Gasdynamik av resonansavgasrör. Moderna problem med vetenskap och utbildning för en rörledning med en fyrkantig tvärsektion

Storlek: px.

Börja visa från sidan:

Transkript.

1 För manuskriptets rättigheter Makhmud A. Matematisk modell av gasdynamik och värmeväxlingsprocesser i intag och avgassystem för DVS-specialiteten "Thermal Motors" Dissertation Författarens Sammanfattning om konkurrens av en vetenskaplig grad av kandidat av tekniska vetenskaper St Petersburg 2005

2 Allmänna egenskaper av uppsatsen av avhandlingen i de nuvarande villkoren för den accelererade takten för motorutveckling, liksom de dominerande trenderna i intensifieringen av arbetsflödet, med förbehåll för att öka sin ekonomi, är mer uppmärksam på minskningen av Skapandet av skapandet, efterbehandling och modifiering av tillgängliga typer av motorer. Den viktigaste faktorn som avsevärt minskar både tillfälliga och materiella kostnader, är det i denna uppgift att använda moderna datorer. Dock kan deras användning endast vara effektiva om tillräckligheten för de skapade matematiska modellerna av reella processer som bestämmer det förbränningssystemets funktion. Särskilt akut i detta skede av utvecklingen av den moderna motorbyggnaden är problemet med värmeströstningen av detaljerna i Cylinda-gruppen (CPG) och cylinderhuvuden, oupplösligt associerade med en ökning av aggregatkraften. Processerna för den omedelbara lokala konvektiva värmeväxlingen mellan arbetsfluiden och väggarna av gas-luftkanaler (GVK) är fortfarande inte tillräckligt studerade och är en av de smala platserna i teorin om DVS. I detta avseende är skapandet av tillförlitliga, experimentellt motiverade beräkningsmetoder för studier av lokal konvektiv värmeväxling i GVK, vilket gör det möjligt att erhålla tillförlitliga uppskattningar av temperaturen och värmebestriktat tillståndet av DVS-delar, ett brådskande problem. Dess lösning kommer att möjliggöra ett rimligt val av design och tekniska lösningar, öka den vetenskapliga tekniska designnivån, kommer att ge möjlighet att minska motorns skapar cykel och erhåller ekonomisk effekt genom att minska kostnaderna och kostnaderna för experimentmotorer. Syfte och mål för studien Huvudsyftet med avhandlingsarbetet är att lösa komplexet av teoretiska, experimentella och metodologiska uppgifter, 1

3 relaterade till skapandet av nya raffinaderier matematiska modeller och metoder för beräkning av lokal konvektiv värmeväxling i motorens GVK. I enlighet med syftet med arbetet löstes följande grundläggande uppgifter, en stor utsträckning bestämd och en metodisk sekvens av arbete: 1. Utför den teoretiska analysen av det icke-stationära flödesflödet i GVK och bedöma möjligheterna att använda Teorin om gränsskiktet vid bestämning av parametrarna för den lokala konvektiva värmeväxlingen i motorer; 2. Utveckling av en algoritm och numeriskt implementering på datorn för problemet med det imperiösa flödet av arbetsvätskan i elementen i inloppssystemet för multikylande motorn i nonstationär formulering för att bestämma de hastigheter, temperatur och tryck som används som gränsvillkor för den ytterligare lösningen av gasdynamikproblemet och värmeväxlingen i motorens GVKs håligheter. 3. Skapa en ny metod för beräkning av fält av momentana hastigheter av GVK: s arbetsorgan i tredimensionell formulering; 4. Utveckling av en matematisk modell av lokal konvektiv värmeväxling i GVK med grunden för teorin om gränsskiktet. 5. Kontrollera tillräckligheten av matematiska modeller av lokal värmeväxling i GVK genom att jämföra experimentella och beräknade data. Genomförandet av denna komplexa uppgift gör att du kan uppnå huvudmålet för arbetet - skapandet av en ingenjörsmetod för beräkning av de lokala parametrarna för konvektiv värmeväxling i GVK bensinmotor. Relevansen av problemet bestäms av det faktum att lösningen av uppgifterna kommer att göra det möjligt att genomföra ett rimligt urval av design och tekniska lösningar på motordesignsteget, öka den vetenskapliga tekniska designnivån, kommer att minska motorns skapande cykel och För att få en ekonomisk effekt genom att minska kostnaden och kostnaderna för experimentell finhet av produkten. 2.

4 Den vetenskapliga nyheten i avhandlingsarbetet är att: 1. För första gången användes en matematisk modell, rationellt som kombinerar endimensionell representation av gasdynamiska processer i insugningen och avgassystemet hos motorn med en tredimensionell representation av gasflöde i GVK för att beräkna parametrarna för lokal värmeväxling. 2. Den metodiska grunden för konstruktion och efterbehandling av bensinmotorn utvecklas genom uppgradering och klargörande metoder för beräkning av lokala termiska belastningar och det termiska tillståndet hos cylinderhuvudets element. 3. Nya beräknade och experimentella data på den rumsliga gasflödena i motorens inlopp och avgassal och den tredimensionella temperaturfördelningen i kroppen av huvudet hos bensinmotorkylindrarna erhålles. Noggrannheten i resultaten säkerställs genom tillämpning av godkända metoder för beräkningsanalys och experimentella studier, vanliga system Ekvationer som återspeglar de grundläggande lagarna om bevarande av energi, massa, puls med lämpliga inledande och gränsvillkor, moderna numeriska metoder för implementering av matematiska modeller, användningen av gäster och andra lagstiftningsakter som motsvarar graderingen av elementen i mätkomplexet i Den experimentella studien, liksom tillfredsställande överenskommelse om resultaten av modellering och experiment. Det praktiska värdet av de erhållna resultaten är att algoritmen och ett program för beräkning av den slutna driftscykeln hos en bensinmotor med en endimensionell representation av gasdynamiska processer i inlopps- och avgasmotorsystemen, liksom en algoritm och a Program för beräkning av parametrarna för värmeväxling i GVK av huvudet på bensinmotorcylinderhuvudet i tredimensionell produktion, rekommenderad för implementering. Resultaten av teoretisk forskning, bekräftad 3

5 Experiment, låter dig avsevärt minska kostnaden för att designa och avsluta motorerna. Godkännande av resultaten av arbetet. De viktigaste bestämmelserna i avhandlingsarbetet rapporterades till vetenskapliga seminarier i avdelningen för DVS SPBGPU i G.G., vid XXXI och XXXIII-veckorna av Science SPBGPU (2002 och 2004). Publikationer om avhandlingsmaterial Publicerade 6 tryckta verk. Struktur och omfattning av arbetet Avhandlingsarbetet består av introduktion, femte kapitel, slutsats och litteratur av litteratur från 129 namn. Den innehåller 189 sidor, inklusive: 124 sidor i huvudtexten, 41 ritningar, 14 tabeller, 6 fotografier. Innehållet i arbetet i introduktionen är motiverat relevansen av ämnet av avhandlingen, syftet och målen för forskningen bestäms, den vetenskapliga nyheten och den praktiska betydelsen av arbetet är formulerade. Den övergripande egenskapen hos arbetet ges. Det första kapitlet innehåller analys av grundläggande arbete med teoretiska och experimentella studier av gasdynamik och värmeväxling i ICC. Uppgifterna är föremål för forskning. En översikt utfördes av konstruktiva former av examen och inloppskanaler i huvudet på cylinderblocket och analysen av metoder och resultat av experimentella och beräkning och teoretiska studier av både stationära och icke-stationära gasflöden i motorens motorvägar förbränning. För närvarande anses nuvarande tillvägagångssätt för beräkning och modellering av termo- och gasdynamiska processer, liksom värmeöverföringsintensitet i GVK,. Det drogs slutsatsen att de flesta har ett begränsat tillämpningsområde och inte ger en fullständig bild av fördelningen av värmeväxlingsparametrar på ytorna på GVK. Först och främst beror detta på det faktum att lösningen av problemet med rörelsen av arbetsvätskan i GVK produceras i en förenklad endimensionell eller tvådimensionell 4

6 Formulering, som inte är tillämplig på fallet med en komplex form. Dessutom noterades att för beräkning av konvektiv värmeöverföring används i de flesta fall empiriska eller semi-empiriska formler, vilket också inte tillåter att erhålla den nödvändiga noggrannheten i lösningen. De mest fulla frågorna ansågs tidigare i Bavyin V.v., Isakova Yu.n., Grishina Yu.a., Kruglov m.g., Kostina A.k., Kavtaradze R.Z., Ovsyannikova M.K., Petrichenko RM, Petrichenko Mr, Rosenlands GB, Strakhovsky MV , Thairov, ND, Shabanova A.YU., Zaitsva AB, Mundstukova da, UNRU PP, Shehovtsova AF, Imaging, Haywood J., Benson Rs, Garg Rd, Woollatt D., Chapman M., Novak JM, Stein Ra, Daneshyar H., Horlock JH, Winterbone de, Kastner LJ, Williams TJ, vit BJ, Ferguson Cr et al. Analys av befintliga problem och metoder för forskning av gasdynamik och värmeväxling i GVK gjorde det möjligt att formulera huvudsyftet med studien som skapandet av en metod för bestämning av gasflödesparametrarna i GVK i en tredimensionell formulering Med den efterföljande beräkningen av den lokala värmeväxlingen i och användningen av denna teknik för att lösa praktiska problem med att reducera värmespänningen hos cylinderhuvuden och ventilerna. I samband med följande uppgifter som anges i arbetet: - Skapa en ny metod för endimensionell tredimensionell modellering av värmeväxling i motorns utgångs- och inloppssystem, med hänsyn till det komplexa tredimensionella gasflödet i dem i för att erhålla källinformationen för att specificera gränsvillkoren för värmeväxling vid beräkning av värmeväxlarens uppdrag av kolvcylinderhuvuden DVS; - utveckla en metod för att ställa in gränsvillkoren vid inlopp och utlopp på gasluftskanalen på basis för att lösa en endimensionell nonstationell modell av arbetscykeln hos flerscylindrig motor; - Kontrollera metodens noggrannhet med testberäkningar och jämföra de resultat som erhållits med experimentdata och beräkningar enligt tidigare kända tekniker. fem

7 - Utför en inspektion och slutförande av tekniken genom att utföra en beräkningsexperimentell studie av det termiska tillståndet hos motorcylinderhuvudena och utföra jämförelsen av experimentella och beräknade data på temperaturfördelningen i den del. Det andra kapitlet ägnas åt utvecklingen av en matematisk modell av en sluten arbetscykel av multi-cylinder förbränningsmotor. För att implementera det endimensionella beräkningsprogrammet för arbetsprocessen för multi-cylindrig motor, väljs en känd karakteristisk metod, vilket garanterar hög hastighet av konvergens och stabilitet i beräkningsprocessen. Motorns gasluftssystem beskrivs som en aerodynamiskt sammankopplad uppsättning av enskilda element av cylindrar, sektioner av intag och utloppskanaler och rör, samlare, ljuddämpare, neutralisatorer och rör. Processerna för aerodynamik i inloppssystemen beskrivs med hjälp av ekvationerna av endimensionell gasdynamik hos den imperiösa komprimerbara gasen: Ekvationen av kontinuitet: ρ u ρ u + ρ + u + ρ t x x f df dx \u003d 0; F 2 \u003d π 4 d; (1) Motion ekvation: U t u + u x 1 p 4 f + + ρ x d 2 u 2 u u \u003d 0; f τ \u003d w; (2) 2 0.5ρ Energibesparande ekvation: P p + u a t x 2 ρ \u200b\u200bx + 4 f d u 2 (k 1) ρ q u \u003d 0 2 u u; 2 kp A \u003d ρ, (3) där ljudets hastighet; ρ-densitet av gas; U-hastighetsflöde längs X-axeln; t-tiden; P-tryck; F-koefficient för linjära förluster; D-diameter med rörledning; K \u003d P-förhållandet mellan specifik värmekapacitet. C v 6.

8 Eftersom gränsvillkoren är inställda (baserat på de grundläggande ekvationerna: inklipatibilitet, energibesparing och densitetsförhållande och ljudhastighet i flödesförhållandena) på ventilkrämer i cylindrar, såväl som betingelser på inloppet och utgången från motorn. Den matematiska modellen för den slutna motorns arbetscykel innefattar de beräknade relationerna som beskriver processerna i motorcylindrarna och delar av intaget och resultaten. Den termodynamiska processen i cylindern beskrivs med användning av tekniken som utvecklats i SPBGPU. Programmet ger möjlighet att definiera momentana gasflödesparametrar i cylindrar och inlopps- och utgångssystem för olika motordesigner. De allmänna aspekterna av tillämpningen av endimensionella matematiska modeller med metoden för egenskaper (sluten arbetsgrupp) beaktas och vissa resultat av beräkningen av förändringen av gasflödesparametrar i cylindrar och i inlopp och resultat av enkel- och multikylande Motorer beaktas. De erhållna resultaten kan du uppskatta graden av perfektion av organiseringen av motorns inloppssystem, optimaliteten hos gasdistributionsfaserna, möjligheten till gasdynamisk konfiguration av arbetsflödet, enhetligheten hos enskilda cylindrar etc. Tryck, temperaturer och hastighet av gasflöden vid inlopp och utgång till gas-luftcylinderhuvudkanaler som definieras med användning av denna teknik används i efterföljande beräkningar av värmeväxlingsprocesser i dessa håligheter som gränsvillkor. Det tredje kapitlet ägnas åt beskrivningen av den nya numeriska metoden, vilket gör det möjligt att realisera beräkningen av gränsvillkoren för termisk tillstånd av gas-luftkanaler. De viktigaste stadierna av beräkningen är: endimensionell analys av den icke-stationära gasutbytesprocessen i sektionerna av inloppssystemet och produktionen med metoden för egenskaper (andra kapitel), tredimensionell beräkning av filterflödet i inloppet och 7

9 Graduate kanaler med ändliga element i MKE, beräkningen av lokala koefficienter för arbetsflödesvärmeöverföringskoefficienterna. Resultaten av det första steget i programmet för den slutna cykeln används som gränsvillkor vid de efterföljande stegen. För att beskriva gasdynamiska processer i kanalen valdes ett förenklat kvasistationsschema av skivgasen (systemet i Euler-ekvationerna) med en variabel form av regionen på grund av behovet av att ta hänsyn till ventilrörelsen: R v \u003d 0 RR 1 (V) V \u003d P, den komplexa geometriska konfigurationen av kanalerna, närvaron i ventilens volym, gör fragmentet av styrhylsan den nödvändiga 8 ρ. (4) Eftersom gränsvillkor, momentana, medelvärda gasomvånta gashastigheter vid inmatnings- och utgångssektionen sattes. Dessa hastigheter, såväl som temperaturer och tryck i kanalerna, var inställda som ett resultat av att beräkna arbetsflödet hos multikylande motorn. För att beräkna problemet med gasdynamik valdes isfinitetsmetoden, vilket gav hög modelleringsnoggrannhet i kombination med acceptabla kostnader för genomförandet av beräkningen. Den beräknade isalgoritmen för att lösa detta problem är baserat på minimering av den variationella funktionella, erhållen genom att konvertera Euler-ekvationerna med Bubnov-metoden, GalleryKin: (llllllmm) k uu φ x + vu φ y + wu φ z + p ψ x φ) lllllmmk (UV φ x + vv φ y + wv φ z + p ψ y) φ) lllllmmk (uw φ x + vw φ y + ww φ z + p ψ z) φ) φllllm (u φ x + v φ Y + W φ z) ψ dxdydz \u003d 0. dxdydz \u003d 0, dxdydz \u003d 0, dxdydz \u003d 0, (5)

10 med den nuvarande modellen för det beräknade området. Exempel på de beräknade modellerna av inlopps- och avgaskanalen hos VAZ-2108-motorn visas i fig. 1. -b - och fig.1. Inlopps- och (B) Modellerna (A) i VAZ-motorn av VAZ för beräkning av värmeväxlingen i GVK väljs en bulk-tvåzonmodell, vars huvudsakliga tillstånd är separation av volymen på den icke-icke- -Voiceisk kärna och gränsskiktet. För att förenkla lösningen av gasdynamikproblem utförs i en kvasi-stationär formulering, det vill säga utan att ta hänsyn till komprimerbarheten hos arbetsvätskan. Analysen av beräkningsfelet visade möjligheten till ett sådant antagande med undantag för en kortsiktig sektion av tiden omedelbart efter öppnandet av ventilgapet inte överstigande 5 7% av den totala gasutbytescykeltiden. Värmeväxlingsprocessen i GVK med öppna och slutna ventiler har en annan fysisk natur (tvungen och fri konvektion), därför beskrivs de i två olika tekniker. Vid slutna ventiler används metoden av MSTU, där två värmebelastningsprocesser beaktas på denna del av arbetscykeln på bekostnad av den fria konvektionen och på grund av den tvingade konvektionen på grund av de återstående vibrationerna hos Kolumn 9

11 Gas i kanalen under påverkan av tryckvariationer i samlarna i multikylande motorn. Med ventilerna öppna är värmeväxlingsprocessen föremål för lagen om tvångskonvektion initierad av organiserad rörelse Arbetsorgan på gasbytes takt. Beräkningen av värmeväxling i detta fall innebär en tvåstegslösning av problemanalysen av den lokala momentana strukturen hos gasflödet i kanalen och beräkningen av värmeväxlingsintensiteten genom det gränslinjeskikt som bildas på kanalväggarna. Beräkningen av processerna för konvektiv värmeväxling i GVK byggdes enligt värmeväxlingsmodellen när den platta väggen är strömlinjeformad, med hänsyn till antingen en laminär eller turbulent struktur av gränsskiktet. Kriteriet Beroende på värmeväxlingen raffinerades baserat på resultaten av att jämföra beräkningen och experimentdata. Den slutliga formen av dessa beroenden visas nedan: för ett turbulent gränskikt: 0,8 x RE 0 NU \u003d PR (6) X för ett laminärt gränskikt: NU nu xx axx \u003d λ (m, pr) \u003d φ re tx kτ, (7) Var: a x lokal värmeöverföringskoefficient; Nu X, RE X lokala värden av Nusselt och Reynolds nummer; PR Antal prandtl för tillfället; m flödesgradientegenskaper; F (m, PR) Funktion Beroende på indikatorn för lutningen av flödet M och numret 0,15 av prandtag av PR-arbetsvätskan; K τ \u003d re-korrigeringsfaktor. Enligt de momentana värdena för värmeflöden i de beräknade punkterna av den värmesökbara ytan utfördes medelvärdet per cykel baserat på ventilens stängningsperiod. 10

12 Det fjärde kapitlet är avsett att beskrivningen av den experimentella studien av temperaturläget för bensinmotorcylindrarna. En experimentell studie utfördes för att verifiera och klargöra den teoretiska tekniken. Uppgiften för experimentet inkluderat för att erhålla fördelningen av stationära temperaturer i cylinderhuvudets kropp och jämföra resultaten av beräkningar med de erhållna data. Experimentellt arbete utfördes vid Institutionen för DVS SPBGPU på teststället med bilmotor Vaz Cylinderhuvudberedningar görs av författaren vid Institutionen för DVS SPBGPU enligt den metod som används i Forskningslaboratoriet för Zvezda OJSC (St Petersburg). För att mäta den stationära temperaturfördelningen i huvudet används 6 krom-copel-termoelement som är installerade längs ytorna på GVK. Mätningarna utfördes både med hastighet och laddningsegenskaper vid olika konstanta frekvenser av vevaxeln. Som ett resultat av experimentet erhölls termoelementet under driften av motorn genom hastighet och belastningsegenskaper. Således har studier visat, vilka är de verkliga temperaturerna i detaljerna i blockhuvudet cylinder DVS. Mer uppmärksamhet ägnas åt kapitlet behandla experimentella resultat och utvärdering av fel. Det femte kapitlet ger data från den beräknade forskningen, som genomfördes för att verifiera den matematiska modellen för värmeöverföring i GVK genom att jämföra de beräknade data med resultaten av experimentet. I fig. 2 presenterar resultaten av modellering av hastighetsfältet i intaget och avgassalerna i VAZ-2108-motorn med hjälp av ändelementmetoden. De erhållna data bekräftar helt omöjligheten att lösa denna uppgift i någon annan formulering, med undantag för tredimensionella, 11

13 Eftersom ventilstången har en signifikant inverkan på resultaten i den ansvariga zonen i cylinderhuvudet. I fig. 3-4 visar exempel på resultaten av beräkningen av intensiteterna hos värmeväxlingen i inlopps- och avgaskanalerna. Studier har visat i synnerhet den väsentliga ojämna naturen hos värmeöverföringen som över kanalformningen och i azimutalkoordinaten, vilket uppenbarligen förklaras av den väsentliga ojämna strukturen hos gasenheten i kanalen. De sista fälten av värmeöverföringskoefficienter användes för att ytterligare beräkna temperaturläget för cylinderhuvudet. Gränsvärdena för värmeväxling längs förbränningskammarens och kylkavitetsytorna ställdes in med användning av tekniker som utvecklats i SPBGPU. Beräkningen av temperaturfält i cylinderhuvudet utfördes för de stabila motoroperationslägena med en vevaxelrotationsfrekvens på 2500 till 5600 rpm längs externa höghastighets- och belastningsegenskaper. Som cylindercyliväljs huvudsektionen som tillhör den första cylindern. Vid modellering av termiska tillståndet används den ändliga elementmetoden i tredimensionell produktion. Full bild Termiska fält för den beräknade modellen visas i fig. 5. Resultaten av avvecklingsstudien är representerade som en temperaturförändring i cylinderhuvudets kropp vid installationsplatserna i termoelementet. Jämförelse av beräkningsdata och experimentet visade sin tillfredsställande konvergens, beräkningsfelet inte överstiger 3 4%. 12

14 utloppskanal, φ \u003d 190 inloppskanal, φ \u003d 380 φ \u003d 190 φ \u003d 380 fig.2. Fälten av hastigheter av arbetsvätskan i VAZ-2108-motorns examen- och inloppskanaler (N \u003d 5600) a (W / m 2 K) a (W / m 2 K), 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, 0 S-B-0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 S-bild. 3. Kurvor förändras i intensiteterna av värmeväxling av yttre ytor - Graduation kanal -B - intag kanal. 13

15 a (w / m 2 k) I början av inloppskanalen i mitten av inloppskanalen vid slutet av inloppskanalsektionen-1 a (W / m 2 K) i början av slutkanalen i Mitt av avgaskanalen vid slutet av avgaskanalens tvärsnittsvinkel Vridningsvinkel - Battail kanal - utloppskanal FIG. 4. Kurvor förändras i intensiteterna av värmeväxling beroende på hörnet av vevaxelns rotation. -men- -B- fikon. 5. Allmän form av den finite elementmodellen i cylinderhuvudet (A) och de beräknade temperaturfälten (n \u003d 5600 rpm) (b). fjorton

16 Slutsatser för arbete. Enligt resultaten av det utförda arbetet kan följande huvudsakliga slutsatser dras: 1. En ny endimensionell tredimensionell modell för beräkning av komplexa rumsliga processer av arbetsvätskeflödet och värmeväxlingen i cylinderhuvudets kanaler av en godtycklig kolvmotor, kännetecknad av större jämfört med tidigare föreslagna metoder och fullständiga mångsidighetsresultat. 2. Nya data erhölls om egenskaperna hos gasdynamik och värmeväxling i gas-luftkanaler, vilket bekräftar processens komplexa rumsliga ojämna natur, som praktiskt taget exkluderar möjligheten att modellera i endimensionella och tvådimensionella varianter av uppgiften. 3. Behovet av att ställa in gränsvillkoren för beräkning av uppgiften för gasdynamik för inlopps- och utloppskanaler bekräftas baserat på lösningen av problemet med icke-stationärt gasflöde i rörledningar och multikylinderkanaler. Det är bevisat möjligheten att överväga dessa processer i endimensionell formulering. Metoden att beräkna dessa processer baserade på egenskapsmetoden föreslås och implementeras. 4. Den genomförda experimentstudien gjorde det möjligt att klargöra de utvecklade avvecklingsteknikerna och bekräftade deras noggrannhet och noggrannhet. Jämförelsen av de beräknade och uppmätta temperaturerna i detaljerna visade det maximala felet av resultaten som inte överstiger 4%. 5. Den föreslagna avvecklingen och experimentell teknik kan rekommenderas för införandet av motorindustrin i företagen i utformningen av ny och justering av redan befintlig kolvfyra-stroke. femton

17 På ämnet av avhandlingen publicerades följande verk: 1. Shabanov A.Yu., Mashkir M.A. Utveckling av en modell av endimensionell gasdynamik i intag och avgassystem för förbränningsmotorer // Dep. i vinden: N1777-B2003 från, 14 s. 2. Shabanov A.YU., Zaitsev A.B., Mashkir M.A. Det ändliga elementet för beräkning av gränsvillkoren för termisk belastning av huvudet på kolvmotorn //-dep. i vlighet: N1827-B2004 från, 17 s. 3. Shabanov A.YU., Makhmud Mashkir A. Beräknad och experimentell studie av motorcylinderhuvudet // Engineering: Vetenskaplig och teknisk samling, taggad med en 100-årsjubileum för den hedrade arbetstagaren av vetenskap och teknik Ryska Federationen Professor N.KH. Dychenko // P. ed. L. E. Magidovich. St Petersburg: Publicering House of Polytechnic UN-TA, från Shabanov A.YU., Zaitsev A.B., Mashkir M.A. En ny metod för beräkning av gränsvillkoren för termisk belastning av huvudet på kolvmotorn //teknik, N5 2004, 12 s. 5. SHABANOV A.YU., MAKHMUD MASHKIR A. Användningen av metoden för ändliga element vid bestämning av gränsvillkoren för det termiska tillståndet i cylindern // xxxiii vetenskapsveckan i SPBGPU: Material av den vetenskapliga konferensen mellan universitet. SPB: Publicering House of Polytechnic University, 2004, med Mashkir Mahmud A., Shabanov A.YU. Användningen av metoden för egenskaper för studien av gasparametrar i gas-luftkanaler av DVS. XXXI SPBGPU Science Week. Del II. Material av den vetenskapliga konferensen för interuniversitet. SPB: Publicering House of SPBGPU, 2003, med

18 Arbetet genomfördes på den statliga utbildningsinstitutionen för högre yrkesutbildning "St. Petersburg State Polytechnic University" vid Institutionen för förbränningsmotorer. Vetenskaplig ledare - Kandidat av tekniska vetenskaper, docentuperson Shabanov Aleksandr Yuryevich Officiell motståndare - Doktor i teknisk vetenskap, professor Erofeev Valentin Leonidovich Kandidat av teknisk vetenskap, docent Kuznetsov Dmitry Borisovich ledande organisation - GUP "Tsnidi" skydd kommer att hållas 2005 på Avhandlingsrådets möte Den statliga utbildningsinstitutionen för högre yrkesutbildning "St. Petersburg State Polytechnic University" på adressen:, St Petersburg, ul. Polytechnic 29, huvudbyggnad, AUD. Avhandlingen finns i det grundläggande biblioteket av Gou "SPBGPU". Sammanfattning av avhandlingsrådet Vetenskapliga sekreterare för avhandlingsrådet, Doktor i teknisk vetenskap, docent Khrustalev B.S.

För manuskriptets rättigheter av Bulgakov Nikolai Viktorovitch Matematiska modellering och numeriska studier av turbulent värme och massöverföring i förbränningsmotorer 05.13.18 -Mathematik,

Recenserad av den officiella motståndaren till Dragomirov Sergey Grigorievich på avhandlingen av Smolensk Natalia Mikhailovna "Förbättrad motoreffektivitet med gnisttändning På grund av användningen av gaskomposit

Granskning av den officiella motståndaren K.t.n., Kudinov Igor Vasilyevich om avhandling av Supernyak Maxim Igorevich "Undersökning av cykliska processer med termisk ledningsförmåga och termisk hemogene i det termiska skiktet av fast substans

Laboratoriearbete 1. Beräkning av likhetskriterier för studier av värme- och massöverföringsprocesser i vätskor. Syftet med arbetet är att använda MS Excel-kalkylblad i beräkningen

Den 12 juni 2017 kallas den gemensamma konvektions- och värmekonductivitetsprocessen konvektiv värmeväxling. Naturlig konvektion orsakas av skillnaden i specifika skalor ojämnt uppvärmt medium, utförs

Beräknad experimentell metod för bestämning av flödeshastigheten för rensningsfönstren i tvåtaktsmotorn med vevkammare ea Herman, A.A. Balashov, A.g. Kuzmin 48 kraft och ekonomiska indikatorer

UDC 621.432 Metoder för uppskattning av gränsvillkor Vid lösning av problemet med bestämning av motorns totala tillstånd 4ч 8.2 / 7.56 gv Lomakin föreslog en universell metod för bedömning av gränsvillkor när

Avsnitt "kolv och gasturbinmotorer". Metod för att öka fyllningen av cylindrarna av höghastighetsmotorn i den interna förbränningen av d.t.n. prof. Fomin V.m., K.t.n. Runovsky K.S., K.t.n. Apelinsky d.v.,

UDC 621.43.016 A.V. Trin, Cand. tehn Vetenskap, A.g. Kosulin, Cand. tehn Vetenskap, A.n. Abramenko, ing. Använda lokal luftkylventilaggregat för tvungna autotraktor dieselmotorer

Värmeöverföringskoefficienten för avgasröret DVS Sukhonos R. F., Magistrand Sntu Head of Mazin V. A., Cand. tehn Vetenskap, doc. SNTU med fördelningen av kombinerade FCS blir viktig

Några vetenskapliga och metodologiska aktiviteter hos anställda i DPO-systemet i Altgtu beräknat och experimentellt förfarande för bestämning av koefficienten för flytande utgångsfönster av en tvåtaktsmotor med en vevkammare

State Space Agency of Ukraine State Enterprise "Design Bureau" södra ". Mk Yangel "om manuskriptets rättigheter Shevchenko Sergey Andreevich UDC 621.646.45 Förbättring av det pneumatiska systemet

Abstrakt disciplin (utbildning) m2.dv4 Lokal värmeöverföring i DVS (chiffer och namnet på disciplinen (utbildning)) Den nuvarande utvecklingen av tekniken kräver utbredd introduktion av nya

Termisk ledningsförmåga I den nonstationära processen beräkningen av temperaturfältet och värmeflöden i processen med termisk ledningsförmåga kommer att titta på exemplet på uppvärmning eller kylning, eftersom i fasta ämnen

Översyn av den officiella motståndaren om avhandlingen Moskalenko Ivan Nikolayevich "Förbättrad metoder för profilering av sidoytans yta av kolvarna av förbränningsmotorer" som representeras av

UDC 621.43.013 E.P. Voropaev, ing. Modellering av den externa höghastighetsmotorns karakteristiska sportbike SUZUKI GSX-R750 Introduktion Användningen av tredimensionella gasdynamiska modeller i konstruktionen av kolv

94 Utrustning och teknik UDC 6,436 P. V. dvorkin St. Petersburg State University of Communications Communication Definition av värmeöverföringskoefficienten i förbränningskammarens väggar finns för närvarande inte

Granskning av den officiella motståndaren om avhandlingen Chichilanova Ilya Ivanovich, gjorda på ämnet "Förbättrad metoder och diagnostisering dieselmotorer»För en vetenskaplig examen

UDC 60.93.6: 6.43 E. A. Kochetkov, A. S. Kuryvlev-provinsen av studion av kavitationslitage på väggens väggar på den inre motorns motorer

Laboratoriearbete 4 Studie av värmeöverföring med fri luftrörelseuppgift 1. För att utföra värmekonstruktionsmätningar för att bestämma värmeöverföringskoefficienten för horisontellt (vertikal) rör

UDC 612.43.013 Arbetsflöden i DVS A.A. Handrimailov, Inzh., V.G. Malt dr. Tehn. Vetenskap Strukturen av luftladdningsflödet i dieselcylindern på intag och kompressionstact. Introduktion Processen av volym och film

UDC 53.56 Analys av ekvationerna av det laminära gränsskiktet av DCC. tehn Vetenskap, prof. JaMan R. I. Vitrysk National Technical University vid transport av flytande energi i kanaler och rörledningar

Godkänn: LD i I / - GT L. E. vetenskapligt arbete Och en * ^ 1 läkare biologisk! SSOR M.G. Baryshev ^., - * C ^ x \\ "L, 2015. Rekreation av en ledande organisation på avhandlingsarbetet av Britien Elena Pavlovna

Värmeöverföringsplan: 1. Värmeöverföring vid fri rörlighet för vätska i en stor volym. Värmeöverföringen vid fri rörlighet för vätskan i ett begränsat utrymme 3. Den tvungna rörelsen av vätska (gas).

Föreläsning 13 Beräknade ekvationer i värmeöverföringsprocesser Definition av värmeöverföringskoefficienter i processer utan att ändra aggregatet av kylvätskevärdeprocesser utan att ändra aggregatet

Översyn av den officiella motståndaren om avhandling av Nekrasova Svetlana Olegovna "Utveckling av en generaliserad motordesign metodik med en extern värmeförsörjning med ett pulsationsrör" som presenteras för skydd

15.1.2. Konvektiv värmeöverföring under den tvingade rörelsen av vätskan i rör och kanaler I detta fall beror den dimensionslösa värmeöverföringskoefficienten för kriteriet (nummer) av Nusselt på kriteriet för graolshofen (

Granska den officiella motståndaren till Tsydipova Baldanjo Dashievich på Dabayeva Marias dissertationsarbete är erkänd "metod för att studera oscillationer av fasta system som är installerade på en elastisk stång, baserat på

Ryska federationen (19) RU (11) (51) MPK F02B 27/04 (2006.01) F01N 13/08 (2010.01) 169 115 (13) U1 RU 1 6 9 1 1 5 U 1 FEDERAL INTELLEKTUELLY SERVICE (12) Beskrivning av verktygsmodellen

MODUL. Konvektiv värmeväxling i enfasig media special 300 "Teknisk fysik" Föreläsning 10. Likheten och modelleringen av processerna för konvektiv värmeväxlingsmodellering av konvektiva värmeväxlingsprocesser

UDC 673 RV Kolomiets (Ukraina, Dnepropetrovsk, Institutet för teknisk mekanik i National Academy Academy of Vetences of Ukraine och Civilkodexen i Ukraina) Övervakningsvärmeutbyte i aerofoundation Torktumlare Ställa in problemet med konvektiva torkprodukter

Granskning av den officiella motståndaren om avhandlingsarbetet i den sublyega Victoria Olegovna "multi-scale numerisk Simulation Gasflöden i de tekniska mikrosystemens kanaler ", inlämnad för en forskare

Översyn av den officiella motståndaren om avhandling av Alukov Sergey Viktorovich "De vetenskapliga grundarna för tröghetssteglösa kugghjul av ökad belastningsförmåga", som lämnats in för en vetenskaplig examen

Utbildningsdepartementet och vetenskapen i Ryska federationsstaten läroanstalt Högre professionell utbildning Samara State Aerospace University med namnet Academic

Recenserad av den officiella motståndaren Pavlenko Alexandra Nikolayevich om avhandling av Bakanova Maxim Olegovich "Undersökning av dynamiken i den grundliga bildningsprocessen vid termisk bearbetning av skumcellsavgift", presenterad

D "SPBPU A" Roteya O "" och IIII I L 1 !! ^ .1899 ... Millofunuki Ryssland Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "St Petersburg Polytechnic University

Översyn av den officiella motståndaren om avhandling av Lepichkin Dmitry Igorevich om ämnet "Förbättrad indikatorer på en dieselmotor i driftsförhållanden för att förbättra stabiliteten i arbetet bränsleutrustning"Presenteras

Granskning av den officiella motståndaren om avhandlingen Kobyakova Yulia Vyacheslavovna på ämnet: "Kvalitativ analys av krypen av icke-vävda material i scenen att organisera sin produktion för att öka konkurrenskraften,

Test utfördes på en motorbås med injektormotor VAZ-21126. Motorn installerades på en bromsbänk av MS-Vsetin-typen, utrustad med mätutrustning som låter dig styra

Elektronisk tidskrift "Teknisk akustik" http://webceter.ru/~eeaa/ejta/ 004, 5 Pskov Polytechnic Institute Ryssland, 80680, Pskov, Ul. L. Tolstoy, 4, E-post: [E-post skyddad] Om ljudhastighet

Granskning av den officiella motståndaren om avhandlingsarbete av Egorova Marina Avinirovna på ämnet: "Utveckling av metoder för modellering, prognos och utvärdering av de operativa egenskaperna hos Polymer Textile-rep

I Speedspace. Detta arbete är faktiskt inriktat på att skapa ett industriellt paket för att beräkna flödena av glesa gas på grundval av en lösning av en kinetisk ekvation med en modellintegral kollision.

Grunderna för teorin om värmeväxlingsföreläsning 5 Föreläsningsplan: 1. Allmänna begrepp av teorin om konvektiv värmeväxling. Värmning med fri rörlighet för vätska i stor volym 3. Värmepump med fri fluidrörelse

En implicit metod för att lösa konjugatuppgifterna för det laminära gränsskiktet på plattformsplanen: 1 Användningsoperation Differentialekvationer för värmebegränsskiktet 3 Beskrivning av det lösade problemet 4 lösningsmetoden

Metoder för att beräkna temperaturförhållandet hos huvuden på elementen av raket- och rymdteknik under deras markverksamhet # 09, september 2014 Kopytov v.S., Puchkov V. M. Udk: 621.396 Ryssland, Mstu dem.

Påfrestningar och verkliga arbeten av fundament för lågcykelbelastningar, med hänsyn till förhistoria av lastning. I enlighet med detta är ämnet för forskning relevant. Utvärdering av strukturen och innehållet i arbetet i

Granskning av den officiella motståndaren till läkare för teknisk vetenskap, professor Pavlova Pavel Ivanovich på avhandlingsarbetet av Kuznetsova Alexei Nikolaevich om ämnet: "Utveckling av ett system med aktiv bullerminskning

1 Utbildningsdepartementet för den ryska federationens federala sför högre yrkesutbildning "Vladimir State University

I avhandlingsrådet d 212.186.03, Fgbou i Penza State University, en forskare, D.t., professor Voyacheku I.I. 440026, Penza, ul. Röd, 40 recensioner av den officiella motståndaren Semenova

Jag argumenterar: Första vice rektor, vice rektor för vetenskapligt och innovativt arbete i den federala statsbudgetens utbildningsakademi ^ ^ ^ ^ sudar universitet) Igorievich

Disciplinkontroll och mätmaterial Kraftaggregat»Frågor till test 1. För vilket motorn är avsedd, och vilka typer av motorer är installerade på inhemska bilar? 2. Klassificering

D.v. Grineh (k. T. N.), M.A. DONCHENKO (K. T. N., docent), A.n. Ivanov (Graduate Student), A.L. Perminov (doktorand) Utveckling av metodiken för beräkning och utformning av motorer med roterande blad med extern ubåt

Tredimensionell modellering av arbetsflödet i luftfart rotary-kolvmotor Zelentsov A.A., Minin V.P. Cyam dem. PI. Baranova dep. 306 "Aviation kolvmotorer" 2018 Syftet med operationen Rotary-kolv

Den icke-erotiska modellen för transporttransport av Trophimov AU, Kutsv VA, Kocharyan, Krasnodar, när man beskriver processen med att pumpa naturgas i MG, som regel, anses en separat hydraulik och värmeväxlingsuppgifter separat

UDC 6438 Metod för beräkning av intensiteten hos gaskulansen vid utloppet hos förbränningskammaren i gasturbinmotorn 007 A i Grigorge, i och Mitrofanov, O och Rudakov, och i Solovyov OJSC Klimov, St Petersburg

Detonationen av gasblandningen i de grova rören och slitsarna av v.n. Ohitin s.i. Klimachkov I.A. Potals Moskva State Technical University. Annons Bauman Moskva Ryssland Gasodynamiska parametrar

Laboratoriearbete 2 Undersökning av värmeöverföring under tvångsmål experimentell definition Beroende på värmeöverföringskoefficienten från luftens hastighet i röret. Erhållen

Föreläsning. Diffusionsgränsskikt. Ekvationerna av teorin om gränsskiktet i närvaro av massöverför konceptet av gränsskiktet, som behandlas i punkt 7. och 9. (för hydrodynamiska och termiska gränsskikt

En tydlig metod för att lösa ekvationerna i ett laminärt gränskikt på ett plåtlaboratoriearbete 1, klassens plan: 1. Syftet med arbetet. Metoder för att lösa ekvationerna i gränsskiktet (metodologiskt material) 3. Differential

UDC 621.436 N. D. Chingov, L. L. Milkov, N. S. Malatovsky Metoder för att beräkna de koordinerade temperaturfälten i cylinderlocket med ventiler En metod för beräkning av de koordinerade cylinderkåpafälten föreslås

# 8, 6 augusti UDC 533655: 5357 Analytiska formler för beräkning av värmeflöden på de blockerade kropparna av liten förlängning av vargar MN, student Ryssland, 55, Moskva, Mstu Ne Ne Bauman, Aerospace fakultet,

Granskning av den officiella motståndaren om avhandling av Samoilova Denis Yuryevich "Information och mätsystem för intensifiering av oljeproduktion och bestämning av vattentäta produkter",

Federal Agency for Education State Utbildningsinstitution för högre yrkesutbildning Pacific State University Termiska spänning Detaljer om DVS-metodiska

Granskning av den officiella motståndaren till doktor i teknisk vetenskap, professor Labunda Boris Vasilyevich på avhandlingen Xu Yuna på ämnet: "Öka bärkraften för föreningar av element i trästrukturer

Granskning av den officiella motståndaren Lviv Yuri Nikolayevich om avhandling av Melnikova Olga Sergeyevna "Diagnostik av den huvudsakliga isoleringen av Force Oljefyllda elkrafttransformatorer på statistik

UDC 536.4 Gorbunov A.D. Dr Tech. Vetenskap, prof., DGTU Definition av värmeöverföringskoefficient i turbulent flöde i rör och kanaler Analytisk metod Analytisk beräkning av värmeöverföringskoefficient

UDC 621.436

Effekt av aerodynamiskt motstånd av intag och avgassystem för bilmotorer på gasbytesprocesser

L.v. Snickare, BP Zhilkin, yu.m. Brodov, N.I. Grigorg

Papperet presenterar resultaten av en experimentell studie av påverkan av det aerodynamiska motståndet hos intag och avgassystem kolvmotorer på gasutbytesprocesser. Experimenten utfördes på on-line-modellerna av encylindrig motor. Anläggningar och metoder för utförande av experiment beskrivs. Beredningarna av förändringen i det momentana hastigheten och trycket i flödet i motorens gasluftsvägar från vevaxelns rotationsluft presenteras. Uppgifterna erhölls vid olika koefficienter av insatsens och avgassystem och olika frekvenser av vridning av vevaxeln. Baserat på de erhållna uppgifterna gjordes slutsatser av de dynamiska egenskaperna hos gasbytesprocesser i motorn vid olika förhållanden. Det visas att användningen av ljuddämparen släpper ut flödet och ändrar flödesegenskaperna.

Nyckelord: kolvmotor, gasbytesprocesser, processdynamik, hastighets pulsation och flödetryck, ljuddämpare.

Introduktion

Ett antal krav görs till intag och resultat av kolvmotorer av förbränning, bland vilka den huvudsakliga minskningen av aerodynamiskt brus och minimal aerodynamiskt motstånd är huvudet. Båda dessa indikatorer bestäms i sammankopplingen av utformningen av filterelementet, inloppsljuddämpare och frisättning, katalytiska neutralisatorer, närvaron av en överlägsen (kompressor och / eller turboladdare), liksom konfigurationen av intag och avgasledningar och flödes natur i dem. Samtidigt finns det praktiskt taget inga uppgifter om påverkan av ytterligare delar av intag och avgassystem (filter, ljuddämpare, turboladdare) på gasdynamik i dem.

Denna artikel presenterar resultaten av en studie av effekten av det aerodynamiska motståndet hos intag och avgassystem på gasutbytesprocesser i förhållande till kolvmotorn av dimensionen 8.2 / 7.1.

Experimentella växter

och datainsamlingssystem

Studier av effekten av aerodynamiskt motstånd hos gas-luftsystem på gasbytesprocesser i kolvingenjörerna utfördes på simuleringsmodellen hos dimensionen 4.2 / 7.1, som drivs av rotation asynkron motorVridfrekvensen av vevaxeln var justerad i intervallet n \u003d 600-3000 min med en noggrannhet på ± 0,1%. En experimentell installation beskrivs mer detaljerat.

I fig. 1 och 2 visar konfigurationer och geometriska dimensioner intag och avgassystem för den experimentella installationen, liksom installationsplatsen för mätning av momentan

värderingar mellanhastighet och luftflödestryck.

För mätningar av snabbtrycksvärden i strömmen (statisk) i PC-kanalen användes trycksensorn £ -10 av WIKA, vars hastighet är mindre än 1 ms. Det maximala relativa genomsnittliga medelvärdet tryckmätningsfel var ± 0,25%.

För att bestämma det momentana mediet i sektionen av luftflödeskanalen är termoenemometrarna av den ursprungliga temperaturen hos den ursprungliga konstruktionen, vars känsliga element var nikromgängan med en diameter av 5 μm och en längd av 5 mm. Det maximala relativa genomsnittliga medelvärdesfelet för mätning av hastigheten WX var ± 2,9%.

Mätningen av vevaxelns rotationsfrekvens utfördes med användning av en takometrisk mätare bestående av en tandad skiva fixerad på vevaxelvaleoch induktiv sensor. Sensorn bildade en spänningspuls vid en frekvens som är proportionell mot axelns rotationshastighet. Enligt dessa pulser registrerades rotationens frekvens, varvid vevaxelns (vinkel F) position bestämdes och momentet att passera kolven av VMT och NMT.

Signaler från alla sensorer gick in i en analog-till-digital-omvandlare och överförts till en persondator för vidare bearbetning.

Innan man utför experiment utfördes en statisk och dynamisk inriktning mot mätsystemet i allmänhet, vilket visade den hastighet som var nödvändig för att studera dynamiken hos gasdynamiska processer i kolvmotorens inlopp och avgassystem. Det totala genomsnittliga medelvärdesfelet av experiment om effekten av det aerodynamiska motståndet hos gasluft system av DVS Gasbytesprocesser var ± 3,4%.

Fikon. 1. Konfiguration och geometriska storlekar av intagningsvägen för den experimentella installationen: 1-cylinderhuvud; 2-bubblande rör; 3 - Mätrör; 4 - Thermoanemometer sensorer för mätning av luftflödeshastighet; 5 - Tryckgivare

Fikon. 2. Konfiguration och geometriska dimensioner av den experimentella installationen: 1-cylinderhuvud; 2 - Arbetsplot - Graduation Rör; 3 - Tryckgivare; 4 - Thermoemometer sensorer

Effekten av ytterligare element på gasdynamiken hos intag och frisättningsprocesser studerades med olika systemresistensskoefficienter. Motstånd skapades med olika inloppsfilter och släpp. Så, som en av dem, användes ett standard Air Automobile-filter med en motståndskoefficient på 7,5. Ett vävnadsfilter med en motståndskoefficient 32 valdes som ett annat filterelement. Motståndskoefficienten bestämdes experimentellt genom statisk rengöring i laboratoriebetingelser. Studier utfördes också utan filter.

Effekt av aerodynamiskt motstånd på inloppsprocessen

I fig. 3 och 4 visar beroendet av luftflödet och PC-trycket i inloppsburken

le från vridningsvinkeln av vevaxeln F vid olika rotationsfrekvenser och vid användning av olika inloppsfilter.

Det har fastställts att i båda fallen (med en ljuddämpare och utan) pulsering av tryck och luftflödeshastigheter uttrycks mest vid hög hastighet av vevaxeln. Samtidigt i inloppskanalen med ljuddämparen av buller maxhastighet Luftflöde, som det bör förväntas, mindre än i kanalen utan det. Mest

m\u003e x, m / s 100

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

Jeepingventil 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 Öppning -Gbepskid-! Ventil A L 1 G 1 1 1 stängd ^

1 HDC \\. BPCSKNEO Valve "X 1 1

| | En j __ 1 \\ __ mj \\ y t -1 1 \\ k / \\ 1 ^ v / \\ / \\ 'g) y / \\ / l / l "pc-1 \\ __ v / -

1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1

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

Fikon. 3. Beroendet av lufthastigheten WX i inloppskanalen från vevaxelns rotationsvinkel vid olika frekvenser av vevaxelns och olika filtreringselements rotation: A-n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - utan ett filter; 2 - Standardluftfilter; 3 - Tygfilter

Fikon. 4. Beroendet av PC-trycket i inloppskanalen från vevaxelns F vid olika frekvenser av vridning av vevaxeln och olika filtreringselement: A-n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - utan ett filter; 2 - Standardluftfilter; 3 - Tygfilter

det var starkt manifesterat med höga frekvenser av vevaxelns rotation.

Efter stängning av inloppsventilen blir trycket och hastigheten hos luftflödet i kanalen under alla förhållanden inte lika med noll, och några av deras fluktuationer observeras (se fig 3 och 4), vilket också är karakteristiskt för frisättningen process (se nedan). Samtidigt leder installationen av inloppsflödesdämparen till en minskning av tryckpulsationer och luftflödeshastigheter under alla förhållanden både under inloppsprocessen och efter att inloppsventilen är stängd.

Effekt av aerodynamisk

motstånd mot utgivningsprocessen

I fig. 5 och 6 visar beroendet av luftflödeshastigheten hos WX och tryck-PC i utloppet från vevaxelns rotationsvinkel vid olika rotationsfrekvenser och vid användning av olika frisättningsfilter.

Studierna utfördes för olika frekvenser av vevaxeln (från 600 till 3000 min) vid olika övertryck på frisättningen av PI (från 0,5 till 2,0 bar) utan ett tyst brus och om det presenteras.

Det har fastställts att i båda fallen (med ljuddämparen och utan) pulsering av luftflödeshastigheten, manifesteras den mest starkt med låga frekvenser av vevaxelrotationen. I det här fallet kvarstår värdena för den maximala luftflödeshastigheten i avgassanalen med brusljuddämparen

merilly samma som utan det. Efter stängning av avgasventilen blir luftflödeshastigheten i kanalen under alla förhållanden inte noll, och vissa hastighetsfluktuationer observeras (se fig 5), vilken är karakteristisk för inloppsprocessen (se ovan). Samtidigt leder installationen av ljuddämparen på frisättningen till en signifikant ökning av luftflödeshastighetens pulsationer under alla förhållanden (speciellt vid RY \u003d 2,0 bar) både under frisättningsprocessen och efter att avgasventilen är stängd .

Det bör noteras den motsatta effekten av aerodynamiskt motstånd på inloppsprocessens egenskaper i motorn, där luftfilter Pulsationseffekter i inloppsprocessen och efter stängning av inloppsventilen var närvarande, men de var klart snabbare än utan det. I detta fall ledde närvaron av ett filter i inloppssystemet till en minskning av den maximala luftflödeshastigheten och försvagade processens dynamik, vilket är konsekvent väl med tidigare erhållna resultat i arbetet.

En ökning av aerodynamisk motstånd avgassystem Det leder till viss ökning av det maximala trycket i frisättningsprocessen, liksom förskjutningen av toppar för NMT. I det här fallet kan det noteras att installationen av ljuddämparen av utmatningen leder till en minskning av pulsationerna av luftflödets tryck under alla förhållanden både under produktionsprocessen och efter att avgasventilen är stängd.

hY. m / s 118 100 46 16

1 1 till. T «AIA K T 1 Stängning av MPSKAL-ventilen

Öppnande av iPikal |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1

"" "і | \\ / ~ ^

540 (p, grepp, p.k.y. 720 nmt nmt

Fikon. 5. Beloppets beroende av lufthastigheten WX i utloppet från vevaxelns rotationsvinkel vid olika frekvenser av vevaxelns rotation och olika filtreringselement: A-n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - utan ett filter; 2 - Standardluftfilter; 3 - Tygfilter

Px. 5PR 0,150

1 1 1 1 1 1 1 1 1 II 1 1 1 II 1 1 L "A 11 1 1 / \\ 1. 'och II 1 1

Öppnande | Yypzskskaya 1 іклапана л7 1 h _ / 7 / ", g s 1 \\ h Slutning av Bittseast g / cgtї alan -

c- "1 1 1 1 1 ^ 1 l _ _ _ ± 1 1 1

540 (P, Kista, PK6. 720

Fikon. 6. Beloppet av tryck-PC i utloppet från vevaxelns rotningsvinkel vid olika frekvenser av vridning av vevaxeln och olika filtreringselement: A-n \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - utan ett filter; 2 - Standardluftfilter; 3 - Tygfilter

Baserat på behandling av beroendeförändringar i flödeshastigheten för separat takt beräknades en relativ förändring i volymflödet av AIR Q via avgasrummet när ljuddämparen är placerad. Det har fastställts att med lågt övertryck på frisättningen (0,1 MPa) är förbrukningen Q i avgassystemet med en ljuddämpare mindre än i systemet utan det. Samtidigt, om vid frekvensen av vevaxeln 600 min-1, var denna skillnad ungefär 1,5% (som ligger inom felet), då med n \u003d 3000 min4 nådde denna skillnad 23%. Det visas att för högt övertryck på 0,2 MPa observerades den motsatta tendensen. Volymflödet av luft genom avgassanalen med ljuddämparen var större än i systemet utan det. Samtidigt, vid låga frekvenser av vevaxelns rotation, var detta överskridits 20% och med n \u003d 3000 min1-5%. Enligt författarna kan en sådan effekt förklaras av en viss utjämning av pulsationerna av luftflödet i avgassystemet i närvaro av ett tyst brus.

Slutsats

Den genomförda studien visade att inloppsmotorn för förbränning påverkas signifikant av inloppsstansens aerodynamiska motstånd:

Ökningen av filterelementets motstånd utjämnar påfyllningsprocessens dynamik, men minskar samtidigt luftflödeshastigheten, vilket motsvarar fyllningskoefficienten;

Effekten av filtret förbättras med vevaxelns ökande rotationsfrekvens;

Tröskelvärdet för filtermotståndskoefficienten (ca 50-55), varefter dess värde inte påverkar flödeshastigheten.

Det har visat sig att det aerodynamiska motståndet hos avgassystemet också väsentligt påverkar gasdynamiska och förbrukningsmaterial i frisättningsprocessen:

Ökning av det hydrauliska motståndet hos avgassystemet i kolvkropparna leder till en ökning av luftflödeshastighetens pulser i avgasrummet;

Med lågt övertryck på frisläppandet i systemet med ett tyst brus, är det en minskning av volymetriskt flöde genom avgasrummet, medan den vid hög ry - tvärtom ökar jämfört med avgassystemet utan ljuddämpare.

Således kan de erhållna resultaten användas i teknikpraxis för att optimalt välja egenskaperna hos inlopps- och utbyggnadsljuddämparna, som kan ge

påverkan på fyllningen av cylindern av den fräscha laddningen (fyllningskoefficienten) och kvaliteten på rengöringen av motorns cylinder från avgaserna (återstående gaskoefficient) på vissa höghastighetslägen för kolvmotorns arbete.

Litteratur

1. Draganov, B.H. Konstruktion av intag och avgassal för förbränningsmotorer / B.KH. Draganov, mg Kruglov, V. S. Obukhov. - Kiev: Besök skolan. Head Ed, 1987. -175 p.

2. Förbränningsmotorer. I 3 kN. Kn. 1: Teori om arbetsflöden: Studier. / V.n. Lou-Kanin, K.A. Morozov, A. Khachyan et al.; Ed. V.n. Lukanina. - m.: Högre. SHK., 1995. - 368 s.

3. Champrazs, B.A. Förbränningsmotorer: Teori, modellering och beräkning av processer: studier. I kursen "teorin om arbetsflöden och modellering av processer i förbränningsmotorer" / B.A. Chamolaoz, M.F. Faraplatov, V.V. Clementev; Ed. Slott Deat. Vetenskap om Ryska federationen B.A. Champrazov. - Chelyabinsk: Suursu, 2010. -382 sid.

4. Moderna tillvägagångssätt för skapandet av dieselmotorer för personbilar och små-lugna

zovikov / a. Blinov, P.A. Golubev, Yu.e. Dragan et al.; Ed. V. S. Peponova och A. M. Mineyev. - M.: NIC "Engineer", 2000. - 332 s.

5. Experimentell studie av gasdynamiska processer i inloppssystemet för kolvmotor / B.P. Zhokkin, L.V. Snickare, S.A. Korzh, I.D. LARIONOV // Engineering. - 2009. -№ 1. - s. 24-27.

6. På förändringen i gasdynamiken i frisättningsprocessen i kolvmotorn vid installationen av ljuddämparen / L.V. Snickare, BP Zhokkin, A.V. Kors, D.L. Padalak // Bulletin of Academy of Militär Sciences. -2011. - № 2. - s. 267-270.

7. Pat. 81338 RU, MPK G01 P5 / 12. Termisk mekanisk temperatur av konstant temperatur / s.n. Pochov, L.V. Snickare, BP Vilkin. - Nr 2008135775/22; Skede. 09/03/2008; publ. 03/10/2009, massa. № 7.

1

Denna artikel diskuterar bedömningen av resonatorns effekt på påfyllningen av motorn. I exemplet i exemplet föreslogs en resonator - i volym lika med motorcylindern. Inloppsorganets geometri tillsammans med resonatorn importerades till FlowVision-programmet. Matematisk modifiering utfördes med beaktande av alla egenskaper hos den rörliga gasen. För att uppskatta flödeshastigheten genom inloppssystemet, uppskattningar av flödeshastigheten i systemet och det relativa lufttrycket i ventilslitningen utfördes datorsimulering, vilket visade effektiviteten av användningen av ytterligare kapacitet. En bedömning av flödeshastigheten genom ventilgapet, flödeshastigheten, flödet, tryck och flödesdensitet för det standard, uppgraderade och inloppssystemet med rexiveren utvärderades. Samtidigt ökar massan av den inkommande luften, flödeshastigheten för flödet reduceras och densiteten av luft som kommer in i cylindern ökar, vilket återspeglas positivt på utgångs-TV-tv.

inloppsken

resonator

fyller en cylinder

matte modellering

uppgraderad kanal.

1. Jolobov L. A., DYDYKIN A. M. Matematisk modellering av processerna för gasutbyte DVS: monografi. N.N.: NGSHA, 2007.

2. Dydyskin A. M., Zholobov L. A. Gasodynamiska studier av DVS-metoderna för numeriska modellering //-traktorer och jordbruksmaskiner. 2008. № 4. s. 29-31.

3. Pritr D. M., turkiska V. A. Aeromekanik. M.: Oborongiz, 1960.

4. Khaylov M. A. Beräknad tryckfluktuation Ekvation i sugröret hos förbränningsmotorn //Tr. Cyam. 1984. Nr 152. s.64.

5. Sonkin V. I. Studie av luftflöde genom ventilgap // tr. Oss. 1974. Issue 149. S.21-38.

6. Samsky A. A., Popov Yu. P. Skillnadsmetoder för att lösa problem med gasdynamik. M.: Vetenskap, 1980. S.352.

7. Rudoy B. P. Applied Nonstationary Gas Dynamics: Tutorial. UFA: Ufa Aviation Institute, 1988. S.184.

8. Malivanov M.V., Khmelev R. N. om utveckling av matematisk och mjukvara för beräkning av gasdynamiska processer i DVS: material i IX International Scientific and Practical Conference. Vladimir, 2003. s. 213-216.

Storleken på motorns vridmoment är proportionell mot luftens massa, som tillskrivs rotationsfrekvensen. Öka fyllningen av cylindern av bensinmotor, genom att uppgradera inloppsbanan, leder till en ökning av trycket i slutet av intaget, förbättrad blandningsbildning, en ökning av de tekniska och ekonomiska indikatorerna för motorns drift och en minskning i toxiciteten hos avgaser.

De grundläggande kraven för inloppsbanan är att säkerställa minimal motstånd mot inloppet och den likformiga fördelningen av den brännbara blandningen genom motorkylindrarna.

Att säkerställa minsta resistens mot inloppet kan uppnås genom att eliminera grovheten hos de inre väggarna hos rörledningar, såväl som skarpa förändringar i flödesriktningen och eliminera plötsliga smalningar och förlängningar av kanalen.

En signifikant effekt på fyllningen av cylindern ger olika typer av boost. Den enklaste typen av överlägsen är att använda dynamiken i den inkommande luften. En stor volym av mottagaren skapar delvis resonanseffekter i ett specifikt rotationshastighetsområde, vilket leder till förbättrad fyllning. Emellertid har de, som ett resultat, dynamiska nackdelar, till exempel avvikelser i blandningen av blandningen med en snabb förändring i belastningen. Nästan det ideala vridmomentflödet säkerställer att inloppsröret byter, i vilket exempelvis beroende på motorbelastningen, variationshastigheten och läget för gasen är möjliga variationer:

Pulsationsrörets längd;

Växla mellan pulsationsrör med olika längder eller diameter;
- selektiv avstängning av ett separat rör av en cylinder i närvaro av en stor mängd av dem;
- Växla mottagarens volym.

I den resonansöverlägsen av cylindergruppen med samma flaggintervall fäst korta rör till resonansmottagare, som är anslutna genom resonansrören med atmosfären eller med uppsamlingsmottagaren som en Gölmgolts resonator. Det är ett sfäriskt kärl med öppen nacke. Luften i nacken är den oscillerande massan, och luftvolymen i kärlet spelar rollen som ett elastiskt element. Självklart är sådan separation sant endast ungefär, eftersom en del av luften i hålrummet har tröghetsbeständighet. Men med ett tillräckligt stort värde av öppningsområdet till området av kavitetsområdet är noggrannheten hos en sådan approximation ganska tillfredsställande. Huvuddelen av den kinetiska oscillationsenergin är koncentrerad i resonatorns hals, där den oscillerande hastigheten hos luftpartiklar har det största värdet.

Inloppsresonatorn är etablerad mellan gasreglaget och cylindern. Det börjar agera när gasreglaget är tillräckligt täckt så att dess hydrauliska resistans blir jämförbar med resonatorkanalens motstånd. När kolven rör sig ner, kommer den brännbara blandningen in i motorcylindern inte bara från under gasreglaget, utan också från tanken. Med en minskning av vakuumet börjar resonatorn att suga den brännbara blandningen. Detta kommer att följa samma del, och ganska stor, omvänd utstötning.
Artikeln analyserar flödesrörelsen i inloppskanalen av 4-stroke bensinmotor vid den nominella vevaxelrotationsfrekvensen på vaz-2108-motorn vid vevaxelns N \u003d 5600min-1.

Denna forskningsuppgift löstes av det matematiska sättet med hjälp av mjukvarupaketet för modellering av gashydrauliska processer. Simulering utfördes med hjälp av FlowVision Software-paketet. För detta ändamål erhölls geometri och importerades (under geometrin förstås i de inre volymerna hos motorns intag och avgasrör, en motsättning av cylindern) med olika standardfilformat. Detta gör det möjligt för SAPR SolidWorks att skapa ett bosättningsområde.

Under beräkningsområdet är det underförd som volymen i vilken ekvationerna hos den matematiska modellen och gränsen för volymen på vilken gränsvillkoren bestäms, håller sedan den erhållna geometrin i det format som stöds av flödesvisningen och använd den när den skapar en Nytt beräknat alternativ.

Denna uppgift använde ASCII, binärt format, i STL-förlängningen, typ stereolitografformat med en vinkelstolerans på 4,0 grader och en avvikelse på 0,025 meter för att förbättra noggrannheten hos de resulterande modelleringsresultaten.

Efter att ha mottagit den tredimensionella modellen i avvecklingsområdet är en matematisk modell inställd (en uppsättning lagar med förändringar i de fysiska parametrarna för gas för detta problem).

I detta fall tillverkas ett väsentligen subsoniskt gasflöde vid små reynolds-nummer, vilket beskrivs av systemet med turbulent flöde av helt komprimerbar gas med hjälp av standard K-E på turbulensmodellen. Denna matematiska modell beskrivs av ett system bestående av sju ekvationer: två navier - Stokes-ekvationer, ekvationerna av kontinuitet, energi, tillståndet för den ideala gasen, massöverföringen och ekvationen för den kinetiska energin hos turbulenta krusningar.

(2)

Energi ekvation (fullständig enthalpi)

Ekvationen av tillståndet för den ideala gasen:

Turbulenta komponenter är förknippade med de återstående variablerna genom det turbulenta viskositetsvärdet, vilket beräknas i enlighet med standard K-ε-modellen av turbulens.

Ekvationer för k och ε

turbulent viskositet:

konstanter, parametrar och källor:

(9)

(10)

σk \u003d 1; σε \u003d 1,3; Cμ \u003d 0,09; Cε1 \u003d 1,44; Cε2 \u003d 1,92

Arbetsämnet i inloppsprocessen är luft, i det här fallet, betraktas som den perfekta gasen. Parametrens ursprungliga värden är inställda för hela avvecklingsområdet: temperatur, koncentration, tryck och hastighet. För tryck och temperatur är de ursprungliga parametrarna lika med referens. Hastigheten inuti den beräknade regionen i riktningar X, Y, Z är noll. Variabel temperatur och tryck i flödesvision representeras av relativa värden, vars absoluta värden beräknas med formeln:

fA \u003d F + FREF, (11)

där FA är det absoluta värdet av variabeln, F är det beräknade relativa värdet av variabeln, Fref - referensvärdet.

Gränsbetingelser anges för var och en av de beräknade ytorna. Under gränsvillkoren är det nödvändigt att förstå kombinationen av ekvationer och lagar som är karakteristiska för ytorna hos den beräknade geometrin. Gränsförhållanden är nödvändiga för att bestämma interaktionen mellan avvecklingsområdet och den matematiska modellen. På sidan för varje yta indikerar en specifik typ av gränsvillkor. Typ av gränsvillkoret är installerat på inmatningskanalinmatningsfönstret. De återstående elementen - den väggbundna, som inte släpper och inte sänder de beräknade parametrarna för det aktuella området. Förutom alla ovanstående gränsvillkor är det nödvändigt att ta hänsyn till gränsvillkoren på de rörliga element som ingår i den valda matematiska modellen.

Rörliga delar inkluderar inlopp och avgasventil, kolv. Vid gränserna för rörliga element bestämmer vi typen av gränsvärdet på väggen.

För var och en av de rörliga kropparna är rörelsens lag. Byte av kolvfrekvensen bestäms med formeln. För att bestämma ventilens lagar, avlägsnades ventillyftkurvorna i 0,50 med en noggrannhet av 0,001 mm. Därefter beräknades hastigheten och accelerationen av ventilrörelsen. De erhållna data omvandlas till dynamiska bibliotek (tidshastighet).

Nästa steg i simuleringsprocessen är generationen av beräkningsnätet. FlowVision använder ett lokalt adaptivt beräkningsnät. Inledningsvis skapas ett initialt beräkningsnät, och sedan specificeras kriterierna för slipnät, beroende på vilket FlowVision bryter cellerna i det ursprungliga gallret till önskad grad. Anpassning görs i både volymen av kanalerna på kanalerna och cylinderväggarna. På platser med en eventuell maxhastighet skapas anpassning med ytterligare slipning av beräkningsnätet. Vid volym utfördes slipningen upp till 2 nivåer i förbränningskammaren och upp till 5 nivåer i ventilluckor, längs cylinderns väggar, gjordes anpassning upp till 1 nivå. Detta är nödvändigt för att öka tidsintegrationssteget med en implicit beräkningsmetod. Detta beror på det faktum att tidssteget definieras som förhållandet mellan cellstorleken till maxhastigheten i den.

Innan du börjar beräkna det skapade alternativet måste du ange parametrarna för numerisk modellering. Samtidigt är tiden att fortsätta beräkningen lika med en fullständig driftscykel, 7200 pk., Antalet iterationer och frekvensen för att spara dessa beräkningsalternativ. För efterföljande bearbetning bevaras vissa beräkningsstadier. Ställ in tid och alternativ för beräkningsprocessen. Denna uppgift kräver en tidsstegsinställning - en metod för val: ett implicit system med ett maximalt steg 5e-004c, uttryckligt antal CFL - 1. Detta innebär att tidssteget bestämmer programmet i sig, beroende på konvergensen av tryckekvationerna sig.

Postprocessorn är konfigurerad och parametrarna för visualiseringen av resultaten är intresserade av. Simulering gör att du kan få de nödvändiga skikten av visualisering efter det att huvudberäkningen har slutförts, baserat på beräkningsstegen kvarstod med en viss frekvens. Dessutom kan postprocessorn sända de resulterande numeriska värdena för parametrarna för processen som undersöks i form av en informationsfil till externa elektroniska bordsredaktörer och för att få tidsberoende av sådana parametrar som hastighet, konsumtion, tryck , etc.

Figur 1 visar installationen av mottagaren på inloppskanalen på DVS. Mottagarens volym är lika med volymen av en motorcylinder. Mottagaren är inställd så nära som möjligt till inloppskanalen.

Fikon. 1. Uppgraderad med mottagarens avvecklingsområde i Cadsolidworks

Den egna frekvensen av Helmholtz Resonator är:

(12)

där f är frekvensen, Hz; C0 - Ljudhastighet i luften (340 m / s); S-håls tvärsnitt, M2; L är rörets längd, m; V är resonatorns volym, m3.

För vårt exempel har vi följande värden:

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

Efter beräkning av F \u003d 374 Hz, vilket motsvarar vridhastigheten hos vevaxeln n \u003d 5600min-1.

Efter att ha ställt in det beräknade alternativet och efter att ha ställt in parametrarna för numerisk simulering erhölls följande data: flödeshastighet, hastighet, densitet, tryck, gasflödestemperatur i inloppskanalen av intensiteten hos vevaxeln.

Från grafen som presenteras (bild 2), är det klart att den uppgraderade kanalen med mottagaren har de maximala förbrukningsmaterialet. Förbrukningsvärdet är högre än 200 g / s. Ökningen observeras för 60 g.p.k.v.

Sedan öppningen av inloppsventilen (348 g.k.v.) börjar flödeshastigheten (fig 3) växa från 0 till 170m / s (vid den moderniserade inloppskanalen 210 m / s, med -190m / s-mottagarna) i intervallet Upp till 440-450 GKV I kanalen med mottagaren är hastighetsvärdet högre än i en standard ca 20 m / s från 430-440. P.k.v. Det numeriska värdet av kanalen i kanalen med mottagaren är signifikant mer jämn än den uppgraderade inloppskanalen under öppningen av inloppsventilen. Därefter är det en signifikant minskning av flödeshastigheten, upp till stängning av inloppsventilen.

Fikon. 2. Förbrukning av gasflödet i ventilplatsen för standardkanalerna, uppgraderas och med mottagaren vid N \u003d 5600 min-1: 1 - Standard, 2 - Uppgraderad, 3 - Uppgraderad med mottagaren	Fikon. 3. Flödeshastigheten för flödet i ventilluckan för standardkanalerna, uppgraderas och med mottagaren vid n \u003d 5600 min-1: 1 - Standard, 2 - Uppgraderad, 3 - Uppgraderad med mottagaren

Av de relativa tryckgraferna (fig 4) (atmosfärstryck, p \u003d 101000 Pa mottas för noll), följer det att tryckvärdet i den uppgraderade kanalen är högre än i standarden, med 20 kPa vid 460-480 gp. Kv (associerad med ett stort flödesvärde). Från 520 g.k.v. Tryckvärdet är inriktat, vilket inte kan sägas om kanalen med mottagaren. Tryckvärdet är högre än i standarden, med 25 kPa, från 420-440 gp.k. upp till stängning av inloppsventilen.

Fikon. 4. Flödetryck i standard, uppgraderad och kanal med en mottagare vid n \u003d 5600 min-1 (1 - Standardkanal, 2 - Uppgraderad kanal, 3 - Uppgraderad kanal med mottagare)	Fikon. 5. Flödesdensitet i standard, uppgraderad och kanal med en mottagare vid N \u003d 5600 min-1 (1 - Standardkanal, 2 - Uppgraderad kanal, 3 - Uppgraderad kanal med mottagare)

Flödesdensiteten i ventilgapet är visat i fig. fem.

I den uppgraderade kanalen med mottagaren är densitetsvärdet under 0,2 kg / m3 från 440 g.k.v. Jämfört med en standardkanal. Detta är förknippat med högtrycks- och gasflödeshastigheter.

Från analysen av grafer kan du dra följande slutsats: Kanalen hos den förbättrade formen ger bättre fyllning av cylindern med en ny laddning på grund av en minskning av inloppskanalens hydrauliska resistans. Med ökningen av kolvhastigheten vid tidpunkten för inloppsventilen påverkar kanalformen inte signifikant hastighet, densitet och tryck inuti inloppskanalen, det förklaras av det faktum att inloppsprocessindikatorerna under denna period är huvudsakligen Beroende på kolvens och ventilspårets hastighet (endast formen på inloppskanalen ändras i denna beräkning), men allt förändras dramatiskt vid tidpunkten för att sänka kolvens rörelse. Laddningen i standardkanalen är mindre inert och starkare "sträckning" längs kanalens längd, vilken i aggregatet ger mindre fyllning av cylindern vid tidpunkten för att reducera hastigheten hos kolvrörelsen. Upp till stängning av ventilen strömmar processen under den som redan erhållen flödeshastighet (kolven den initialflödeshastigheten för den cachade volymen, med en minskning av kolvens hastighet, tröghetskomponenten i gasflödet har en betydande roll på påfyllningen. Detta bekräftas av högre hastighetsindikatorer, tryck.

I inloppskanalen med mottagaren, på grund av extra laddning och resonansfenomen, i cylindern av DVS, finns en signifikant stor massa av gasblandningen, som ger högre tekniska indikatorer på DVS-operationen. Tillväxtökningen i slutet av inloppet kommer att ha en betydande inverkan på ökningen av DVS-arbetets tekniska och ekonomiska och miljöprestanda.

Granskare:

Gotts Alexander Nikolaevich, Doktor i tekniska universitet, professor i avdelningen för värmemotorer och energianläggningar av Vladimir State University of Education and Science, Vladimir.

Kulchitsky Aleksey Ramovich, D.n., Professor, vice chef Designer LLC VMTZ, Vladimir.

Bibliografisk referens

Jolobov L. A., Suvorov E. A., Vasilyev I. S. Effekt av en extra kapacitet i inloppssystemet för fyllning av DVS // Moderna problem med vetenskap och utbildning. - 2013. - № 1;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id\u003d8270 (Datum för hantering: 25.11.2019). Vi uppmärksammar tidningarna som publicerar i förlaget "Academy of Natural Science"

Parallellt utvecklade utvecklingen av de förödande avgassystemen, de system som konventionellt kallades "ljuddämpare", men utformade inte så mycket för att minska brusnivån på manövermotorn, hur mycket att ändra dess kraftegenskaper (motorkraft eller dess vridmoment). Samtidigt gick uppgiften att stygna buller till den andra planen, sådana anordningar minskas inte, och kan inte avsevärt minska motorns utloppsbrus och förbättrar det ofta.

Arbetet med sådana anordningar är baserade på resonansprocesser inom "ljuddämpare" själva, som någon ihålig kropp med egenskaperna hos Gameholts Resonator. På grund av avgassystemets interna resonanser löses två parallella problem på en gång: rengöringen av cylindern förbättras från resterna av den brännbara blandningen i föregående takt och fyllningen av cylindern är en ny del av den brännbara blandning för nästa kompressionstact.
Förbättringen av cylinderns rengöring beror på det faktum att gaspelaren i examensröret, som gjorde viss hastighet under utgången från gaser i föregående takt, på grund av tröghet, som en kolv i pumpen, fortsätter att suga ut resterna av gaserna från cylindern även efter cylindertrycket kommer med tryck i examensröret. Samtidigt uppstår en annan indirekt effekt: På grund av denna ytterligare mindre pumpning minskar trycket i cylindern, vilket positivt påverkar nästa rening takt - i cylindern faller det något mer än en nybrännbar blandning än vad som kan få om Cylindertrycket var lika med atmosfäriskt.

Dessutom, den omvända vågen av avgasrycket, som reflekteras från förvirringen (avgassystemets bakre kegel) eller blandning (gasdynamisk membran) installerad i ljuddämparens hålighet, återgår till cylinderns avgaser vid den tiden Av dess stängning, dessutom "rambling" frisk bränsleblandning i cylindern, ännu mer ökar dess fyllning.

Här måste du tydligt förstå att det inte handlar om den ömsesidiga rörelsen av gaser i avgassystemet, utan om den vågoscillatoriska processen inom själva gasen. Gas rör sig endast i en riktning - från cylinderns avgas i riktning mot utloppet vid utloppet av avgassystemet, först med skarpa jesters, vars frekvens är lika med fordonets omsättning, sedan gradvis amplituden av dessa Jolts reduceras, i gränsen som vänder sig till en enhetlig laminär rörelse. Och "där och här" tryckvågorna går, vars natur är mycket lik akustiska vågor i luften. Och hastigheten på dessa vibrationer av tryck ligger nära ljudets hastighet i gasen, med beaktande av dess egenskaper - främst densitet och temperatur. Naturligtvis är denna hastighet något annorlunda än det kända värdet av ljudets hastighet i luften, under normala förhållanden som är lika med ca 330 m / s.

Strängt taget är de processer som strömmar i avgassystemen för DSV inte riktigt korrekt kallad ren akustisk. Snarare lyder de de lagar som används för att beskriva chockvågorna, om än svag. Och det här är inte längre standardgas och termodynamik, som tydligt staplas inom ramen för isotermiska och adiabatiska processer som beskrivs av lagar och ekvationerna av Boyya, Mariotta, Klapairer, och andra som dem.
Jag kom över den här tanken några fall, vars vittne jag själv var. Kärnan på dem är som följer: Resonans Dudges av höghastighets- och racermotorer (Avia, domstol och auto), som arbetar med de åsidosättande lägena, där motorerna ibland är avmarkerade upp till 40 000-45.000 rpm, och ännu högre, De börjar "segla" - de är bokstavligen i ögonen. Ändra formen, "Pinpoint", som om det inte är gjord av aluminium, men från plasticine, och till och med tritel Och det händer på resonanskoppen av "Twin". Men det är känt att temperaturen hos avgaserna vid utgången av avgasfönstret inte överstiger 600-650 ° C, medan smältpunkten för ren aluminium är något högre - ca 660 ° C och dess legeringar och mer. Samtidigt (det viktigaste!), Inte avgasmegafonröret, intill direkt till avgasfönstret, är oftare smält och deformeras, där det verkar högsta temperaturen och de värsta temperaturförhållandena, men regionen av omvänd konisk förvirring, till vilken avgasen når en mycket mindre temperatur, som minskar på grund av dess expansion inuti avgassystemet (kom ihåg de grundläggande lagarna i gasdynamiken), och dessutom blåses den här delen av ljuddämparen vanligtvis av händelsen luftflöde, dvs Dessutom kyld.

Under lång tid kunde jag inte förstå och förklara detta fenomen. Allt föll på plats efter att jag av misstag slog boken där processerna för chockvågor beskrivs. Det finns en sådan speciell del av gasdynamik, vars kurs läses endast på speciella kranar av vissa universitet som förbereder explosiva tekniker. Något liknande händer (och studerat) i luftfart, där ett halvt sekel sedan, vid gryningen av supersoniska flygningar, stötte de också på några oförklarliga fakta om förstörelse av flygplattans design vid tidpunkten för den supersoniska övergången.

Den gasdynamiska tillsynen innefattar metoder för att öka laddningstätheten vid inloppet med användning:

· Den kinetiska energin hos luft som rör sig på mottagningsanordningen i vilken den omvandlas till det potentiella trycket av tryck vid bromsning av strömmen - höghastighetsövervakning;

· Vågprocesser i inloppsrörelserna -.

I den termodynamiska cykeln hos motorn utan att öka början av kompressionsprocessen uppträder vid tryck p. 0, (lika atmosfärisk). I den termodynamiska cykeln av kolvmotorn med en gasdynamisk övervakning sker början av kompressionsprocessen vid tryck p K. , på grund av ökningen av arbetsvätskans tryck utanför cylindern från p. 0 vara p K.. Detta beror på omvandlingen av den kinetiska energin och energin hos vågprocesserna utanför cylindern i den potentiella energin av tryck.

En av energikällorna för att öka trycket i början av kompressionen kan vara energin hos det infallande luftflödet, som äger rum när flygplanet, bilen etc. betyder. Följaktligen kallas tillsättning i dessa fall höghastighet.

Höghastighetsövervakning Baserat på aerodynamiska mönster av omvandling av höghastighets luftflöde i statiskt tryck. Strukturellt realiseras det som ett diffusor luftintagsmunstycke, som syftar till att bogsera luftflödet när fordonet rör sig. Teoretiskt ökar trycket Δ p K.=p K. - p. 0 beror på hastighet c. H och densitet ρ 0 incident (flytt) luftflöde

Höghastighetsövervakningen finner användningen främst på flygplan med kolvmotorer och sportbilar, där hastighetshastigheter är mer än 200 km / h (56 m / s).

Följande sorteringar av gasdynamisk övervakning av motorer är baserade på användningen av tröghets- och vågprocesser i motorinloppssystemet.

Tröghet eller dynamisk reduktion sker vid relativt hög hastighet av att flytta fräsch laddning i rörledningen c. Tr. I det här fallet tar ekvation (2.1)

där ξ t är en koefficient som tar hänsyn till motståndet mot gasens rörelse i längd och lokal.

Verklig hastighet c. Gasflödet av gas i inloppsrörledningar, för att undvika förhöjda aerodynamiska förluster och försämring av fyllningen av cylindrar med fräsch laddning, bör inte överstiga 30 ... 50 m / s.

Frekvensen av processer i cylindrarna av kolvmotorer är orsaken till oscillerande dynamiska fenomen i gasluftsvägar. Dessa fenomen kan användas för att väsentligt förbättra de viktigaste indikatorerna på motorer (liter kraft och ekonomi.

Tröghetsprocesser åtföljs alltid av vågprocesser (fluktuationer i tryck) som härrör från den periodiska öppningen och stängning av inloppsventilerna i gasbytesystemet, såväl som kolvarnas returtransitering.

Vid det inledande steget av inloppet i inloppsmunstycket före ventilen skapas ett vakuum, och motsvarande våg av hällning, som når den motsatta änden av den enskilda inloppsrörledningen, reflekterar kompressionsvågen. Genom att välja längden och passage av den enskilda rörledningen kan du få ankomsten av denna våg till cylindern vid det mest fördelaktiga ögonblicket innan du stänger ventilen, vilket väsentligt ökar fyllningsfaktorn och därför vridmoment M e. Motor.

I fig. 2.1. Ett diagram över ett inställt inloppssystem visas. Genom inloppsrörledningen, kringgår gasspjället, kommer luften in i mottagarmottagaren och ingångsledningarna av den konfigurerade längden till var och en av de fyra cylindrarna.

I praktiken används detta fenomen i utländska motorer (figur 2.2), såväl som inhemska motorer för personbilar med konfigurerade individuella inloppsrörledningar (till exempel ZMZ-motorer), såväl som på en 2H8.5 / 11 dysperse av a Stationär elektrisk generator med en konfigurerad rörledning på två cylindrar.

Den största effektiviteten av gasdynamisk övervakning sker med långa individuella rörledningar. Förskottstryck beror på samordningen av motorns rotationsfrekvens n., rörledningslängder L. Tr och hörn

böja stängningen av inloppsventilen (orgel) φ A.. Dessa parametrar är relaterade beroende

var är den lokala ljudhastigheten; k. \u003d 1.4 - det adiabatiska indexet; R. \u003d 0,287 kJ / (kg ∙ hagel.); T. - Genomsnittlig gastemperatur för tryckperioden.

Våg- och tröghetsprocesser kan ge en märkbar ökning av laddning i en cylinder vid stora ventilupptäckter eller i form av ökande laddning i kompressionstakt. Genomförandet av effektiv gasdynamisk övervakning är endast möjlig för ett smalt antal rotationsfrekvens. Kombinationen av faserna i gasfördelningen och längden på inloppsrörledningen måste ge den största fyllningskoefficienten. Ett sådant urval av parametrar kallas ställa in inloppssystemet.Det låter dig öka motorns kraft med 25 ... 30%. För att bevara effektiviteten hos gasdynamisk övervakning i ett bredare sortiment av vevaxelns rotationshastighet kan olika metoder användas, i synnerhet:

· Applicera en rörledning med en variabel längd l. TR (till exempel teleskopisk);

· Växla från en kort rörledning för länge;

· Automatisk reglering av gasdistributionsfaser etc.

Användningen av gasdynamisk övervakning för motorhöjning är emellertid förknippad med vissa problem. För det första är det inte alltid möjligt att rationellt följa tillräckligt utökade inloppsrörledningar. Det är särskilt svårt att göra för låghastighetsmotorer, eftersom med en minskning av rotationshastigheten ökar längden på de justerade rörledningarna. För det andra ger fasta rörledningar geometri endast dynamisk inställning i vissa, ganska ett visst sortiment av hastighetsläge.

För att säkerställa effekten i ett brett område används en jämn eller stegsjustering av längden på den konfigurerade banan när du flyttar från ett hastighetsläge till ett annat. Stegreglering med hjälp av specialventiler eller rotationsdämpare anses vara mer tillförlitlig och framgångsrikt använt i bilmotorer av många utländska företag. Används ofta kontroll med att byta till två anpassade rörledningslängder (bild 2.3).

I läget för den slutna fliken utförs motsvarande läge upp till 4000 min -1, lufttillförsel från inloppsmottagarna av systemet längs en lång väg (se bild 2.3). Som ett resultat (jämfört med basversionen av motorn utan gasdynamisk övervakning) förbättras flödet av vridmomentkurvan på en extern hastighetskaraktäristik (vid vissa frekvenser från 2500 till 3500 min -1 ökar vridmomentet i genomsnitt 10 ... 12%). Med ökande rotationshastighet n\u003e 4000 min -1 matningsbrytare till en kort väg och det här låter dig öka kraften N E. på nominellt läge med 10%.

Det finns också mer komplexa all-life-system. Till exempel, mönster med rörledningar som täcker en cylindrisk mottagare med en roterande trumma med fönster för meddelanden med rörledningar (fig 2,4). När den cylindriska mottagaren roteras, ökas rörledningen och vice versa, när den vrids medurs, minskar den. Genomförandet av dessa metoder komplicerar emellertid motorns konstruktion och minskar dess tillförlitlighet.

I multikylande motorer med konventionella rörledningar reduceras effektiviteten av gasdynamisk övervakning, vilket beror på det ömsesidiga inflytandet av inloppsprocesser i olika cylindrar. I bilmotorerna är inloppssystemen "inställd" vanligtvis på det maximala vridmomentet för att öka sitt lager.

Effekten av gasdynamisk överlägsen kan också erhållas med motsvarande "inställning" i avgassystemet. Denna metod hittar användning på tvåtaktsmotorer.

För att bestämma längden L. Tr och inre diameter d. (eller passageavsnitt) av den justerbara rörledningen är det nödvändigt att utföra beräkningar med hjälp av numeriska metoder för gasdynamik som beskriver det icke-stationära flödet, tillsammans med beräkningen av arbetsflödet i cylindern. Kriteriet är ökningen i kraften,

vridmoment eller reducera den specifika bränsleförbrukningen. Dessa beräkningar är mycket komplexa. Enklare definitionsmetoder L. tre d. Baserat på resultaten av experimentella studier.

Som ett resultat av behandlingen av ett stort antal experimentella data för att välja inre diameter d. Den justerbara rörledningen föreslås enligt följande:

var (μ. F. Y) Max är det mest effektiva området för inloppsventilplatsen. Längd L. Trifle-rörledningen kan bestämmas med formeln:

Observera att användningen av grenade inställda system som ett gemensamt rörmottagare - individuella rör visade sig vara mycket effektiva i kombination med turboladdning.