z R-15 Motor s "ďalekohľadom" a domácej trubice s čiernymi povrchmi a dodatočnou tepelnou izoláciou.

Tlaky v rúrkach v oblasti výfukového priestoru boli stanovené nasledovne: Motor bol zobrazený na rezonančných revíziách (26000 ot / min), údaje z piezoelektrických senzorov pripojených k okokojných piezoelektrických senzorických snímačov boli zobrazené na osciloskopu, frekvenciu zametania ktorý je synchronizovaný s frekvenciou otáčania motora a oscilogram bol zaznamenaný na fólii.

Potom, čo sa film prejavuje v kontrastnej develope, obraz bol prenesený do trakcie na stupnici obrazovky osciloskopu. Výsledky pre potrubie z motora R-15 sú znázornené na obrázku 1 a pre domácu trubicu s čiernou a ďalšou tepelnou izoláciou - na obrázku 2.

O plánoch:

P-dynamický tlak, p st - statický tlak. OSO - Otvorenie výfukového okna, NMT - Dolné mŕtve miesto, odkaz je uzavretím výfukového okna.

Analýza kriviek vám umožňuje identifikovať distribúciu tlaku na vstup rezonančnej trubice vo funkcii fázy otáčania kľukového hriadeľa. Zvýšenie dynamického tlaku od okamihu výfukového plynu sa objaví s priemerom výstupnej dýzy 5 mm pre R-15 približne 80 °. A jeho minimum je do 50 ° - 60 ° od spodnej časti mŕtveho bodu pri maximálnom čistení. Zvýšený tlak v odrazenej vlnu (z minima) v čase zatvárania výfukového okna je asi 20% maximálnej hodnoty R. oneskorenia v pôsobení odrazenej vlny výfukové plyny - od 80 do 90 °. Pre statický tlak sa vyznačuje zvýšením 22 ° C "Plateau" na grafe až do 62 ° od otvoru výfukového okna s minimálne 3 ° od dna mŕtveho bodu. Samozrejme, v prípade použitia podobného výfukového potrubia, čistenie výkyvov sa vyskytujú pri teplote 3 ° ... 20 ° po spodnej časti mŕtveho bodu, a v žiadnom prípade nebolo v žiadnom prípade 30 ° po otvorení výfukového bodu.

Tieto štúdie domácej rúrky sa líšia od údajov R-15. Zvýšený dynamický tlak do 65 ° od otvoru výfukového okna je sprevádzaný minimálnym umiestneným 66 ° po dne mŕtveho bodu. Zároveň je zvýšenie tlaku odrazenej vlny z minima je asi 23%. Nakladanie v pôsobení výfukových plynov je menej, čo je pravdepodobne spôsobené zvýšením teploty tepelneho izolovaného systému a je asi 54 °. Vyplachovacie oscilácie sú označené o 10 ° po spodnej časti mŕtveho bodu.

Porovnanie grafiky je možné poznamenať, že statický tlak na tepelnú rúrku v čase zatvárania výfukového okna je menšia ako v R-15. Dynamický tlak má však maximum odrazenej vlny 54 ° po uzavretí výfukového okna a v R-15, toto maximum posunuté o 90 "! Rozdiely sú spojené s rozdielom v priemere výfukových potrubí: na R-15, ako už bolo uvedené, priemer je 5 mm, a na tepelne izolované - 6,5 mm. Okrem toho, vzhľadom na pokročilejšiu geometriu rúr R-15, koeficient obnovy statického tlaku je viac.

Koeficient účinnosti rezonančného výfukového potrubia do značnej miery závisí od geometrických parametrov samotného potrubia, prierezu výfukových potrubí motora, teploty režimu a fázy rozdelenia plynu.

Použitie ovládacích priechodov a výberom teploty režimu rezonančného výfukového potrubia umožní posunúť maximálny tlak odrazeného výfukovej plynovej vlny v čase, keď je výfukové okno zatvorené, a tým prudko zvýši jeho účinnosť.

Pošlite svoju dobrú prácu v znalostnej báze je jednoduchá. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, absolventi študenti, mladí vedci, ktorí používajú vedomostnú základňu vo svojich štúdiách a práce, budú vám veľmi vďační.

pridané http://www.allbest.ru/

pridané http://www.allbest.ru/

Federálna agentúra pre vzdelávanie

GOU VPO "Ural State Technická univerzita - UPI pomenoval po prvom prezidentom Ruska B.N. Yeltsin "

Pre práva rukopisu

Diplomová práca

pre stupeň kandidáta technických vied

Dynamika plynu a miestny prenos tepla v prívodovom systéme piestového motora

Tesári Leonid ValeVich

Vedecký poradca:

lekára fyzikálno-matematické publikum,

profesor Zhilkin B.P.

Ekaterinburg 2009.

piestový plynový plynový systém plynu Dynamika

Práca sa skladá z podávania, piatich kapitol, záverov, zoznamu odkazov, vrátane 112 mien. Je uvedený na 159 strán počítačovej voľby v programe MS Word a je vybavený textom 87 kresieb a 1 tabuľky.

Kľúčové slová: dynamika plynu, piestový motor, vstupný systém, priečny profilovanie, spotrebný materiál, miestny prenos tepla, okamžitý miestny koeficient prenosu tepla.

Predmetom štúdie bol nestacionárny prúd vzduchu v prívodnom systéme piestu motora vnútorného spaľovania.

Cieľom práce je stanoviť vzory zmien v plyn-dynamické a tepelné charakteristiky vstupného procesu v piestovom spaľovacom motore z geometrických a režimov faktorov.

Ukázalo sa, že umiestnením profilovaných vložiek je možné porovnať s tradičným kanálom konštantného kola, na získanie množstva výhod: zvýšenie objemu toku vzduchu vstupujúce do valca; Zvýšenie strmosti závislosti v na počtu otáčania kľukového hriadeľa n v prevádzkovom rozsahu frekvencie otáčania v "trojuholníkovej" vložke alebo linearizácie výdavkových charakteristík v celom rozsahu rotačných čísel hriadeľa, as ako aj potlačovanie pulzovania vysokofrekvenčného prúdenia vzduchu v prívodnom kanáli.

Významné rozdiely vo vzoroch meniacich sa koeficientov koeficientov prenosu tepla z rýchlosti w v stacionárnom a pulzujúcom prúde vzduchu v prívodnom systéme DVS sú stanovené. Aproximácia experimentálnych údajov získala rovnice na výpočet lokálneho koeficientu prenosu tepla v vstupnom trakte FEA, a to ako pre stacionárny prietok a pre dynamický pulzujúci tok.

Úvod

1. Stav problému a stanovenie cieľov štúdie

2. Opis experimentálnych metód inštalácie a merania

2.2 Meranie otáčania otáčania a rohu otáčania kľukového hriadeľa

2.3 Meranie okamžitej spotreby sacieho vzduchu

2.4 Systém na meranie okamžitých koeficientov prenosu tepla

2.5 Systém zberu údajov

3. Dynamika plynu a spotrebný materiál vstupný proces v hornom spaľovacom motore pri rôznych konfiguráciách prijímacieho systému

3.1 Dynamika plynu z procesu nasávania bez zohľadnenia účinku filtračného prvku

3.2 Vplyv filtračného prvku na dynamiku plynu procesu príjmu v rôznych konfiguráciách nasávaného systému

3.3 Spotrebný materiál a spektrálna analýza vstupného procesu s rôznymi konfiguráciami nasávaného systému s rôznymi filtračnými prvkami

4. Transfer tepla v príjemnom kanáli piestu motora vnútorného spaľovania

4.1 Kalibrácia meracieho systému na určenie miestneho koeficientu prenosu tepla

4.2 Lokálny koeficient prenosu tepla v vstupnom kanáli spaľovacieho motora v režime Intency

4.3 Okamžitý lokálny koeficient prenosu tepla v vstupnom kanáli spaľovacieho motora

4.4 Vplyv konfigurácie vstupného systému vnútorného spaľovacieho motora na okamžitý lokálny koeficient prenosu tepla

5. OTÁZKY praktické uplatnenie Výsledky práce

5.1 Konštrukčný a technologický dizajn

5.2 Úspora energie a zdrojov

Záver

Bibliografia

Zoznam základných označení a skratiek

Všetky symboly sú vysvetlené, keď sa prvýkrát používajú v texte. Nasleduje len zoznam len najpotrebžielkových označení:

d -diameter rúrok, mm;

d E je ekvivalentný (hydraulický) priemer, mm;

F - Povrchová plocha, M 2;

i - Sila prúdu a;

G - hmotnostný prietok vzduchu, kg / s;

L - Dĺžka, M;

l je charakteristická lineárna veľkosť, m;

n je rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa, min -1;

p - Atmosférický tlak, PA;

R - Odolnosť, OHM;

T - absolútna teplota, na;

t - teplota na stupnici Celzia, o C;

U - Napätie, v;

V - Prietok vzduchu, M 3 / S;

rýchlosť prietoku vzduchu, m / s;

Prebytočný koeficient vzduchu;

g - uhol, krupobitie;

Uhol otáčania kľukového hriadeľa, krupobitie., P.K.V.;

Koeficient tepelnej vodivosti, w / (m k);

Koeficient kinematická viskozita, m 2 / s;

Hustota, kg / m3;

Čas, s;

Odporový koeficient;

Základné škrty:

p.k.v. - rotácia kľukového hriadeľa;

DVS - vnútorný spaľovací motor;

NMT - Horný mŕtvy bod;

NMT - Dolný bod mŕtvych

ADC - analóg-to-digitálny konvertor;

BPF - Rýchla Fourierová transformácia.

Čísla:

RE \u003d číslo WD / - ROGHELD'S;

Nu \u003d d / - počet NUSSELD.

Úvod

Hlavnou úlohou vo vývoji a zlepšovaní vnútorných spaľovacích motorov piestu je zlepšiť plnenie valca s čerstvým nábojom (alebo inými slovami, zvýšenie plniaceho koeficientu motora). V súčasnosti rozvoj DVS dosiahol takú úroveň, že zlepšenie akéhokoľvek technického a ekonomického ukazovateľa aspoň na desiate podiel na percentuálnom podiele s minimálnym materiálom a dočasným nákladom je skutočným úspechom pre výskumných pracovníkov alebo inžinierov. Preto, na dosiahnutie cieľa, výskumníci ponúkajú a používajú rôzne metódy medzi najbežnejšie, možno vyznačovať: dynamické (inerciálne) redukčné, turbodúchadlo alebo vzduchové dúchadlá, vstupný kanál premennej dĺžky, nastavenie mechanizmu a fáz distribúcie plynu, optimalizácia konfigurácie nasávacieho systému. Použitie týchto metód umožňuje zlepšiť plnenie valca s čerstvým nábojom, čo zase zvyšuje výkon motora a jeho technické a ekonomické ukazovatele.

Použitie väčšiny posudzovaných metód však vyžaduje významné materiálne investície a významnú modernizáciu dizajnu vstupného systému a motora ako celku. Preto je jedna z najbežnejších, ale nie najjednoduchších, k dnešnému dňu, metódy zvyšovania plniaceho faktora je optimalizovať konfiguráciu vstupnej dráhy motora. V tomto prípade sa štúdia a zlepšenie vstupného kanála motora najčastejšie vykonáva metóda matematického modelovania alebo statických čistení nasávacieho systému. Tieto metódy však nemôžu dať správne výsledky na modernej úrovni vývoja motora, pretože, ako je známe, skutočným procesom v plynových cestách motorov motorov je trojrozmerné plynové atramentové expirácie cez štrbinu ventilu do čiastočne naplneného Priestor premenného objemového valca. Analýza literatúry ukázala, že informácie o procese príjmu v reálnom dynamickom režime je prakticky neprítomný.

Tak spoľahlivé a správne údaje o výmene plynových a výmena tepla pre príjem nasávacieho procesu možno získať výlučne v štúdiách o dynamických modeloch DVS alebo skutočné motory. Iba takéto skúsené údaje môžu poskytnúť potrebné informácie na zlepšenie motora na súčasnej úrovni.

Cieľom práce je vytvoriť vzory zmeny dynamických a tepelných charakteristík plynu a tepelného charakteru procesu plnenia valca s čerstvým nábojom s vnútorným spaľovacím motorom piestov z geometrických a režimov faktorov.

Vedecká novinka hlavných ustanovení práce je, že autor prvýkrát:

Charakteristiky amplitúdových frekvenčných charakteristík pulzujúcich účinkov vznikajúcich v prúde v prívodnom potrubí (potrubia) piestového motora;

Metóda na zvýšenie prietoku vzduchu (v priemere o 24%) vstupujúci do valca s použitím profilových vložiek do sacieho potrubia, čo povedie k zvýšeniu výkonu motora;

Znížili sa vzory zmien v okamžitom koeficiente pre prenos tepla v prívodnej trubici piestu motora;

Ukázalo sa, že použitie profilovaných vložiek znižuje ohrev čerstvého náboja pri príjme v priemere o 30%, čo zlepší plnenie valca;

Všeobecné vo forme empirických rovníc získané experimentálne údaje o miestnom prenose tepla pulzujúceho prúdu vzduchu v sacom potrubia.

Presnosť výsledkov je založená na spoľahlivosti experimentálnych údajov získaných kombináciou nezávislých metodík výskumu a potvrdená reprodukovateľnosťou experimentálnych výsledkov, ich dobrej dohody na úrovni testovacích experimentov s týmito autormi, ako aj použitie a Komplex moderných výskumných metód, výber meracích zariadení, jeho systematické testovanie a zacielenie.

Praktický význam. Získané experimentálne údaje vytvárajú základ pre rozvoj inžinierskych metód na výpočet a navrhovanie atramentových systémov, a tiež rozširujú teoretické reprezentácie o dynamike plynu a prenosu vzduchu počas príjmu v piestovom motore. Jednotlivé výsledky práce boli vykonané na implementáciu URAL Dieselového motora LLC v dizajne a modernizácii motorov 6DM-21L a 8DM-21L.

Metódy na stanovenie prietoku prietoku pulzujúceho vzduchu v prívodnom potrubí motora a intenzitu okamžitého prenosu tepla v ňom;

Experimentálne údaje o dynamike plynu a okamžitého miestneho koeficientu prenosu tepla v vstupnom kanáli vstupného kanála v procese nasávania;

Výsledky zovšeobecnenia údajov o miestnom koeficient prenosu tepla vzduchu v prívodnom kanáli DVS vo forme empirických rovníc;

Schvaľovanie práce. Hlavné výsledky štúdií uvedených v diplomovej práci hlásené a boli prezentované na "podávaní konferencií mladých vedcov", Jekaterinburg, Ugtu-UPI (2006 - 2008); Vedecké semináre Oddelenie "Teoretické tepelné inžinierstvo" a "Turbiny a motory", Jekaterinburg, Ugtu-UPI (2006 - 2008); Vedecká a technická konferencia "Zlepšenie efektívnosti elektrární kolesových a pásových strojov", Čeľabinsk: Čeľabinsk Vyšší vojenský Automobilový komunistický party Škola (vojenský inštitút) (2008); Vedecká a technická konferencia "Rozvoj inžinierstva v Rusku", Petrohrad (2009); o vedeckej a technickej rade pod Ural Diesel Motor Plant LLC, Jekaterinburg (2009); O vedeckej a technickej rade pre OJSC NII AUTOTRACTOR TECHNOLOGY, ČEĽABINSK (2009).

Dizertačná práca bola vykonaná na oddeleniach "teoretické tepelné inžinierstvo a" turbíny a motory ".

1. Prehľad súčasný stav Štúdie vstupných systémov piestu

K dnešnému dňu existuje veľký počet literatúry, v ktorých je konštruktívne vykonávanie rôznych systémov piestových spaľovacích motorov, najmä jednotlivých prvkov príjmu systémy DVS. Avšak, tam je prakticky žiadne zdôvodnenie navrhovaných dizajnových riešení analýzou dynamikou plynu a prenosom tepla vstupného procesu. A len v jednotlivých monografiách poskytujú experimentálne alebo štatistické údaje o výsledkoch prevádzky, čo potvrdzuje uskutočniteľnosť jedného alebo iného konštruktívneho výkonu. V tomto ohľade možno argumentovať, že do nedávnej doby sa nedostatočná pozornosť venovala štúdiu a optimalizácii vstupných systémov piestu motorov.

V posledných desaťročiach v súvislosti s sprísňovaním ekonomických a environmentálnych požiadaviek na spaľovacie motory, výskumníci a inžinieri začínajú viesť čoraz viac pozornosti na zlepšenie prijímacích systémov benzínových aj dieselových motorov, veriť, že ich výkon je do značnej miery závislý od dokonalosť procesov vyskytujúcich sa v plynových cestách.

1.1 Základné prvky vstupných systémov piestu

Sací systém piestu, vo všeobecnosti pozostáva zo vzduchového filtra, sacieho potrubia (alebo vstupnej trubice), hlavy valcov, ktoré obsahujú príjem a výstupné kanály, ako aj mechanizmus ventilu. Ako príklad, na obrázku 1.1, je znázornený diagram nasávacieho systému Dieselového motora YMZ-238.

Obr. 1.1. Schéma nasávacieho systému dieselového motora YMZ-238: 1 - sacie potrubie (trubica); 2 - Gumové tesnenie; 3.5 - Spojovacie trysky; 4 - Odhadované tesnenie; 6 - hadica; 7 - Vzduchový filter

Výber optimálnych konštrukčných parametrov a aerodynamických charakteristík sacieho systému Predetermín Efektívny pracovný postup a vysoká úroveň výstupných ukazovateľov spaľovacích motorov.

Krátko zvážiť každý kompozitný prvok Vstupný systém a jeho hlavné funkcie.

Hlava valcov je jedným z najkomplexnejších a dôležitých prvkov v spaľovacom motore. Zo správnej selekcie tvaru a veľkosti hlavných prvkov (predovšetkým je dokonalosť plniacich a miešacích procesov do značnej miery závisí od veľkosti nasávaného a výfukových ventilov).

Hlavy valcov sú vyrobené hlavne s dvoma alebo štyrmi ventilmi na valci. Výhody dvojvalového dizajnu sú jednoduchosť výrobnej technológie a schéma navrhovania, v menšej konštrukčnej hmotnosti a hodnote, počet pohyblivých častí v hnacom mechanizme, údržbárskych a opravárenských nákladoch.

Výhody štyroch ukalovaných konštrukcií spočíva v lepšom používaní oblasti obmedzenej obvodom valca, pre priechodné oblasti ventilu Gorlovin, v efektívnejšom procese výmeny plynu v menšom tepelnom napätí hlavy v dôsledku rovnomernejšej Termálny stav, v možnosti centrálneho umiestnenia dýzy alebo sviečok, čo zvyšuje jednotnosť tepelného stavu častí piestovej skupiny.

Existujú aj iné návrhy hláv valcov, napríklad s tromi vstupnými ventilmi a jedným alebo dvoma maturitou na valec. Takéto schémy sa však aplikujú relatívne zriedkavé, najmä vo vysoko pridružených (pretekárskych) motoroch.

Vplyv počtu ventilov na dynamiku plynu a prenos tepla v vstupnej dráhe je všeobecne prakticky neskúsený.

Najviac dôležité prvky Typy vstupných kanálov sú typy vstupných kanálov z hľadiska ich vplyvu na ich vplyv na dynamiku plynu a výmeny výmeny tepla v motore.

Jedným zo spôsobov, ako optimalizovať proces plniaceho procesu, je profilovanie vstupných kanálov v hlave valca. Existuje široká škála tvarov profilovania, aby sa zabezpečil smerový pohyb čerstvého náboja v motora a zlepšovanie procesu miešania, sú opísané v najpodrobnejšie.

V závislosti od typu procesu miešania sa prijímacie kanály vykonávajú jedným funkčným (nenechotiteľným), ktorý poskytuje iba plnenie valcami s vzduchom alebo dvojfunkčnou (tangenciálnou, skrutkou alebo iným typom) používaným na vstupný a krútenie vzduchu nabíjania v Valec a spaľovacia komora.

Poďme sa obrátiť na otázku vlastností dizajnu príjemcov zberateľov benzínu a dieselových motorov. Analýza literatúry ukazuje, že prívod zberača (alebo atramentová trubica) je daná malá pozornosť a často sa považuje za plynovodu na napájanie vzduchového alebo palivového vzduchu zmes do motora.

Vzduchový filter je neoddeliteľnou súčasťou vstupného systému piestu. Treba poznamenať, že v literatúre sa viac pozornosti venuje dizajn, materiálu a odporu filtračných prvkov a zároveň účinok filtračného prvku na ukazovatele dynamických a tepla, ako aj výdavkov Charakteristika systému vnútorného spaľovania piestov sa prakticky nepovažuje.

1.2 Dynamika plynu prietoku v prívodných kanáloch a spôsoboch štúdia vstupného procesu v piestovom motore

Pre presnejšie pochopenie fyzickej podstaty výsledkov získaných inými autormi sú načrtnuté súčasne s použité teoretické a experimentálne metódy, pretože spôsob a výsledok sú v jednej organickej komunikácii.

Metódy štúdia vstupných systémov KHO môžu byť rozdelené do dvoch veľkých skupín. Prvá skupina zahŕňa teoretickú analýzu procesov v prívodnom systéme, vrátane ich numerickej simulácie. Do druhej skupiny, budeme kresliť všetky spôsoby, ako experimentálne študovať vstupný proces.

Voľba výskumných metód, odhadov a úpravy nasávacích systémov je určená nastaveným cieľom, ako aj existujúce materiály, experimentálne a vypočítané možnosti.

K dnešnému dňu neexistujú žiadne analytické metódy, ktoré umožňujú, aby boli pomerne presné na odhad úrovne intenzity plynu v spaľovacej komore, ako aj riešiť súkromné \u200b\u200bproblémy spojené s opisom pohybu v príjmovej dráhe a exspirácii plynu medzera ventilu v skutočnom ťurčnom procese. Je to spôsobené ťažkosťami, ktoré opisujú trojrozmerný tok plynov na curvilinear kanáloch s náhlymi prekážkami, komplexnou štruktúrou priestorovej prúdov, s výstupom prúdového plynu cez ventilový otvor a čiastočne naplnený priestor valca s variabilným objemom, interakcie medzi sebou, s stenami valca a pohyblivou dnou piestov. Analytické stanovenie optimálnej oblasti rýchlosti v prívodnej trubici, v štrbine krúžku a distribúcia tokov vo valci je komplikovaná nedostatkom presných spôsobov hodnotenia aerodynamických strát vyplývajúcich z čerstvého náboja v prívodnom systéme a keď plyn vo valci a prietok okolo jeho vnútorných povrchov. Je známe, že v kanáli sú nestabilné zóny prechodu toku z lamináru do turbulentného prietoku, oblasť separácie hraničnej vrstvy. Prietoková konštrukcia je charakterizovaná premennými časom a miestom Reynolds, úroveň nestálosti, intenzity a stupnice turbulencie.

Mnohé multidrikčné práce je venované numerickému modelovanie pohybu vzduchu na vstupe. Vyrábajú modelovanie vírového prívodu prívodu vstupu vstupu vstupu vstupného ventilu, výpočet trojrozmerného toku v vstupných kanáloch hlavy valca, modelovanie prúdu v prívodnom okne a motor Valec, analýza účinku priamych tokov a víriacich prúdov na procese miešania a vypočítané štúdie účinku nabitia nabíjania v dieselovom valci Rozsah emisií oxidov dusíka a ukazovateľov ukazovateľov. Avšak len v niektorých prácach, číselná simulácia je potvrdená experimentálnymi údajmi. A výlučne na teoretických štúdiách je ťažké posúdiť presnosť a stupeň použiteľnosti údajov. Treba tiež zdôrazniť, že takmer všetky numerické metódy sú zamerané najmä na štúdium procesov v už existujúcej konštrukcii vstupu vstupného systému intenzity DVS, aby sa eliminovali svoje nedostatky a nevytvorili nové, účinné dizajnové riešenia.

Súčasne sa použijú klasické analytické metódy výpočtu pracovného toku v motora a samostatné procesy výmeny plynu v nej. Avšak, vo výpočtoch toku plynu v prívodných a výfukových ventiloch a kanáloch sa používajú hlavne rovnice jednosmerného stacionárneho prietoku, pričom súčasný kvázi-stacionárny. Z tohto dôvodu sa predpokladá výlučne metódy výpočtu (približné), a preto vyžadujú experimentálne vylepšenie v laboratóriu alebo na skutočnom motore pri skúškach lavičky. Metódy výpočtu výmeny plynov a hlavných indikátorov dynamických plynov vstupného procesu v ťažšej formulácii sa vyvíjajú v dielach. Dávajú však tiež len všeobecné informácie o diskutovaných procesoch, netvoria dostatočne úplné zastúpenie dynamických a výmenných kurzov plynu a výmenných kurzov, pretože sú založené na štatistických údajoch získaných v matematickom modelovaní a / alebo statických čistení vstupného traktu atrament a na metódy numerickej simulácie.

Najpresnejšie a spoľahlivé údaje o procese vstupu v pieskom motora možno získať v štúdii o reálnych prevádzkových motoroch.

K prvým štúdiám nabíjania v motora v motora na skúšobnom režime hriadeľa možno pripísať klasické experimenty Ricardo a hotovosti. Riccardo nainštaloval obežné koleso v spaľovacej komore a zaznamenala rýchlosť otáčania, keď je kontrolovaný hriadeľ motora. Anemometer upevnil priemernú hodnotu rýchlosti plynu pre jeden cyklus. Ricardo predstavil koncepciu "Vortex pomeru", čo zodpovedá pomeru frekvencie obežného kolesa, merala otáčanie víru a kľukový hriadeľ. Cass nainštaloval dosku v otvorenej spaľovacej komore a zaznamenal účinok na prúdenie vzduchu. Existujú aj iné spôsoby, ako používať dosky spojené s tenzidátmi alebo indukčnými senzormi. Inštalácia dosiek však deformuje rotujúci prúd, ktorý je nevýhodou takýchto metód.

Moderné štúdium dynamiky plynu priamo na motory vyžaduje špeciálne meracie prístroje, ktoré sú schopné pracovať za nepriaznivých podmienok (hluk, vibrácie, rotujúce prvky, vysoké teploty a tlak, keď spaľovanie paliva a vo výfukových kanáloch). V tomto prípade sú procesy v DVS vysokorýchlostné a periodické, takže meracie zariadenie a snímače musia mať veľmi vysokú rýchlosť. To všetko značne komplikuje štúdiu vstupného procesu.

Treba poznamenať, že v súčasnosti sa široko používajú metódy prirodzeného výskumu motorov, a to ako na štúdium prúdu vzduchu v prívodnom systéme a valci motora, a na analýzu účinku tvorby víru na vstup na toxicitu výfukových plynov.

Avšak, prírodné štúdie, kde súčasne veľký počet rôznych faktorov pôsobí, neumožňujú preniknúť do detailov mechanizmu samostatného fenoménu, neumožňujú používať vysoko presnosť, komplexné zariadenie. To všetko je výsadba laboratórnych štúdií s použitím komplexných metód.

Výsledky štúdie dynamiky plynu prívodného procesu získaného v štúdii na motoroch sú v monografii pomerne podrobne uvedené.

Z toho najväčší záujem je oscilogram zmien v prietokom vzduchu v vstupnej časti vstupného kanála motora C10,5 / 12 (D 37) traktorovej rastliny Vladimir, ktorý je prezentovaný na obrázku 1.2.

Obr. 1.2. Parametre prietoku vo vstupnej časti kanála: 1 - 30 S -1, 2 - 25 s -1, 3 - 20 s -1

Meranie prietoku vzduchu v tejto štúdii sa uskutočnilo s použitím termomoteru pracujúceho v režime DC.

A tu je vhodné venovať pozornosť samotnej metóde termomeometrie, ktorá vďaka množstvu výhod získali takúto rozsiahlu dynamiku plynu rôznych procesov vo výskume. V súčasnosti existujú rôzne systémy termoanemometrov v závislosti od úloh a oblasti výskumu. Najpodrobnejšia teória termoenemometrie sa považuje za. Treba tiež poznamenať širokú škálu dizajnov snímačov termometra, čo znamená rozsiahle použitie tejto metódy vo všetkých oblastiach priemyslu, vrátane inžinierstva.

Zvážte otázku použiteľnosti metódy termožstva na štúdium vstupného procesu v piestovom motore. Malé rozmery citlivého prvku snímača termoemometra teda nerobia významné zmeny v povahe prietoku vzduchu; Vysoká citlivosť anemometre vám umožňuje zaregistrovať kolísanie s malými amplitúdami a vysokými frekvenciami; Jednoduchosť hardvérového systému umožňuje jednoducho zaznamenávať elektrický signál z výstupu termomoteru, po ktorom nasleduje jeho spracovanie na osobnom počítači. V termomemometrie sa používa vo veľkostných režimoch jedno-, dvoj- alebo trojzložkových snímačov. Zvyčajne sa používajú vlákno alebo fólie žiaruvzdorných kovov s hrúbkou 0,5 až 20 um a dĺžkou 1-12 mm sa zvyčajne používajú ako citlivý prvok snímača termožometra, ktorý je pevný na nohách chrómu alebo chrómovej kože. Ten prejde cez porcelánovú dvoj-, trojcestnú alebo štvor-rúrkovú trubicu, ktorá je umiestnená na kovové puzdro na prelom, kovový puzdro, okije do blokovej hlavy na štúdium priestoru valcového valca alebo v Potrubia na určenie priemerných a zvlnených zložiek rýchlosti plynu.

A teraz späť do oscilogramu zobrazeného na obrázku 1.2. Graf upozorňuje na skutočnosť, že prezentuje zmenu prietoku vzduchu z uhla otáčania kľukového hriadeľa (P.K.V.) len pre prívod takt (? 200 stupňov. P.k.v.), zatiaľ čo informácie o zvyškoch na iných hodinách boli "orezané". Tento oscilogram sa získa pre frekvenciu otáčania kľukového hriadeľa od 600 do 1800 min -1, zatiaľ čo v moderné motory Rozsah prevádzkových rýchlostí je oveľa širší: 600-3000 min -1. Pozornosť je nakreslená na skutočnosť, že prietok v trakte pred otvorením ventilu nie je nula. Po zatvorení nasávaného ventilu sa rýchlosť neuskutočňuje, pravdepodobne preto, že v ceste je tu vysokofrekvenčný vratný prúd, ktorý sa v niektorých motoroch používa na vytvorenie dynamického (alebo inertigického).

Preto je dôležité pochopiť proces ako celku, údaje o zmene prietoku vzduchu v prívodnom trakte pre celý pracovný postup motora (720 stupňov, PKV) a v celom prevádzkovom rozsahu frekvencie otáčania kľukového hriadeľa. Tieto údaje sú potrebné na zlepšenie procesu vstupu, vyhľadávanie spôsobov, ako zvýšiť veľkosť čerstvého náboja zadaného do valcov motora a vytváranie dynamických superifakických systémov.

Stručne zvážte zvláštnosti dynamického preplňovaného v piestovom motore, ktorý sa vykonáva rôznymi spôsobmi. Nielen fázy distribúcie plynu, ale aj dizajn príjmu a odstupňovacích dráh ovplyvňujú príjem nasávania. Pohyb piestu pri prívode TACT vedie k otvorenému nasávanému ventilu na vytvorenie spätnej vlny. Na otvorenom prípojnom potrubí sa táto tlaková vlna vyskytuje s hmotnosťou pevného okolitého vzduchu, ktorá sa odrazí a pohybuje sa späť do vstupného potrubia. Na zvýšenie plnenia valcov s čerstvým nábojom sa môže použiť kolísanie vzduchového stĺpca v prívodnom potrubí, a tým sa získa veľké množstvo krútiaceho momentu.

S inou formou dynamického superchardu - inerciálneho nadriadeného, \u200b\u200bkaždý vstupný kanál valca má vlastnú samostatnú rezonátorovú trubicu, zodpovedajúcu dĺžku akustiku pripojenú k zbernej komory. V takýchto rezonátoroch sa môže kompresná vlna pochádzajúca z valcov, sa môže šíriť nezávisle od seba. Pri koordinácii dĺžky a priemeru jednotlivých rezonátorov s fázami fázy distribúcie plynu, kompresná vlna, ktorá sa odráža na konci rezonátornej trubice, sa vracia cez otvorený vstupný ventil valca, čím sa zabezpečí jeho najlepšie plnenie.

Rezonančné redukcia je založené na skutočnosti, že v prietoku vzduchu v prívodnom potrubí pri určitej rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa sú rezonančné oscilácie spôsobené vratným pohybom piestu. To, so správnym usporiadaním nasávacieho systému, vedie k ďalšiemu zvýšeniu tlaku a dodatočného lepidla.

Zároveň uvedené metódy dynamického zosilnenia pôsobia v úzkom rozsahu režimov, vyžadujú veľmi zložité a trvalé nastavenie, pretože sa menia akustické charakteristiky motora.

Dátum dynamiky plynu pre celý pracovný tok motora môžu byť užitočné na optimalizáciu procesu plniaceho procesu a vyhľadávania zvyšovania prietoku vzduchu cez motor a podľa toho jeho výkon. V rovnakej dobe, intenzita a rozsah turbulencie prietoku vzduchu, ktoré sú generované v prívodnom kanáli, ako aj počet vortices vytvorených počas vstupného procesu.

Rýchly tok nabíjania a rozsiahlych turbulencií v prietoku vzduchu poskytujú dobré miešanie vzduchu a paliva a tým plné spaľovanie s nízkou koncentráciou škodlivé látky Vo výfukových plynoch.

Jedným z spôsoby vytvorenia vortices v procese príjmu je použitie klapky, ktorá zdieľa prívodnú dráhu do dvoch kanálov, z ktorých jeden môže prekrývať, ovládať pohyb náboja zmesi. Existuje veľké množstvo dizajnových verzií, aby sa tangenciálna zložka prietokového pohybu, aby sa usporiadali smerové vortices v prívodnom potrubí a valci motora
. Účelom všetkých týchto riešení je vytvoriť a riadiť vertikálne vortiká v motora.

Existujú aj iné spôsoby, ako ovládať plnenie čerstvého náboja. Konštrukcia špirálového príjmu kanála sa používa v motore s iným krokom otáčok, ploché miesta na vnútornej stene a ostré hrany na kanáli. Ďalšie zariadenie na reguláciu tvorby víru vo valci motora je špirálová pružina inštalovaná v prívodnom kanáli a pevne upevnená jedným koncom pred ventilom.

Je teda možné všimnúť si trend výskumných pracovníkov, aby vytvorili veľké whirlwinds rôznych smerov distribúcie na prívode. V tomto prípade musí prúdenie vzduchu obsahovať najmä rozsiahlu turbulenciu. To vedie k zlepšeniu zmesi a následného spaľovania paliva, a to v benzín, ako aj v dieselové motory. A v dôsledku toho sa znižuje špecifická konzumácia paliva a emisií škodlivých látok s použitím použitých plynov.

V literatúre však nie sú žiadne informácie o pokusoch o riadenie tvorby víru pomocou priečneho profilovania - zmena vo forme prierez A je známe, že dôrazne ovplyvňuje povahu prietoku.

Po vyššie uvedení je možné dospieť k záveru, že v tejto fáze literatúry existuje významný nedostatok spoľahlivých a úplných informácií o dynamike plynu v prívodnom procese, a to: Zmena rýchlosti prúdenia vzduchu z rohu kľukového hriadeľa Celý pracovný postup motora v prevádzkovom rozsahu frekvenčného hriadeľa otáčania kľukového hriadeľa; Účinok filtra na dynamike plynu v procese príjmu; Rozsah turbulencie sa vyskytuje počas príjmu; Vplyv hydrodynamickej nonstationarity na spotrebný materiál v vstupnom trakte DVS atď.

Naliehavou úlohou je vyhľadávanie spôsobov zvyšovania prietoku vzduchu cez valce motora s minimálnym vylepšením motora.

Ako už bolo uvedené vyššie, najkomplexnejšie a spoľahlivé vstupné údaje možno získať zo štúdií o skutočných motoroch. Tento smer výskumu je však veľmi zložitý a drahý a pre mnohé problémy je takmer nemožné, preto boli experimentátormi vyvinuté kombinované metódy štúdií v ICC. Zvážte z nich rozšírené.

Vývoj súboru parametrov a spôsobov výpočtu a experimentálnych štúdií je spôsobený veľkým počtom komplexných analytických popisov konštrukcie vstupného systému piestu motora, dynamiky procesu a pohybu náboja v prívodných kanáloch a valec.

Prijateľné výsledky je možné získať, keď spoločná štúdia nasávaného procesu na osobnom počítači pomocou numerických spôsobov modelovania a experimentálne prostredníctvom statických čistení. Podľa tejto techniky boli vykonané mnohé rôzne štúdie. V takých prácach buď možnosť numerickej simulácie víriacich tokov v prívodnom systéme atramentového systému, po ktorom nasleduje testovanie výsledkov pomocou čistenia v statickom režime na inštalácii inšpektora, alebo vypočítaný matematický model je vyvinutý na základe získaných experimentálnych údajov v statických režimoch alebo počas prevádzky individuálnych úprav motorov. Zdôrazňujeme, že základom takmer všetkých takýchto štúdií sa prijíma experimentálne údaje získané pomocou statického vyfúknutia vstupného systému atramentového systému.

Zvážte klasický spôsob, ako študovať prívodný proces pomocou porrch anemometra. S pevnými ventilovými perami produkuje prečistenie testovacieho kanála s rôznymi druhými spotreba vzduchu. Na čistenie sa používajú skutočné hlavy valcov, odliate z kovu, alebo ich modely (skladacie drevené, sadrokym, z epoxidových živíc, atď.) Zmontované s ventilmi, ktoré vedú bush čiary a sedlá. Ako však popísané komparatívne testy, táto metóda poskytuje informácie o účinku formy cesty, ale obežné koleso nereaguje na pôsobenie celého prietoku vzduchu v priereze, čo môže viesť k významnej chybe pri odhade Intenzita náboja vo valci, ktorá je potvrdená matematicky a experimentálne.

Ďalším rozsiahlym spôsobom štúdia procesu plnenia je metóda s použitím skrytej mriežky. Táto metóda sa líši od predchádzajúceho, podľa skutočnosti, že absorbovaný rotujúci prietok vzduchu sa posiela na čeľusť skrytej mriežky. V tomto prípade je otočný prúd ukradnutý, a prúdový moment je vytvorený na čepele, čo je zaznamenané kapacitným senzorom v rozsahu uhla torciového otáčania. Skrytý prúd, ktorý prešiel cez mriežku, prúdi cez otvorenú časť na konci puzdra do atmosféry. Táto metóda vám umožňuje komplexne vyhodnotiť príjem nasávaného kanálu pre energetické indikátory a veľkosťou aerodynamických strát.

Aj napriek skutočnosti, že metódy výskumu statických modelov dávajú len najobecnejšiu myšlienku charakteristík výmeny dynamických plynov a výmeny tepla vstupného procesu, stále zostávajú relevantné z dôvodu ich jednoduchosti. Výskumníci stále viac využívajú tieto metódy len na predbežné posúdenie vyhliadok na prijímacích systémov alebo konverzie už existujúcich. Avšak, pre úplné, podrobné pochopenie fyziky javov počas vstupného procesu týchto metód zjavne nestačí.

Jeden z najpresnejších a účinné spôsoby Štúdie vstupného procesu v DVS sú experimenty na špeciálnych, dynamických inštaláciách. Za predpokladu, že funkcie a vlastnosti výmeny plynov a tepelného výmeny a vlastnosti náboja v vstupnom systéme sú funkcie len geometrických parametrov a režimových faktorov pre štúdiu, je veľmi užitočné použiť dynamický model - experimentálna inštalácia, ktorá najčastejšie predstavuje Jednosmerný model motora na rôznych vysokorýchlostné režimyKonajú testovaním kľukového hriadeľa z cudzieho zdroja energie a vybavený rôznymi typmi senzorov. V tomto prípade môžete odhadnúť celkovú účinnosť z určitých riešení alebo ich účinnosť je prvkom. Všeobecne sa takýto experiment zmenší na určenie charakteristiky prietoku v rôznych prvkoch nasávacieho systému (okamžité hodnoty teploty, tlaku a rýchlosti), ktorým sa menia roh otáčania kľukového hriadeľa.

Tak, že najvhodnejší spôsob, ako študovať vstupný proces, ktorý poskytuje úplné a spoľahlivé údaje, je vytvorenie jedinej valcového dynamického modelu piestového motora, poháňaný na rotáciu z cudzieho zdroja energie. V tomto prípade táto metóda umožňuje skúmať plyn-dynamické a tepelné výmenníky procesu plniaceho procesu v horskom spaľovacom motore piestu. Použitie termoenemometrických metód umožní získať spoľahlivé údaje bez významného účinku na procesy vyskytujúce sa v sacom systéme experimentálneho modelu motora.

1.3 Charakteristiky procesov výmeny tepla v vstupnom systéme piestu motora

Štúdia výmeny tepla v piestovom spaľovacom motore začal v skutočnosti z vytvorenia prvých pracovných strojov - J. Lenoara, N. Otto a R. Diesel. A samozrejme v počiatočnom štádiu osobitná pozornosť Bola vyplatená štúdiu výmeny tepla v valec motora. Prvé klasické práce v tomto smere možno pripísať.

Avšak, práca vykonávaná v.I. Grinevik sa stal solídnym základom, ktorý sa ukázal byť možné vybudovať teóriu tepelnej výmeny pre piestové motory. Dotknutá monografia je primárne venovaná tepelným výpočtom procesov intra valca v OI. Zároveň môže nájsť aj informácie o ukazovateľoch výmenu tepla v prívodnom procese záujmu pre nás, a to existujú štatistické údaje o veľkosti ohrevu čerstvého náboja, ako aj empirických vzorcov na výpočet parametrov na začiatok a koniec prívodu.

Ďalej sa výskumníci začali riešiť viac súkromných úloh. Najmä V. NUSSELT získal a uverejnil vzorec pre koeficient prenosu tepla v valci motora piestov. N.R. Brilovanie v jeho monografii objasnil vzorec NUSSELT a celkom jasne dokázal, že v každom prípade (typ motora, spôsob tvorby miešania, rýchlosť rýchlosti, rozbočovacej úrovni) by sa mali objasniť miestnych koeficientoch prenosu tepla na výsledky priamych experimentov.

Ďalším smerom v štúdii piestových motorov je štúdium výmeny tepla v toku výfukových plynov, najmä získavanie údajov o prenose tepla počas turbulentného prietoku plynu vo výfukovom potrubí. Veľký počet literatúry je venovaný riešeniu týchto úloh. Tento smer je pomerne dobre študovaný ako v podmienkach statických čistení a pod hydrodynamickou nonstataritu. Toto je primárne spôsobené tým, že zlepšovaním výfukového systému je možné výrazne zvýšiť technické a ekonomické ukazovatele spaľovacieho motora piestu. V priebehu vývoja tejto oblasti sa uskutočnilo mnoho teoretických prác, vrátane analytických riešení a matematického modelovania, ako aj mnohých experimentálnych štúdií. V dôsledku takejto komplexnej štúdie procesu uvoľňovania bolo navrhnutých veľký počet ukazovateľov charakterizujúcich proces uvoľňovania, pre ktoré možno hodnotiť kvalitu dizajnu výfukového systému.

Štúdia tepelnej výmeny prívodného procesu je stále nedostatočná pozornosť. To možno vysvetliť skutočnosťou, že štúdie v oblasti optimalizácie výmeny tepla vo valci a výfukových traktoch boli pôvodne účinnejšie, pokiaľ ide o zlepšenie konkurencieschopnosti piestového motora. V súčasnosti však vývoj motorového priemyslu dosiahol takú úroveň, že zvýšenie indikátora motora aspoň niekoľko desatších percent sa považuje za vážny úspech pre výskumných pracovníkov a inžinierov. Preto, s ohľadom na skutočnosť, že smerovanie zlepšovania týchto systémov sú prevažne vyčerpané, v súčasnosti viac a viac špecialistov hľadajú nové príležitosti na zlepšenie pracovných tokov piestových motorov. A jeden z takýchto smerov je štúdium tepelnej výmeny počas vstupu v prívode.

V literatúre o výmene tepla v príjmovej procese môže byť práca rozlíšená na štúdium vplyvu intenzity toku vortexu na prívode na tepelnom stave dielov motora (hlava valcov, prívod a výfukový ventil, povrchy valcov). Tieto práce majú veľký teoretický charakter; Na základe riešenia nelineárnych námorných rovníc a Fourier-Ostrogradsky, ako aj matematického modelovania pomocou týchto rovníc. Vzhľadom na veľký počet predpokladov sa výsledky môžu považovať za základ pre experimentálne štúdie a / alebo sa odhaduje v inžinierskych výpočtoch. Tiež tieto práce obsahujú experimentálne štúdie na určenie miestnych nestacionárnych tepelných tokov v dieselovej spaľovacej komore v širokom spektre intenzity prívodu prívodu intenzity.

Vyššie uvedená výmenná výmena tepla v procese vstupu najčastejšie neovplyvňujú vplyv dynamiky plynu na lokálnu intenzitu prenosu tepla, ktorý určuje veľkosť ohrevu čerstvého náboja a teploty napätia v prívodnom potrubí (potrubia). Ale, ako je dobre známe, veľkosť ohrevu čerstvého náboja má významný vplyv na hromadnú spotrebu čerstvého náboja cez valce motora a podľa toho jeho výkon. Tiež pokles dynamickej intenzity prenosu tepla v vstupnej dráhe piestu motora môže znížiť svoje teplotné napätie a tým zvýši zdroj tohto prvku. Štúdia a riešenie týchto úloh je preto naliehavou úlohou rozvoja budovania motora.

Malo by byť uvedené, že v súčasnosti pre inžinierske výpočty používajú údaje o preplachovaní statických údajov, ktoré nie sú správne, pretože nestálosť (pulzácia prietoku) silno ovplyvňuje prenos tepla v kanáloch. Experimentálne a teoretické štúdie ukazujú významný rozdiel v koeficiente na prenos tepla v nonstatačných podmienkach zo stacionárneho prípadu. Môže dosiahnuť 3-4-násobnú hodnotu. Hlavným dôvodom tohto rozdielu je špecifická reštrukturalizácia štruktúry turbulentného prúdu, ako je uvedené v.

Je zriadené, že v dôsledku účinku na tok dynamickej nonstataritu (prúd prúdenia) sa uskutočňuje v kinematickej štruktúre, čo vedie k zníženiu intenzity procesov výmeny tepla. Práca bola tiež zistená, že zrýchlenie prietoku vedie k zvýšeniu 2-3 až alarmu v opaľovacích tangencových napätiach a následne až do poklesu lokálnych koeficientov prenosu tepla.

Na výpočet veľkosti zahrievania čerstvého náboja a stanovenie teploty namáhania v prívodnom potrubí (potrubia) sú v tomto kanáli potrebné dáta na okamžitý prietok miestneho tepla, pretože výsledky statických čistení môžu viesť k vážnym chybám ( viac ako 50%) pri určovaní koeficientu prenosu tepla v prívodnom trakte, ktorý je neprijateľný aj pre inžinierske výpočty.

1.4 Závery a stanovovanie cieľov štúdie

Na základe vyššie uvedeného možno vyvodiť tieto závery. Technologické charakteristiky Vnútorný spaľovací motor je do značnej miery určený aerodynamickou kvalitou príjmovej dráhy ako celého a jednotlivých prvkov: sacie potrubia (sacie potrubie), kanál v hlave valca, jeho dosiek na krku a ventil, spaľovacie komory v spodnej časti piest.

V súčasnosti je však zameraním na optimalizáciu kanálového dizajnu v hlave valca a komplexných a drahých systémov plnenia valca s čerstvým nábojom, zatiaľ čo možno predpokladať, že len pomocou prípojného potrubia profilovania môže byť ovplyvnené dynamikou, teplom Výmena a spotrebný materiál motora.

V súčasnosti existuje široká škála prostriedkov a merania metód pre dynamickú štúdiu vstupného procesu v motore, a hlavná metodická zložitosť spočíva v ich správnom výbere a používaní.

Na základe uvedenej analýzy údajov o literatúre môžu byť formulované nasledujúce úlohy dizertačnej práce.

1. Zriadiť účinok konfigurácie sacieho potrubia a prítomnosť filtračného prvku na dynamike plynu a spotrebného materiálu piestu motora vnútorného spaľovania, ako aj odhaliť hydrodynamické faktory tepelnej výmeny pulzujúceho prúdu s steny kanála vstupného kanála.

2. Vytvorte spôsob zvýšenia prietoku vzduchu cez vstupný systém piestového motora.

3. Nájdite hlavné vzory zmien v okamžitej lokálnom prenose tepla v vstupnej dráhe piestového motora v podmienkach hydrodynamickej nonstataritu v klasickom valcovom kanáli, a tiež zistiť vplyv konfigurácie nasávacieho systému (profilované vložky a vzduchové filtre) Na tomto procese.

4. Ak chcete zhrnúť experimentálne údaje o okamžitom miestnom koeficiente prenosu tepla v prívodnom potrubí piestu.

Vyriešiť úlohy na vytvorenie potrebných techník a vytvoriť experimentálne nastavenie vo forme nástroja modelu nástroja piestového motora, vybaveného riadiacim a meracím systémom s automatickým spracovaním a spracovaním údajov.

2. Opis experimentálnych metód inštalácie a merania

2.1 Experimentálna inštalácia pre štúdium vstupného vstupu

Charakteristické znaky študovaného príjemného procesu sú ich dynamika a frekvencia vďaka širokému rozsahu otáčania otáčania motora a harmonikity týchto periodík spojených s nerovnomerným pohybom piestov a zmenami v konfigurácii nasávacej dráhy v zóne ventilovej zóny. Posledné dva faktory sú prepojené s pôsobením mechanizmu distribúcie plynu. Reprodukujte takéto podmienky s dostatočnou presnosťou len s pomocou modelu poli.

Keďže dynamické charakteristiky plynu sú funkcie geometrických parametrov a režimov faktorov, dynamický model sa musí zhodovať s motorom určitého rozmeru a pracovať v charakteristických vysokorýchlostných režimoch testu kľukového hriadeľa, ale už z cudzieho zdroja energie. Na základe týchto údajov je možné rozvíjať a vyhodnotiť celkovú účinnosť z určitých riešení zameraných na zlepšenie príjmovej dráhy ako celku, ako aj oddelene rôznymi faktormi (konštruktívne alebo režim).

Pre štúdium procesu dynamiky plynu a procesu prenosu tepla v motore piestu vnútorného spaľovania bola navrhnutá a vyrobená experimentálna inštalácia. Bol vyvinutý na základe modelu motora 11113 VAZ - OKA. Pri vytváraní inštalácie boli použité podrobnosti prototypu, a to: spojovacia tyč, piestový prst, piest (s rafinovaním), mechanizmus na distribúciu plynu (s rafinovaním), kľučkovej kladivá. Obrázok 2.1 znázorňuje pozdĺžny rez experimentálnej inštalácie a na obrázku 2.2 je jeho priečny rez.

Obr. 2.1. Lady Cut z experimentálnej inštalácie:

1 - elastická spojka; 2 - Gumové prsty; 3-tyčové krčka maternice; 4 - Native Cervix; 5 - líca; 6 - NUMA M16; 7 - protizávažie; 8 - NUMA M18; 9 - Domáce ložiská; 10 - Podporuje; 11-ložiská spojovacia tyč; 12 - tyč; 13 - piestový prst; 14 - piest; 15 - objímka valcov; 16 - valec; 17 - Základňa valca; 18 - Podpery valcov; 19 - Fluóroplastový prsteň; 20 - Referenčná doska; 21 - Hexagon; 22 - Tesnenie; 23 - Vstupný ventil; 24 - Mtuzonický ventil; 25 - Distribučný hriadeľ; 26 - Kladka distribúcia Vala.; \\ T 27 - Kladka kľuky; 28 - Ozubený pás; 29 - Roller; 30 - Napínací stojan; 31 - Napínacia skrutka; 32 - MASLENKA; 35 - Asynchrónny motor

Obr. 2.2. Priečna časť experimentálnej inštalácie:

3-tyčové krčka maternice; 4 - Native Cervix; 5 - líca; 7 - protizávažie; 10 - Podporuje; 11-ložiská spojovacia tyč; 12 - tyč; 13 - piestový prst; 14 - piest; 15 - objímka valcov; 16 - valec; 17 - Základňa valca; 18 - Podpery valcov; 19 - Fluóroplastový prsteň; 20 - Referenčná doska; 21 - Hexagon; 22 - Tesnenie; 23 - Vstupný ventil; 25 - Distribučný hriadeľ; 26 - Kladka vačkového hriadela; 28 - Ozubený pás; 29 - Roller; 30 - Napínací stojan; 31 - Napínacia skrutka; 32 - MASLENKA; 33 - Vložte profilovaný; 34 - Merací kanál; 35 - Asynchrónny motor

Ako možno vidieť z týchto obrázkov, inštalácia je prirodzeným modelom spaľovacieho motora s jedným valcom rozmerov 7.1 / 8.2. Krútiaci moment z asynchrónneho motora sa prenáša cez elastickú spojku 1 so šiestimi gumovými prstami 2 na kľukovej hriadeli pôvodného dizajnu. Použitá spojka je schopná významne kompenzovať nesprávnosť zlúčeniny hriadeľov asynchrónneho motora a kľukového hriadeľa zariadenia, ako aj na zníženie dynamických zaťažení, najmä pri spustení a zastavení zariadenia. Kľukový hriadeľ zase pozostáva z spojovacej tyče Cervix 3 a dvoch domorodých hrdlá 4, ktoré sú navzájom spojené s lícami 5. Tyčová krčma je pritlačená s napätím v tvár a fixovaná pomocou NUTS 6. Znížiť vibrácie na tvárne sú upevnené anti-testovacími skrutkami 7. Axiálny pohyb kľukového hriadeľa bráni maticu 8. Kľukový hriadeľ sa otáča v uzavretých valivých ložiskách 9 fixovaných na nosičoch 10. Dva uzavreté valcovacie ložisko 11 sú inštalované na spojovacej tyčovej krku, na ktorom Pripojovacia tyč 12 je namontovaná. Použitie dvoch ložísk v tomto prípade je spojené s veľkosťou pristávacej spojovacej tyče. K spojovacej tyči s piestným prstom 13 je piest 14 namontovaný na liatinovej objímke 15, stlačené v oceľovom valci 16. Valec je namontovaný na základni 17, ktorý je umiestnený na podpery valca 18. Fluóroplastický prstenec 19 je nainštalovaný na pieste namiesto troch štandardnej ocele. Použitie puzdra na prasno-železo a fluóroplastický krúžok poskytuje prudký pokles trenia v pároch piestu - rukávov a piestne krúžky - rukáv. Preto je experimentálna inštalácia schopná pracovať krátky čas (až 7 minút) bez mazacích systémov a chladiaci systém na prevádzkových frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa.

Všetky hlavné pevné prvky experimentálnej inštalácie sú upevnené na základnej doske 20, ktorá je s dvoma šesťhranmi, 21 pripojená k laboratóriu. Na zníženie vibrácií medzi šesťhranom a nosnou doskou je gumové tesnenie 22.

Mechanizmus načasovania experimentálnej inštalácie je požičiavaný z auta VZ 11113: Bloková hlava sa používa montáž s niektorými modifikáciami. Systém sa skladá z nasávacieho ventilu 23 a výfukový ventil 24, ktorý je riadený s použitím vačkového hriadeľa 25 s kladkou 26. Kladka vačkového hriadeľa je pripojená k remenici na kľuku 27 ozubený pás 28. Na kľukovom hriadeli inštalačného hriadeľa existujú dve remenice na zjednodušenie tiahneho systému hnacieho pásu vačkového hriadeľa. Napätie pásu je riadené valčekom 29, ktorý je inštalovaný na stojane 30, a napínač 31. Masliners 32 boli inštalované na mazanie ložísk vačkového hriadeľa, oleja, z ktorých gravitácia prichádza k posuvným ložiskám vačkového hriadeľa.

Podobné dokumenty

Vlastnosti príjmu platného cyklu. Vplyv rôznych faktorov na plnenie motorov. Tlak a teplota na konci príjmu. Zvyšný koeficient plynu a faktory určujúce jeho veľkosť. Pri zrýchľovaní pohybu piestu.

prednáška, pridané 30.05.2014


Rozmery prietokových úsekov v krku, vačky pre vstupné ventily. Profilovanie nekrytého vačku vedúci jeden vstupný ventil. Pushová rýchlosť v rohu päste. Výpočet pružín ventilu a vačkového hriadeľa.

kurz práce, pridané 03/28/2014


Všeobecný Na vnútornom spaľovacom motore, jeho zariadení a vlastnostiach práce, výhod a nevýhod. Pracovný postup motora, metódy zapaľovania paliva. Vyhľadajte pokyny na zlepšenie konštrukcie spaľovacieho motora.

abstraktné, pridané 06/21/2012


Výpočet procesov plnenia, kompresie, spaľovania a expanzie, stanovenia indikátora, účinných a geometrických parametrov motora pre leteckého piestu. Dynamický výpočet mechanizmu a výpočtu kľuky na silu kľukového hriadeľa.

kurz práce, pridané 01/17/2011


Študovanie funkcií procesu plnenia, kompresie, spaľovania a expanzie, ktorý priamo ovplyvňuje pracovný tok vnútorného spaľovacieho motora. Analýza ukazovateľov a účinných ukazovateľov. Stavebné indikátorové grafy pracovného toku.

kurz, pridané 30.10.2013


Metóda výpočtu koeficientu a stupňa nerovnosti dodávky piestu pumpy so špecifikovanými parametrami, ktorý vypracuje príslušný graf. Podmienky nasávania pisu. Výpočet hydraulického inštalácie, jeho hlavné parametre a funkcie.

vyšetrenie, pridané 03/07/2015


Vývoj návrhu 4-valca V-tvarovaného piestového kompresora. Tepelný výpočet zariadenia kompresora chladiaceho stroja a stanovenie plynového traktu. Výstavba indikátora a napájacieho diagramu jednotky. Výpočet sily detailov piestu.

kurz práce, pridané 01/25/2013


všeobecné charakteristiky Schémy pumpy axiálneho piestu s šikmým blokom valcov a disku. Analýza hlavných stupňov výpočtu a navrhovania pumpy axiálneho piestu s šikmým blokom. Zváženie konštrukcie regulátora univerzálnej rýchlosti.

kurz, pridané 01/10/2014


Projektovanie zariadení na vŕtanie-frézovanie. Spôsob získania obrobku. Konštrukcia, princíp a podmienky prevádzky pumpy axiálneho piestu. Výpočet chyby meracieho prístroja. Technologický systém na montáž energetického mechanizmu.

práca, pridané 05/26/2014


Zohľadnenie termodynamických cyklov spaľovacích motorov s teplotou pri konštantnom objeme a tlaku. Výpočet termálneho motora D-240. Výpočet nasávacích procesov, kompresie, spaľovania, expanzie. Efektívne ukazovatele práca DVS.

1

Tento článok sa zaoberá posúdením účinku rezonátora na plnenie motora. V príklade príkladu bol navrhnutý rezonátor - objem, ktorý sa rovná valec motora. Geometria príjmového traktu spolu so rezonátorom bola importovaná do programu prietoku. Matematická modifikácia bola vykonaná s prihliadnutím na všetky vlastnosti pohybujúceho sa plynu. Ak chcete odhadnúť prietok cez vstupný systém, odhady prietoku v systéme a relatívny tlak vzduchu v štrbine ventilu sa vykonala počítačová simulácia, ktorá vykazovala účinnosť používania dodatočnej kapacity. Hodnotilo sa posúdenie prietoku cez medzeru ventilu, rýchlosť prietoku, prietoku, tlaku a hustoty prietoku pre štandardný, modernizovaný a nasávací systém s rexecom. Z toho súčasne sa zvyšuje hmotnosť prichádzajúceho vzduchu, prietok prietoku sa zníži a hustota vzduchu vstupujúceho do valca sa zvyšuje, čo je priaznivo odráža na výstupných televíznych televízoroch.

vstupný trakt

rezonátor

naplnenie valca

matematický modelovanie

aktualizovaný kanál.

1. Jolobov L. A., Dydykin A. M. Matematický modelovanie Výmena plynu DVS: Monografia. N.N.: NGSHA, 2007.

2. DYDYSKIN A. M., Zholobov L. A. Gasynamické štúdie DVS Metódy numerického modelovania // traktory a poľnohospodárske stroje. Č. 4. P. 29-31.

3. Pritr D. M., Turkish V. A. Aeromechanika. M.: Oborongiz, 1960.

4. KHAYLOV M. A. Vypočítaná fluktuačná rovnica tlaku v sacom potrubí spaľovacieho motora // tr. Cyam. 1984. Č. 152. P.64.

5. Sonkin V. I. Štúdium prietoku vzduchu cez ventilovú medzeru // tr. USA. 1974. Vydanie 149. Str.21-38.

6. Samsky A. A., Popov YU. P. Rozdielne metódy riešenia problémov dynamiky plynu. M.: Veda, 1980. Str.352.

7. RUDOY B. P. APLIKA NEPOUŽÍVAŤ DYNAMIKU NEZAHRNUTIA: TUTORIÁLNY. UFA: UFA Aviation Institute, 1988. Str.184.

8. Malivanov M.V., Khmelev R. N. Na vývoji matematického a softvéru na výpočet plynových dynamických procesov v DVS: Materiály medzinárodnej vedeckej a praktickej konferencie IX. Vladimir, 2003. P. 213-216.

Veľkosť krútiaceho motora motora je úmerná hmotnosti vzduchu, ktorá je pripisovaná frekvencii otáčania. Zvýšenie plnenia valca benzínového motora, zvýšením príjmovej dráhy povedie k zvýšeniu tlaku konca príjmu, zlepšenie tvorby miešania, zvýšenie technických a ekonomických ukazovateľov prevádzky motora a zníženie v toxicite výfukových plynov.

Základnými požiadavkami na vstupnú dráhu sú zabezpečenie minimálnej odolnosti voči vstupu a rovnomernému rozloženiu horľavej zmesi cez valce motora.

Zabezpečenie minimálnej odolnosti voči vstupu sa môže dosiahnuť elimináciou drsnosti vnútorných stien potrubí, ako aj ostrých zmien v smere prúdenia a eliminovať náhle zúženie a rozšírenia traktu.

Významný vplyv na plnenie valca poskytuje rôzne typy zosilnenia. Najjednoduchším typom nadriadeného je použitie dynamiky prichádzajúceho vzduchu. Veľký objem prijímača čiastočne vytvára rezonančné účinky v špecifickom rozsahu otáčania otáčania, ktorý vedie k zlepšeniu plnenia. V dôsledku toho však majú dynamické nevýhody, napríklad odchýlky v zložení zmesi s rýchlym zmenou zaťaženia. Takmer ideálny tok krútiaceho momentu zaisťuje, že vstupná trubica spína, v ktorej sú napríklad v závislosti od zaťaženia motora, rýchlosť otáčania a polohy škrtiacej klapky:

Dĺžka pulzačného potrubia;

Prepínanie medzi pulzačnými rúrkami rôznych dĺžok alebo priemeru;
- selektívne odstavenie samostatného potrubia jedného valca v prítomnosti veľkého množstva z nich;
- Zapnutie hlasitosti prijímača.

V rezonancii Superior s valcovou skupinou s rovnakým intervalom blikáne pripojte krátke rúrky na rezonančný prijímač, ktorý je pripojený cez rezonančné rúrky s atmosférou alebo so zberným prijímačom pôsobiacim ako rezonátor Gölmgolts. Je to sférická nádoba s otvoreným krkom. Vzduch v krku je oscilujúcou hmotnosťou a objem vzduchu v nádobe hrá úlohu elastického prvku. Samozrejme, takéto oddelenie je pravdivé len približne, pretože niektoré z vzduchu v dutine má inerciálnu rezistenciu. Avšak, s dostatočne veľkou hodnotou oblasti otvorenia do oblasti prierezu dutiny, je presnosť takejto aproximácie pomerne uspokojivá. Hlavná časť kinetickej oscilácie energie je koncentrovaná v krku rezonátora, kde oscillatory rýchlosť častíc vzduchu má najväčšiu hodnotu.

Vstupný rezonátor je nastavený Škrtový ventil a valca. Začína konať, keď je škrtiaca klapka dostatočne pokrytá tak, aby jeho hydraulická odolnosť bola porovnateľná s odolnosťou rezonátora kanála. Keď sa piest pohybuje nadol, horľavostná zmes vstupuje do valca motora nielen z škrtiacej klapky, ale aj z nádrže. S poklesom vákua sa rezonátor začne nasávať horľaviacu zmes. Tým sa sleduje rovnaká časť a pomerne veľké, reverzné vyhadzovanie.
Článok analyzuje pohyb prietoku v prívodnom kanáli 4-mŕtvicového benzínového motora pri menovitom frekvencii otáčania kľukového hriadeľa na príklade motora VZ-2108 pri otáčaní otáčania kľukového hriadeľa n \u003d 5600min-1.

Táto výskumná úloha bola vyriešená matematickým spôsobom pomocou softvérového balíka pre modelovanie plynových hydraulických procesov. Simulácia sa uskutočnila pomocou softvérového balíka FlowVision. Na tento účel sa získala a dovážaná geometria (pod geometriou je chápaná vo vnútorných objemoch motora - prívod a výfukové potrubia, atrigácia valca) pomocou rôznych štandardných formátov súborov. To umožňuje SAPR solidworks vytvoriť oblasť osídlenia.

V oblasti výpočtu sa rozumie ako objem, v ktorom sú rovnice matematického modelu a hranicu objemu, na ktorom sú určené hraničné podmienky, potom udržiavať získanú geometriu vo formáte podporovanom prietokom a používajú ho pri vytváraní a Nová vypočítaná možnosť.

Táto úloha použila ASCII, binárny formát, v rozšírení STL, typ stereolithographyformat s uhlovou toleranciou 4,0 stupňov a odchýlkou \u200b\u200b0,025 m, aby sa zlepšila presnosť výsledkov výsledného modelovania.

Po obdržaní trojrozmerného modelu oblasti osídlenia je nastavený matematický model (súbor zákonov zmien vo fyzických parametroch plynu pre tento problém).

V tomto prípade sa v podstate podzvukový tok plynu vezme na malé reynolds, ktoré je opísané modelom turbulentného toku plne stlačiteľného plynu Štandard K-E Modely Turbulencie. Tento matematický model je opísaný systémom pozostávajúcim zo siedmich rovníc: Dva námorné - Stokes rovnice, rovnice kontinuity, energie, stavu ideálneho plynu, prenosu hmoty a rovnica pre kinetickú energiu turbulentných vlniek.

(2)

Energetická rovnica (kompletná entalpia)

Rovnica stavu ideálneho plynu:

Turbulentné komponenty sú spojené so zostávajúcimi premennými cez turbulentnú viskozitnú hodnotu, ktorá sa vypočíta v súlade so štandardným modelom K-ε Turbulencie.

Roviny pre K a ε

turbulentná viskozita:

konštanty, parametre a zdroje:

(9)

(10)

Σk \u003d 1; σε \u003d 1,3; CO \u003d 0,09; Cε1 \u003d 1,44; Cε2 \u003d 1.92

Pracovná látka v procese vstupu je vzduch, v tomto prípade, ktorá je považovaná za dokonalý plyn. Počiatočné hodnoty parametrov sú nastavené pre celú oblasť osídlenia: teplota, koncentrácia, tlak a rýchlosť. Pre tlak a teplotu sú počiatočné parametre rovnaké ako odkaz. Rýchlosť vnútri vypočítaného regiónu v smeroch X, Y, Z je nula. Variabilná teplota a tlak v priemene sú relatívne hodnoty relatívne hodnoty, ktorých absolútne hodnoty sú vypočítané vzorcom:

fA \u003d F + FREF, (11)

tam, kde FA je absolútna hodnota premennej, F je vypočítaná relatívna hodnota premennej, FREF - referenčná hodnota.

Pre každý z vypočítaných povrchov sú špecifikované hraničné podmienky. Za hraničných podmienok je potrebné pochopiť kombináciu rovníc a zákonov, ktoré sú charakteristické pre povrchy vypočítanej geometrie. Hraničné podmienky sú potrebné na určenie interakcie oblasti osídlenia a matematického modelu. Na stránke pre každý povrch označuje špecifický typ hraničného stavu. Typ hraničného stavu je nainštalovaný na vstupnom vstupnom kanáli Windows bez vstupu. Zostávajúce prvky - viazané na stenu, ktorá nenechá a neprenášajú vypočítané parametre aktuálnej oblasti. Okrem všetkých vyššie uvedených hraničných podmienok je potrebné zohľadniť hraničné podmienky na pohyblivé prvky zahrnuté vo vybranom matematickom modeli.

Pohyblivé časti zahŕňajú vstupný a výfukový ventil, piest. Na hranice pohyblivých prvkov určujeme typ hraničného stavu steny.

Pre každý z pohyblivých orgánov je stanovený zákon pohybu. Zmena sadzby piestu je určená vzorcom. Na stanovenie zákonov pohybu ventilu sa krivky ventilu odstránili v 0,50 s presnosťou 0,001 mm. Potom sa vypočítala rýchlosť a zrýchlenie pohybu ventilu. Získané údaje sa konvertujú na dynamické knižnice (časová rýchlosť).

Ďalšou fázou simulačného procesu je generácia výpočtovej siete. FlowVision využíva lokálne adaptívnu výpočtovú sieť. Spočiatku sa vytvorí počiatočná výpočtová mriežka, a potom sú špecifikované kritériá pre mletie mriežky, podľa ktorej prietokom rozbije bunky počiatočnej mriežky do požadovaného stupňa. Adaptácia sa vykonáva v objemových kanáloch kanálov a steny valcov. V miestach s možnou maximálnou rýchlosťou je vytvorená adaptácia dodatočným brúsením výpočtovej mriežky. Obj. Brúsenie sa uskutočnilo až 2 úrovne v spaľovacej komore a až 5 úrovní v štrbinách ventilov pozdĺž stien valca, prispôsobenie sa dosiahlo až 1 úroveň. To je potrebné zvýšiť krok časovej integrácie s implicitnou metódou výpočtu. Je to spôsobené tým, že časový krok je definovaný ako pomer veľkosti buniek maximálna rýchlosť v ňom.

Pred začatím výpočtu vytvorenej voľby musíte zadať parametre numerického modelovania. Zároveň je čas pokračovať v výpočte cyklus Práca motora je 7200 pk., Počet iterácií a frekvencia zachovania týchto možností výpočtu. Pre následné spracovanie sú zachované určité stupne výpočtu. Nastavte čas a možnosti procesu výpočtu. Táto úloha vyžaduje nastavenie časového kroku - spôsob výberu: implicitná schéma s maximálnym krokom 5E-004C, explicitný počet CFL - 1. To znamená, že časový krok určuje samotný program v závislosti od konvergencie tlakových rovníc sám.

Postprocesor je nakonfigurovaný a parametre vizualizácie výsledkov sa zaujímajú. Simulácia vám umožňuje získať požadované vrstvy vizualizácie po ukončení hlavného výpočtu, na základe výpočtových stupňov zostali s určitou frekvenciou. Okrem toho, postprocesor vám umožňuje prenášať výsledné číselné hodnoty parametrov procesu podľa štúdia vo forme informačného súboru do externých editorov elektronickej tabuľky a získať časovú závislosť takýchto parametrov ako rýchlosť, spotreba, tlak , atď.

Obrázok 1 zobrazuje inštaláciu prijímača na vstupnom kanáli DVS. Objem prijímača sa rovná objemu jedného valca motora. Prijímač je nastavený čo najbližšie k vstupnému kanálu.

Obr. 1. Aktualizované s oblasťou vyrovnania prijímača v Cadsolidworks

Vlastná frekvencia helmholtz rezonátora je:

(12)

kde F je frekvencia, Hz; CO - Rýchlosť zvuku vo vzduchu (340 m / s); Prierez S - otvor, M2; L je dĺžka potrubia, m; V je objem rezonátora, m3.

Pre náš príklad máme nasledujúce hodnoty:

d \u003d 0,032 m, s \u003d 0,00080384 m2, v \u003d 0,000422267 m3, l \u003d 0,04 m.

Po výpočte F \u003d 374 Hz, ktorý zodpovedá rýchlosti otáčania kľukov n \u003d 5600min-1.

Po nastavení vypočítanej možnosti a po nastavení parametrov numerickej simulácie sa získali nasledujúce údaje: prietoková rýchlosť, rýchlosť, hustota, tlak, teplota prúdenia plynu v prívodnom kanáli intenzity otáčania kľukového hriadeľa.

Z uvedeného grafu (obr. 2), pokiaľ ide o prietok prietoku v štrbine ventilu, je zrejmé, že aktualizovaný kanál s prijímačom má maximálny spotrebný materiál. Hodnota spotreby je vyššia ako 200 g / s. Zvýšenie sa pozorovalo pre 60 g.p.k.v.

Od otvoru vstupného ventilu (348 g.k.v.) prietoková rýchlosť (obr. 3) začne rásť od 0 do 170 m / s (pri modernizovanom kanáli sacieho kanála 210 m / s, s prijímačmi -190m / s) v intervale Až 440-450 GKV V kanáli s prijímačom je hodnota rýchlosti vyššia ako v štandarde približne 20 m / s počnúc 430-440. P.K.V. Číselná hodnota kanála v kanáli s prijímačom je významne viac ako modernizovaný vstupný kanál, počas otvoru vstupného ventilu. Ďalej existuje významné zníženie prietoku, až k uzavretiu vstupného ventilu.

Obr. 2. Spotreba prietoku plynu v štrbine ventilu pre kanály štandardného, \u200b\u200baktualizovaného a prijímača pri n \u003d 5600 min-1: 1 - štandard, 2 - aktualizované, 3 - aktualizované s prijímačom	Obr. 3. Prietok prietoku v štrbine ventilu pre kanály štandardného, \u200b\u200bmodernizovaného a prijímača na n \u003d 5600 min-1: 1 - štandard, 2 - aktualizované, 3 - aktualizované s prijímačom

Z relatívnych tlakových grafov (obr. 4) (atmosférický tlak, p \u003d 101000 PA je prijatý na nulu), z toho vyplýva, že hodnota tlaku v modernizovanom kanáli je vyššia ako v norme, o 20 kPa pri 460-480 gp. KV (spojené s veľkou hodnotou prietoku). Od 520 g.k.v. Hodnota tlaku je zarovnaná, ktorá sa nedá povedať o kanáli s prijímačom. Hodnota tlaku je vyššia ako v norme, o 25 kPa, počnúc 420-440 gp.k.v. až do uzavretia vstupného ventilu.

Obr. 4. Prietokový tlak v štandardnom, aktualizácii a kanál s prijímačom pri N \u003d 5600 min-1 (1 - štandardný kanál, 2 - aktualizovaný kanál, 3 - aktualizovaný kanál s prijímačom)	Obr. 5. Hustota prietoku v štandardnom, aktualizácii a kanáli s prijímačom pri n \u003d 5600 min-1 (1 - štandardný kanál, 2 - aktualizovaný kanál, 3 - aktualizovaný kanál s prijímačom)

Hustota prietoku v oblasti medzery ventilu je znázornená na obr. päť.

V aktualizácii kanála s prijímačom je hodnota hustoty nižšia ako 0,2 kg / m3 od 440 g.k.v. V porovnaní so štandardným kanálom. To je spojené s vysokým tlakom a prietokom plynu.

Z analýzy grafov môžete nakresliť nasledujúci záver: Kanál vylepšenej formy poskytuje lepšie plnenie valca s čerstvým nábojom v dôsledku zníženia hydraulickej odolnosti vstupného kanála. S zvýšením rýchlosti piestu v čase otvárania vstupného ventilu, tvar kanála významne neovplyvňuje rýchlosť, hustotu a tlak vo vnútri sacieho kanálu, je vysvetlený tým, že počas tohto obdobia sú indikátory vstupných procesov hlavne V závislosti od rýchlosti piestu a štrbiny ventilu (iba tvar kanála sa zmenil v tomto výpočte), ale všetko sa dramaticky zmení v čase spomalenia pohybu piestu. Nabíjanie v štandardnom kanáli je menej inertný a silnejší "úsek" pozdĺž dĺžky kanála, ktorý v agregáte poskytuje menšie plnenie valca v čase zníženia rýchlosti pohybu piestu. Až do uzavretia ventilu tečie proces v rámci denominátora už získaného prietoku (piest poskytuje počiatočný prietok objemu vyrovnávacej pamäte, s poklesom rýchlosti piestu, zotrvačnej zložky prietoku plynu má významnú úlohu pri plnení. Potvrdzujú to vyššie indikátory, tlak.

V prívodnom kanáli s prijímačom, v dôsledku prídavných a rezonančných javov, v valcové DVS. Existuje významne veľká hmotnosť plynnej zmesi, ktorá poskytuje vyššie technické ukazovatele činnosti DVS. Zvýšenie rastu na konci vstupu bude mať významný vplyv na zvýšenie technického a ekonomického a environmentálneho správania práce DVS.

Recenzenti:

Získal Alexander Nikolavich, Doktor technickej univerzity, profesora katedry tepelných motorov a energetických zariadení Vladimirskej univerzity Ministerstva školstva a vedy, Vladimir.

Kulchitsky Aleksey Ramovič, D.N., profesor, zástupca hlavného dizajnéra LLC VMTZ, Vladimir.

Bibliografická referencia

Jolobov L. A., Suvorov E. A., Vasilyev I. S. Vplyv dodatočnej kapacity vo vstupnom systéme na vyplnenie DVS // Moderné problémy vedy a vzdelávania. - 2013. - № 1;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id\u003d8270 (dátum manipulácie: 25.11.2019). Prinesieme do vašej pozornosti časopisy publikovanie vo vydavateľstve "Akadémia prírodných vied"

UDC 621.436

Účinok aerodynamickej rezistencie prijímacích a výfukových systémov automobilových motorov na procese výmeny plynov

L.V. Tesári, bp Zhilkin, YU.M. Brodov, N.I. Grigoriev

Príspevok predstavuje výsledky experimentálnej štúdie o vplyve aerodynamickej odolnosti príjmov a výfukových systémov piestových motorov na procesy výmeny plynov. Experimenty sa uskutočnili na on-line modeloch single-valcového motora. Opísané sú inštalácie a spôsoby uskutočňovania experimentov. Sú prezentované závislosti od zmeny okamžitej rýchlosti a tlaku prietoku v plynových cestách motora z rohu otáčania kľukového hriadeľa. Údaje sa získali pri rôznych koeficientoch odporu vstupu a výfukových systémov a rôznych frekvencií otáčania kľukového hriadeľa. Na základe získaných údajov boli vykonané závery z dynamických funkcií procesov výmeny plynu v motore za rôznych podmienok. Ukázalo sa, že použitie hlučného tlmiča vyhladzuje zvlnenie prietoku a mení charakteristiky prietoku.

Kľúčové slová: piestový motor, procesy výmeny plynov, dynamika procesov, rýchlosť pulzácie a prietoku, hlukový tlmič.

Úvod

Mnohé požiadavky sa vykonávajú na príjem a výsledky piestových motorov vnútorného spaľovania, medzi ktorými je hlavným poklesom aerodynamického hluku a minimálnej aerodynamickej rezistencie. Oba tieto indikátory sa určujú pri prepojení konštrukcie filtračného prvku, tlmičených tlmičov a uvoľňovania, katalytických neutralizátorov, prítomnosti nadradeného (kompresora a / alebo turbodúchadla), ako aj konfiguráciu prívodu a výfukových potrubí a charakter toku v nich. Zároveň nie sú prakticky žiadne údaje o vplyve ďalších prvkov prívodu a výfukových systémov (filtre, tlmiče, turbodúchadlo) na dynamike plynu v nich.

Tento článok prezentuje výsledky štúdie o účinku aerodynamickej odolnosti príjmov a výfukových systémov na procesy výmeny plynu vo vzťahu k piestu rozmeru 8,2 / 7.1.

Experimentálne rastliny

a systém zberu údajov

Štúdie o účinku aerodynamickej odolnosti plyn-vzduchových systémov na výmenu plynových procesov v piestových inžinieri sa uskutočnili na simulačnom modeli rozmeru 4.2 / 7.1, poháňaný otáčaním asynchrónny motorFrekvencia otáčania kľukového hriadeľa, ktorá bola nastavená v rozsahu n \u003d 600-3000 min1 s presnosťou ± 0,1%. Experimentálna inštalácia je podrobnejšie opísaná.

Na obr. 1 a 2 zobraziť konfigurácie a geometrické rozmery Príjem a výfukový trakt experimentálnej inštalácie, ako aj umiestnenie inštalácie na meranie okamžitej

hodnosť stredná rýchlosť a tlak prúdenia vzduchu.

Na meranie hodnôt okamžitého tlaku v toku (statickom) v kanáli PC sa pomocou WIKA použil snímač tlaku £ -10, ktorej rýchlosť je nižšia ako 1 ms. Maximálna relatívna priemerná chyba merania merania štvorcového tlaku bola ± 0,25%.

Na určenie okamžitého média v úseku kanála prúdenia vzduchu, termoenemometre konštantnej teploty pôvodného dizajnu, ktorého citlivý prvok, ktorý bol nichrómový závit s priemerom 5 μm a dĺžkou 5 mm. Maximálna relatívna priemerná priemerná chyba merania rýchlosti WX bola ± 2,9%.

Meranie frekvencie otáčania kľukového hriadeľa sa uskutočnilo s použitím tachometrického metra pozostávajúceho z ozubeného disku upevneného na hriadeli kľukového hriadeľa a indukčný senzor. Snímač vytvoril pulz napätia pri frekvencii úmerný rýchlosti otáčania hriadeľa. Podľa týchto impulzov bola zaznamenaná frekvencia otáčania, umiestnená poloha kľukového hriadeľa (uhol F) a momentom prechádzajúceho piestu VMT a NMT.

Signály zo všetkých senzorov zadali analóg-to-digitálny konvertor a prenášali do osobného počítača na ďalšie spracovanie.

Pred uskutočnením experimentov sa uskutočnilo statické a dynamické zacielenie meracieho systému vo všeobecnosti, čo vykazovalo rýchlosť potrebnú na štúdium dynamiky dynamiky plynových procesov v prívodných a výfukových systémoch piestových motorov. Celková priemerná priemerná chyba experimentov na vplyvu aerodynamickej rezistencie na plyn-fúzne systémy v DVS na procese výmeny plynov bolo ± 3,4%.

Obr. 1. Konfigurácia a geometrické veľkosti nasávacej dráhy experimentálnej inštalácie: 1 - hlava valca; 2-bublačné potrubie; 3 - meracia trubica; 4 - Senzory termámometra na meranie prietoku vzduchu; 5 - Snímače tlaku

Obr. 2. konfigurácia a geometrické rozmery výfukovej dráhy experimentálnej inštalácie: 1 - hlava valcov; 2 - Pracovný plot - prporovnanie potrubia; 3 - Snímače tlaku; 4 - Senzory termometra

Účinok ďalších prvkov na dynamiku plynu v procese prívodu a uvoľňovania sa skúmalo s rôznymi koeficientmi odporového odporu. Odolnosť bola vytvorená pomocou rôznych nasávacích filtrov a uvoľnenia. Ako jeden z nich sa použil štandardný vzduchový automobilový filter s odporovým koeficientom 7,5. Tkanivový filter s rezistenčným koeficientom 32 bol vybraný ako iný filtračný prvok. Rozťažný koeficient bol stanovený experimentálne prostredníctvom statického čistenia v laboratórnych podmienkach. Štúdie sa uskutočnili aj bez filtrov.

Účinok aerodynamickej rezistencie na vstupe

Na obr. 3 a 4 znázorňujú závislosti prietoku vzduchu a tlaku počítača v prívode

le z uhla otáčania kľukového hriadeľa F v rôznych frekvenciách otáčania a pri použití rôznych nasávaných filtrov.

Bolo zistené, že v oboch prípadoch (s tlmičom a bez) pulzáciou tlakových a prietokov vzduchu sú najviac vyjadrené vysokou rýchlosťou otáčania kľukového hriadeľa. V rovnakom čase, v prívodnom kanáli s tlmivom hluku, hodnoty maximálneho prietoku vzduchu, ako sa očakáva, menej ako v kanáli bez neho. Najviac

m\u003e x, m / s 100

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

Ventil džieping 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 Otvorenie -Gbepskid-! Ventil A L 1 G 1 1 1 ZATVORENÉ ^

1 HDC. BPCSKNEO Ventil "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

Obr. 3. Závislosť rýchlosti vzduchu WX v príjemnom kanáli z uhla otáčania hriadeľa kľukového hriadeľa pri rôznych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa a rôznych filtračných prvkov: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - Štandardný vzduchový filter; 3 - tkaninový filter

Obr. 4. Závislosť tlaku počítača v prívodnom kanáli z uhla otáčania kľukového hriadeľa F pri rôznych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa a rôznych filtračných prvkov: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - Štandardný vzduchový filter; 3 - tkaninový filter

bolo to jasne prejavované vysokými frekvenciami otáčania kľukového hriadeľa.

Po uzavretí nasávacieho ventilu, tlak a rýchlosť prúdenia vzduchu v kanáli za všetkých podmienok sa nečistuje nule a niektoré ich výkyvy sa pozorujú (pozri obr. 3 a 4), ktorý je tiež charakteristický pre uvoľňovanie (pozri nižšie). Zároveň sa inštalácia prívodného šumu tlmivo vedie k zníženiu tlakových pulzovaní a prietokov vzduchu za všetkých podmienok počas príjmu a po uzavretí nasávaného ventilu.

Účinok aerodynamického

odolnosť voči procesu uvoľňovania

Na obr. 5 a 6 znázorňuje závislosť od rýchlosti prietoku vzduchu WX a tlakovým počítačom v zásuvke z uhla otáčania tvaru kľukového hriadeľa na rôznych frekvenciách otáčania a pri použití rôznych uvoľňovacích filtrov.

Štúdie sa uskutočnili pre rôzne frekvencie otáčania kľukového hriadeľa (od 600 do 3000 min1) pri inom pretlaku na uvoľnení PI (od 0,5 do 2,0 barov) bez tichého šumu a ak je prezentovaný.

Bolo zistené, že v obidvoch prípadoch (s tlmičom a bez) pulzácie prietoku vzduchu, najjasnejšie sa prejavuje pri nízkych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa. V tomto prípade zostávajú hodnoty maximálneho prietoku vzduchu v výfukovom kanáli s tlmičom hluku

spôsobom, rovnako ako bez nej. Po zatvorení výfukového ventilu sa prietok vzduchu v kanáli za všetkých podmienok nestane nulovým a pozorujú sa niektoré fluktuácie otáčok (pozri obr. 5), ktorý je charakteristický pre vstupný proces (pozri vyššie). Zároveň sa inštalácia hlučného tlmiča na uvoľňovanie vedie k výraznému zvýšeniu pulzácií prietoku vzduchu za všetkých podmienok (najmä v RY \u003d 2,0 bar) počas procesu uvoľňovania a po zatvorení výfukového potrubia .

Treba poznamenať opačný účinok aerodynamickej odolnosti voči vlastnostiam vstupného procesu v motore, kde pri použití vzduchového filtra boli prítomné vlniace účinky počas príjmu a po uzavretí vstupného ventilu, ale boli jasne rýchlejšie ako bez to. V tomto prípade sa prítomnosť filtra v prívodnom systéme viedla k zníženiu maximálneho prietoku vzduchu a oslabenie dynamiky procesu, ktorý je v súlade s predtým získanými výsledkami v práci.

Zvýšenie aerodynamického odporu výfukový systém To vedie k určitému zvýšeniu maximálneho tlaku v procese uvoľňovania, ako aj posunu píkov pre NMT. V tomto prípade je potrebné poznamenať, že inštalácia tlmiča hluku výstupu vedie k zníženiu pulzácií tlaku prúdu vzduchu za všetkých podmienok počas výrobného procesu a po uzavretí výfukového potrubia.

hy. M / S 118 100 46 16

1 1 až. T «AIA K T 1 Zatvorenie MPSKal ventilu

Otvorenie IPICE |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1

"" "і | y і ~ ^

540 (P, Grab, P.K.Y. 720 NMT NMT

Obr. 5. Závislosť rýchlosti vzduchu WX vo výstupe z uhla otáčania hriadeľa kľukového hriadeľa pri rôznych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa a rôznych filtračných prvkov: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - Štandardný vzduchový filter; 3 - tkaninový filter

Px. 5PR 0,150

1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 L "A 11 1 1 / \\ _ ~ 1." a II 1 1

Otvorenie Yypzkskaya 1 іклапана л7 1 h і _ / 7 / ", g s 1 h zatvorenie bittov G / CGTї ALAN -

c- "1 1 1 1 1 і 1 L L _л / і H / 1 1

540 (p, rakva, pk6. 720

Obr. 6. závislosť tlakového počítača v zásuvke z uhla otáčania kľukového hriadeľa F pri rôznych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa a rôznych filtračných prvkov: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - bez filtra; 2 - Štandardný vzduchový filter; 3 - tkaninový filter

Na základe spracovania zmien závislostí v prietokovej rýchlosti pre samostatný takt bol relatívna zmena objemu prúdenia vzduchu Q vypočítaná cez výfukový kanál, keď je tlmič. Bolo zistené, že s nízkym pretlakom na uvoľnení (0,1 MPa) je spotreba Q vo výfukovom systéme s tlmičom menšia ako v systéme bez neho. Zároveň, ak pri frekvencii otáčania kľukového hriadeľa 600 min-1 bol tento rozdiel približne 1,5% (ktorý leží v chybách), potom s n \u003d 3000 min4 tento rozdiel dosiahol 23%. Ukázalo sa, že pre vysoký pretlak 0,2 MPa bola pozorovaná opačná tendencia. Objemový prúd vzduchu cez výfukový kanál s tlmičom tlmiča bol väčší ako v systéme bez neho. V rovnakej dobe, pri nízkych frekvenciách otáčania kľukového hriadeľa, bolo prekročené 20% a s n \u003d 3000 min1 - 5%. Podľa autorov môže byť takýto účinok vysvetlený nejakým vyhladzovaním pulzácií prietoku vzduchu v výfukovom systéme v prítomnosti tichého šumu.

Záver

Vedúca štúdia ukázala, že vstupný motor vnútorného spaľovania je významne ovplyvnený aerodynamickou rezistenciou príjmovej dráhy:

Zvýšenie odporu filtračného prvku vyhladzuje dynamiku procesu plnenia, ale zároveň znižuje prietok vzduchu, čo zodpovedá plniacemu koeficientu;

Účinok filtra sa zvyšuje zvyšujúcou sa frekvenciou otáčania kľukového hriadeľa;

Prahová hodnota koeficientu odporu filtra (približne 50-55), po ktorej jeho hodnota nemá vplyv na prietok.

Ukázalo sa, že aerodynamická odolnosť výfukového systému tiež významne ovplyvňuje dynamiku plynu a spotrebného materiálu procesu uvoľňovania:

Zvýšenie hydraulickej odolnosti výfukového systému v piestovom DVS vedie k zvýšeniu pulzácií prietoku vzduchu vo výfukovom kanáli;

S nízkou pretlakom na uvoľnenie v systéme s tichým hlukom, existuje zníženie volumetrického prietoku cez výfukový kanál, zatiaľ čo pri vysokom RY - naopak, zvyšuje sa v porovnaní s výfukovým systémom bez tlmiča.

Získané výsledky sa teda môžu použiť v inžinierskej praxi, aby sa optimálne zvolili charakteristiky vstupných a výstavných tlmičov, ktoré môžu poskytnúť

vplyv na plnenie valca čerstvého náboja (plniaci koeficient) a kvalitu čistenia motora valca z výfukových plynov (zvyšný koeficient plynu) na určitých vysokorýchlostných režimoch práce piestu motora.

Literatúra

1. Draganov, B.H. Výstavba príjmu a výfukových kanálov spaľovacích motorov / B.KH. Draganov, mg Kruglov, V. S. Obukhov. - Kyjev: Navštívte školu. Hlava ED, 1987. -175 p.

2. Vnútorné spaľovacie motory. V 3 kN. KN. 1: Teória pracovných postupov: Štúdie. / V.N. LOU-KANIN, K.A. Morozov, A.S. Khachyan et al.; Ed. V.N. Lukanina. - M.: Vyššie. SHK., 1995. - 368 p.

3. CHAMPRAOZS, B.A. Vnútorné spaľovacie motory: teória, modelovanie a výpočet procesov: štúdie. V kurze "Teória pracovných postupov a modelovanie procesov vo vnútorných spaľovacích motoroch" / B.A. Chaolaoz, M.F. FARAPLATOV, V.V. Clemenv; Ed. Hrad Deat. Veda Ruskej federácie B.A. CHAMPRAZOV. - Chelyabinsk: Suurssu, 2010. -382 p.

4. Moderné prístupy k vytvoreniu dieselových motorov pre osobné automobily a malý pokoj

zovikov / a. BLINOV, P.A. Golubev, yu.e. Dragan et al.; Ed. V. S. Peponova a A. M. Mineyev. - m.: NIC "inžinier", 2000. - 332 p.

5. Experimentálna štúdia plynových dynamických procesov v prívodnom systéme piestového motora / b.p. Zhokkin, L.V. Tesárov, S.A. Korzh, id. Larionov // Engineering. - 2009. - 1. - P. 24-27.

6. Na zmenu dynamiky plynu procesu uvoľňovania v motore piestu v inštalácii tlmiča tlmiča / L.V. Tesári, bp Zhokkin, A.V. Kríž, d.l. Padalak // Bulletin Akadémie vojenských vied. -2011. № 2. - P. 267-270.

7. Pat. 81338 RU, MPK G01 P5 / 12. Tepelná mechanická teplota konštantnej teploty / S.N. Pochov, L.V. Tesári, bp Vilkin. - č. 2008135775/22; Štádium. 09/03/2008; Vypracovať. 03/10/2009, Bul. № 7.