Газо-динамични процеси в кораби Вътрешна циркулация. Съвременни проблеми на науката и образованието. Измерване на ъгъла на въртене и честотата на въртене на разпределителния вал

Размер: px.

Стартиране на страница:

Препис.

1 За правата на ръкописа Mashkis Makhmud A. Математически модел на газовата динамика и топлообменни процеси в прием и изпускателни системи на DVS специалност "Термични двигатели" Резюме на автора на конкуренцията на научна степен на кандидат на технически науки Сейнт Петербург 2005

2 Общи характеристики на работата Приложимостта на тезата при настоящите условия на ускореното темпо на развитието на двигателя, както и доминиращите тенденции в засилването на работния процес, подлежащи на увеличаване на икономиката си, по-голямо внимание се отделя на намаляването на създаването на създаването, завършването и модифицирането на наличните видове двигатели. Основният фактор, който значително намалява както временните, така и материалните разходи, в тази задача е използването на модерни изчислителни машини. Използването им обаче може да бъде ефективно само ако адекватността на създадените математически модели на реални процеси, определящи функционирането на системата за вътрешно горене. Особено остра на този етап от развитието на съвременната сграда на двигателя е проблемът с топлина в детайлите на цилиндата група (CPG) и цилиндровите глави, неразривно свързани с увеличаване на общата мощност. Процесите на мигновния локален конвективен топлообмен между работната течност и стените на газовите канали (GVK) все още не са достатъчно проучени и са едно от тесните места в теорията на DVS. Във връзка с това създаването на надеждни, експериментално обосновани методи за изчисление за изследване на местния конвективен топлообмен в GVK, което дава възможност да се получат надеждни оценки на състоянието на топлинно напрегнатите и топлината, е спешен проблем. Решението му ще позволи да се извърши разумен избор на проектиране и технологични решения, да се увеличи научното техническо ниво Дизайнът ще предостави възможност за намаляване на цикъла на създаване на двигателя и ще получи икономически ефект чрез намаляване на разходите и разходите за експериментални двигатели. Целта и целите на проучването Основната цел на дисертационната работа е да се реши комплексът на теоретични, експериментални и методологични задачи, 1

3, свързани със създаването на нови рафинерийни математически модели и методи за изчисляване на локален конвективен топлообмен в GVK на двигателя. В съответствие с целта на работата бяха решени следните основни задачи, голяма степен се определя и методологична последователност на работата на работата: 1. Провеждане на теоретичния анализ на нестационарния поток на потока в GVK и оценяване на възможностите за използване теорията на граничния слой при определяне на параметрите на местния конвективен топлообмен в двигатели; 2. разработване на алгоритъм и числено прилагане на компютъра за проблема с влажния поток на работната течност в елементите на системата за получаване на многоцилиндър в нестационарна формулировка, за да се определят скоростта, температурата и използваното налягане като гранични условия за по-нататъшно решение на проблема с газовия динамика и топлообмен в кухините на двигателя GVK. 3. създаване на нова методология за изчисляване на полетата на мигновени скорости от работните органи на GVK в триизмерна формулировка; 4. развитие математически модел Локален конвективен топлообмен в GVK, използвайки основите на теорията на граничния слой. 5. Проверете адекватността на математическите модели на местен топлообмен в GVK чрез сравняване на експериментални и изчислени данни. Изпълнението на тази сложна задача ви позволява да постигнете основната цел на работата - създаването на инженерен метод за изчисляване на местните параметри на конвективен топлообмен в GVK бензинов двигател. Уместността на проблема се определя от факта, че решаването на задачите ще позволи да се извърши разумен подбор на проектиране и технологични решения на етапа на проектиране на двигателя, увеличаване на научното техническо ниво на проектиране, ще намали цикъла на създаване на двигателя и да се получи икономически ефект чрез намаляване на разходите и разходите за експериментална крайност на продукта. 2.

4 Научната новост на дисертационната работа е, че: 1. За първи път е използван математически модел, рационално съчетава едномерно представяне на газо-динамични процеси в приемната и изпускателната система на двигателя с триизмерно представяне газ в GVK за изчисляване на параметрите на локалния топлообмен. 2. Методиологичната основа за проектиране и довършване на бензиновия двигател е разработена чрез модернизиране и изясняване на методите за изчисляване на местни топлинни натоварвания и термичното състояние на елементите на цилиндровата глава. 3. Получават се нови изчислените и експериментални данни за течността на пространствения газ в входните и изпускателните канали на двигателя и триизмерното разпределение на температурата в тялото на главата на бензиновите цилиндри на двигателя. Точността на резултатите се осигурява чрез прилагане на одобрени методи за изчисляване и експериментални изследвания, общи системи Уравнения отразяват основни закони опазване на енергията, масата, импулс със съответните начални и гранични условия, съвременни цифрови методи за прилагане на математически модели, използването на гости и други регулаторни актове, съответстващи на дипломирането на елементите на измервателния комплекс в експериментално проучване, както \\ t и за задоволителна координация на резултатите от моделирането и експеримента. Практическата стойност на получените резултати е, че алгоритъмът и програмата за изчисляване на затворения работен цикъл на бензинов двигател с едноизмерно представяне на газо-динамични процеси в системите за всмукване и изпускателни двигатели, както и алгоритъм и a Програма за изчисляване на параметрите на топлообмен в GVK на главата на бензиновия цилиндър на двигателя в триизмерно производство, препоръчано за изпълнение. Резултатите от теоретичните изследвания потвърждават 3

5 Експерименти, ви позволяват значително да намалите разходите за проектиране и завършване на двигателите. Апробация на резултатите от работата. Основните разпоредби на дисертационната работа бяха отчетени в научни семинари на Департамента по DVS SPBGPU в G.G., в XXXI и XXXIII седмици на науката SPBGPU (2002 и 2004). Публикации на материалите за дисертация публикувани 6 отпечатани творби. Структура и обхват на работа Работата по дисертацията се състои от въвеждане, пети глави, заключение и литература на литературата от 129 имена. Той съдържа 189 страници, включително: 124 страници на основния текст, 41 рисунки, 14 маси, 6 снимки. Съдържанието на работата във въведението е оправдано значението на темата на тезата, целта и целите на изследването се определят, формулират се научната новост и практическото значение на работата. Настоящето основни характеристики Работа. Първата глава съдържа анализ на основната работа по теоретични и експериментални проучвания на процеса на газовата динамика и топлообмен в МНС. Задачите са предмет на изследвания. Преглед е извършен от конструктивни форми на дипломиране и приемни канали в главата на цилиндровия блок и анализа на методите и резултатите от експериментални и изчислителни и теоретични проучвания както на стационарни, така и на нестационарни газови потоци в газовите пътеки на двигателите вътрешно горене. Понастоящем текущите подходи за изчисляване и моделиране на термо- и газо-динамични процеси, както и интензивност на топлопредаване в GVK. Беше направено заключението, че повечето от тях имат ограничена област на приложение и не дават пълна картина на разпределението на параметрите на топлообмен върху повърхностите на GVK. На първо място, това се дължи на факта, че решението на проблема с движението на работната течност в GVK се произвежда в опростено едноизмерно или двуизмерно 4

6 формулировка, която не е приложима за случая на сложна форма. В допълнение, беше отбелязано, че за изчисляване на конвективен топлопредаване, в повечето случаи се използват емпирични или полу-емпирични формули, които също не позволяват да се получи необходимата точност на разтвора. Най-изцяло тези въпроси преди това се разглеждат в творбите на Бавин В.В., Исакова Ю.Н., Гришина Ю.А., Круглов, Костина А.К., Кавтарадце R.z., Ovsyannikova M.K., Петриченко RM, Петриченко г-н, Роенландс ГБ, Стракривски mV , Таййов, НД, Шабанова А.Ю., Зайцева Аб, Мунстукова да, UNNU PP, Шеховцова Аф, Изображение, Хайуд Й., Бенсън РС, Гарг РД, Уолот Д., Чапман М., Новак JM, Stein Ra, Daneshyar H., Horlock jh, Winterbone de, Kastner LJ, Уилямс TJ, White Bj, Ferguson CR et al. Анализ на съществуващите проблеми и методи за изследване на газовата динамика и топлообмен в GVK позволи да се формулира основната цел на изследването като създаването на методология за определяне на параметрите на газовия поток в GVK в триизмерна формулировка С последващото изчисление на локалния топлообмен в цилиндъра цилиндровите цилиндрови глави и използването на тази техника за решаване на практически проблеми при намаляване на топлинното напрежение на цилиндровите глави и клапани. Във връзка със следните задачи, посочени в работата: - създаване на нова методология за едномерно-триизмерно моделиране на топлообмен в изхода на двигателя и всмукателните системи, като се вземат предвид сложния триизмерен газов поток в тях да се получи информацията за източника, за да се уточнят граничните условия на обмен на топлина при изчисляване на задачите на топлинната промяна на буталните цилиндрови глави DVS; - разработване на методология за определяне на граничните условия на входа и изхода на газовия въздушен канал въз основа на решаване на едноизмерен нестъпен модел на работния цикъл на многоцилиндров двигател; - да се провери точността на методологията, като се използват изчисления на теста и сравняване на резултатите, получени с експерименталните данни и изчисления съгласно техники, известни по-рано в инженерството на двигателя; пет

7 - Провеждане на инспекция и финализиране на техниката чрез извършване на изчисляващ експериментално изследване на топлинното състояние на цилиндъра на двигателя и извършване на сравняване на експериментални и изчислени данни за температурното разпределение в частта. Втората глава е посветена на разработването на математически модел на затворен работен цикъл на многоцилиндров двигател с вътрешно горене. За да приложите схемата за едноизмерна изчисление на работния процес на многоцилиндров двигател, е избран известен характерен метод, който гарантира висока скорост на сближаване и стабилност на процеса на изчисление. Газо-въздушната система на двигателя е описана като аеродинамично свързан набор от отделни елементи на цилиндри, секции на всмукателни и изходящи канали и тръби, колектори, шумозаглушители, неутрализатори и тръби. Процесите на аеродинамиката в системите за всмукване са описани, като се използват уравненията на едноизмерна газова динамика на влажното сгъстимо газ: уравнението на непрекъснатостта: ρ U ρ U + ρ + u + ρ t x x F DF DX \u003d 0; F 2 \u003d π 4 D; (1) Уравнение на движение: U T U + U x 1 P 4 F + + ρ x D 2 U 2 U U \u003d 0; f τ \u003d w; (2) 0.5ρu Консервация на енергия Уравнение: P P + U T X 2 ρ x + 4 f d u 2 (k 1) ρ q u \u003d 0 2 u u; 2 kp a \u003d ρ, (3) когато - скоростта на звука; ρ-плътност на газ; Поток от скорост по оста х; Т-време; P-налягане; F-коефициент на линейни загуби; D-диаметър с тръбопровод; k \u003d p съотношение на специфичен топлинен капацитет. C V 6.

Като гранични условия са определени (въз основа на основните уравнения: съотношение на инспектиране, енергоспестяване и плътност и скорост на звука в не-сатропичния характер на потока) условия на клапанни кремове в цилиндри, както и условия на входа и изхода от двигателят. Математическият модел на цикъла на затворен двигател включва изчислените взаимоотношения, които описват процесите в цилиндрите на двигателя и частите на приема и системи за завършване. Термодинамичният процес в цилиндъра е описан с помощта на техниката, разработена в SPBGPU. Програмата осигурява възможност за определяне на мигновни параметри на газовия поток в цилиндрите и в входните и изходните системи за различни проекти за двигатели. Разглеждан общи аспекти Използването на едноизмерни математически модели по метода на характеристиките (затворен работен флуид) и някои резултати от изчисляването на параметрите на газовия поток в цилиндрите и входа и резултатите от единични и многоцилиндрови двигатели. Получените резултати ви позволяват да оцените степента на съвършенство на организацията на системите за всмукване на двигателя, оптималността на фазите на разпределение на газа, възможността за динамична конфигурация на работния процес, еднородността на отделните цилиндри и др. Натискът, температурата и скоростта на газовите потоци при входа и изхода към газови цилиндрови канали, дефинирани с помощта на тази техника, се използват при последващи изчисления на процесите на топлообмен в тези кухини като гранични условия. Третата глава е посветена на описанието на новия цифров метод, което дава възможност да се реализира изчисляването на граничните условия на термичното състояние чрез газови въздушни канали. Основните етапи на изчислението са: едноизмерен анализ на нестационарния обмен на газ в участъците на всмукателната система и производството по метода на характеристиките (втора глава), триизмерно изчисление на филтърния поток в входа и 7.

9 Дипломирани канали с крайни елементи на MKE, изчисляване на локални коефициенти на коефициентите на топлопренасяне на течността. Резултатите от първия етап на програмата на затворения цикъл се използват като гранични условия на следващите етапи. За да се опишат газо-динамични процеси в канала, е избрана опростена квизистационна схема на парче газа (система на уравненията на EULER) с променлива форма на региона поради необходимостта да се вземе предвид движението на клапана: R V \u003d 0 RR1 (v) v \u003d p, сложната геометрична конфигурация на каналите, присъствие в обема на клапана, фрагментът на водещата втулка прави необходимо 8 ρ. (4) Като гранични условия бяха поставени мигновни, средно осреднени газ, средно осреднени газ на входната и изходната секция. Тези скорости, както и температурата и налягането в каналите бяха определени в резултат на изчисляване на работния поток на многоцилиндров двигател. За да се изчисли проблемът с газовия динамика, е избран методът на ледния елемент, осигурявайки висока точност на моделиране в комбинация с приемливи разходи за прилагане на изчислението. Изчисленият алгоритъм за лед за решаване на този проблем се основава на минимизирането на вариационната функция, получена чрез превръщане на уравненията на EULER с помощта на метода BUBNOV, галерия: (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) lllllm (u φ x + v φ) y + w φ z) ψ dxdydz \u003d 0. dxdydz \u003d 0, dxdydz \u003d 0, dxdydz \u003d 0, (5)

10 Използване на текущия модел на изчислената област. Примери за изчислените модели на всмукателния и изпускателния канал на двигателя VAZ-2108 са показани на фиг. 1. -b - и фиг.1. Моделите на входа и (б) (а) на VAZ двигателя на VAZ за изчисляване на топлообмена в GVK са избрани модел на маса, чиито основни разрешения са отделянето на обема на региона на региона на региона на не -Воично ядро \u200b\u200bи граничен слой. За да се опрости, решението на проблемите с газовите динамика се извършва в квазистационарната формула, която е, без да се вземат предвид сгъстимостта на работния флуид. Анализът на грешка при изчисляване показа възможността за такова предположение, с изключение на краткосрочен участък от времето веднага след отварянето на разликата в клапана, която не надвишава 5 7% от времето на общия брой на газовете. Процесът на топлообмен в GVK с отворен и затворен клапани има различна физическа природа (съответно принудена и свободна конвекция), следователно, те са описани в две различни техники. При затворени клапани методът се използва, предложен от MSTU, при който се вземат предвид два процеса на топло натоварване в този раздел на работния цикъл за сметка на самата безплатна конвекция и поради принудителната конвекция поради остатъчните вибрации на. \\ T колона 9.

11 газ в канала под влиянието на вариабилността на налягането в колекционерите на многоцилиндров двигател. С отворените клапани процесът на топлообмен е обект на законите на принудителната конвекция, инициирана от организираното движение на работната течност върху такта за обмен на газ. Изчисляването на топлообмена в този случай предполага двустепенно решение на проблема анализ на локалната мигновена структура на газовия поток в канала и изчисляването на интензивността на топлообмен през граничния слой, образуван на стените на канала. Изчисляването на процесите на конвективен топлообмен в GVK е построен съгласно модела на топлообмен, когато плоската стена е рационализирана, като се вземат предвид или ламинарна или бурна структура на граничния слой. Критерийните зависимости в топлообмена бяха усъвършенствани въз основа на резултатите от сравняването на изчисляването и експерименталните данни. Крайната форма на тези зависимости е показана по-долу: за турбулентен граничен слой: 0.8 x Re 0 nu \u003d pr (6) x за ламинарен граничен слой: nu nu хх αxx \u003d λ (m, pr) \u003d φ re tx kτ, (7) когато: α x локален коефициент на пренос на топлина; NU X, ревностни стойности на Nusselt и Reynolds номера, съответно; PR номер на Prandtl в момента; m характеристики на m радиент; F (m, PR) функционира в зависимост от индикатора на градиента на потока m и броя 0,15 на Prandt на PR работен флуид; K τ \u003d Re d - корекционен коефициент. Съгласно мигновените стойности на топлинните потоци в изчислените точки на топложимата, се извършва осредняване за цикъл въз основа на периода на затваряне на клапана. 10.

12 Четвъртата глава е посветена на описанието на експерименталното изследване на температурното състояние на главата на цилиндрите на бензиновия двигател. Проведено е експериментално изследване, за да се провери и изяснява теоретичната техника. Задачата на експеримента, включена за получаване на разпределението на стационарни температури в тялото на главата на цилиндъра и сравняване на резултатите от изчисленията с получените данни. Експерименталната работа беше извършена в катедрата по DVS SPBGPU на теста двигател на кола Препарати за главата на VAZ се извършват от автора в катедрата по DVS SPBGPU по метода, използван в изследователската лаборатория на Звезда ОЙС (Санкт Петербург). За измерване на стационарното разпределение на температурата в главата се използват 6 термодвойки за хромел-копел, монтирани по повърхностите на GVK. Мерките бяха извършени както чрез скорост, така и чрез натоварване на различни постоянни въртящи се честоти. колянов вал. В резултат на експеримента, термодвойката се получава по време на работа на двигателя чрез скорост и характеристики на натоварване. По този начин показват проучванията, какви са реалните стойности на температурата в частите на цилиндровия цилиндров блок. Повече внимание се отделя на главата за обработка на експериментални резултати и оценка на грешките. Петата глава предоставя данни от очакваното изследване, което е извършено, за да се провери математическият модел на пренос на топлина в GVK чрез сравняване на изчислените данни с резултатите от експеримента. На фиг. 2 представя резултатите от моделиране на скоростното поле в приемните и изпускателните канали на двигателя VAZ-2108, използвайки метода на крайния елемент. Получените данни напълно потвърждават невъзможността за решаване на тази задача в друга формулировка, с изключение на триизмерна, 11

13 Тъй като прът на клапана има значително въздействие върху резултатите в отговорната зона на главата на цилиндъра. На фиг. 3-4 показва примери за резултатите от изчисляването на интензитетите на топлообмена в входните и изпускателните канали. Проучванията са показали по-специално значителното неравномерно естество на преноса на топлина, както по отношение на образуването на канала и в азимуталната координатна координатна, която очевидно е обяснена от значителната неравна структура на газоразтруването в канала. Последните области на коефициентите на топлопренасяне бяха използвани за допълнително изчисляване на температурното състояние на главата на цилиндъра. Граничните условия на топлообмен по повърхностите на горивната камера и охлаждащите кухини бяха определени с техники, разработени в SPBGPU. Изчисляването на температурните полета в цилиндъра се провежда за режимите на стабилни двигатели с честота на въртене на коляновия вал от 2500 до 5600 оборота в минута по външни високоскоростни и натоварени характеристики. Тъй като е избрана схема за цилиндърен цилиндър цилиндров цилиндър цилиндър, секвата секция, принадлежаща към първия цилиндър. При моделиране на топлинното състояние методът на крайния елемент се използва в триизмерно производство. Пълна картина на термичните полета за изчисления модел е показана на фиг. 5. Резултатите от проучването за сетълмент са представени като промяна в температурата в тялото на главата на цилиндъра на инсталационните места на термодвойката. Сравнение на данните за изчисление и експериментът показаха тяхното задоволително сближаване, изчислителната грешка не надвишава 3 4%. 12

14 изходен канал, φ \u003d 190 входен канал, φ \u003d 380 φ \u003d 190 φ \u003d 380 фиг.2. Полетата на скоростите на работната течност в каналите и всмукателните канали на двигателя VAZ-2108 (п \u003d 5600) α (w / m2 k) α (w / m2 k), 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1, 0 S -B- 0 0,0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 S-PIC. 3. Промени в интензитета на топлообмен във външни повърхности - -B - прием канал. 13.

15 α (w / m 2 k) в началото на всмукателния канал в средата на всмукателния канал в края на секцията на всмукването-1 α (w / m 2 k) в началото на крайния канал в. \\ T В средата на изпускателния канал в края на напречното сечение ъглов ъгъл на завъртане на въртене - Battail канал - изходен канал Фиг. 4. Криви Промяна в интензитетите на топлообмен в зависимост от ъгъла на въртенето на коляновия вал. -но- -Б- Фиг. 5. Общ изглед на модела на крайния елемент на главата на цилиндъра (а) и изчислените температурни полета (n \u003d 5600 rpm) (b). Четиринадесет

16 Заключения за работата. Съгласно резултатите от извършената работа, могат да бъдат направени следните основни заключения: 1. нов едноизмерен-триизмерен модел на изчисляване на сложни пространствени процеси на работния поток на течности и топлообмен в каналите на цилиндровата глава на произволен бутален двигател, характеризиращ се по-силен в сравнение с предложените преди това методи и пълни резултати от гъвкавостта. 2. Получени са нови данни за характеристиките на газовата динамика и топлообмен в газови въздушни канали, потвърждаващ сложния пространствен неравен характер на процесите, практически изключвайки възможността за моделиране в едномерни и двуизмерни варианти на задачата. 3. Необходимостта от определяне на граничните условия за изчисляване на задачата на газо-динамиката на приемните и изходните канали се потвърждава въз основа на решаването на проблема с нестационарния газов поток в тръбопроводи и многоцилиндрови канали. Доказана е възможността за разглеждане на тези процеси в едномерна формулировка. Методът за изчисляване на тези процеси, основан на метода на характеристиките, се предлага и прилага. 4. Проведеното експериментално изследване дава възможност да се изяснят разработените техники за сетълмент и потвърди тяхната точност и точност. Сравнението на изчислените и измерените температури в детайлите показа максималната грешка на резултатите, които не надвишават 4%. 5. Предложеното сетълмент и експериментална техника могат да бъдат препоръчани за въвеждането на двигателната промишленост в предприятията в проектирането на нови и приспособяване на вече съществуващи бутални четири инсулт. Петнадесет години

17 На тема на тезата бяха публикувани следните дейности: 1. Шабанов А.Ю., Mashkir M.A. Разработване на модел на едномерна газова динамика в приемните и изпускателните системи на двигателите с вътрешно горене // DEP. В безкрайност: N1777-B2003 от, 14 s. 2. Shabanov A.Yu., Zaitsev A.b., Mashkir M.A. Метода на крайния елемент за изчисляване на граничните условия на термично натоварване на главата на цилиндров блок на буталния двигател // dep. в безкрайност: N1827-B2004 от, 17 p. 3. Shabanov A.Yu., Makhmud Mashkir A. Изчислено и експериментално изследване на състоянието на температурата на цилиндровата глава на двигателя // инженеринг: научна и техническа колекция, маркирана със 100-годишнина от почетен работник на науката и технологиите Руска федерация Професор Н.КХ. DYACHENKO // P. Ед. Л. Е. Магидович. Санкт Петербург: Издателство на политехника Un-Ta, от Шабанов А.Ю., Зайцев А., Машкир М.А. Нов метод за изчисляване на граничните условия на термично натоварване на главата на цилиндров блок на буталния двигател // инженеринг, N5 2004, 12 s. 5. Shabanov a.yu., makhmud mashkir a. Използването на метода на крайните елементи при определяне на граничните условия на термичното състояние на главата на цилиндъра // XXXIII науката седмица на SPBGPU: материали на научната конференция между университета. СПБ: Издателство на политехнически университет, 2004, с Машкир Махмуд А., Шабанов а.ю. Използването на метода на характеристиките към изследването на газовите параметри в газовите канали на DVS. XXXI SPBGPU научна седмица. Част II. Материали на научната конференция на интервалията. SPB: Издателство на SPBGPU, 2003, с

18 Работата е извършена в държавната образователна институция по висше професионално образование "Санкт Петербургския държавен политехнически университет", в катедрата по вътрешни двигатели. Научен лидер - кандидат на технически науки, доцент Шабанов Александър Юриевич Официални опоненти - доктор по технически науки, професор Ерофеев Валентин Леонидович Кандидатът на техническите науки, доцент Кузнецов Дмитрич Борисович водеща организация - GUP "Tsnidi" Защита ще се проведе през 2005 г. в Среща на Съвета за дисертация Държавната образователна институция по висше професионално образование "Санкт Петербургския държавен политехнически университет" на адрес: Санкт Петербург, Ул. Политехника 29, основна сграда, AUD. Дисертацията може да бъде намерена в основната библиотека на Gou "SPBGPU". Резюме на Съвета за дисертация Научен секретар на Съвета за дисертация, доктор на техническите науки, доцент Khrastalev B.S.

За правата на ръкописа на Булгаков Николай Викторович математическо моделиране и цифрови проучвания на турбулентен топло и масов трансфер във вътрешни двигатели с вътрешно горене 05.13.18 - моделиране,

Прегледани от официалния противник на Драгомиров Сергей Григориерие на дисертацията на Smolensk Natalia Mikhailovna "Подобряване на ефективността на двигателя с искрово запалване чрез прилагане на газов композит

Преглед на официалния противник К.т.н., Кудинов Игор Василевич на дисертацията на Supernyak Maxim Igorevich "изследване на циклични процеси на топлопроводимост и термична хемогенност в термичния слой на твърдото вещество

Лабораторна работа 1. Изчисляване на критериите за сходство за изследване на процесите на топлинна и масово прехвърляне в течности. Целта на работата е да се използват г-жа Excel електронни таблици в изчислението

На 12 юни 2017 г. съвместният процес на конвекция и топлопроводимост се нарича конвективен топлообмен. Природната конвекция е причинена от разликата в специфичните скали, които не са се извършват неравномерно нагрята среда

Очакван експериментален метод за определяне на дебита на прозорците на продукцията на двутактовия двигател с колянна камера Херман, а.А. Балашов, гр. Кузмин 48 Електрически и икономически показатели

UDC 621.432 Методи за оценка на граничните условия при решаване на проблема за определяне на термичното състояние на буталото на двигателя 4ч 8.2 / 7,56 GV Ломакин предложи универсален метод за оценка на граничните условия, когато

Раздел "Бутални и газови турбини". Метод за увеличаване на пълнежа на цилиндрите на високоскоростния двигател на вътрешното изгаряне на D.T.N. проф. Fomin v.m., k.t.n. Runovsky K.S., K.T.N. Apelinsky D.V.,

UDC 621.43.016 A.V. Трин, бълг. Техно Наука, a.g. Козулин, бълг. Техно Наука, а.н. Абраменко, ING. Използване на местен въздушен охлаждащ вентил за принудителни автострактори дизелови двигатели

Коефициентът на пренос на топлина на изпускателния колектор DVS Sukhonos R. F., Magistrand Sntu ръководител на Mazin V. A., CANS. Техно Науки, док. SNTU с разпределението на комбинираните FCS става важно

Някои научни и методически дейности на служителите на системата DPO в алтернативна и експериментална метода за определяне на коефициента на течаща изходна прозорца на двутактов двигател с колянна камера

Държавно космическа агенция на Украйна Държавно предприятие "Дизайн Бюро" Южна ". MK. Yangel "относно правата на ръкопис Шевченко Сергей Андреевич УДК 621.646.45 Подобряване на пневматичната система

Абстрактна дисциплина (курс за обучение) M2.DV4 Местен пренос на топлина в DVS (cipher и името на дисциплината (курс за обучение)) текущото развитие на технологиите изисква широко въвеждане на нови

Топлопроводимост в нестационарния процес Изчисляването на температурното поле и топлинните потоци в процеса на топлопроводимост ще разгледа пример за нагряване или охлаждане на твърди вещества, тъй като в твърди вещества

Преглед на официалния противник на работата на дисертацията Мосаленко Иван Николаевич "подобряване на методите за профилиране на страничната повърхност на двигателите с вътрешно горене", представени от

UDC 621.43.013 e.p. Воропаев, индж. Моделиране на външния високоскоростен двигател Характеристика Sportbike Suzuki GSX-R750 Въведение Използването на триизмерни газоразпределителни модели в дизайна на буталото

94 Оборудване и технологии UDC 6.436 P. V. DVorkin Санкт Петербургски държавен университет за комуникация Определяне на коефициента на топлопреминаване в стените на горивната камера понастоящем не съществува

Преглед на официалния противник на дисертационната работа Чичиланова Иля Иванович, направена по тема "Подобряване на методите и средствата за диагностициране дизелови двигатели»За научна степен

UDC 60.93.6: 6.43 Е. А. Кочетков, провинция А. С. Кривъл на студиото на студиото на кавитационното облекло на двигателите на кавитационното облекло

Лабораторна работа 4 Изследване на топлопредаване със задача за свободно движение на въздуха 1. Да извършват измервания на топлотехника за определяне на коефициента на пренос на топлина на хоризонтална (вертикална) тръба

UDC 612.43.013 Работни потоци в DVS A.A. HandriMailov, inzh., V.g. Малц, д-р Техн. Науки структурата на въздушния поток в дизеловия цилиндър върху всмукателния и компресиращ такт. Въведение процесът на обем и филм

UDC 53.56 Анализ на уравненията на граничния слой на ламинара на DCC. Техно Науки, проф. Даман Р. I. Беларуски Национален технически университет при транспортиране на течна енергия в каналите и тръбопроводите

Одобряване: LD в I / - GT L. Eractor за научна работа и * ^ 1 доктор биологичен! SSOR M.G. Баришев ^., - * c ^ x "l, 2015. Отдих на водеща организация на дисертационната работа на Британия Елена Павлона

План за пренос на топлина: 1. Прехвърляне на топлина в безплатно движение Течност в голям обем. Пренос на топлина при свободното движение на течността в ограничено пространство 3. принудителното движение на течност (газ).

Лекция 13 Изчислени уравнения в процесите на пренос на топлина Определяне на коефициенти на топлопренасяне в процеси, без да се променя съвкупното състояние на процесите на топлообменно обмен, без да се променя агрегата

Преглед на официалния противник на дисертацията на Некрасова Светлана Олеговна "разработване на обща методология за проектиране на двигателя с външно топлоснабдяване с пулсационна тръба", представена на защита

15.1.2. Конвективен пренос на топлина под принудителното движение на флуида в тръби и канали в този случай, безразмерният коефициент на пренос на топлина на критерия (номер) на Nusselt зависи от критерия за грахолшоф (

Преглед на официалния противник на Tsydipova Baldanjo dashinievich на дисертационната работа на Дабуйева Мария е признат "метод за изучаване на осцилациите на твърди системи, инсталирани на еластичен прът, въз основа на

Руска федерация (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 Федерална служба за интелектуална собственост (12) Описание на полезния модел

Модул. Конвективен топлообмен в еднофазна медии Специалност 300 "Техническа физика" Лекция 10. Приликата и моделирането на процесите на конвективно моделиране на топлообменните процеси на конвективни топлообменни процеси

UDC 673 RV Kolomiets (Украйна, Днепропетровск, Институт по техническа механика на Националната академия на науките на Украйна и Гражданския кодекс на Украйна) Конвективен топлообмен в сушилня за аерофунция Настройка на проблема

Преглед на официалния противник на дисертационната работа на Sulelyega Victoria Olegovna "Многостранно числово моделиране на газови потоци в каналите на техническите микросистеми", предвидени за учен

Преглед на официалния противник на дисертацията на Алков Сергей Викторович "научните основи на инерционни безстепенни съоръжения с повишена способност за натоварване", представени за научна степен

Министерство на образованието и науката на Руската федерация Държавната образователна институция по висше професионално образование Самара Държавен космически университет, наречен на академик

Прегледан от официалния противник Павленко Александра Николайвич на дисертацията на БАКАНОВА МАКСИМ ОЛЕГОВИЧ "ИЗСЛЕДВАНЕ НА ДИНАМИКАТА НА ПРОСТО ПРОЦЕСА НА ФОРМИРАНЕ по време на термична обработка на клетъчна такса за пяна", представена

D "SPBPU" Roteya o "и iiii i l 1 !! ^ .1899 ... Millofunuki Русия Федерална държавна автономна образователна институция на висшето образование" Санкт Петербург Политехнически университет

Преглед на официалния противник на дисертацията на Лепичин Дмитрий Игоревич по темата "Подобряване на показателите на дизелов двигател при експлоатационните условия за подобряване на стабилността на работата горивно оборудване", Представен

Преглед на официалния противник на дисертационната работа Кобиакова Юлия Вячеславовна на тема: "Качествен анализ на пълзенето на нетъканите материали на етапа на организиране на тяхното производство, за да се увеличи конкурентоспособността, \\ t

Тестовете бяха извършени от моторна пейка от инжектор двигател VAZ-21126. Двигателят е монтиран на спирачка на тип MS-vsetin, оборудван с измервателно оборудване, което ви позволява да контролирате

Електронно списание "Техническа акустика" http://webceter.ru/~eeaaa/ejta/ 004, 5 PSKOV Polyechnic Institute Русия, 80680, Псков, ул. Л. Толстой, 4, e-mail: [Защитен имейл] За скорост на звука

Преглед на официалния противник на дисертационната работа на Егорова Марина Авинировна по темата: "Разработване на методи за моделиране, прогнозиране и оценка оперативни свойства Полимерни текстилни въжета

В скорост. Тази работа всъщност е насочена към създаване на индустриален пакет за изчисляване на потоците от рядко газ въз основа на разтвор на кинетично уравнение с моделен интегрален сблъсък.

Основи на теорията на топлообменната лекция 5 лекционен план: 1. Общи понятия Теории за конвективен топлообмен. Топлинно движение с свободно движение на течност в голям обем 3. термопомпа с свободно движение на флуид

Имплицитен метод за решаване на конюгата задачи на ламинарния граничен слой върху окупацията на плана: 1 операция за работа диференциални уравнения на топлосна граница 3 Описание на решен проблем 4 Метод на разтвора

Методи за изчисляване на температурното състояние на ръководителите на елементите на ракетата и космическата технология по време на наземната им работа # 09, септември 2014 г. Копитов В.А., Пучков В. М. Удк: 621.396 Русия, MSTU ги.

Подчертава и реална работа на основите за натоварвания с ниски цикъл, като се вземат предвид праисторията за натоварване. В съответствие с това темата за научните изследвания е от значение. Оценка на структурата и съдържанието на работата в

Преглед на официалния противник на Доктора на техническите науки, професор Павлова Павел Иванович на дисертационната работа на Кузнецова Алексей Николаевич по темата: "Разработване на система за намаляване на шума

1 Министерство на образованието и науката на Руската федерация Федерална държавна бюджетна образователна институция по висше професионално образование "Владимир държавен университет

В Съвета за дисертация D 212.186.03, FGBOU в държавния университет на Пенза, учен, D.T., професор Воячеку I.I. 440026, Penza, ул. Red, 40 мнения на официалния противник Семенова

Съпровеждам: Първи заместник-ректор, заместник-ректор за научна и иновативна работа на Федералната държавна бюджетна образователна академия на образованието ^ ^ ^ Судар Университет) Игориевич

Дисциплинирни контролни и измервателни материали Електрически единици»Въпроси за тестване 1. За които е предназначен двигателят и какви видове двигатели са инсталирани на вътрешни автомобили? 2. Класификация

D.V. Грех (k. T. N.), M.A. Donchenko (k. Т. Н., доцент), A.N. Иванов (магистърска степен), A.L. Perminov (завършил студент) Разработване на методологията за изчисляване и проектиране на ротационни двигатели с външна подводница

Триизмерно моделиране на работния поток в авиационния ротационен двигател Zelentsov a.a., minin v.p. Киам ги. P.I. Баранова. 306 "Авиационни бутални двигатели" 2018 Целта на операцията Ротари-бутало

Неротичният модел на транспортния транспорт на Трофимов AU, Kutsev VA, Kocharyan, Krasnodar, при описване на процеса на изпомпване на природен газ в mg, като правило, отделни задачи на хидравликата и топлообменните задачи се разглеждат отделно

UDC 6438 Метод за изчисляване на интензивността на турбуленцията на газовия поток при изхода на горивната камера на газовата турбина 007 А в Григориев, в и Митрофанов, О и Рудаков, и в Соловьов Ойд Климов, Санкт Петербург

Детонацията на газовата смес в грубите тръби и слотовете на V.N. Ohitin s.i. КЛИМАЧКОВ I.А. POTALS Московски държавен технически университет. АД Bauman Moscow Русия Газодинамични параметри

Лабораторна работа 2 Разследване на топлопредаване при принудителна конвекция Целта на работата е експериментално определяне на зависимостта на коефициента на топлопреминаване от скоростта на въздуха в тръбата. Получени

Лекция. Дифузионно граничен слой. Уравненията на теорията на граничния слой в присъствието на масово прехвърляне на концепцията за граничния слой, разгледани в параграф 7. и 9. (за хидродинамични и термични гранични слоеве

Изричен метод за решаване на уравненията на ламаринален слой на лабораторна работа 1, план на класовете: 1. целта на работата. Методи за решаване на уравненията на граничния слой (методологически материал) 3. Диференциал

UDC 621.436 N. D. CHINGOV, L. L. Milkov, N. S. Malatovsky Методи за изчисляване на координираните температурни полета на капака на цилиндъра с клапани е предложен метод за изчисляване на координираните покривни полета на цилиндъра

№ 8, 6 август UDC 533655: 5357 Аналитични формули за изчисляване на топлинни потоци върху блокираните тела на малки удължаване на вълци MN, студент Русия, 55, Москва, Mstu Ne Bauman, Aerospace Faculety,

Преглед на официалния противник на дисертацията на Samoilova denis yuryevich "Информационна и измервателна система за интензифициране на производството на петрол и определяне на водоустойчиви продукти", \\ t

Федерална агенция за образование Държавна образователна институция по висше професионално образование Тихоокеански държавен университет Термично напрежение Детайли на DVS методически

Преглед на официалния противник на доктор по технически науки, професор Лабунда Борис Василевич на дисертационната работа XU YUNA на тема: "Увеличете носещия капацитет на съединенията от дървени конструкции

Преглед на официалния опонент Лвов Юрий Николайвич на дисертацията на Мелникова Олга Сергеевна "Диагностика на основната изолация на насилствено напълнени с масло електроенергийни трансформатори на статистически

UDC 536.4 Горбунов A.D. Д-р Тех. Науки, проф., DGTU дефиниция на коефициент на топлопреминаване в турбулентен поток в тръбите и каналите Аналитичен метод Аналитично изчисляване на коефициента на пренос на топлина

480. | 150 UAH. | $ 7.5 ", Mouseoff, Fgcolor," #FFFFCC ", BGCOLOR," # 393939 ");" Onmouseout \u003d "return nd ();"\u003e период на дисертация - 480 разтриване., Доставка 10 минути , около часовника, седем дни в седмицата и празници

Григориев Никита Игоревич. Газова динамика и топлообмен в изпускателния тръбопровод на буталния двигател: дисертацията ... Кандидат на технически науки: 01.04.14 / Григориев Никита Игоревич; [място на защита: Федерална държавна автономна образователна институция по висше професионално образование "Урал Федерален университет на име първия президент на Русия BN Yeltsin "http://lib.urfu.ru/mod/data/view.php?d\u003d51&rid\u003d238321] .- Ekaterinburg, 2015.- 154 p.

Въведение

Глава 1. Състояние на въпроса и определяне на целите на проучването 13

1.1 Видове изпускателни системи 13

1.2 Експериментални проучвания за ефективността на изпускателните системи. 17.

1.3 Проучвания за сетълмент на ефективността на дипломирането 27

1.4 Характеристики на топлообменните процеси в изпускателната система на буталния двигател с вътрешно горене 31

1.5 Заключения и задаване на задачи 37

Глава 2. Изследователска методология и описание на експерименталната инсталация 39

2.1 Избор на методология за изследване на газовата динамика и топлообменни характеристики на процеса на изход на буталния двигател 39

2.2 Конструктивно изпълнение на експерименталната инсталация за изследване на процеса на освобождаване в Piston DVS 46

2.3 Измерване на ъгъла на въртене и честотата на разпределителния вал 50

2.4 Определение за незабавен поток 51

2.5 Измерване на мигновени коефициенти на пренос на топлина 65

2.6 Измерване на потока свръхналягане в пътеката за дипломиране 69

2.7 Система за събиране на данни 69

2.8 Заключения от глава 2

Глава 3. Динамика на газа и характеристики на разходите на процеса на освобождаване 72

3.1 Динамика на газа и разходите на процеса на освобождаване в буталния двигател на вътрешното изгаряне без случайност от 72

3.1.1 с тръбопровод с кръгов кръстосан раздел 72

3.1.2 за тръбопровод с квадратно напречно сечение 76

3.1.3 с тръбопровод на триъгълно напречно сечение 80

3.2 Газова динамика и консумативи за процеса на изход на буталния двигател с вътрешно горене с намаляващ 84

3.3 Заключение в глава 3 92

Глава 4. Незабавно пренос на топлина в изпускателния канал на буталния двигател на вътрешното изгаряне 94

4.1 Незабавен местен процес на пренос на топлина на вътрешно изгаряне на двигател с вътрешно горене без SuperCraws 94

4.1.1 с тръбопровод с кръгло напречно сечение 94

4.1.2 за тръбопровод с квадратно напречно сечение 96

4.1.3 с тръбопровод с триъгълно напречно сечение 98

4.2 Незабавен процес на пренос на топлина на изхода на буталния двигател на вътрешното изгаряне с намаляването на 101

4.3 Заключения от глава 4 107

Глава 5. Стабилизиране на потока в изпускателния канал на буталния двигател на вътрешното изгаряне 108

5.1 Промяна на пулсациите на потока в изпускателния канал на буталния двигател, използвайки постоянно и периодично изхвърляне 108

5.1.1 Потискане на пулсациите на потока в изхода, използвайки постоянно изхвърляне 108

5.1.2 Промяна на пулсациите на потока в изпускателния канал чрез периодично изхвърляне 112 5.2 Конструктивен и технологичен дизайн на изпускателния тракт с изхвърляне 117

Заключение 120.

Библиография

Очаквани проучвания за ефективността на системите за завършване

Изпускателната система на буталото е да премахне цилиндрите на двигателя на отработените газове и да ги подаде на турбината на турбокомпресора (в надзорните двигатели), за да конвертира оставащата енергия след работния процес механична работа на tk tree. Изпускателните канали се извършват от общ тръбопровод, хвърлен от сив или топлоустойчив чугун, или алуминий в случай на охлаждане, или от отделни чугунени дюзи. За защита на персонала на услугите от Burns изпускателен тръбопровод Тя може да се охлажда с вода или покритие с топлоизолационен материал. Топлоизолираните тръбопроводи са по-предпочитани за двигатели с газови турбини. Тъй като в този случай загубата на енергия на отработените газове се намалява. Тъй като при нагряване и охлаждане дължината на изпускателните тръбопроводи се променя, тогава са монтирани специални компенсатори преди турбината. На големи двигатели Компенсаторите също комбинират отделни участъци от тръбопроводи, които по технологични причини правят композит.

Информация за параметрите на газа преди турбинната турбина в динамиката по време на всяка работа цикъл DVS. се появиха през 60-те години. Известни са и някои резултати от проучвания на зависимостта на моментната температура на отработените газове от натоварването за четири инсулт на малка площ на въртенето на коляновия вал, датирани със същия период от време. Въпреки това, по никакъв начин в никакъв случай има такива важни характеристики като интензивността на местната топлопредаване и дебит на газ в канала на отработените газове. Дизелите с превъзходно могат да бъдат три вида организация за подаване на газ от цилиндровата глава до турбината: система за постоянно налягане на газа пред турбината, импулсна система и система за импулса с импулсен преобразувател.

В системата на постоянно налягане газовете от всички цилиндри влизат в голям изпускателен колектор на голям обем, който служи като приемник и до голяма степен изглажда пулсациите (Фигура 1). По време на освобождаването на газ от цилиндъра в изпускателната тръба се образува висока амплитудна вълна. Недостатъкът на такава система е силно намаление на производителността на газа, докато тече от цилиндъра през колектора към турбината.

С такава организация на освобождаването на газове от цилиндъра и снабдяването им към апарата на турбината намалява загубата на енергия, свързана с внезапното им разширяване по време на изтичането на цилиндъра в тръбопровода и двукратното преобразуване на Енергия: кинетичната енергия, произтичаща от цилиндъра от газове в потенциалната енергия на налягането им в тръбопровода, и последното отново в кинетичната енергия в апарата на дюзата в турбината, тъй като се случва в системата за дипломиране с постоянно налягане на входа на турбината. В резултат на това, по време на импулсната система, експлоатацията на газове в турбината се увеличава и тяхното налягане намалява по време на освобождаването, което намалява цената на властта да извършва газообмен в цилиндъра на двигателя на буталото.

Трябва да се отбележи, че с импулсен началник условията за превръщане на енергията в турбината са значително влошени поради нестационарността на потока, което води до намаляване на нейната ефективност. В допълнение, дефиницията на изчислените параметри на турбината е възпрепятствана поради променливи на налягане и температура на газа преди турбината и зад него, и отделянето на газ към апарата на дюзата. Освен това дизайнът както на самия двигател и турбината на турбокомпресора е сложно поради въвеждането на отделни колектори. В резултат на това редица фирми с масова продукция Двигатели с газова турбина Superior прилага система за повишаване на налягането преди турбина.

Надзорът на импулсния преобразувател е междинно и съчетава ползите от пулсациите на налягането в изпускателния колектор (намаляване на операцията по бедност и подобряване на продупуването на цилиндъра) с победител от намаляването на налягането преди турбината, което увеличава ефективността на последния.

Фигура 3 - Супериорна система с импулсен конвертор: 1 - дюза; 2 - дюзи; 3 - камера; 4 - дифузор; 5 - Тръбопровод

В този случай, отработените газове върху тръби 1 (фигура 3) са обобщени чрез дюзи 2, в един тръбопровод, който съчетава изпусканията от цилиндри, чиито фази не са насложени от един към друг. В определен момент във времето, импулсът на налягането в един от тръбопроводите достига максимум. В този случай максималната скорост на изтичане на газ от дюзата, свързана с този тръбопровод, става максимална, която води до ефекта на изхвърляне към резолюцията в друг тръбопровод и по този начин улеснява продукцията на цилиндрите, прикрепени към него. Процесът на изтичане на дюзите се повтаря с висока честота, следователно в камерата 3, която извършва ролята на миксер и амортисьор, се образува повече или по-малко равномерен поток, кинетичната енергия, която в дифузора 4 ( Намаляване на скоростта) се трансформира в потенциал поради увеличаване на налягането. От газопровода 5 газове влизат в турбината при почти постоянно налягане. По-сложна структурна диаграма на импулсния преобразувател, състояща се от специални дюзи в края на отработените тръби, комбинирани от общ дифузор, е показан на фигура 4.

Потокът в изпускателния тръбопровод се характеризира с изразена нестационарност, причинена от честотата на самия процес и нестандартността на газовите параметри при границите на отработения тръбопровода-цилиндър и турбината. Ротационен канал, разбивка на профила и периодична промяна на геометричните си характеристики на входната част на слота на клапана обслужват причината за разделянето на граничния слой и образуването на обширни застояли зони, размерите на които се променят с течение на времето. При зоните за стагнация, възстановим поток с големи пулсиращи вихри, които взаимодействат с основния поток в тръбопровода и до голяма степен определят характеристиките на потока на каналите. Нестационарността на потока се проявява в канала на отработените газове и при стационарни гранични условия (с фиксиран клапан) в резултат на вълни от зони за претоварване. Размерите на нестационарни вихри и честотата на техните вълни могат значително да определят само чрез експериментални методи.

Сложността на експерименталното изследване на структурата на дизайнерите и изследователите и изследователите на Vortex Vortex да използват при избора на оптимална геометрия на изпускателния канал чрез сравняване на интегралните консумативи и енергийните характеристики на потока, обикновено получени при стационарни условия на физически модели, \\ t Това е с статично прочистване. Въпреки това, обосновката на надеждността на тези проучвания не е дадена.

Хартията представя експерименталните резултати за изучаване на структурата на потока в изпускателния канал на двигателя и се извършват сравнителен анализ структури и интегрални характеристики на потоците при стационарни и нежелани условия.

Резултатите от теста на голям брой изходни варианти показват недостатъчната ефективност на обичайния подход към профилирането въз основа на извършителите на стационарния поток в коленете на тръбите и късите тръби. Няма случаи на несъответствие на прогнозни и валидни зависимости консумативи от геометрията на канала.

Измерване на ъгъла на въртене и честотата на въртене на разпределителния вал

Трябва да се отбележи, че максималните разлики между стойностите на TPS, дефинирани в центъра на канала и близо до стената (вариацията на радиуса на канала) се наблюдават в контролни секции, близки до входа към канала под Проучване и достигане на 10.0% от IPI. Така, ако пулсациите за принудително газови потоци за 1х до 150 mm са с период от много по-малко от IPI \u003d 115 mS, токът трябва да се характеризира като ток висока степен Нестационарност. Това предполага, че преходният режим на потока в каналите на енергийната инсталация все още не е завършен, а следващото възмущение вече е засегнало. А напротив, ако пулсациите на потока ще бъдат много повече с период от TR, токът трябва да се счита за изцестяща (с ниска степен на нежелана). В този случай, преди появата на смущенията, преходният хидродинамичен режим има време да завърши и курсът да бъде подравнен. И накрая, ако дебитът на потока е близо до стойността на TR, токът трябва да се характеризира като умерено непостоянен с нарастваща степен на нестационарна.

Като пример за възможното използване на характеристиките, предложени за оценка на характерните времена, се разглежда потокът от газ в изпускателните канали на инженерите на буталото. Първо, вижте Фигура 17, при която зависимостта на скоростта на потока на WX от ъгъла на въртене на коляновия вал f (Фигура 17, А) и във времето t (Фигура 17, б). Тези зависимости бяха получени върху физическия модел на измерението на същите цилиндър 8.2 / 7.1. От фигурата може да се види, че представянето на зависимостта WX \u003d F (φ) е малко информативно, тъй като то не отразява точно физическата същност на процесите, настъпили в дипломния канал. Въпреки това е точно в тази форма, че тези графики се вземат в областта на машинното поле. Според нас е по-правилно да се използват времеви зависимост wx \u003d / (t) за анализ.

Ние анализираме зависимостта wx \u003d / (t) за n \u003d 1500 min. "1 (Фигура 18). Както може да се види, на този колянов вал въртяща се честота, дължината на целия процес на освобождаване е 27.1 ms. Преходният хидродинамичен процес в Изходът започва след отваряне на изпускателния вентил. В същото време може да се разграничи най-динамичната област на лифта (интервалът от време, през който има рязко увеличение на дебита), продължителността на която е 6.3 ms. След това растежът на дебита се заменя с нейната вдлъбнатина. Както е показано по-рано (Фигура 15), за това конфигурацията на времето на релаксация на хидравличната система е 115-120 ms, т.е. значително по-голяма от продължителността на повдигащата секция. По този начин следва да се приеме, че началото на освобождаването (повдигащата секция) се случва с висока степен на нелиза. 540 ф, HRAD PKV 7 A)

Газът е доставен от общата мрежа на тръбопровода, върху който е монтиран манометър 1, за да се контролира налягането върху мрежата и клапана 2, за да се контролира потока. Газът тече в резервоара 3 с обем 0.04 m3, той съдържаше решетка за подравняване 4, за да затвори пулсациите на налягането. От резервоара 3, газопроводът беше снабден с камерата за разпенване на цилиндъра 5, в която е монтирана Honeycomb 6. Honaycomb е тънка решетка и е предназначена да почиства остатъчното налягане. Камерата за разпенване на цилиндъра 5 е прикрепена към цилиндров блок 8, докато вътрешната кухина на камерата на цилиндъра е комбинирана с вътрешната кухина на главата на цилиндровия блок.

След отваряне на изпускателния клапан 7, газът от симулационната камера преминава през изпускателния канал 9 към измервателния канал 10.

Фигура 20 показва по-подробно конфигурацията на изпускателната тръба на експерименталната инсталация, показваща местоположенията на сензорите за налягане и термометричните сонди.

В следствие ограничено количество Информация за динамиката на процеса на освобождаване като оригинална геометрична база е избрана класически директен изходен канал с кръгово напречно сечение: към главата на цилиндровия блок 2 е прикрепен експериментална тръба 2, дължината на тръбата е 400 mm и a диаметър 30 \u200b\u200bmm. В тръбата се пробиват три отвора на разстояния L, LG и B, съответно 20,140 и 340 mm за монтиране на сензори за налягане 5 и термо-хасерни сензори 6 (Фигура 20).

Фигура 20 - Конфигурация на канала за отработени газове на експерименталната инсталация и местоположението на сензора: 1-цилиндрова камера; 2 - главата на цилиндровия блок; 3 - изпускателен клапан; 4 - експериментална тръба за дипломиране; 5 - сензори за налягане; 6 - термометрични сензори за измерване на дебита; L е дължината на изходната тръба; C_3- DIASE към местоположенията на термо-часърните сензори от прозореца на отработените газове

Системата за измерване на инсталацията е позволила да определи: текущия ъгъл на въртене и въртящата се скорост на коляновия вал, мигновения дебит, мигновения коефициент на пренос на топлина, излишното налягане на потока. Методи за определяне на тези параметри са описани по-долу. 2.3 Измерване на ъгъла на въртене и честота на въртене на разпределението

За да се определи скоростта на въртене и текущия ъгъл на въртене на разпределителния вал, както и момента на намиране на буталото в горните и долните мъртви точки се прилага тахометричен сензор, инсталационна схема, която е показана на фигура 21, Тъй като параметрите, изброени по-горе, трябва да бъдат недвусмислено определени в изследването на динамичните процеси в МНС. четири

Тахометричният сензор се състои от зъбен диск 7, който имаше само два зъба, разположени един срещу друг. Дискът 1 е монтиран с електрически двигател 4, така че един от дисковете на диска съответства на положението на буталото в горната мъртва точка, а другата, съответно, долната мъртва точка и е прикрепена към вала, използвайки Свързване 3. Валът на двигателя и валът на двигателя на буталото бяха свързани чрез предаване на колана.

При преминаване на един от зъбите близо до индуктивния сензор 4, фиксиран на статива 5, изходът на индуктивния сензор се образува пулс на напрежение. Използвайки тези импулси, можете да определите текущото положение на разпределителния вал и съответно да определите позицията на буталото. За да може сигналите, съответстващи на NMT и NMT, зъбите се извършват един от друг един от друг, конфигурацията е различна един от друга, поради която сигналите на изхода на индуктивния сензор са имали различни амплитуди. Полученият при изхода от индуктивния сензор е показано на фигура 22: пулсът на напрежението на по-малка амплитуда съответства на положението на буталото в NTC и импулса на по-висока амплитуда, съответно, позиция в NMT.

Газова динамика и консуматив процес на изхода на буталото на двигателя с вътрешно горене със суперпозиция

В класическата литература за теорията на работния процес и инженерството турбокомпресорът се счита главно като най-ефективният метод на принуждаване на двигателя, поради увеличаване на количеството въздух, влизащо в цилиндрите на двигателя.

Трябва да се отбележи, че в литературни източници влиянието на турбокомпресора върху газо-динамичните и термофизичните характеристики на газовия поток на отработения тръбопровод е изключително рядко. Главни в литературата турбината на турбината се разглежда с опростявания, като елемент на система за обмен на газ, която има хидравлична устойчивост на потока от газове при изхода на цилиндрите. Въпреки това е очевидно, че турбокомпресорът турбина играе важна роля при образуването на потока на отработените газове и оказва значително въздействие върху хидродинамичните и термофизични характеристики на потока. Този раздел обсъжда резултатите от проучването на ефекта на турбината на турбокомпресора върху хидродинамичните и термофизични характеристики на газовия поток в изпускателния тръбопровод на буталния двигател.

Изследванията бяха извършени върху експериментална настройка, която преди това беше описана във втората глава, основната промяна е инсталирането на турбокомпресор TKR-6 с радиална аксиална турбина (фигури 47 и 48).

Благодарение на влиянието на налягането на отработените газове в тръбопровода на отработените газове до работния поток на турбината, моделите на промени в този индикатор са широко проучени. Компресиран

Инсталацията на турбинната турбина в отработения тръбопровод има силен ефект върху налягането и скоростта на потока в изпускателния тръбопровод, който ясно се вижда от плитчината на налягането и скоростта на потока в изпускателната тръба с турбокомпресора от ъгъла на коляновия вал (Фигури 49 и 50). Сравняване на тези зависимости със сходни зависимости за тръбопровода на отработените газове без турбокомпресор при подобни условия, може да се види, че инсталирането на турбина на турбокомпресора в изпускателната тръба води до появата на голям брой вълни по време на целия изход на изхода на изхода чрез действието на елементите на острието (апарати и работно колело на дюзата) на турбината. Фигура 48 - Общ вид инсталация с турбокомпресор

Още едно характеристика Тези зависимости са значително увеличение на амплитудата на колебанията на налягането и значително намаляване на амплитудата на флуктурата на скоростта в сравнение с изпълнението на изпускателната система без турбина. Например, при честотата на въртене на коляновия вал от 1500 минути, максималното налягане на газа в тръбопровода с турбокомпресор е 2 пъти по-високо и скоростта е 4,5 пъти по-ниска, отколкото в тръбопровода без турбина. Повишено налягане и намаляване на налягането и намалявайки Скоростта в диплома за дипломиране е причинена от съпротивлението, създадено от турбината. Заслужава да се отбележи, че максималната стойност на налягането в тръбопровода на турбокомпресора се измества спрямо максималната стойност на налягането в тръбопровода без турбина до 50 градуса на въртенето на коляновия вал. така

Зависимостта на локалната (1x \u003d 140 mm) свръх налягане на компютъра и скоростта на потока на WX в отработения тръбопровод на кръговото напречно сечение на буталния двигател с турбокомпресор от ъгъла на въртене на коляновия вал P при свръхналягане на освобождаването на Pt \u003d 100 kPa за различни скорости на коляновия вал:

Установено е, че в изпускателния тръбопровод с турбокомпресор, максималните стойности на дебита са по-ниски, отколкото в тръбопровода без него. Заслужава да се отбележи, че в същото време моментът на постигане на максималната стойност на дебита към увеличаване на ъгъла на завоя на коляновия вал е характерно за всички режими на инсталиране. В случай на турбокомпресор, скоростта на скоростта е най-силно изразена при ниски скорости на въртене на коляновия вал, което също е характерно и в случая без турбина.

Подобни характеристики са характерни и за зависимост px \u003d / (p).

Трябва да се отбележи, че след затваряне на изпускателния клапан скоростта на газа в тръбопровода във всички режима не се свежда до нула. Инсталирането на турбината на турбокомпресора в изпускателния тръбопровод води до изглаждане на пулсациите на скоростта на потока на всички видове експлоатация (особено с първоначалното свръхналягане от 100 kPa), както по време на изходния такт, така и след края му.

Заслужава да се отбележи, че в тръбопровода с турбокомпресор, интензивността на затихването на колебанията на налягането на потока, след като изпускателният вентил е затворен по-висок, отколкото без турбокомпресор

Трябва да се приеме, че промените, описани над промените в газо-динамичните характеристики на потока, когато турбокомпресорът е инсталиран в тръбопровода на отработените газове, потокът от потока в изходния канал, който неизбежно трябва да доведе до промени в термофизичните характеристики на процеса на освобождаване.

Като цяло зависимостта от промяната на налягането в тръбопровода в DVS с горната част е в съответствие с получените по-рано.

Фигура 53 показва графики на зависимостта масов поток G през изпускателния тръбопровод от скоростта на въртене на коляновия вал под различните стойности на излишното налягане на Р и конфигурациите на изпускателната система (с турбокомпресора и без него). Тези графики са получени чрез описаната в техниката техника.

От графиките, показани на фигура 53, може да се види, че за всички стойности на първоначалното свръхналягане, масовият дебит g на газ в отработения тръбопровод е приблизително същото, сякаш има TK и без него.

В някои начини на експлоатация на инсталацията, разликата в разходите за разходи леко надвишава систематична грешка, която е около 8-10% за определяне на масовия дебит. 0.0145 g. kg / s.

За тръбопровод с квадратно напречно сечение

Изпускателната система с функции на изхвърляне, както следва. Изгорелите газове в изпускателната система идват от цилиндъра на двигателя в канала в цилиндровата глава 7, от където преминават към изпускателния колектор 2. В изпускателния колектор се монтира изхвърлена тръба 4, в която се доставя въздух чрез Electropneumoclap 5. Такова изпълнение ви позволява да създадете разтоварваща област непосредствено зад главата на цилиндрата.

За да не създаде значителна хидравлична резистентност в изпускателната тръба, нейният диаметър не трябва да надвишава 1/10 диаметър на този колектор. Също така е необходимо, за да се създаде критичен режим в изпускателния колектор и се появява заключването на ежектора. Положението на осите на изхвърляне на остатъци спрямо оста на изпускателната колектор (ексцентричност) се избира в зависимост от специфичната конфигурация на изпускателната система и режима на работа на двигателя. В този случай критерият за ефективност е степента на пречистване на цилиндъра от отработените газове.

Експериментите за търсене показват, че изпускането (статично налягане), създадено в изпускателния колектор 2, използвайки изхвърлянето на тръбата 4, трябва да бъде най-малко 5 kPa. В противен случай ще се появи недостатъчно изравняване на пулсиращия поток. Това може да доведе до образуването на фуражни токове в канала, което ще доведе до намаляване на ефективността на изчистването на цилиндъра и съответно да намали мощността на двигателя. Електронният блок за управление на двигателя 6 трябва да организира работата на електроклонемоцлеп 5, в зависимост от скоростта на въртене на коляновия вал на двигателя. За да се подобри ефектът на изхвърляне в изходния край на тръбата за изхвърляне 4, може да бъде инсталирана подложка за дюза.

Оказа се, че максималните стойности на дебита в изходния канал с постоянно изхвърляне са значително по-високи, отколкото без него (до 35%). В допълнение, след затваряне на изпускателния вентил в изпускателния канал с постоянно изхвърляне, скоростта на изходния поток пада по-бавно в сравнение с традиционния канал, който показва продължаващото почистване на канала от отработените газове.

Фигура 63 показва зависимостта на местния обемни дебит на VX през изходните канали с различни конструкции от въртящата се скорост на коляновия вал р. Те показват, че в цялата гама от въртенето на коляновия вал при постоянно изхвърляне, обемът Дебитът през изпускателната система се увеличава, което трябва да доведе до най-доброто почистване на цилиндрите от отработените газове и увеличаване на мощността на двигателя.

Така проучването показа, че използването на постоянно изхвърляне в изпускателната система в изпускателната система подобрява пречистването на цилиндъра в сравнение с традиционните системи чрез стабилизиране на потока в изпускателната система.

Основните главни почести този метод От метода на охлаждане на поточните пулсации в отработения канал на буталния двигател, с ефекта на постоянното изхвърляне, въздухът през тръбата за изхвърляне се подава към канала на отработените газове само по време на такта за освобождаване. Това може да е осъществимо чрез задаване на електронния управляващ блок или използването на специален контролен блок, чиято диаграма е показана на фигура 66.

Тази схема, разработена от автора (фигура 64), се прилага, ако е невъзможно да се гарантира контролът на процеса на изтласкване, като се използва устройството за управление на двигателя. Принципът на функциониране на такава схема се състои в следното, трябва да се монтират специални магнити на маховик на двигателя, трябва да се монтират специални магнити, чиято позиция ще съответства на моментите на отваряне и затваряне на изходните клапани на двигателя. Магнитите трябва да бъдат монтирани в различни стълбове спрямо биполярания сензор, което от своя страна трябва да бъде в непосредствена близост до магнитите. Преминавайки до сензорния магнит, настроен чрез съответно точката на отваряне на изпускателните клапани, причинява малък електрически импулс, който се засилва от единица за усилване на сигнала 5 и се подава към електроклонемоц, заключенията на които са свързани към Изходи 2 и 4 от управляващия блок, след което започва и захранва въздух. Това се случва, когато вторият магнит работи до сензора 7, след което електроклонемоцелап се затваря.

Превръщаме се към експериментални данни, получени в обхвата на въртенето на коляновия вал р от 600 до 3000 минути. 1 с различни щифтове за свръхналягане на освобождаването (от 0.5 до 200 kPa). В експерименти, сгъстен въздух с температура на сгъстяване с температура 22-24 с тръбата за изхвърляне, получена от фабричната магистрала. Дефлексията (статично налягане) за тръбата за изхвърляне в изпускателната система е 5 kPa.

Фигура 65 показва графиките на локалните зависими от налягането PX (Y \u003d 140 mm) и скоростта на потока на WX в изпускателния тръбопровод на кръглата напречна част на буталния двигател с периодично изхвърляне от ъгъла на въртене на коляновия вал R под Излишното налягане на № \u003d 100 kPa за различни честоти на въртене на коляновия вал.

От тези графики може да се види, че по време на цялото такт на освобождаване има колебание на абсолютно налягане в пътя на дипломирането, максималните стойности на трептенията на налягането достигат 15 kPa и минималът достига до разтоварването на 9 kPa. След това, както в класическия път на дипломиране на кръговото напречно сечение, тези показатели са съответно 13,5 kPa и 5 kPa. Заслужава да се отбележи, че максималната стойност на налягането се наблюдава при скоростта на коляновия вал от 1500 минути. "1, от другите начини на работа на процеса на колебание на налягането, не достига до такива стойности. Спомнете си. Това в първоначалната тръба на Кръгла напречно сечение се наблюдава монотонно увеличаване на амплитудата на колебанията на налягане в зависимост от увеличаването на честотата на въртене на коляновия вал.

От графиките на местния газов дебит на газовия поток от ъгъла на въртенето на коляновия вал, може да се види, че локалните скорости по време на такта за освобождаване в канала, използващи ефекта на периодичното изхвърляне, е по-висок, отколкото в класическия канал на кръгово напречно сечение на всички режими на двигателя. Това показва най-доброто почистване на дипломния канал.

Фигура 66, графики за сравняване на зависимите от обемния дебит на газа от въртящата се скорост на коляновия вал в кръглото напречно сечение на без изхвърляне и кръговото напречно сечение с периодично изхвърляне при различни свръхналягане при входящия канал се разглеждат .

UDC 621.436.

Ефект на аеродинамичната резистентност на всмукателните и изпускателните системи на автомобилните двигатели върху процесите на обмен на газ

L.v. Дърводелци, BP. ZhiLkin, ю. Бродов, Н.И. Григориев

Докладът представя резултатите от експериментално изследване на влиянието на аеродинамичната резистентност на всмукателните и изпускателните системи бутални двигатели върху обменните процеси на газа. Експериментите бяха проведени на он-лайн моделите на едноцилиндров двигател. Описани са инсталации и методи за провеждане на експерименти. Представени са зависимостите от промяната в мигната скорост и налягане на потока в газовите пътеки на двигателя от ъгъла на въртенето на коляновия вал. Данните са получени при различни коефициенти на устойчивост на всмукателни и изпускателни системи и различни честоти на въртене на коляновия вал. Въз основа на получените данни бяха направени заключения на динамичните характеристики на процесите на обмен на газ в двигателя в различни условия. Показано е, че използването на шумовия шум изглажда въздушния поток и променя характеристиките на потока.

Ключови думи: бутални двигатели, газообменни процеси, динамика на процесите, импулса на скоростта и налягането на потока, шумозаглушител.

Въведение

Направете редица изисквания към приема и резултатите от бутални двигатели с вътрешно горене, сред които основното намаляване на аеродинамичния шум и минималната аеродинамична резистентност са основните. И двата индикатора се определят в взаимното свързване на дизайна на филтърния елемент, входящите шумозаглубове и освобождаването, каталитичните неутрализатори, присъствието на превъзходен (компресор и / или турбокомпресор), както и конфигурацията на всмукателните и изпускателните тръбопроводи и естеството на потока в тях. В същото време, практически няма данни за влиянието на допълнителни елементи на всмукателните и изпускателните системи (филтри, заглушители, турбокомпресор) върху газовата динамика в тях.

Настоящият член представя резултатите от проучване на ефекта от аеродинамичната резистентност на всмукателните и изпускателните системи върху обменните процеси на газовете във връзка с буталния двигател на измерението 8.2 / 7.1.

Експериментални растения

и система за събиране на данни

Проучванията на ефекта на аеродинамичната резистентност на газоразпределителните системи на газообменни процеси в инженерите на буталото бяха проведени на симулационния модел на размерите 4.2 / 7.1, задвижван от ротация асинхронен двигателЧестотата на въртене на коляновия вал, която се регулира в диапазона N \u003d 600-3000 min1 с точност ± 0.1%. Експерименталната инсталация е описана по-подробно.

На фиг. 1 и 2 показват конфигурациите и геометричните размери на приема на приема и изпускателната тръба на експерименталната инсталация, както и местоположението на инсталацията за измерване на мигновени

стойностите на средната скорост и налягане на потока на въздуха.

За измервания на незабавни стойности на налягане в потока (статично) в PC канала, сензорът за налягане £ -10 бе използван от Wika, чийто скорост е по-малко от 1 ms. Максималната относителна средна стойност за измерване на налягането е ± 0.25%.

За да се определи мигновената среда в разрез на канал на въздушния поток, термоенемометри на постоянната температура на оригиналния дизайн, чувствителният елемент от който е нихромната нишка с диаметър 5 цт и дължина 5 mm. Максималната относителна средна средна стойност на приложение за измерване на скоростта WX е ± 2.9%.

Измерването на въртенето на коляновия вал се извършва с помощта на тахометричен измервателен уред, състоящ се от зъбен диск, фиксиран на шарнирния вал и индуктивен сензор. Сензорът образува импулс на напрежение при честота, пропорционална на скоростта на въртене на вала. Според тези импулси се записва честотата на въртене, позицията на коляновия вал (ъгъл F) е определена и момента на преминаване на буталото на VMT и NMT.

Сигналите от всички сензори въведоха аналогов до-цифров конвертор и се предават на персонален компютър за по-нататъшна обработка.

Преди извършване на експерименти, статично и динамично насочване на измервателната система се извършва като цяло, което показва скоростта, необходима за изучаване на динамиката на газо-динамичните процеси в входните и изпускателните системи на буталните двигатели. Общата средна средна грешка на експериментите върху ефекта на аеродинамичната резистентност на газовия въздух системи за DVS. Процесите на газовете са ± 3.4%.

Фиг. 1. Конфигурация и геометрични размери на приемния път на експерименталната инсталация: 1 - цилиндрова глава; 2-мехурчеща тръба; 3 - измервателна тръба; 4 - термоанемометрични сензори за измерване на дебита на въздуха; 5 - сензори за налягане

Фиг. 2. Конфигурация и геометрични размери на изпускателната тръба на експерименталната инсталация: 1 - цилиндрова глава; 2 - работещ парцел - дипломиране; 3 - сензори за налягане; 4 - термометрични сензори

Ефектът от допълнителните елементи върху газовата динамика на процесите на всмукване и освобождаване се изследва с различни коефициенти на съпротивление на системата. Съпротивлението е създадено чрез различни входящи филтри и освобождаване. Така че, като един от тях, стандартен въздушен автомобилен филтър се използва с коефициент на съпротивление 7.5. Тъканният филтър с коефициент на съпротивление 32 е избран като друг филтърен елемент. Коефициентът на резистентност се определя експериментално чрез статично прочистване в лабораторни условия. Провеждат се и проучвания без филтри.

Ефект на аеродинамичната резистентност върху входящия процес

На фиг. 3 и 4 показват зависимите от скоростта на въздушния поток и налягането на компютъра в входа

le от ъгъла на въртене на коляновия вал f при различни честоти на въртене и при използване на различни входящи филтри.

Установено е, че в двата случая (с шумозаглушител и без) пулсация на налягане и дебит на въздуха са най-изразени при висока скорост на въртене на коляновия вал. В същото време в приемния канал с шумозаглушител максимална скорост Въздушен поток, както трябва да се очаква, по-малко, отколкото в канала без него. Повечето

m\u003e x, m / s 100

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

Движен клапан 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 Отваряне -Gbepskid-! Клапан А L 1 g 1 1 1 затворен ^

1 HDC. BPCSKNEO клапан "x 1 1

| | A j __ 1 __ mj y t -1 1 k / \\ t / v / \\ t- y / \\ t / l / l \\ t

1 1 1 1 1 1 1 | 1 1 ■ ■ 1 1

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

Фиг. 3. Зависимостта на скоростта на въздуха WX в приемния канал от ъгъла на въртене на коляновия вал при различни честоти на въртене на коляновия вал и различни филтриращи елементи: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - без филтър; 2 - стандартен въздушен филтър; 3 - филтър за тъкани

Фиг. 4. Зависимостта на PC налягането в входящия канал от ъгъла на въртене на коляновия вал F при различни честоти на въртене на коляновия вал и различни филтриращи елементи: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - без филтър; 2 - стандартен въздушен филтър; 3 - филтър за тъкани

беше ярко се проявява с високи честоти на въртене на коляновия вал.

След затваряне на всмукателния вентил, налягането и скоростта на въздушния поток в канала при всички условия не стават равни на нула и се наблюдават някои от техните колебания (виж Фиг. 3 и 4), което също е характерно за освобождаването процес (виж по-долу). В същото време инсталирането на входящия шумовия шум води до намаляване на пулсациите на налягане и скоростта на въздушния поток при всички условия както по време на всмукателния процес, и след затваряне на всмукателния вентил.

Ефект на аеродинамиката

устойчивост на процеса на освобождаване

На фиг. 5 и 6 показва зависимостта на скоростта на потока на въздуха на WX и под налягане в изхода от ъгъла на въртене на образуването на коляновия вал при различни въртящи се честоти и при използване на различни филтри за освобождаване.

Проучванията бяха проведени за различни честоти на въртене на коляновия вал (от 600 до 3000 min1) при различни свръхналягане върху освобождаването на PI (от 0.5 до 2.0 bar) без тих шум и ако е представено.

Установено е, че и в двата случая (с шумозаглушител и без) пулсация на дебита на въздуха, най-ярко се проявява при ниски честоти на въртенето на коляновия вал. В този случай стойностите на максималния дебит на въздуха остават в канала за изпускане с шумозаглушител

мерили същото като без него. След затваряне на изпускателния вентил, скоростта на потока на въздуха в канала при всички условия не се превръща в нула и се наблюдават някои колебания на скоростта (виж фиг. 5), която е характерна за входящия процес (виж по-горе). В същото време инсталирането на шумовия шум върху освобождаването води до значително увеличаване на пулсациите на дебита на въздуха при всички условия (особено при RY \u003d 2.0 bar) както по време на освобождаването, така и след като изпускателният вентил е затворен .

Трябва да се отбележи обратният ефект на аеродинамичната резистентност върху характеристиките на входящия процес в двигателя, където въздушен филтър Ефекти на пулсацията в всмукателния процес и след затваряне на входящия клапан присъстваха, но те бяха очевидно по-бързо, отколкото без него. В този случай наличието на филтър в входящата система доведе до намаляване на максималния дебит на въздуха и отслабване на динамиката на процеса, който е последователен с преди това получени резултати в работата.

Увеличаването на аеродинамичното съпротивление на изпускателната система води до определено увеличение на максималния натиск в процеса на освобождаване, както и изместването на пикове за NMT. В този случай може да се отбележи, че инсталирането на шумозаглушителя на изхода води до намаляване на пулсациите на налягането на въздушния поток при всички условия както по време на производствения процес, така и след като изпускателният вентил е затворен.

hy. m / s 118 100 46 16 16

1 1 до. T «aia k t 1 затваряне на пулпата

Откриване на ipical |<лапана ^ 1 1 А ікТКГ- ~/М" ^ 1

"" І | І / ~ ^

540 (p, вземете, p.k.y. 720 nmt nmt

Фиг. 5. зависимостта на скоростта на въздуха wx в изхода от ъгъла на въртене на шарнирния вал при различни честоти на въртене на коляновия вал и различни филтриращи елементи: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - без филтър; 2 - стандартен въздушен филтър; 3 - филтър за тъкани

Px. 5PR 0,150.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 L "A 11 1 1 / \\ t 1. 'и II 1 1

Откриване | Yypzskskaya 1 ІКлапана р7 1 H І _ / 7 / ", g s 1 h / cgtї Алън -

c- "1 1 1 1 1 І 1 l l _л / І І h / 1 1

540 (p, ковчег, pk6. 720

Фиг. 6. Зависимостта на под налягане в изхода от ъгъла на въртене на коляновия вал f при различни честоти на въртене на коляновия вал и различни филтриращи елементи: A - N \u003d 1500 min-1; B - 3000 min-1. 1 - без филтър; 2 - стандартен въздушен филтър; 3 - филтър за тъкани

Въз основа на обработката на промени в зависимостта в дебита за отделен такт, относителна промяна в обемния поток на въздуха Q се изчислява чрез канала на отработените газове, когато се постави ауспуха. Установено е, че с ниско свръхналягане върху освобождаването (0.1 MPa), консумацията Q в изпускателната система с шумозаглушител е по-малко, отколкото в системата без него. В същото време, ако при честотата на въртене на коляновия вал 600 min-1, тази разлика е приблизително 1,5% (която се крие в грешката), след това с n \u003d 3000 min4 тази разлика достига 23%. Показано е, че за високо свръхналягане от 0.2 МРа се наблюдава обратната тенденция. Обемният поток на въздуха през изпускателния канал с шумозаглушител е по-голям, отколкото в системата без него. В същото време при ниски честоти на въртене на коляновия вал, това надвишава 20%, и с N \u003d 3000 min1 - 5%. Според авторите такъв ефект може да бъде обяснен с някои изглаждане на пулсациите на дебита на въздуха в изпускателната система в присъствието на безмълвен шум.

Заключение

Проведеното проучване показа, че входящия двигател на вътрешното изгаряне е значително повлиян от аеродинамичната резистентност на приемния път:

Увеличаването на резистентността на филтърния елемент изглажда динамиката на процеса на пълнене, но в същото време намалява скоростта на потока на въздуха, който съответства на коефициента на пълнене;

Ефектът на филтъра се засилва с нарастващата честота на въртене на коляновия вал;

Праговата стойност на коефициента на устойчивост на филтъра (приблизително 50-55), след което неговата стойност не влияе на скоростта на потока.

Доказано е, че аеродинамичната резистентност на изпускателната система също значително засяга газо-динамиката и консумативите на процеса на освобождаване:

Увеличаването на хидравличното съпротивление на изпускателната система в буталните DVS води до увеличаване на пулсациите на дебита на въздуха в канала на отработените газове;

При ниско свръхналягане върху освобождаването в системата с безмълвен шум, има намаление на обемния поток през изпускателния канал, докато при висок RY - напротив, той се увеличава в сравнение с изпускателната система без шумозаглушаване.

По този начин получените резултати могат да бъдат използвани в инженерната практика, за да се изберат оптимално характеристиките на входните и стопанските шумозаглушители, които могат да осигурят

влиянието върху пълненето на цилиндъра на прясното зареждане (коефициент на пълнене) и качеството на почистването на цилиндъра на двигателя от отработените газове (остатъчен газ) върху определени високоскоростни режими на работата на бутащия двигател.

Литература

1. Драганов, Б.К. Изграждане на всмукателни и изпускателни канали на двигатели с вътрешно горене / B.KH. Драганов, МГ. Круглов, В. С. Обухов. - Киев: Посетете училище. Глава ED, 1987. -175 p.

2. Двигатели за вътрешно горене. В 3 kN. Kn. 1: Теория на работните потоци: проучвания. / V.N. Лу-Канин, К.А. Морозов, А.С. Khachyan et al.; Ед. V.N. Луканина. - m.: По-високо. Shk., 1995. - 368 p.

3. Чонпраозс, Б.А. Двигатели за вътрешно горене: теория, моделиране и изчисляване на процесите: проучвания. В курса "Теория на работните потоци и моделиране на процеси във вътрешните двигатели с вътрешно горене" / Б.А. Чамоз, т.т. Фараплатов, v.v. Клементв; Ед. Замък Риал. Наука за Руската федерация Б.А. Чемпазов. - Челябинск: Сурсу, 2010. -382 стр.

4. Модерни подходи за създаване на дизелови двигатели за леки автомобили и малки спокойствие

zovikov / a. Блинов, p.a. Голубев, ю. Драган et al.; Ед. В. С. Петонова и А. М. Минеев. - m.: NIC "инженер", 2000. - 332 стр.

5. Експериментално изследване на газо-динамични процеси в входната система на буталния двигател / B.P. Zhokkin, l.v. Дърводелци, с.А. Корж, т.е. Ларионов // Инженеринг. - 2009.'№ 1. - стр. 24-27.

6. относно промяната в газовата динамика на процеса на освобождаване в буталния двигател при инсталирането на ауспуха / L.V. Дърводелци, BP. Zhokkin, A.V. Кръст, D.L. Падалак // Бюлетин на Академията на военните науки. -2011. - № 2. - стр. 267-270.

7. Пат. 81338 RU, MPK G01 P5 / 12. Термична механична температура на постоянна температура / s.N. Почов, l.v. Дърводелци, BP. Вилкин. - № 2008135775/22; Сцена. 09/03/2008; Publ. 03/10/2009, бул. № 7.

Тази статия обсъжда оценката на ефекта на резонатора върху пълненето на двигателя. В примера на примера се предлага резонатор - по обем, равен на цилиндъра на двигателя. Геометрията на всмукателния тракт заедно с резонатора е внасяна в програмата за разпръскване. Беше извършена математическа модификация, като се вземат предвид всички свойства на движещия се газ. За да се оцени скоростта на потока през входящата система, оценките на скоростта на потока в системата и относителното налягане на въздуха в клапанния процеп, се извършва компютърна симулация, която показва ефективността на използването на допълнителен капацитет. Оценява се оценка на скоростта на потока през клапанната пропаст, скоростта на потока, потока, налягането и плътността на потока за стандартната, модернизирана и всмукателна система с рексид. В същото време масата на входящия въздух се увеличава, скоростта на потока на потока се намалява и плътността на въздуха влиза в цилиндъра увеличава, което е благоприятно отразено върху изходната телевизионна телевизия.

входящ тракт

резонатор

пълнене на цилиндър

математическо моделиране

надстроен канал.

1. Jemobov L. A., Dydykin A. M. Математическо моделиране на процесите на газообменни DVS: Монография. Н.н.: NGSHA, 2007.

2. Dydyskin A. M., Zholobov L. A. Газодинамични проучвания на методите на DVS на числено моделиране // Трактори и селскостопански машини. 2008. № 4. стр. 29-31.

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

4. Khaylov M. A. Изчислено колебание под налягане в смукателната тръба на двигателя с вътрешно горене // TR. Cyam. 1984. № 152. стр.64.

5. Sonkin V. I. Изследване на въздушния поток през клапанната пропаст // TR. НАС. 1974. Брой 149. Стр.21-38.

6. Самски А. А., Попов Ю. P. Методи за разлика за решаване на проблемите на газовата динамика. М.: Наука, 1980. Стр.352.

7. RUDOY B. P. Приложна нестационарна газова динамика: урок. UFA: Институт за авиация на САЩ, 1988. Стр.184.

8. Маливанов М.В., Хмелев Р. Н. При разработването на математически и софтуер за изчисляване на газо-динамични процеси в DVS: материали на Международната научна и практическа конференция IX. Владимир, 2003. стр. 213-216.

Мащабът на въртящия момент на двигателя е пропорционален на масата на въздуха, приписвана на честотата на въртене. Увеличаването на пълненето на цилиндъра на бензиновия двигател, чрез модернизиране на пътя на всмукване, ще доведе до увеличаване на налягането на края на приема, подобряване на образуването на смесване, увеличаване на техническите и икономическите показатели на експлоатацията на двигателя и намаляване в токсичността на отработените газове.

Основните изисквания за входната пътека са за осигуряване на минимална резистентност към входа и равномерното разпределение на горимата смес през цилиндрите на двигателя.

Осигуряването на минималната резистентност към входа може да бъде постигната чрез елиминиране на грапавостта на вътрешните стени на тръбопроводите, както и остри промени в посоката на потока и елиминират внезапните теглилки и разширения на трака.

Значителен ефект върху пълнежа на цилиндъра осигурява различни видове тласък. Най-простият вид превъзходен е да се използва динамиката на входящия въздух. Голям обем на приемника частично създава резонансни ефекти в определен диапазон на въртене, което води до подобряване на пълнене. Въпреки това, те имат, като резултат динамични недостатъци, например отклонения в състава на сместа с бърза промяна в товара. Почти идеалният поток на въртящия момент гарантира, че входящата тръба превключва, в която, например, в зависимост от товара на двигателя, скоростта на въртене и положението на дросела са възможни вариации:

Дължината на пулсационната тръба;

Превключвате между пулсационни тръби с различна дължина или диаметър;
- селективно изключване на отделна тръба от един цилиндър в присъствието на голямо количество от тях;
- превключване на обема на приемника.

В резонансната горната част на цилиндрова група с един и същ интервал на флагела прикрепете късите тръби към резонансен приемник, които са свързани чрез резонансни тръби с атмосферата или със събирателния приемник, действащ като резонатор на Gölmgolts. Това е сферичен съд с отворена врата. Въздухът на шията е осцилиращата маса, а обемът на въздуха в съда играе ролята на еластичен елемент. Разбира се, такова разделяне е вярно само приблизително, тъй като някои от въздуха в кухината имат инерционна резистентност. Въпреки това, с достатъчно голяма стойност на зоната на отваряне към площта на напречното сечение на кухината, точността на такова приближение е доста задоволителна. Основната част от кинетичната осцилационна енергия е концентрирана в шията на резонатора, където осцилаторната скорост на въздушните частици има най-голяма стойност.

Между дросела и цилиндъра е установена резонатор между дросела и цилиндъра. Тя започва да действа, когато дроселът е достатъчно покрит, така че нейната хидравлична резистентност да стане съпоставима с съпротивлението на резонаторния канал. Когато буталото се движи надолу, горимата смес влиза в цилиндъра на двигателя не само от под дросела, но и от резервоара. С намаляване на вакуума, резонаторът започва да изсмуква горивата смес. Това ще следва същата част и доста голяма, обратна изхвърляне.
Статията анализира движението на потока в всмукателния канал на 4-инсултен бензинов двигател на честотата на въртене на коляновия вал върху примера на двигателя VAZ-2108 при скоростта на въртене на коляновия вал n \u003d 5600 min-1.

Тази изследователска задача беше решена по математически начин, използвайки софтуерния пакет за моделиране на газово-хидравлични процеси. Симулацията се извършва с помощта на софтуерния пакет за поток. За тази цел се получава геометрията и се внасят (под геометрията се разбира във вътрешните обеми на всмукателните и изпускателните тръби, отегчаването на цилиндъра), като се използват различни стандартни файлови формати. Това позволява на SAPR Solidworks да създаде зона за сетълмент.

Под зоната за изчисление се разбира като обем, в който се определят уравненията на математическия модел и границата на обема, на който се определят граничните условия, след това поддържат получената геометрия във формата, поддържан от дебиването и го използват при създаването на Нова изчислена опция.

Тази задача използва ASCII, двоичен формат, в удължението на STL, тип стереолитографияFormat с ъглов толеранс от 4.0 градуса и отклонение от 0.025 метра за подобряване на точността на резултатите от полученото моделиране.

След получаване на триизмерния модел на зоната за сетълмент, се определя математически модел (набор от закони на промените във физическите параметри на газа за този проблем).

В този случай, по същество суров газов поток е направен при малки номера на Рейнолдс, който е описан от системата на турбулентен поток от напълно сгъстен газ, използвайки стандартния K-E на модела на турбуленцията. Този математически модел е описан от система, състояща се от седем уравнения: две съоръжения на Navier - уравнения, уравнения на приемствеността, енергетиката, състоянието на идеалния газ, масовия трансфер и уравнението за кинетичната енергия на турбулентни вълни.

(2)

Енергийно уравнение (пълна енталпия)

Уравнението на състоянието на идеалния газ:

Турбулентните компоненти са свързани с останалите променливи чрез турбулентната стойност на вискозитета, която се изчислява в съответствие със стандартния K-ε модел на турбулентност.

Уравнения за k и ε

бурен вискозитет:

константи, параметри и източници:

(9)

(10)

Σk \u003d 1; σε \u003d 1.3; Cμ \u003d 0.09; Cε1 \u003d 1.44; Cε2 \u003d 1.92.

Работното вещество в входа е въздух, в този случай, считано за идеалния газ. Първоначалните стойности на параметрите са зададени за цялата зона на сетълмента: температура, концентрация, налягане и скорост. За налягане и температура първоначалните параметри са равни на препратката. Скоростта вътре в изчислената област в посоките x, y, z е нула. Променливата температура и налягане в дебитовете са представени чрез относителни стойности, чиито абсолютни стойности са изчислени по формулата:

fA \u003d F + Fref, (11) \\ t

когато FA е абсолютната стойност на променливата, F е изчислената относителна стойност на променливата, FREF - референтната стойност.

За всяка от изчислените повърхности са определени гранични условия. Съгласно граничните условия е необходимо да се разбере комбинацията от уравнения и закони, характерни за повърхностите на изчислената геометрия. Необходими са гранични условия за определяне на взаимодействието на зоната за сетълмент и математическия модел. На страницата за всяка повърхност показва специфичен вид гранично състояние. Типът на граничното състояние е инсталиран на входните прозорци в входния канал - Безплатно влизане. Останалите елементи - свързаната стена, която не позволява и не предават изчислените параметри на текущата област. В допълнение към всички горепосочени гранични условия, е необходимо да се вземат предвид граничните условия на движещите се елементи, включени в избрания математически модел.

Подвижните части включват вход и изпускателен вентил, бутало. В границите на подвижните елементи ние определяме вида на граничното състояние на стената.

За всяка от движимите тела е поставен законът за движение. Промяната на буталото се определя по формулата. За да се определят законите на клапанното движение, кривите на повдигането на клапана се отстраняват в 0.50 с точност от 0.001 mm. След това се изчисляват скоростта и ускорението на движението на клапата. Получените данни се превръщат в динамични библиотеки (време - скорост).

Следващият етап в процеса на симулация е генерирането на изчислителната мрежа. FlowVision използва локално адаптивна изчислителна мрежа. Първоначално се създава първоначална изчислителна решетка и след това са определени критериите за шлифоване на мрежата, според които дебитът прекъсва клетките на първоначалната решетка до желаната степен. Адаптацията се извършва както в обема на каналите на каналите, така и в цилиндъраните стени. На места с евентуална максимална скорост се създава адаптация с допълнително смилане на изчислителната решетка. По обем, шлайфането се провежда до 2 нива в горивната камера и до 5 нива в клапанните слота, по протежение на стените на цилиндъра, адаптацията е направена до 1 ниво. Това е необходимо за увеличаване на етапа на интеграция на времето с имплицитен метод за изчисление. Това се дължи на факта, че времето се определя като съотношение на размера на клетката до максималната скорост в нея.

Преди да започнете да изчислявате създадената опция, трябва да посочите параметрите на цифровото моделиране. В същото време, времето за продължаване на изчислението е равно на един пълен цикъл на работа на двигателя, 7200 pk., Броят на итерациите и честотата на запазване на тези опции за изчисление. За последваща обработка са запазени определени етапи на изчисление. Задайте часа и опциите за процеса на изчисление. Тази задача изисква настройка на времевата стъпка - метод на избор: имплицитна схема с максимална стъпка 5E-004C, ясен брой CFL - 1. Това означава, че времевата стъпка определя самата програма, в зависимост от сближаването на уравненията на налягането себе си.

Постпроцесорът е конфигуриран и параметрите на визуализацията на резултатите се интересуват. Симулацията ви позволява да получавате необходимите слоеве на визуализация след завършване на основното изчисление, въз основа на етапите на изчисление остават с определена честота. В допълнение, постпроцесорът ви позволява да предавате получените числови стойности на параметрите на процеса в процес на изследване под формата на информационен файл във външни редактори на електронни таблици и да се получи времевата зависимост на такива параметри като скорост, консумация, налягане и т.н.

Фигура 1 показва инсталацията на приемника на входящия канал на DVS. Обемът на приемника е равен на обема на един цилиндър на двигателя. Приемникът е зададен възможно най-близо до входящия канал.

Собствената честота на резонатора на Helmholtz е:

(12)

където f е честотата, Hz; C0 - скорост на звука във въздуха (340 m / s); S - напречно сечение, m2; L е дължината на тръбата, m; V е обемът на резонатора, m3.

За нашия пример имаме следните стойности:

d \u003d 0.032 m, s \u003d 0.00080384 m2, v \u003d 0.000422267 m3, l \u003d 0.04 m.

След изчисляване на F \u003d 374 Hz, което съответства на въртящата се скорост на коляновия вал n \u003d 5600 min-1.

След като зададете изчислената опция и, след задаване на параметрите на числено симулация, са получени следните данни: скорост на потока, скорост, плътност, налягане, температура на газовия поток в входящия канал на интензивността на въртенето на коляновия вал.

От представената графика (фиг. 2), по отношение на потока на потока в клапан процеса, ясно е, че модернизираният канал с приемника има максимални консумативи. Стойността на потреблението е по-висока от 200 g / s. Увеличението се наблюдава за 60 g.k.k.v.

Тъй като отварянето на входящия клапан (348 g.v.v.) скоростта на потока (фиг. 3) започва да расте от 0 до 170 м / сек (при модернизирания прием на всмукване 210 m / s, с -190m / s приемници) в интервала До 440-450 GKV В канала с приемника стойността на скоростта е по-висока, отколкото в стандарт приблизително 20 m / s, започвайки от 430-440. P.k.v. Цифрената стойност на канала в канала с приемника е значително по-равномерна от модернизирания входен канал, по време на отварянето на входящия клапан. След това има значително намаляване на скоростта на потока до затварянето на входящия клапан.

От относителните графики под налягане (фиг. 4) (атмосферно налягане, р \u003d 101000 PA е получено за нула), следва, че стойността на налягането в модернизирания канал е по-висока, отколкото в стандарта, с 20 kPa при 460-480 gp. Kv. (свързани с голяма стойност на дебита). От 520 g.k.v. Стойността на налягането е подравнена, която не може да се каже за канала с приемника. Стойността на налягането е по-висока от стандартната, с 25 kPa, започвайки от 420-440 gp.k.v.v. до затварянето на входящия клапан.

Плътността на потока в зоната на вентила е показана на фиг. пет.

В модернизирания канал с приемника стойността на плътността е под 0.2 kg / m3, започвайки от 440 g.k.v. В сравнение със стандартен канал. Това е свързано с високи нива на налягане и газ.

От анализа на графиките можете да направите следното заключение: каналът на подобрената форма осигурява по-добро пълнене на цилиндъра с нова такса поради намаляването на хидравличното съпротивление на входящия канал. С увеличаването на скоростта на буталото по време на отварянето на входящия клапан, формата на канала не оказва съществено влияние върху скоростта, плътността и налягането в приемния канал, той се обяснява с факта, че през този период са главно индикаторите за входящи процеси В зависимост от скоростта на буталото и слота за клапан (само формата на входящия канал се променя в това изчисление), но всичко се променя драстично по време на забавянето на движението на буталото. Таксата в стандартния канал е по-малка и инертна и по-силна "опъване" по дължината на канала, която в агрегата дава по-малко пълнене на цилиндъра по време на намаляване на скоростта на движението на буталото. До затваряне на клапана процесът тече под знаменателя на вече получената скорост (буталото дава първоначалния дебит на кеширания обем, с намаление на скоростта на буталото, инерционния компонент на газовия поток на газовия поток има значителна роля на пълнежа. Инерционният компонент на газовия поток е намалял с намаляване на движението на потока). Това се потвърждава от по-високи показатели за скоростта, налягане.

В входния канал с приемника, поради допълнително зареждане и резонансни явления, в цилиндъра на DVS има значително голяма маса на газовата смес, която осигурява по-високи технически индикатори на операцията DVS. Нарастването на растежа в края на входа ще окаже значително въздействие върху увеличаването на техническите и икономически и екологични резултати на работата на ДПС.

Рецензенти:

Годил Александър Николаевич, Доктор на техническия университет, професор по департамент за топлинни двигатели и енергийни инсталации на Държавния университет Владимир на Министерството на образованието и науката, Владимир.

Kulchitsky Aleksey Ramovich, D.N., професор, заместник-главен дизайнер LLC VMTZ, Владимир.

Библиографска справка

Изпратете добрата си работа в базата знания е проста. Използвайте формата по-долу

Студентите, завършилите студенти, млади учени, които използват базата на знанието в обучението и работата ви, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано от http://www.allbest.ru/

Публикувано от http://www.allbest.ru/

Федерална агенция за образование

GOU VPO "Урал Държавен Технически университет - UPI, посочен на първия президент на Русия Б.н. Елцин "

За съдебни права

Теза

за степента на кандидати за технически науки

Газова динамика и локален пренос на топлина в всмукателната система на буталния двигател

Дърводелци Леонид Валеревич

Научен съветник:

лекар физико-математическа аудитория,

професор Zhilkin B.P.

Екатеринбург 2009.

система за всмукателна система за динамика на газа на двигателя

Тезата се състои от администрация, пет глави, заключения, списък на препратките, включително 112 имена. Той е изложен на 159 страници компютърно набиране в програмата MS Word и е оборудван с текста 87 чертежи и 1 таблица.

Ключови думи: газова динамика, бутален двигател, входяща система, напречно профилиране, консумативи, локален пренос на топлина, мигновен локален коефициент на пренос на топлина.

Целта на изследването е нестационарният въздушен поток в входната система на буталния двигател с вътрешно горене.

Целта на работата е да се установят моделите на промени в газо-динамичните и термичните характеристики на входящия процес в двигателя с вътрешно горене на бутала от геометрични и режимни фактори.

Показано е, че чрез поставяне на профилирани вложки е възможно да се сравни с традиционен канал на постоянния кръг, за да се придобият редица предимства: увеличаване на обемния поток на въздух, който влиза в цилиндъра; Увеличаването на стръмността на зависимостта v върху броя на въртенето на коляновия вал n в работния обхват на въртенето на въртенето в "триъгълна" вложка или линеаризация на характеристиката на разходите в целия диапазон от ротационни номера на вала, като и като потискане на високочестотните пулсации на въздушния поток в входящия канал.

Създават се значителни различия в моделите на промяна на коефициентите на коефициентите на топлопренасяне от скоростта W в стационарния и пулсиращ поток на въздуха в входната система на DVS. Приблизиването на експерименталните данни е получено уравнения за изчисляване на коефициента на локалния пренос на топлина в входящия тракт на FEA, както за стационарен поток, така и за динамичен пулсиращ поток.

Въведение

1. Състояние на проблема и определяне на целите на проучването

2. Описание на експерименталните методи за инсталиране и измерване

2.2 Измерване на въртенето на скоростта и ъгъла на въртенето на коляновия вал

2.3 Измерване на мигновената консумация на смукателния въздух

2.4 система за измерване на мигновени коефициенти на пренос на топлина

2.5 Система за събиране на данни

3. Динамика на газа и входния процес на консумативи във вътрешния двигател с вътрешно горене при различни конфигурации на всмукателна система

3.1 Газова динамика на входящия процес, без да се отчита ефектът на филтърния елемент

3.2 Влияние на филтърния елемент върху газовата динамика на всмукателния процес в различни конфигурации на всмукателната система

3.3 Консумативи и спектрален анализ на входящия процес с различни конфигурации на всмукателната система с различни филлни елементи

4. пренос на топлина в всмукателния канал на буталния двигател на вътрешното изгаряне

4.1 Калибриране на измервателната система за определяне на локалния коефициент на пренос на топлина

4.2 Локален коефициент на топлопреминаване в входящия канал на двигателя с вътрешно горене в стационарен режим

4.3 Незабавно локален коефициент на топлопреминаване в входящия канал на двигателя с вътрешно горене

4.4 Влияние на конфигурацията на входящата система на двигателя с вътрешно горене върху мигновения коефициент на пренос на топлина

5. Въпроси за практическо прилагане на резултатите от работата

5.1 Конструктивен и технологичен дизайн

5.2 Спестяване на енергия и ресурси

Заключение

Библиография

Списък на основните наименования и съкращения

Всички символи са обяснени, когато се използват за първи път в текста. Следното е само списък на най-консумираните обозначения:

d -диамат на тръби, мм;

d e е еквивалентен (хидравличен) диаметър, mm;

F - площ, m 2;

i - текуща сила и;

G - масов поток на въздух, kg / s;

L - дължина, m;

l е характерен линеен размер, m;

п е въртяща се скорост на коляновия вал, min -1;

p - атмосферно налягане, ПА;

R - съпротивление, ома;

T - абсолютна температура;

t - температурата на мащаба по Целзий, ОС;

U - напрежение, в;

V - дебит на въздуха, m 3 / s;

w - скорост на потока на въздуха, m / s;

Свръх въздушен коефициент;

g - ъгъл, градушка;

Ъгълът на въртене на коляновия вал, градушка., P.k.v.;

Коефициент на топлопроводимост, w / (m k);

Кинематичен коефициент на вискозитет, m 2 / s;

Плътност, kg / m 3;

Време, s;

Коефициент на съпротивление;

Основни разфасовки:

p.k.v. - въртене на коляновия вал;

DVS - двигател с вътрешно горене;

НМТ - Горна мъртва точка;

NMT - долна мъртва точка

ADC - аналогов до-цифров конвертор;

BPF - бърза трансформация на Фурие.

Числа:

Re \u003d номер на wd / - rangeld;

Nu \u003d d / - брой на nusselt.

Въведение

Основната задача в развитието и подобряването на двигателите с вътрешно горене на буталото е да се подобри пълненето на цилиндъра с нова такса (или с други думи, увеличаване на коефициента на пълнене на двигателя). Понастоящем развитието на DVS е достигнало такова ниво, че подобряването на всеки технически и икономически показател поне на десетия дял от процента с минимални материални и временни разходи е истинско постижение за изследователи или инженери. Ето защо, за постигане на целта, изследователите предлагат и използват различни методи сред най-често могат да бъдат отличени със следното: динамично (инерционно) редуциране, турбокомпресор или въздушни вентилатори, входен канал с променлива дължина, настройка на механизма и фази на газоразпределение, оптимизиране на конфигурацията на всмукателната система. Използването на тези методи позволява да се подобри пълненето на цилиндъра с ново зареждане, което от своя страна увеличава мощността на двигателя и техническите и икономическите показатели.

Въпреки това, използването на по-голямата част от разглежданите методи изискват значителни материални инвестиции и значителна модернизация на дизайна на входящата система и двигателя като цяло. Ето защо, един от най-често срещаните, но не и най-простите досега, методите за увеличаване на пълнещия фактор е да се оптимизира конфигурацията на входящия път на двигателя. В този случай проучването и подобряването на входящия канал на двигателя най-често се извършват по метода на математическо моделиране или статични чистчета на всмукателната система. Въпреки това, тези методи не могат да дадат правилни резултати на съвременното развитие на развитието на двигателя, тъй като, както е известно, реалният процес в газовите пътеки на двигателите е триизмерна газова мастиленоструйна изтичане през слота за клапан в частично запълнен пространство на обемния цилиндър на променливия обем. Анализът на литературата показва, че информацията за входящия процес в реалния динамичен режим е практически отсъстваща.

По този начин, надеждни и правилни газо-динамични и топлообменни данни за входящия процес могат да бъдат получени изключително в проучвания за динамични модели на DVS или реални двигатели. Само такива опитни данни могат да предоставят необходимата информация за подобряване на двигателя на настоящото ниво.

Целта на работата е да се установят моделите на промяна на газо-динамичните и топлинните характеристики на процеса на пълнене на цилиндъра с нов двигател с вътрешно горене на бутала от геометрични и режимни фактори.

Научната новост на основните разпоредби на работата е авторът за първи път:

Характеристиките на амплитудата на ефектите на пулсацията, възникнали в потока в всмукателния колектор (тръба) на буталния двигател;

Метод за увеличаване на въздушния поток (средно с 24%) влиза в цилиндъра, като се използват профилирани вложки в всмукателния колектор, което ще доведе до увеличаване на мощността на двигателя;

Създават се моделите на промените в дневния коефициент на пренасяне на топлина в входната тръба на буталото;

Показано е, че използването на профилирани вложки намалява нагряването на прясно зареждане при приемане със средно 30%, което ще подобри пълнежа на цилиндъра;

Обобщени под формата на емпирични уравнения, получените експериментални данни за местния пренос на топлина на пулсиращия поток на въздуха в всмукателния колектор.

Точността на резултатите се основава на надеждността на експерименталните данни, получени от комбинацията от независими изследвания и потвърдени от възпроизводимостта на експериментални резултати, тяхното добро споразумение на ниво експерименти с тези автори, както и използването на a Комплекс от съвременни изследвания, избор на измервателно оборудване, систематично тестване и насочване.

Практическо значение. Получените експериментални данни създават основата за разработване на инженерни методи за изчисляване и проектиране на мастилено-мастило системи, както и разширяване на теоретичните изображения за газовата динамика и местен въздушен трансфер по време на приема на бутален двигател. Индивидуалните резултати от работата бяха направени за прилагането на уралния дизелов двигател LLC в проектирането и модернизацията на 6DM-21L и 8DM-21L двигатели.

Методи за определяне на скоростта на потока на пулсиращия въздушен поток в входната тръба на двигателя и интензивността на мигновения пренос на топлина в него;

Експериментални данни за газовата динамика и мигновен локален коефициент на пренос на топлина в входящия канал на входния канал в процеса на всмукване;

Резултатите от обобщаването на данните за местния коефициент на трансфер на въздушен топлообмен в входящия канал на DVS под формата на емпирични уравнения;

Апробация на работата. Основните резултати от проучванията, посочени в тезата, съобщават и бяха представени на "докладващите конференции на млади учени", Екатеринбург, UGTU-UPI (2006 - 2008); Научни семинари отдел "Теоретично топлоинженерство" и "турбини и двигатели", Екатеринбург, UGTU-UPI (2006 - 2008); Научна и техническа конференция "Подобряване на ефективността на електроцентралите на колесни и проследяващи машини", Челябинск: Челябинск Висша военна автофорна комунистическа партия (Военният институт) (2008); Научна и техническа конференция "Развитие на инженеринг в Русия", Санкт Петербург (2009); относно Научния и технически съвет при урален дизелов двигател LLC, Yekaterinburg (2009); На Научния и технически съвет за AutoTractor технология OJSC NII, Челябинск (2009).

Работата по дисертация е извършена в отделите "Теоретична топлотехника и" турбини и двигатели ".

1. Преглед на текущото състояние на изследването на всмукателните системи на буталото

Към днешна дата има голям брой литература, в която се разглеждат конструктивното изпълнение на различни системи на бутални двигатели с вътрешно горене, по-специално отделни елементи на входните системи на системите за мастило. Въпреки това, практически няма обосновка на предложените дизайнерски решения чрез анализиране на газовата динамика и пренос на топлина на входящия процес. И само в отделни монографии предоставят експериментални или статистически данни за резултатите от работата, потвърждавайки осъществимостта на една или друга конструктивна работа. В това отношение може да се твърди, че доскоро не е обърнато достатъчно внимание на изследването и оптимизирането на входните системи на буталните двигатели.

През последните десетилетия във връзка с затягането на икономическите и екологичните изисквания за двигатели с вътрешно горене, изследователите и инженерите започват да обръщат все по-голямо внимание на подобряването на всмукателните системи както на бензинови, така и на дизелови двигатели, като вярваха, че тяхното изпълнение е до голяма степен зависима от Съвършенство на процесите, протичащи в газови пътеки.

1.1 Основни елементи на входящите входящи входящи входове

В приемната система на буталото, като цяло, се състои от въздушен филтър, всмукателен колектор (или входяща тръба), цилиндрови глави, които съдържат приемни и изходящи канали, както и механизма на клапана. Като пример, на фигура 1.1, е показана диаграма на всмукателната система на дизеловия двигател YMZ-238.

Фиг. 1.1. Схема на всмукателната система на дизеловия двигател YMZ-238: 1 - всмукателен колектор (тръба); 2 - Гумено уплътнение; 3.5 - свързващи дюзи; 4 - очаквано уплътнение; 6 - маркуч; 7 - въздушен филтър

Изборът на оптимални структурни параметри и аеродинамичните характеристики на всмукателната система предопределят ефективния работен поток и високото ниво на изходните индикатори на двигателите с вътрешно горене.

Накратко разгледайте всеки композитен елемент на всмукателната система и основните му функции.

Цилиндровата глава е един от най-сложните и важни елементи във вътрешния двигател с вътрешно горене. От правилния избор на формата и размера на основните елементи (на първо място, съвършенството на процесите на пълнене и смесване до голяма степен зависи от размера на всмукателните и изпускателните клапани).

Цилиндровите глави са предимно с два или четири клапана на цилиндъра. Предимствата на дизайна на двуплавия са простотата на производствената технология и проектната схема, в по-малка структурна маса и стойност, броя на движещите се части в задвижващия механизъм, разходите за поддръжка и ремонт.

Предимствата на четирифайонните структури се състоят в по-добро използване на площта, ограничена от цилиндровата верига, за преминаващите територии на вентила gorlovin, в по-ефективен газов обмен, в по-малко термично напрежение на главата поради по-равномерно Термично състояние, във възможността за централно поставяне на дюзата или свещите, което увеличава еднородността на термичните държавни части на буталната група.

Има и други дизайни на цилиндрови глави, например с три входни клапана и едно или две дипломиране на цилиндър. Тези схеми обаче се прилагат относително редки, главно в силно свързани (състезателни) двигатели.

Влиянието на броя на клапаните върху газовата динамика и пренос на топлина в входния път обикновено не се изследва.

Най-важните елементи на цилиндровата глава от гледна точка на тяхното влияние върху динамиката на газа и процеса на топлообмен в двигателя са вида входящи канали.

Един от начините за оптимизиране на процеса на пълнене е входните канали в цилиндъра. Има голямо разнообразие от форми на профилиране, за да се осигури насоченото движение на прясно зареждане в цилиндъра на двигателя и подобряване на процеса на смесване, те са описани най-подробно.

В зависимост от вида на процеса на смесване, входящите канали се извършват чрез еднофункционален (отвратен), като се осигурява само пълнене с цилиндри с въздух или две функции (тангенциален, винт или друг тип), използван за вход и завъртане на въздуха в Цилиндрова и горивна камера.

Нека да се обърнем към въпроса за характеристиките на дизайна на всмукателните колектори на бензинови и дизелови двигатели. Анализ на литературата показва, че приемникът на всмукателния колектор (или мастило) се дава малко внимание и често се разглежда само като тръбопровод за захранване на въздух или гориво-въздушна смес в двигателя.

Въздушният филтър е неразделна част от входящата система на буталния двигател. Трябва да се отбележи, че в литературата се обръща повече внимание на дизайна, материалите и устойчивостта на филтърните елементи и в същото време ефектът на филтриращия елемент върху газо-динамични и топломени индикатори, както и разходите На практика не се обмисля характеристиките на системата за вътрешно горене на бутала.

1.2 Динамика на газа на потока в входни канали и методи за изучаване на входящия процес в буталния двигател

За по-точно разбиране на физическата същност на резултатите, получени от други автори, те са очертани едновременно с теоретичните и експерименталните методи, използвани, тъй като методът и резултатът са в една органична комуникация.

Методите за изследване на входните системи на ХОС могат да бъдат разделени на две големи групи. Първата група включва теоретичен анализ на процесите в входящата система, включително тяхната цифрова симулация. Към втората група ще направим всички начини за експериментално проучване на входа.

Изборът на изследователски методи, оценки и регулиране на всмукателните системи се определя от поставените цели, както и съществуващите материали, експериментални и изчислени възможности.

Към днешна дата, няма аналитични методи, които позволяват да бъде доста точна, за да се оцени нивото на интензивност на газа в горивната камера, както и да решават лични проблеми, свързани с описание на движението в приемния път и изтичането на газ и изтичането на газ пропастта на клапаните в реалния неизпълним процес. Това се дължи на трудностите при описването на триизмерния поток от газове върху криволинейни канали с внезапни препятствия, сложна пространствена структура на пространствената потока, с изход за реактивен газ през слота за клапан и частично запълнено пространство на валутен цилиндър, взаимодействието потоци между себе си, със стените на цилиндъра и подвижното дъно на буталото. Аналитичното определяне на оптималното поле на скоростта в входната тръба, в слота за пръстена и разпределението на потоците в цилиндъра се усложнява от липсата на точни методи за оценка на аеродинамичните загуби, произтичащи от нова заряда в входната система и при газ и при газ в цилиндъра и потока около вътрешните му повърхности. Известно е, че в канала има нестабилни зони на прехода на потока от ламинар към турбулентен режим на потока, районът на разделяне на граничния слой. Структурата на потока се характеризира с променливи по време и мястото на Рейнолдс, нивото на нестационарността, интензивността и мащаба на турбуленцията.

Много многопосочна работа е посветена на числено моделиране на движението на въздушния заряд на входа. Те произвеждат моделиране на вихровия поток на входа на входа на входа на входящия клапан, изчисляването на триизмерния поток в входните канали на цилиндрова глава, моделиране на потока в входящия прозорец и двигателя Цилиндър, анализ на ефекта на директни потоци и въртеливи потоци върху процеса на смесване и изчислени проучвания на ефекта на заряда, усукващ в дизеловия цилиндър, величината на емисиите на азотни оксиди и индикаторни индикатори. Въпреки това, само в някои от произведенията, цифровата симулация се потвърждава чрез експериментални данни. И единствено върху теоретичните проучвания е трудно да се прецени точността и степента на приложимост на данните. Трябва също да се подчертае, че почти всички цифрови методи са насочени главно към изучаване на процесите в вече съществуващия дизайн на входа на входната система на интензивността на DVS за отстраняване на нейните недостатъци, а не за разработване на нови, ефективни дизайнерски решения.

Успоредно с това се прилагат класическите аналитични методи за изчисляване на работния поток в двигателя и отделни процеси на обмен на газ в нея. Въпреки това, при изчисленията на потока на газ в входните и изпускателните клапани и каналите, уравненията на едноизмерния стационарен поток се използват главно, като се вземат сегашното квази-стационарно. Следователно разглежданите методи за изчисление се оценяват изключително (приблизително) и следователно изискват експериментално усъвършенстване в лабораторията или на реален двигател по време на тестовете за пейки. Методи за изчисляване на газовия обмен и основните газо-динамични показатели на входящия процес в по-трудна формулировка се развиват в строителните работи. Въпреки това, те също така дават само обща информация за обсъжданите процеси, не образуват достатъчно пълно представителство на газо-динамични и топлообменни курсове, тъй като те се основават на статистически данни, получени в математическо моделиране и / или статични читали на входящия тракт на мастилото и методите на цифровата симулация.

Най-точни и надеждни данни за входящия процес в буталния двигател могат да бъдат получени в проучването на реални двигатели.

Към първите проучвания на заряда в цилиндъра на двигателя върху режима на тестване на вала, класическите експерименти на Ricardo и паричните средства могат да бъдат приписани. Riccardo инсталира работно колело в горивната камера и записа скоростта на въртене, когато валът на двигателя е проверен. Анемометърът фиксира средната стойност на скоростта на газа за един цикъл. Рикардо въведе концепцията за "вихрово съотношение", съответстващо на съотношението на честотата на работното колело, измерено въртенето на вихъра и коляновия вал. CASS монтира плочата в отворената горивна камера и записва ефекта върху въздушния поток. Има и други начини за използване на плочи, свързани с тенджера или индуктивни сензори. Въпреки това, инсталирането на плочи деформира въртящия се поток, който е недостатък на такива методи.

Модерно проучване на газо-динамиката директно върху двигателите изисква специални измервателни уреди, които са способни да работят при неблагоприятни условия (шум, вибрации, въртящи се елементи, високи температури и налягане при изгаряне на гориво и в изпускателни канали). В този случай, процесите в DVS са високоскоростни и периодични, така че измервателното оборудване и сензорите трябва да имат много висока скорост. Всичко това значително усложнява проучването на входящия процес.

Трябва да се отбележи, че понастоящем методите за естествени изследвания върху двигателите са широко използвани, както да изследват потока на въздуха в входящата система и двигателния цилиндър и за анализ на ефекта на вихровата формация върху входа за токсичността на отработените газове.

Въпреки това, природните изследвания, където в същото време голям брой различни фактори действат, не позволяват да се проникнат в детайлите на механизма на отделен феномен, не позволявайте да се използва високо прецизно, сложно оборудване. Всичко това е прерогатив на лабораторни изследвания, използвайки сложни методи.

Резултатите от изследването на газовата динамика на входящия процес, получени в проучването на двигателите, са доста подробни в монографията.

От тях най-големият интерес е осцилограмата на промените във въздушния дебит в входната секция на входящия канал на двигателя на тракторната инсталация на Владимир, която е представена на фигура 1.2.

Фиг. 1.2. Параметри на потока във входната част на канала: 1 - 30 S -1, 2 - 25 S -1, 3 - 20 S -1

Измерването на скоростта на потока на въздуха в това изследване се извършва с термометрометър, работещ в DC режим.

И тук е целесъобразно да се обърне внимание на самия метод на термоемометрия, който благодарение на редица предимства, получават такава широко разпространена газова динамика на различни процеси в научните изследвания. В момента съществуват различни схеми на термоанемометри в зависимост от задачите и областта на изследванията. Най-подробната теория на термоенемометрията се разглежда. Трябва също да се отбележи голямо разнообразие от проекти за термометрометър, което показва широкото използване на този метод във всички области на промишлеността, включително инженерство.

Помислете за въпроса за приложимостта на метода на термоенемометрията за изучаване на входящия процес в бутащия двигател. По този начин, малките размери на чувствителния елемент на термометромерния сензор не правят значителни промени в естеството на потока на въздуха; Високата чувствителност на анемометите ви позволява да регистрирате колебания с малки амплитуди и високи честоти; Простотата на хардуерната схема дава възможност лесно да се записва електрическият сигнал от изхода на термомемометъра, последван от обработката му на персонален компютър. В термомемометрията се използва в режимите на оразмеряване на един, два- или трикомпонентни сензори. Нишка или филми на огнеупорни метали с дебелина 0.5-20 цт и дължина 1-12 mm обикновено се използват като чувствителен елемент на термометричния сензор. Последният преминава през порцеланова дву-, тристранна или четиримесечна тръба, която се поставя върху металния калъф за запечатване от пробив, металния корпус, олекуван в блоковата глава за изследване на вътрешно-цилиндровото пространство или в тръбопроводи за определяне на средните и пулсални компоненти на скоростта на газа.

И сега обратно към осцилограмата, показана на фигура 1.2. Графиката обръща внимание на факта, че той представлява промяна в скоростта на въздушния поток от ъгъла на въртене на коляновия вал (стр.к.в.) само за всмукателния такт (200 градуса. P.k.v.), докато останалата информация за други часовници като него бяха "изрязани". Тази осцилограма се получава за въртящата се скорост на коляновия вал от 600 до 1800 min -1, докато в модерните двигатели обхватът на работните скорости е много по-широк: 600-3000 min -1. Обръща се внимание на факта, че дебитът в тракара преди отваряне на клапана не е нула. На свой ред, след затваряне на всмукателния вентил, скоростта не се нулира, вероятно защото по пътя има високочестотен бутоничен поток, който в някои двигатели се използва за създаване на динамична (или инертерация).

Ето защо е важно да се разбере процесът като цяло, данните за промяната в дебита на въздуха в входящия участък за целия работен поток на двигателя (720 градуса, PKV) и в целия работен обхват на честотата на въртене на коляновия вал. Тези данни са необходими за подобряване на входящия процес, търсене на начини за увеличаване на магнитудата на нова такса, въведена в цилиндрите на двигателя и създаване на динамични системи за овладяване.

Накратко обмислете особеностите на динамичното овладяване в бутален двигател, който се извършва по различни начини. Не само фазите на разпределение на газ, но и дизайнът на прием на всмукване и дипломиране влияят на входящия процес. Движението на буталото, когато всмукателният такт води до отворен всмукващ клапан към образуването на вълната на гърба. При отворен входящ тръбопровод, тази вълна на налягане се появява с маса от фиксиран околен въздух, отразен от него и се придвижва обратно към входната тръба. В колегите на въздушната колона в входящия тръбопровод може да се използва за увеличаване на пълненето на цилиндри с прясно зареждане и по този начин се получава голямо количество въртящ момент.

С различна форма на динамична свръхчаса - инертен по-добър, всеки входен канал на цилиндъра има своя собствена отделна резонаторна тръба, съответната акустика на дължината, свързана към събиращата камера. В такива резонаторни тръби компресионната вълна, идваща от цилиндри, може да се разпространи независимо един от друг. При координиране на дължината и диаметъра на отделните резонаторни тръби с фази на газоразпределителната фаза, компресионната вълна, отразена в края на резонаторната тръба, връща чрез отворения входен клапан на цилиндъра, като по този начин осигурява най-доброто му пълнене.

Резонансното намаляване се основава на факта, че във въздушния поток в входния тръбопровод при определена скорост на въртене на коляновия вал има резонансни трептения, причинени от буталото на буталото. Това, с правилното оформление на всмукателната система, води до по-нататъшно повишаване на налягането и допълнителен адхезивен ефект.

В същото време, споменатите динамични методи за усилване работят в тесен диапазон от режими, изискват много сложна и постоянна настройка, тъй като акустичните характеристики на двигателя се променят.

Също така, данните за газовата динамика за целия работен поток на двигателя могат да бъдат полезни за оптимизиране на процеса на пълнене и търсенията за увеличаване на въздушния поток през двигателя и съответно неговата сила. В същото време интензивността и мащаба на турбуленцията на въздушния поток, които се генерират в входния канал, както и броя на вихрите, образувани по време на входящия процес.

Бързият поток и широкомащабната турбулентност във въздушния поток осигуряват добро смесване на въздух и гориво и по този начин пълното изгаряне с ниска концентрация на вредни вещества в отработените газове.

Един от начините за създаване на вихрите в процеса на всмукване е използването на капак, който споделя пътя на всмукване в два канала, единият от които може да се припокрива, контролира движението на заряда на сместа. Има голям брой дизайнерски версии, за да се даде тангенциален компонент на движението на потока, за да се организират насочени вихри в входния тръбопровод и цилиндър на двигателя
. Целта на всички тези решения е да се създадат и управляват вертикални вихри в цилиндъра на двигателя.

Има и други начини за контрол на новата такса за пълнене. Дизайнът на спираловиден канал се използва в двигателя с различна стъпка от завои, плоски места на вътрешната стена и остри ръбове на изхода на канала. Друго устройство за регулиране на вихрекс образуването в цилиндъра на двигателя е спирална пружина, монтирана в входящия канал и твърдо фиксиран с единия край преди клапана.

По този начин е възможно да се отбележи тенденцията на изследователите да създадат големи вихрущи сили на различни посоки на разпространение на входа. В този случай въздухът трябва да съдържа главно мащабна турбулентност. Това води до подобрение в сместа и последващо изгаряне на гориво, както в бензинови, така и в дизелови двигатели. И в резултат на това се намаляват специфичното потребление на гориво и емисии на вредни вещества с отработените газове.

В същото време, в литературата няма информация за опитите да се контролира образуването на вихър, като се използва напречно профилиране - промяна във формата на напречната част на канала и е известно, че силно влияе върху естеството на потока.

След гореизложеното може да се заключи, че на този етап в литературата съществува значителна липса на надеждна и пълна информация за газовата динамика на входящия процес, а именно: Промяна на скоростта на въздушния поток от ъгъла на коляновия вал за целият работен поток на двигателя в работния обхват на шарнирния вал на въртене на коляновия вал; Ефекта на филтъра върху газовата динамика на входящия процес; мащабът на турбуленцията се случва по време на приема; Влиянието на хидродинамичната нестационарност върху консумативите в входящия тракт на DVS и др.

Спешната задача е да се търсят методите за увеличаване на въздушния поток през цилиндрите на двигателя с минимално изтънченост на двигателя.

Както вече беше отбелязано по-горе, най-пълните и надеждни входни данни могат да бъдат получени от проучвания за реални двигатели. Тази посока на изследванията обаче е много сложна и скъпа, а за редица въпроси е почти невъзможно, следователно комбинираните методи за проучване на процесите в МНС са разработени чрез експериментатори. Помислете за широко разпространение от тях.

Разработването на набор от параметри и методи за изчисляване и експериментални изследвания се дължи на големия брой на всеобхватните аналитични описания на дизайна на входната система на двигателя на буталото, динамиката на процеса и движението на заряда в входни канали и цилиндър.

Приемливи резултати могат да бъдат получени при съвместно изследване на процеса на всмукване на персонален компютър, използвайки цифрови методи за моделиране и експериментално чрез статични чистчета. Според тази техника са направени много различни проучвания. В такива работи, или възможността за числено симулация на въртящи се потоци в входната система на мастилената система, последвано от тестване на резултатите, като се използва продукция в статичен режим на инспектор, или е разработен изчислен математически модел на базата на получените експериментални данни в статични режими или по време на експлоатацията на индивидуални модификации на двигателите. Подчертаваме, че основата на почти всички такива проучвания се вземат експериментални данни, получени от помощта на статично разпенване на входящата система на мастилената система.

Помислете за класически начин за изучаване на всмукателния процес, като използвате анемометър на веранда. При фиксирани клапан, той произвежда прочистване на тестовия канал с различна втори консумация на въздух. За прочистване се използват реални цилиндрови глави, отлечени от метал или техните модели (сгъваем дървен, гипс, от епоксидни смоли и др.), Сглобени с клапани, които ръководят линии и седла. Въпреки това, както е описано сравнителни тестове, този метод предоставя информация за ефекта на формата на пътя, но работното колело не реагира на действието на целия въздушен поток в напречното сечение, което може да доведе до значителна грешка при оценката на. \\ T Интензивност на заряда в цилиндъра, който се потвърждава математически и експериментално.

Друг условен метод за изучаване на процеса на пълнене е метод, използващ скрита решетка. Този метод се различава от предишния от факта, че абсорбираният въртящ се въздушен поток се изпраща до обтекането върху острието на скритата решетка. В този случай въртящият се поток е откраднат и се образува реактивен момент върху ножовете, който се записва от капацитивния сензор в величината на ъгъла на завъртане на торк. Скритият поток, преминал през решетката, тече през отворена част в края на ръкава в атмосферата. Този метод ви позволява изчерпателно да оцените входящия канал за енергийните показатели и по степента на аеродинамичните загуби.

Дори въпреки факта, че методите на изследване на статичните модели дават само най-общата представа за газо-динамичните и топлообменните характеристики на входа, те все още остават релевантни поради тяхната простота. Изследователите все повече използват тези методи само за предварителна оценка на перспективите за всмукателни системи или преобразуване, които вече съществуват. Въпреки това, за пълно разбиране на физиката на явленията по време на входящия процес на тези методи очевидно не е достатъчно.

Един от най-точните и ефективни начини за изучаване на входящия процес в двигателя са експерименти по специални, динамични инсталации. В предположението, че газо-динамичните и топлообменните характеристики и характеристики на заряда в входящата система са функции на геометрични параметри и фактори на режима за изследването, е много полезно да се използва динамичен модел - експериментална инсталация, която най-често Представлява модел на един цилиндър двигател на различни високоскоростни режими, действащи с помощта на тест за колянов вал от външен източник на енергия и оборудван с различни типове сензори. В този случай можете да оцените общата ефективност от определени решения или тяхната ефективност е елемент. Като цяло, такъв експеримент се намалява, за да се определят характеристиките на потока в различни елементи на всмукателната система (мигновени стойности на температура, налягане и скорост), вариращи ъгъл на въртене на коляновия вал.

Така, най-оптималният начин за изучаване на входящия процес, който дава пълни и надеждни данни, е създаването на едноцилиндричен динамичен модел на бутален двигател, задвижван до въртене от външен енергиен източник. В този случай този метод позволява да се изследват както газо-динамични, така и топлообменници на процеса на пълнене в двигателя с вътрешно горене на бутала. Използването на термоенемометрични методи ще позволи да се получат надеждни данни без значителен ефект върху процесите, настъпили в приемната система на експерименталния модел на двигателя.

1.3 Характеристики на процесите на топлообмен в входната система на буталния двигател

Изследването на топлообмен в буталото на двигателя с вътрешно горене започна в действителност от създаването на първите работещи машини - J. Lenoara, N. Otto и R. Diesel. И разбира се, на началния етап се обръща специално внимание на изследването на топлообмен в двигателния цилиндър. Първите класически произведения в тази посока могат да бъдат приписани.

Въпреки това, само работата, извършена от v.i. Гриневик, стана солидна основа, която се оказа възможно да се изгради теорията за топлообмен за бутални двигатели. Въпросният монограф е предназначен предимно на термичното изчисляване на вътрешно-цилиндрови процеси в OI. В същото време той може също така да намери информация за топломните показатели в процеса на входа, а именно, има статистически данни за величината на нагряване на прясна такса, както и емпирични формули за изчисляване на параметрите на началото и края на входа.

Освен това изследователите започнаха да решават повече лични задачи. По-специално, V. NusseLt получи и публикува формула за коефициент на топлопреминаване в бутален цилиндър на двигателя. N.r. Блестящият в неговата монография изясни формулата на NusseLt и съвсем ясно доказана, че във всеки случай (тип двигател, метод за смесване, скорост на скоростта, нивото на процъфтяване), местни коефициенти на пренос на топлина трябва да бъдат изяснени чрез резултатите от директните експерименти.

Друга посока в изследването на буталните двигатели е изследването на топлообмен в потока на отработените газове, по-специално получаване на данни за топлопредаване по време на бурен газов поток в изпускателната тръба. Голям брой литература са посветени на решаването на тези задачи. Тази посока е доста добре проучена както в статични условия на прочистване, така и при хидродинамична нестационарност. Това се дължи главно на факта, че чрез подобряване на изпускателната система е възможно значително да се увеличат техническите и икономическите показатели на двигателя с вътрешно горене на бутала. В хода на развитието на тази област бяха проведени много теоретични творби, включително аналитични решения и математическо моделиране, както и много експериментални изследвания. В резултат на такова изчерпателно проучване на процеса на освобождаване, бяха предложени голям брой показатели, характеризиращи процеса на освобождаване, за които може да се оцени качеството на дизайна на изпускателната система.

Изследването на топлообмена на входящия процес все още не се обръща достатъчно. Това може да се обясни с факта, че проучванията в областта на топлообменната оптимизация в цилиндъра и отработените трака са първоначално по-ефективни по отношение на подобряването на конкурентоспособността на бутащия двигател. Понастоящем обаче развитието на двигателната индустрия е достигнало такова ниво, че увеличаването на индикатора на двигателя най-малко няколко десети проценти се счита за сериозно постижение за изследователите и инженерите. Ето защо, като се вземат предвид факта, че насоките за подобряване на тези системи са предимно изтощени, в момента все повече и повече специалисти търсят нови възможности за подобряване на работните процеци на бутални двигатели. И една от тези посоки е изследването на топлообмен по време на входа в входа.

В литературата на топлообмен в процеса на всмукване, работата може да се разграничи върху изследването на влиянието на интензивността на вихровия поток на зареждане върху входа върху термичното състояние на частите на двигателя (цилиндрова глава, прием и изпускателен клапан, Повърхности на цилиндъра). Тези произведения са от голяма теоретичен характер; Въз основа на решаването на нелинейни уравнения на Navier-Stokes и Fourier-Ostregradsky, както и математическо моделиране, използвайки тези уравнения. Като се има предвид голям брой предположения, резултатите могат да бъдат взети като основа за експериментални проучвания и / или да бъдат оценени в инженерни изчисления. Също така, тези произведения съдържат експериментални проучвания за определяне на локални не-стационарни топлинни потоци в дизелова горивна камера в широк диапазон интензивност на входящия въздух на интензитета.

Гореспоменатите термообменни работи в процеса на входа най-често не засягат влиянието на газовата динамика върху местната интензивност на преноса на топлина, който определя размера на нагряването на свежи заряд и температурни напрежения в всмукателния колектор (тръба). Но, както е добре известно, величината на нагряването на прясна заряда има значителен ефект върху масовата консумация на прясна такса през цилиндрите на двигателя и съответно неговата сила. Също така, намаляването на динамичната интензивност на преноса на топлина в входната пътека на буталния двигател може да намали нейното напрежение и по този начин ще увеличи ресурса на този елемент. Ето защо, проучването и решаването на тези задачи е спешна задача за развитието на изграждането на двигателя.

Трябва да се посочи, че понастоящем за инженерните изчисления използват статични продуциращи данни, което не е правилно, тъй като нестационарността (поток пулсация) силно влияе върху топлопредаването в каналите. Експерименталните и теоретичните проучвания показват значителна разлика в коефициента на пренос на топлина в нестационарни условия от стационарен случай. Тя може да достигне 3-4-кратна стойност. Основната причина за тази разлика е специфичното преструктуриране на турбулентната структура на потока, както е показано в.

Установено е, че в резултат на ефекта върху потока на динамична нестационарност (ускорение на потока), тя се осъществява в кинематичната структура, което води до намаляване на интензивността на топлообменните процеси. Също така, работата беше установена, че ускорението на потока води до увеличаване на 2-3-алармата в тенчествените подчертавания и впоследствие до намаляване на локалните коефициенти на пренос на топлина.

Така, за изчисляване на размера на нагряването на прясно зареждане и определяне на температурните напрежения в всмукателния колектор (тръба), в този канал са необходими данни за моментния местен пренос на топлина, тъй като резултатите от статични чистчета могат да доведат до сериозни грешки ( Повече от 50%) при определяне на коефициента на топлопреминаване в приемния тракт, който е неприемлив дори за инженерни изчисления.

1.4 Заключения и определяне на целите на проучването

Въз основа на горното могат да се направят следните заключения. Технологичните характеристики на двигателя с вътрешно горене се определят до голяма степен от аеродинамичното качество на приемния път като цяло и отделни елементи: всмукателния колектор (входна тръба), канала в цилиндровата глава, нейната врата и клапанната плоча и клапанната плоча, изгарянето камери в дъното на буталото.

Понастоящем обаче се фокусира върху оптимизирането на дизайна на канала в цилиндровата глава и сложните и скъпите системи за пълнене на цилиндъра с нова заряда, докато може да се предположи, че само чрез профилиране на всмукателния колектор може да бъде повлиян от газовия динамик, топлина консумативи за обмен и двигатели.

Понастоящем има голямо разнообразие от средства и методи за измерване за динамично изследване на входящия процес в двигателя, а основната методологична сложност се състои в техния правилен избор и употреба.

Въз основа на горния анализ на литературните данни могат да бъдат формулирани следните задачи на дисертация.

1. да се установи ефекта на конфигурацията на всмукателния колектор и наличието на филтриращия елемент върху газовата динамика и консумативите на буталния двигател на вътрешното изгаряне, както и разкриват хидродинамичните фактори на топлообмена на пулсиращия поток с пулсиращия поток стените на канала на входа.

2. Разработване на метод за увеличаване на въздушния поток през входна система от бутален двигател.

3. Намерете основните модели на промени в мигновния локален пренос на топлина в входния път на буталния двигател в хидродинамичната нестационарност в класическия цилиндричен канал, както и да откриете ефекта на конфигурацията на всмукателната система (профилирани вложки и въздушни филтри ) към този процес.

4. За да обобщим експерименталните данни за мигновен локален коефициент на пренос на топлина в всмукателния колектор за всмукване на бутала.

За да разрешите задачите за разработване на необходимите техники и създайте експериментална настройка под формата на модел на инструмент на двигателя на буталото, оборудван с контролна и измервателна система с автоматично събиране и обработка на данни.

2. Описание на експерименталните методи за инсталиране и измерване

2.1 Експериментална инсталация за изследване на входящия вход

Характерните характеристики на изследваните входящи процеси са тяхната динамика и честота поради широк диапазон от въртяща се скорост на двигателя и хармоничността на тези периодични издания, свързани с неравномерното движение на буталото и промените в конфигурацията на всмукателната пътека в зоната на клапанната зона. Последните два фактора са свързани помежду си с действието на механизма за разпределение на газа. Възпроизведете такива условия с достатъчна точност само с помощта на полетен модел.

Тъй като газо-динамичните характеристики са функции на геометрични параметри и режима фактори, динамичният модел трябва да съответства на двигателя на определено измерение и да работи в характерни високоскоростни режими на теста на коляновия вал, но вече от външен енергиен източник. Въз основа на тези данни е възможно да се разработят и оценяват общата ефективност от определени решения, насочени към подобряване на пътя на всмукване като цяло, както и отделно от различни фактори (конструктивен или режим).

За изследване на газовата динамика и пренос на топлина в буталния двигател на вътрешното изгаряне, експериментална инсталация е проектирана и произведена. Разработен е на базата на модела на двигателя 11113 VAZ - OKA. При създаването на инсталацията се използват прототипни детайли, а именно: свързващ прът, бутален пръст, бутало (с усъвършенстване), газоразпределителен механизъм (с усъвършенстване), шайба на коляновия вал. Фигура 2.1 показва надлъжен разрез на експерименталната инсталация и на фигура 2.2 е нейният напречен разрез.

Фиг. 2.1. Дамски съкращения на експерименталната инсталация:

1 - еластично съединение; 2 - гумени пръсти; 3 - Род цервикант; 4 - естествена шийка; 5 - буза; 6 - NUT M16; 7 - противотежест; 8 - NUT M18; 9 - Местни лагери; 10 - Подкрепя; 11 - лагери, свързващи пръчка; 12 - прът; 13 - бутален пръст; 14 - бутало; 15 - цилиндрова ръкав; 16 - цилиндър; 17 - База на цилиндъра; 18 - цилиндрови опори; 19 - флуоропласт пръстен; 20 - референтна плоча; 21 - шестоъгълник; 22 - Уплътнение; 23 - входен клапан; 24 - дипломиран клапан; 25 - разпределителен вал; 26 - Ремъчна шайба; 27 - шайба на коляновия вал; 28 - зъбен колан; 29 - валяк; 30 - обтегач; 31 - обтягащ болт; 32 - Maslenka; 35 - асинхронен двигател

Фиг. 2.2. Напречна част от експерименталната инсталация:

3 - Род цервикант; 4 - естествена шийка; 5 - буза; 7 - противотежест; 10 - Подкрепя; 11 - лагери, свързващи пръчка; 12 - прът; 13 - бутален пръст; 14 - бутало; 15 - цилиндрова ръкав; 16 - цилиндър; 17 - База на цилиндъра; 18 - цилиндрови опори; 19 - флуоропласт пръстен; 20 - референтна плоча; 21 - шестоъгълник; 22 - Уплътнение; 23 - входен клапан; 25 - разпределителен вал; 26 - Ремъчна шайба; 28 - зъбен ремък; 29 - валяк; 30 - обтегач; 31 - обтягащ болт; 32 - Maslenka; 33 - вмъкване на профилиран; 34 - измервателен канал; 35 - асинхронен двигател

Както може да се види от тези изображения, инсталацията е естествен модел на двуцилиндър вътрешния двигател с вътрешно горене 7.1 / 8.2. Чрез еластичен съединител 1 на коляновия вал на оригиналния дизайн 2 на коляновия вал на оригиналния дизайн се предава въртящ момент от асинхронен двигател. Използваният съединител е способен значително да компенсира нечувствителността на съединението от шахтите на асинхронния двигател и коляновия вал на инсталацията, както и за намаляване на динамичните натоварвания, особено при стартиране и спиране на устройството. Коляновият вал от своя страна се състои от свързваща щанга на шийките 3 и две местни шийки 4, които са свързани помежду си с бузите 5. Развачът на пръчката се притиска с опъване в бузата и се фиксира с помощта на ядки 6. За да намалите вибрациите на бузите са закрепени с анти-тестови болтове 7. Аксиалното движение на коляновия вал възпрепятства гайката 8. Коляновият вал се върти в затворените подвижни лагери 9, фиксирани в опорите 10. Два затворени подвижни носещи се 11 са монтирани върху свързваща врата, върху която Свързващият прът 12 е монтиран. Използването на две лагери в този случай е свързано с размера на площадката на свързващия прът. Към свързващия прът с бутален пръст 13, буталото 14 е монтирано на чугунената втулка 15, притиснато в стоманения цилиндър 16. Цилиндърът е монтиран на основата 17, който се поставя върху цилиндъра поддържа 18. един широк Флуоропластичен пръстен 19 е монтиран на буталото, вместо три стандартна стомана. Използването на чугун и флуоропластичен пръстен осигурява рязък спад в триенето по двойки бутални ръкави и бутални пръстени - ръкав. Ето защо, експерименталната инсталация може да работи за кратко време (до 7 минути) без система за смазване и охлаждане на работните честоти на въртенето на коляновия вал.

Всички основни фиксирани елементи на експерименталната инсталация са фиксирани върху основната плоча 20, която с два шестоъгълника са прикрепени към лабораторната маса. За да намалите вибрациите между шестоъгълника и опорната плоча има гумено уплътнение 22.

Механизмът на експерименталната инсталация на времето е зает от автомобила VAZ 11113: блок главата се използва с някои модификации. Системата се състои от входящ клапан 23 и изпускателен вентил 24, които се контролират с помощта на разпределителен вал 25 с ролка 26. макарата на разпределителната вала е свързана с шайба 27 с зъбен ремък 28. На коляновия вал на инсталационния вал постави две Ремъчни шайби за опростяване на напрежението на задвижващия вал. Натоварването на колана се контролира от валяк 29, който е монтиран на рафта 30, а обтегачният болт 31. MaSliners 32 са монтирани за смазване на лагерите на разпределителния образ, маслото, от които гравитацията става към плъзгащите лагери на разпределителния вал.

Подобни документи

Характеристики на приема на валидния цикъл. Влиянието на различни фактори върху пълненето на двигатели. Налягане и температура в края на приема. Коефициентът на остатъчния газ и факторите, определящи неговата величина. Вход при ускоряване на движението на буталото.

лекция, добавена 30.05.2014


Размерите на дебитните секции в шийките, камери за входни клапани. Профилиране на ненапрегната камера водеща един входен клапан. Скорост на натиска в ъгъла на юмрука. Изчисляване на изворите на клапана и разпределителния вал.

работа на курса, добавена 03/28/2014


Обща информация за двигателя с вътрешно горене, нейното устройство и характеристики на работа, предимства и недостатъци. Работен процес на двигателя, методи за запалване на гориво. Търсене на упътвания за подобряване на дизайна на двигател с вътрешно горене.

резюме, добавен 06/21/2012


Изчисляване на процесите на пълнене, компресия, изгаряне и разширяване, определяне на индикатор, ефективни и геометрични параметри на двигателя с авиационен бутал. Динамично изчисляване на механизма за свързване на манивела и изчисление върху силата на коляновия вал.

курсов курс, добавен 01/17/2011


Проучване на характеристиките на пълнежа, компресиране, изгаряне и разширителен процес, които пряко влияят на работния поток на двигателя с вътрешно горене. Анализ на индикатор и ефективни показатели. Графики на индикатора за изграждане на работния процес.

курсова работа, добавена 30.10.2013


Методът за изчисляване на коефициента и степента на неравномерност на захранването на буталната помпа с определени параметри, изготвяне на съответната графика. Условия за всмукване на бутални помпа. Хидравлично изчисление на инсталацията, основните параметри и функции.

допълнителна проверка 03/07/2015


Разработване на проект на 4-цилиндров V-образен бутален компресор. Топлинното изчисляване на монтажа на компресора на хладилната машина и определянето на неговия газов тракт. Изграждане на индикатор и електрическа диаграма на устройството. Силата изчисляване на детайлите на буталото.

работа на курса, добавена 01/25/2013


Общи характеристики на веригата на аксиално-бутална помпа с наклонен блок цилиндри и диск. Анализ на основните етапи на изчисляване и проектиране на аксиална бутална помпа с наклонен блок. Разглеждане на дизайна на универсалния регулатор на скоростта.

курсова работа, добавена 01/10/2014


Проектиране на устройство за операции по смилане. Метода за получаване на детайла. Строителство, принцип и условия за работа на аксиална бутална помпа. Изчисляване на грешката на измервателния уред. Технологична схема за сглобяване на електрическия механизъм.

теза, добавена 05/26/2014


Разглеждане на термодинамични цикли на двигателите с вътрешно горене с топлоснабдяване при постоянен обем и налягане. Изчисляване на топлинна двигател D-240. Изчисляване на входящите процеси, компресия, горене, разширяване. Ефективно изпълнение на работата на DVS.