Egzoz gazlarının gaz dinamik analizi. Bilim ve eğitimin modern sorunları. Egzoz sistemlerinin verimliliğine ilişkin hesaplamalı çalışmalar

Boyut: piksel

Gösterimi sayfadan başlat:

deşifre metni

1 El yazması olarak Mashkur Mahmud A. BUZUN GİRİŞ VE EGZOZ SİSTEMLERİNDEKİ GAZ DİNAMİKLERİ VE ISI TRANSFER SÜREÇLERİNİN MATEMATİKSEL MODELİ Uzmanlık " Isı motorları" Teknik bilimler adayı derecesi için tezin özeti St. Petersburg 2005

2 Çalışmanın genel özellikleri Tezin alaka düzeyi Motor yapımının hızlandırılmış gelişim hızının modern koşullarında ve verimliliğindeki artışa bağlı olarak iş sürecinin yoğunlaşmasındaki baskın eğilimlerin yanı sıra, giderek daha fazla dikkat çekilmektedir. mevcut motor türlerini oluşturma, ince ayar yapma ve değiştirme süresini azaltmak için ödenir. Bu görevde hem zaman hem de malzeme maliyetlerini önemli ölçüde azaltan ana faktör, modern bilgisayarların kullanılmasıdır. Bununla birlikte, kullanımları ancak oluşturulan matematiksel modeller içten yanmalı motorun işleyişini belirleyen gerçek süreçler için yeterliyse etkili olabilir. Modern motor yapımının gelişiminin bu aşamasında özellikle akut olan, toplam güçteki bir artışla ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olan silindir-piston grubunun (CPG) parçalarının ve silindir kapağının ısı stresi sorunudur. Çalışma sıvısı ile gaz-hava kanallarının (GAC) duvarları arasındaki anlık yerel konvektif ısı transferi süreçleri hala yeterince çalışılmamıştır ve içten yanmalı motorlar teorisindeki darboğazlardan biridir. Bu bağlamda, içten yanmalı motor parçalarının sıcaklık ve ısıl stres durumunun güvenilir tahminlerini elde etmeyi mümkün kılan, bir GWC'de yerel konvektif ısı transferini incelemek için güvenilir, deneysel olarak kanıtlanmış hesaplamalı-teorik yöntemlerin oluşturulması acil bir sorundur. . Çözümü, bilimselliği geliştirmek için makul bir tasarım ve teknolojik çözüm seçimi yapmayı mümkün kılacaktır. teknik seviye tasarımı, bir motor oluşturma döngüsünün kısaltılmasını ve motorların deneysel ince ayar maliyetlerinin ve maliyetlerinin düşürülerek ekonomik bir etki elde edilmesini mümkün kılacaktır. Çalışmanın amacı ve hedefleri Tez çalışmasının temel amacı, bir dizi teorik, deneysel ve metodolojik problemi çözmek,

3, motorun GWC'sinde yerel konvektif ısı transferini hesaplamak için yeni ördek matematiksel modellerinin ve yöntemlerinin oluşturulmasıyla ilişkilidir. Çalışmanın amacına uygun olarak, çalışmanın metodolojik sırasını büyük ölçüde belirleyen aşağıdaki ana görevler çözüldü: 1. GWC'deki kararsız akışın teorik bir analizini yapmak ve teoriyi kullanma olasılıklarını değerlendirmek motorlarda yerel konvektif ısı transferi parametrelerinin belirlenmesinde sınır tabakasının; 2. Hızları, sıcaklığı ve sıcaklığı belirlemek için sabit olmayan bir formülasyonda çok silindirli bir motorun emme-egzoz sisteminin elemanlarında çalışma sıvısının viskoz olmayan akışı probleminin bir bilgisayarda bir algoritmasının ve sayısal uygulamasının geliştirilmesi ve GVK motorunun boşluklarında gaz dinamiği ve ısı transferi problemini daha fazla çözmek için sınır koşulları olarak kullanılan basınç. 3. GWC'nin çalışma gövdesi etrafındaki akışın anlık hız alanlarını üç boyutlu bir formülasyonda hesaplamak için yeni bir yöntemin oluşturulması; 4. Sınır tabakası teorisinin temellerini kullanarak GWC'de yerel konvektif ısı transferinin matematiksel bir modelinin geliştirilmesi. 5. GWC'de yerel ısı transferinin matematiksel modellerinin deneysel ve hesaplanmış verileri karşılaştırarak yeterliliğinin doğrulanması. Bu görev dizisinin uygulanması, işin ana amacına - bir GWC'de konvektif ısı transferinin yerel parametrelerini hesaplamak için bir mühendislik yönteminin oluşturulmasına - ulaşılmasını mümkün kılar. benzinli motor. Sorunun aciliyeti, belirlenen görevlerin çözümünün, motor tasarımı aşamasında makul bir tasarım ve teknolojik çözüm seçimi yapmayı, tasarımın bilimsel ve teknik seviyesini artırmayı, kısaltmayı mümkün kılacağı gerçeğiyle belirlenir. bir motor oluşturma döngüsü ve ürünün deneysel ince ayar maliyetini ve maliyetlerini azaltarak ekonomik bir etki elde etmek. 2

4 Tez çalışmasının bilimsel yeniliği şudur: 1. İlk kez, tek boyutlu bir temsili rasyonel olarak birleştiren bir matematiksel model kullanılmıştır. gaz dinamik süreçleri Yerel ısı transferinin parametrelerini hesaplamak için GWC'deki gaz akışının üç boyutlu bir temsili ile motorun emme ve egzoz sisteminde. 2. Bir benzinli motorun tasarımı ve ince ayarı için metodolojik temeller, yerel termal yükleri ve silindir kafası elemanlarının termal durumunu hesaplamak için modernize edilerek ve iyileştirilerek geliştirilmiştir. 3. Bir benzinli motorun giriş ve çıkış kanallarındaki uzaysal gaz akışları ve silindir kapağı gövdesindeki üç boyutlu sıcaklık dağılımı hakkında yeni hesaplanmış ve deneysel veriler elde edilmiştir. Sonuçların güvenilirliği, kanıtlanmış hesaplamalı analiz yöntemleri ve deneysel çalışmalar kullanılarak sağlanır, ortak sistemler uygun başlangıç ​​​​ve sınır koşulları ile enerjinin, kütlenin, momentumun temel korunum yasalarını yansıtan denklemler, matematiksel modellerin uygulanması için modern sayısal yöntemler, GOST'lerin ve diğer düzenlemelerin kullanımı, ölçüm kompleksinin elemanlarının uygun kalibrasyonu deneysel çalışmanın yanı sıra modelleme ve deney sonuçları arasında tatmin edici bir uyum. Elde edilen sonuçların pratik değeri, motorun emme ve egzoz sistemlerindeki gaz-dinamik süreçlerin tek boyutlu bir temsili ile bir benzinli motorun kapalı çalışma döngüsünü hesaplamak için bir algoritma ve programın olduğu gerçeğinde yatmaktadır. bir benzinli motorun silindir kapağının GVK'sındaki ısı transfer parametrelerini üç boyutlu bir formülasyonda hesaplamak için bir algoritma ve program olarak, uygulama için önerilir. Teorik bir çalışmanın sonuçları, doğrulandı 3

5 deney, motorların tasarım ve ince ayar maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Çalışma sonuçlarının onaylanması. Tez çalışmasının ana hükümleri, SPbSPU'nun XXXI ve XXXIII Bilim Haftalarında (2002 ve 2004) SPbSPU ICE Bölümünün yıl içindeki bilimsel seminerlerinde rapor edildi. Yayınlar Tezin materyallerine göre 6 yayın yayınlandı. Çalışmanın yapısı ve kapsamı Tez çalışması giriş, beşinci bölümler, sonuç ve 129 başlıktan oluşan bir bibliyografyadan oluşmaktadır. 124 sayfa ana metin, 41 şekil, 14 tablo, 6 fotoğraf dahil olmak üzere 189 sayfa içerir. Çalışmanın içeriği Girişte, tez konusunun alaka düzeyi kanıtlanır, araştırmanın amacı ve hedefleri tanımlanır, çalışmanın bilimsel yeniliği ve pratik önemi formüle edilir. Verilen Genel özellikleri iş. Birinci bölüm, içten yanmalı motorlarda gaz dinamiği ve ısı transferi sürecine ilişkin teorik ve deneysel çalışmalara ilişkin ana çalışmaların bir analizini içermektedir. Araştırma görevleri belirlenir. Silindir kapağındaki egzoz ve emme kanallarının yapısal biçimlerinin gözden geçirilmesi ve motorların gaz-hava yollarındaki hem durağan hem de durağan olmayan gaz akışlarının deneysel ve hesaplamalı-teorik çalışmalarının yöntem ve sonuçlarının analizi yapıldı. dışarı. içten yanma. GWC'deki ısı transferinin yoğunluğunun yanı sıra termo- ve gaz-dinamik süreçlerin hesaplanmasına ve modellenmesine yönelik mevcut yaklaşımlar dikkate alınmaktadır. Çoğunun sınırlı bir kapsama sahip olduğu ve ısı transfer parametrelerinin GWC yüzeyleri üzerindeki dağılımının tam bir resmini vermediği sonucuna varılmıştır. Her şeyden önce, bunun nedeni, çalışma sıvısının GWC'deki hareketi probleminin çözümünün basitleştirilmiş bir boyutlu veya iki boyutlu 4'te gerçekleştirilmesidir.

Karmaşık şekilli GVK durumunda geçerli olmayan 6 beyanı. Ek olarak, çoğu durumda, taşınımla ısı transferini hesaplamak için ampirik veya yarı ampirik formüllerin kullanıldığı ve bunun da genel durumda gerekli çözüm doğruluğunun elde edilmesine izin vermediği kaydedildi. Bu konular daha önce Bravin V.V., Isakov Yu.N., Grishin Yu.A., Kruglov M.G., Kostin A.K., Kavtaradze R.Z., Ovsyannikov M.K. , Petrichenko R.M., Petrichenko M.R., Rosenblit G.B., Stradomsky M.V., Chainova N.D., Shabanova A.Yu., Zaitseva A.B., Mundshtukova D.A., Unru P.P., Shekhovtsova A.F., Voshni G, Heyvuda J., Benson R.S., Garg R.D., Woollatt D., Chapman M., Novak J.M., Stein R.A., Daneshyar H ., Horlock J.H, Winterbone D.E., Kastner L.J. , Williams T.J., White B.J., Ferguson C.R. GVK'da gaz dinamiklerini ve ısı transferini incelemek için mevcut problemlerin ve yöntemlerin analizi, çalışmanın ana amacının GVK'daki gaz akışı parametrelerini üç boyutlu olarak belirlemek için bir yöntem oluşturmak olarak formüle edilmesini mümkün kılmıştır. ayar, ardından yüksek hızlı içten yanmalı motorların silindir kafalarının GVK'sındaki yerel ısı transferinin hesaplanması ve bu yöntemin pratik problemlerin çözümü için uygulanması, silindir kafalarının ve valflerin termal gerilimini azaltma görevleri. Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, çalışmada aşağıdaki görevler belirlendi: - Karmaşık üç boyutlu gaz akışını dikkate alarak motor egzoz ve emme sistemlerinde ısı transferinin tek boyutlu-üç boyutlu modellemesi için yeni bir yöntem oluşturmak bunlarda, ICE piston silindir kafalarının ısı stresi problemlerini hesaplarken ısı transferinin sınır koşullarını ayarlamak için ilk bilgileri elde etmek amacıyla; - Çok silindirli bir motorun çalışma döngüsünün durağan olmayan tek boyutlu bir modelinin çözümüne dayalı olarak gaz-hava kanalının giriş ve çıkışındaki sınır koşullarını belirlemek için bir metodoloji geliştirmek; - Metodolojinin güvenilirliğini, test hesaplamalarını kullanarak ve elde edilen sonuçları deneysel verilerle karşılaştırarak ve motor yapımında daha önce bilinen yöntemleri kullanarak yapılan hesaplamalarla karşılaştırarak kontrol edin; 5

7 - Motor silindir kafalarının termal durumuna ilişkin hesaplamalı ve deneysel bir çalışma gerçekleştirerek ve parçadaki sıcaklık dağılımına ilişkin deneysel ve hesaplanmış verileri karşılaştırarak metodolojiyi kontrol edin ve iyileştirin. İkinci bölüm, içten yanmalı çok silindirli bir motorun kapalı çalışma çevriminin matematiksel modelinin geliştirilmesine ayrılmıştır. Çok silindirli bir motorun çalışma sürecinin tek boyutlu hesaplama şemasını uygulamak için, hesaplama sürecinin yüksek bir yakınsama oranını ve kararlılığını garanti eden iyi bilinen bir özellik yöntemi seçildi. Motorun gaz-hava sistemi, aerodinamik olarak birbirine bağlı bireysel silindir elemanları seti, giriş ve çıkış kanalları ve nozüller, manifoldlar, susturucular, dönüştürücüler ve borular olarak tanımlanır. Emme-egzoz sistemlerindeki aerodinamik süreçler, viskoz olmayan sıkıştırılabilir bir gazın tek boyutlu gaz dinamiği denklemleri kullanılarak açıklanır: Süreklilik denklemi: ρ u ρ u + ρ + u + ρ t x x F df dx = 0 ; F 2 \u003d π 4 D; (1) Hareket denklemi: u t sen + sen x 1 p 4 f + + ρ x D 2 sen 2 sen sen = 0 ; f t = w ; (2) 2 0.5ρu Enerji korunumu denklemi: p p + u a t x 2 ρ ​​​​x + 4 f D sen 2 (k 1) ρ q sen = 0 2 sen sen ; 2 kp a = ρ, (3) burada a ses hızıdır; ρ-gaz yoğunluğu; u, x ekseni boyunca akış hızıdır; t- zaman; p-basınç; lineer kayıpların f-katsayısı; boru hattının D-çapı C; k = P, özgül ısı kapasitelerinin oranıdır. Özgeçmiş 6

8 Sınır koşulları (temel denklemler temelinde: süreklilik, enerji korunumu ve izentropik olmayan bir akışta yoğunluk ve ses hızı oranı) silindirlerdeki valf yuvalarındaki koşullara ve ayrıca motorun giriş ve çıkışındaki koşullar. Motorun kapalı çalışma döngüsünün matematiksel modeli, motor silindirlerindeki ve emme ve egzoz sistemlerinin parçalarındaki işlemleri açıklayan hesaplanmış oranları içerir. Bir silindirdeki termodinamik süreç, St. Petersburg Devlet Pedagoji Üniversitesi'nde geliştirilen bir teknik kullanılarak açıklanmaktadır. Program, farklı motor tasarımları için silindirlerdeki ve emme ve egzoz sistemlerindeki gaz akışının anlık parametrelerini belirleme olanağı sağlar. Özellikler yöntemiyle (kapalı çalışma sıvısı) tek boyutlu matematiksel modellerin uygulanmasının genel yönleri ele alınır ve silindirlerdeki ve tekli motorların emme ve egzoz sistemlerindeki gaz akış parametrelerindeki değişikliğin hesaplanmasının bazı sonuçları ve çok silindirli motorlar gösterilmektedir. Elde edilen sonuçlar, motor emme-egzoz sistemlerinin organizasyonunun mükemmellik derecesini, gaz dağıtım aşamalarının optimalliğini, çalışma sürecinin gaz-dinamik ayarlama olanaklarını, tek tek silindirlerin çalışmasının tekdüzeliğini değerlendirmeyi mümkün kılar. vesaire. Bu teknik kullanılarak belirlenen silindir kafasının gaz-hava kanallarının giriş ve çıkışındaki basınçlar, sıcaklıklar ve gaz akış hızları, bu boşluklardaki ısı transfer işlemlerinin sonraki hesaplamalarında sınır koşulları olarak kullanılır. Üçüncü bölüm, yeni sistemin tanımına ayrılmıştır. Sayısal yöntem, termal durumun sınır koşullarının gaz-hava kanalları tarafından hesaplanmasını mümkün kılar. Hesaplamanın ana aşamaları şunlardır: emme ve egzoz sistemi bölümlerindeki durağan olmayan gaz değişim sürecinin özellikler yöntemiyle tek boyutlu analizi (ikinci bölüm), yarı durağan akışın üç boyutlu hesaplanması giriş ve 7

Sonlu elemanlar yöntemi FEM ile 9 egzoz kanalı, çalışma akışkanının yerel ısı transfer katsayılarının hesaplanması. Kapalı döngü programının ilk aşamasının sonuçları, sonraki aşamalarda sınır koşulları olarak kullanılır. Kanaldaki gaz-dinamik süreçleri açıklamak için, bölgenin hareketini hesaba katma ihtiyacı nedeniyle, bölgenin değişken bir şekli ile viskoz olmayan gaz akışının (Euler denklemleri sistemi) basitleştirilmiş bir yarı-durağan şeması seçildi. valfler: r V = 0 r r 1 (V) V = p valf hacmi, kılavuz kovanın bir parçası 8 ρ'yı gerekli kılar. (4) Sınır koşulları olarak, giriş ve çıkış kesitlerindeki kesit boyunca ortalaması alınan anlık gaz hızları ayarlanmıştır. Kanallardaki sıcaklıklar ve basınçların yanı sıra bu hızlar, çok silindirli bir motorun çalışma sürecini hesaplama sonuçlarına göre ayarlanmıştır. Gaz dinamiği problemini hesaplamak için, hesaplamanın uygulanması için kabul edilebilir maliyetlerle birlikte yüksek modelleme doğruluğu sağlayan FEM sonlu elemanlar yöntemi seçildi. Bu sorunu çözmek için FEM hesaplama algoritması, Bubnov-Galerkin yöntemi kullanılarak Euler denklemlerinin dönüştürülmesiyle elde edilen varyasyon fonksiyonelinin en aza indirilmesine dayanır: (l l l l l l m m) k UU Φ x + VU Φ y + WU Φ z + p ψ x Φ) l l l l l l m k (UV Φ x + VV Φ y + WV Φ z + p ψ y) Φ) l l l l l l m k (UW Φ x + VW Φ y + WW Φ z + p ψ z) Φ) l l l l l l m (U Φ x + V Φ y + W Φ z ) ψ dxdydz = 0. dxdydz = 0, dxdydz = 0, dxdydz = 0, (5)

10 hesaplama alanının üç boyutlu bir modelinin kullanımı. VAZ-2108 motorunun giriş ve çıkış kanallarının hesaplama modellerinin örnekleri, Şek. 1. -b- -a- Pirinç.1. Bir VAZ motorunun (a) emme ve (b) egzoz kanallarının modelleri GVK'daki ısı transferini hesaplamak için, ana varsayımı hacmin viskoz olmayan bölgelere bölünmesi olan hacimsel iki bölgeli bir model seçildi. çekirdek ve sınır tabakası. Basitleştirmek için, gaz dinamiği problemlerinin çözümü yarı durağan bir formülasyonda, yani çalışma sıvısının sıkıştırılabilirliği dikkate alınmadan gerçekleştirilir. Hesaplama hatasının analizi, gaz değişim döngüsünün toplam süresinin %5-7'sini geçmeyen, valf aralığının açılmasından hemen sonraki kısa bir süre dışında, böyle bir varsayımın olasılığını göstermiştir. GVK'de açık ve kapalı vanalarla ısı alışverişi süreci farklı bir fiziksel yapıya sahiptir (sırasıyla zorunlu ve serbest konveksiyon) ve bu nedenle iki farklı yöntemle tanımlanırlar. Valfler kapatıldığında, MSTU tarafından önerilen, çalışma döngüsünün bu bölümünde serbest konveksiyonun kendisi ve kolon 9'un artık salınımlarından kaynaklanan zorunlu konveksiyon nedeniyle kafanın iki termal yükleme sürecini hesaba katan teknik kullanılır.

Çok silindirli bir motorun manifoldlarındaki basınç değişkenliğinin etkisi altında kanaldaki 11 gaz. Açık valflerde, ısı değişim süreci, gaz değişim döngüsü sırasında çalışma sıvısının organize hareketi tarafından başlatılan zorunlu konveksiyon yasalarına uyar. Bu durumda ısı transferinin hesaplanması, sorunun iki aşamalı bir çözümünü içerir: kanaldaki gaz akışının yerel anlık yapısının analizi ve kanal duvarlarında oluşturulan sınır tabakası boyunca ısı transferinin yoğunluğunun hesaplanması. GWC'deki konvektif ısı transferi işlemlerinin hesaplanması, sınır tabakasının laminer veya türbülanslı yapısı dikkate alınarak düz bir duvar etrafındaki bir akışta ısı transferi modeline dayanıyordu. Isı transferinin ölçütsel bağımlılıkları, hesaplama ve deneysel verilerin karşılaştırılmasının sonuçlarına dayalı olarak rafine edildi. Bu bağımlılıkların son hali aşağıda verilmiştir: Türbülanslı sınır tabakası için: 0.8 x Re 0 Nu = Pr (6) x Laminer sınır tabakası için: Nu Nu x x αxx = λ (m,pr) = Φ Re t x Kτ, (7) burada: α x yerel ısı transfer katsayısı; Nusselt ve Reynolds sayılarının sırasıyla Nu x, Re x yerel değerleri; Belirli bir zamanda Pr Prandtl sayısı; akış gradyanının m karakteristiği; Ф(m,Pr), çalışma sıvısı Pr'nin akış gradyan indeksi m ve Prandtl sayısı 0,15'e bağlı bir fonksiyondur; K τ = Re d - düzeltme faktörü. Isı alma yüzeyinin hesaplanan noktalarındaki ısı akılarının anlık değerlerine göre, valf kapanma süresi dikkate alınarak çevrim üzerinden ortalama alınmıştır. 10

12 Dördüncü bölüm, bir benzinli motorun silindir kapağının sıcaklık durumunun deneysel çalışmasının açıklamasına ayrılmıştır. Teorik metodolojiyi test etmek ve geliştirmek için deneysel bir çalışma yapılmıştır. Deneyin görevi, sabit sıcaklıkların silindir kafası gövdesindeki dağılımını elde etmek ve hesaplama sonuçlarını elde edilen verilerle karşılaştırmaktı. Deneysel çalışma, St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi ICE Bölümünde bir test tezgahında gerçekleştirildi. araba Motoru Silindir kafasının hazırlanmasına ilişkin VAZ Çalışmaları, JSC Zvezda'nın (St. Petersburg) araştırma laboratuvarında kullanılan metodolojiye göre yazar tarafından St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi ICE Bölümünde yapılmıştır. Kafadaki sabit sıcaklık dağılımını ölçmek için, GVK'nın yüzeyleri boyunca yerleştirilmiş 6 kromel-kopel termokupl kullanıldı. Çeşitli sabit hızlarda hem hız hem de yük özellikleri açısından ölçümler yapılmıştır. krank mili. Deney sonucunda motor çalışırken alınan termokuplların hız ve yük özelliklerine göre okumaları elde edilmiştir. Böylece yapılan çalışmalar içten yanmalı motorların silindir kafası detaylarında gerçek sıcaklıkların ne olduğunu göstermektedir. Bölümde deneysel sonuçların işlenmesine ve hataların tahminine daha fazla dikkat edilmektedir. Beşinci bölüm, hesaplanan verileri deneysel sonuçlarla karşılaştırarak GWC'deki ısı transferinin matematiksel modelini doğrulamak için gerçekleştirilen bir hesaplama çalışmasının verilerini sunmaktadır. Şek. Şekil 2, VAZ-2108 motorunun emme ve egzoz kanallarındaki hız alanının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenmesinin sonuçlarını göstermektedir. Elde edilen veriler, bu sorunun üç boyutlu, 11 dışında herhangi bir ortamda çözülmesinin imkansızlığını tam olarak doğrulamaktadır.

13 çünkü valf gövdesi, silindir kapağının kritik bölgesindeki sonuçlar üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Şek. Şekil 3-4, giriş ve çıkış kanallarındaki ısı transfer oranlarının hesaplanmasına ilişkin sonuçların örneklerini göstermektedir. Çalışmalar, özellikle, hem kanal generatriksi boyunca hem de azimut koordinatı boyunca önemli ölçüde eşit olmayan bir ısı transferini göstermiştir; bu, açıkça, kanaldaki gaz-hava akışının önemli ölçüde eşit olmayan yapısıyla açıklanmaktadır. Ortaya çıkan ısı transfer katsayıları alanları, silindir kafasının sıcaklık durumunun daha ileri hesaplamaları için kullanıldı. Yanma odası ve soğutma boşluklarının yüzeyleri üzerinden ısı transferi için sınır koşulları, St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi'nde geliştirilen teknikler kullanılarak belirlendi. Silindir kapağındaki sıcaklık alanlarının hesaplanması, harici hız ve yük özelliklerine göre 2500 ila 5600 rpm krank mili hızında motorun kararlı durumda çalışması için yapılmıştır. VAZ motorunun silindir kapağı için tasarım şeması olarak, ilk silindirle ilgili kafa bölümü seçildi. Termal durum modellenirken, üç boyutlu bir formülasyonda sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır. Hesaplama modeli için termal alanların tam bir resmi Şekil 1'de gösterilmektedir. 5. Hesaplamalı çalışmanın sonuçları, termokuplların takıldığı yerlerde silindir kafası gövdesindeki sıcaklık değişimleri şeklinde sunulmuştur. Hesaplanan ve deneysel verilerin karşılaştırılması tatmin edici yakınsamalarını gösterdi, hesaplama hatası %34'ü geçmedi. 12

14 Çıkış kanalı, ϕ = 190 Giriş kanalı, ϕ = 380 ϕ =190 ϕ = 380 Şekil 2. VAZ-2108 motorunun egzoz ve emme kanallarındaki çalışma sıvısının hız alanları (n = 5600) α (W/m 2 K) α (W/m 2 K) .0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 .0 S - b- 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 S -a- 3. Dış yüzeyler üzerinden ısı transferinin yoğunluğundaki değişim eğrileri -a- Çıkış kanalı -b- Giriş kanal. 13

15 α (W/m 2 K) giriş kanalının başında giriş kanalının ortasında giriş kanalının sonunda -1 α (W/m 2 K) çıkış kanalının başında çıkış kanalı bölümünün sonunda çıkış kanalının ortası Dönme açısı Dönme açısı - b- Giriş kanalı -a- Çıkış kanalı Şek. 4. Krank milinin dönüş açısına bağlı olarak ısı transfer oranlarındaki değişim eğrileri. -a- -b- Şek. Şekil 5. Silindir kafasının sonlu eleman modelinin (a) ve hesaplanan sıcaklık alanlarının (n=5600 rpm) (b) genel görünümü. 14

16 Çalışma ile ilgili sonuçlar. Yürütülen çalışmanın sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki ana sonuçlar çıkarılabilir: 1. Çalışma sıvısının akışının karmaşık uzamsal süreçlerini ve kanallardaki ısı transferini hesaplamak için yeni bir tek boyutlu-üç boyutlu model keyfi bir pistonlu içten yanmalı motorun silindir kapağı önerildi ve uygulandı; bu, daha önce önerilen yöntem sonuçlarına kıyasla daha fazla doğruluk ve tam çok yönlülük ile ayırt edildi. 2. Gaz-hava kanallarında gaz dinamiği ve ısı transferinin özellikleri hakkında yeni veriler elde edildi, bu da süreçlerin tek boyutlu ve iki boyutlu versiyonlarda modelleme olasılığını pratik olarak dışlayan karmaşık uzamsal olarak tekdüze olmayan doğasını doğruladı. problemin. 3. Çok silindirli bir motorun boru hatlarında ve kanallarında kararsız gaz akışı probleminin çözümüne dayalı olarak giriş ve çıkış kanallarının gaz dinamiği probleminin hesaplanması için sınır koşullarının belirlenmesi gerekliliği doğrulanmıştır. Bu süreçleri tek boyutlu bir formülasyonda ele alma olasılığı kanıtlanmıştır. Karakteristikler yöntemine dayalı olarak bu süreçleri hesaplamak için bir yöntem önerilmiş ve uygulanmıştır. 4. Yürütülen deneysel çalışma, geliştirilen hesaplama yöntemlerinde düzeltmeler yapılmasını mümkün kıldı ve bunların doğruluğunu ve güvenilirliğini onayladı. Parçadaki hesaplanan ve ölçülen sıcaklıkların karşılaştırılması, sonuçların maksimum hatasının %4'ü geçmediğini gösterdi. 5. Önerilen hesaplama ve deneysel teknik, yeni ve mevcut pistonlu dört zamanlı içten yanmalı motorların ince ayarını yaparken motor yapımı endüstrisindeki işletmelerde uygulanmak üzere önerilebilir. 15

17 Tez konusu ile ilgili olarak aşağıdaki eserler yayınlanmıştır: 1. Shabanov A.Yu., Mashkur M.A. İçten yanmalı motorların emme ve egzoz sistemlerinde tek boyutlu gaz dinamiği modelinin geliştirilmesi // Dep. VINITI'de: N1777-B2003 tarihli, 14 s. 2. Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. Bir pistonlu motorun silindir kapağının termal yüklemesi için sınır koşullarının hesaplanması için sonlu elemanlar yöntemi // Dep. VINITI'de: N1827-B2004 tarihli, 17 s. 3. Shabanov A.Yu., Makhmud Mashkur A. Motor silindir kapağının sıcaklık durumunun hesaplamalı ve deneysel çalışması // Dvigatelestroyeniye: Onurlu Bilim ve Teknoloji Çalışanının 100. yıldönümüne adanmış bilimsel ve teknik koleksiyon Rusya Federasyonu Profesör N.Kh. Dyachenko // Sorumlu. ed. L. E. Magidovich. St.Petersburg: Politeknik Üniversitesi Yayınevi, Shabanov A.Yu., Zaitsev A.B., Mashkur M.A. Silindir kapağının termal yüklemesi için sınır koşullarını hesaplamak için yeni bir yöntem pistonlu motor// Dvigatelestroyeniye, N5 2004, 12 s. 5. Shabanov A.Yu., Makhmud Mashkur A. Silindir kapağının termal durumunun sınır koşullarının belirlenmesinde sonlu elemanlar yönteminin uygulanması // XXXIII Bilim Haftası SPbSPU: Üniversitelerarası Bilimsel Konferans Bildiriler Kitabı. St. Petersburg: Polytechnic University Yayınevi, 2004, Mashkur Mahmud A., Shabanov A.Yu. Karakteristik yönteminin içten yanmalı motorların gaz-hava kanallarındaki gaz parametrelerinin incelenmesine uygulanması. XXXI Bilim Haftası SPbSPU. Bölüm II. Üniversiteler arası bilimsel konferans materyalleri. SPb.: SPbGPU Yayınevi, 2003, s.

18 Çalışma, Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu "St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi", İçten Yanmalı Motorlar Bölümünde gerçekleştirildi. Danışman - Teknik Bilimler Adayı, Doçent Alexander Yurievich Shabanov Resmi muhalifler - Teknik Bilimler Doktoru, Profesör Erofeev Valentin Leonidovich Teknik Bilimler Adayı, Doçent Kuznetsov Dmitry Borisovich Lider kuruluş - Devlet Üniter Teşebbüsü "TsNIDI" Yüksek mesleki eğitimin Devlet eğitim kurumu "St. Petersburg Devlet Politeknik Üniversitesi" adresinde: St. Petersburg, st. Politekhnicheskaya 29, Ana bina, oda. Özet 2005 yılında gönderildi. Tez Konseyi Bilimsel Sekreteri, Teknik Bilimler Doktoru, Doçent Doktor Khrustalev B.S.

El yazması olarak Bulgakov Nikolai Viktorovich İÇTEN YANMALI MOTORLARDA TÜRBÜLENTLİ ISI VE KÜTLE TRANSFERİNİN MATEMATİKSEL MODELLEMESİ VE SAYISAL ÇALIŞMALARI 05.13.18 - matematik modelleme,

Natalya Mihaylovna Smolenskaya'nın tezi için Sergey Grigoryevich Dragomirov'un resmi rakibinin İNCELENMESİ “Buji ateşlemeli motorların gaz kompozit kullanımıyla verimliliğinin arttırılması

Maxim Igorevich Supelnyak'ın tezi için Igor Vasilyevich Kudinov'un resmi rakibinin İNCELENMESİ “Bir katının termal tabakasında termal iletkenlik ve termoelastisite döngüsel süreçlerinin araştırılması

Laboratuar çalışması 1. Sıvılarda ısı ve kütle transferi işlemlerinin incelenmesi için benzerlik kriterlerinin hesaplanması. Çalışmanın amacı Hesaplamada MS Excel elektronik tablo araçlarının kullanılması

12 Haziran 2017 Konveksiyon ve ısı iletiminin ortak sürecine konvektif ısı transferi denir. Doğal konveksiyon, eşit olmayan şekilde ısıtılan bir ortamın özgül ağırlığındaki farktan kaynaklanır.

KRANK ODALI İKİ ZAMANLI MOTORUN ÜFLEME CAMLARININ AKIŞ KATSAYISINI BELİRLEMEK İÇİN HESAPLAMA VE DENEYSEL YÖNTEM E.A. Alman, A.A. Balaşov, A.G. Kuzmin 48 Güç ve ekonomik göstergeler

UDC 621.432 MOTOR PİSTONUNUN ISIL DURUMUNUN BELİRLENMESİ PROBLEMİNİN ÇÖZÜMÜNDE SINIR ŞARTLARININ TAHMİNİ YÖNTEMİ 4H 8.2/7.56 G.V. Lomakin için sınır koşullarını tahmin etmek için evrensel bir yöntem

Bölüm "PİSTONLU VE GAZ TÜRBİNLİ MOTORLAR". Yüksek hızlı içten yanmalı bir motorun silindir dolumunu artırma yöntemi prof. Fomin VM, Ph.D. Runovsky K.S., Ph.D. Apelinsky D.V.

UDC 621.43.016 A.V. Trinev, Doktora teknoloji Bilimler, A.G. Kosulin, Ph.D. teknoloji Bilimler, A.N. Avramenko, mühendis ZORLAMALI OTO-TRAKTÖR DİZELİ İÇİN VALF DÜZENİNİN YEREL HAVA SOĞUTMASININ KULLANIMI

BUZUN EGZOZ MANİFOLDUNUN ISI TRANSFER KATSAYISI Sukhonos R. F., lisans öğrencisi ZNTU Danışman Mazin V. A., Ph.D. teknoloji Bilimler, Doç. ZNTU Kombine içten yanmalı motorların yaygınlaşmasıyla birlikte, çalışmak önemli hale geliyor

ALTGU DPO SİSTEMİ ÇALIŞANLARININ BAZI BİLİMSEL VE ​​METODOLOJİK FAALİYET ALANLARI

UKRAYNA DEVLET KURUMU DEVLET UZAY AJANSI "TASARIM BÜROSU" GÜNEY "IM. MK YANGEL" El yazması olarak Shevchenko Sergey Andreevich UDC 621.646.45 PNÖMO SİSTEMİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

ÖZET disiplin (eğitim kursu) M2.DV4 İçten yanmalı motorda yerel ısı transferi (disiplinin kodu ve adı (eğitim kursu)) Teknolojinin modern gelişimi, yeni teknolojilerin yaygın şekilde kullanılmasını gerektirir.

DURAĞAN OLMAYAN BİR SÜREÇTE ISI İLETKENLİĞİ Isı iletimi sürecinde sıcaklık alanı ve ısı akılarının hesaplanması, katılarda olduğu için katıların ısıtılması veya soğutulması örneği kullanılarak ele alınacaktır.

Resmi rakibin Moskalenko Ivan Nikolaevich'in "İÇTEN YANMALI MOTORLARIN PİSTONLARININ YAN YÜZEYİNİN PROFİLLENMESİ İÇİN YÖNTEMLERİN GELİŞTİRİLMESİ" tez çalışmasına ilişkin İNCELENMESİ, sunuldu

UDC 621.43.013 EP Voropaev, mühendis SUZUKI GSX-R750 SPORTBIKE MOTORUNUN DIŞ HIZ ÖZELLİKLERİNİN SİMÜLASYONU

94 Mühendislik ve Teknoloji UDC 6.436 P. V. Dvorkin Petersburg Devlet Demiryolu Taşımacılığı Üniversitesi

Resmi rakibin Ilya Ivanovich Chichilanov'un “Teşhis yöntemlerinin ve araçlarının iyileştirilmesi” konulu tez çalışmasına ilişkin İNCELENMESİ dizel motorlar» derece için

UDC 60.93.6:6.43 E. A. Kochetkov, A. S. Kurylev DENEYSEL ARAŞTIRMA Dahili motorlarda kavitasyon aşınmasının incelenmesi

Laboratuvar çalışması 4 SERBEST HAVA HAREKETİ İLE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ Görev 1. Yatay (dikey) bir borunun ısı transfer katsayısını belirlemek için termoteknik ölçümler yapın

UDC 612.43.013 İçten yanmalı motordaki çalışma süreçleri A.A. Khandrimailov, mühendis, V.G. Solodov, Dr. tech. DİZEL SİLİNDİRİNDEKİ HAVA YÜKÜ AKIŞININ EMME VE BASINÇ ZAMANINDA YAPISI

UDC 53.56 BİR LAMİNER SINIR TABAKASI DENKLEMLERİNİN ANALİZİ Dr. teknoloji bilimler, Prof. ESMAN R. I. Belarus Ulusal Teknik Üniversitesi Sıvı enerji taşıyıcılarını kanallarda ve boru hatlarında taşırken

ONAYLIYORUM: ld y I / - gt l. bilimsel çalışmalar için rektör ve A * ^ 1 biyolojik kavgalar doktoru M.G. Baryshev ^., - * s ^ x \ "l, 2015 Elena Pavlovna Yartseva'nın tez çalışması için LİDER ORGANİZASYONUN İNCELENMESİ

ISI TRANSFER Ders özeti: 1. Büyük bir hacimde serbest akışkan hareketi sırasında ısı transferi. Bir sıvının sınırlı bir alanda serbest hareketi sırasında ısı transferi 3. Bir sıvının (gazın) zorlanmış hareketi.

DERS 13 ISI TRANSFER SÜREÇLERİNDE HESAP DENKLEMLERİ Soğutucunun agrega durumunu değiştirmeden proseslerde ısı transfer katsayılarının belirlenmesi Agregayı değiştirmeden ısı değişim prosesleri

Nekrasova Svetlana Olegovna'nın "Titreşim tüplü harici ısı beslemeli bir motor tasarlamak için genelleştirilmiş bir metodolojinin geliştirilmesi" tezinin resmi rakibinin İNCELENMESİ, savunmaya sunuldu

15.1.2. BORULARDA VE KANALLARDA ZORLANMIŞ AKIŞKAN HAREKETİ ALTINDA KONVEKTİF ISI TRANSFERİ Bu durumda, boyutsuz ısı transfer katsayısı Nusselt kriteri (sayı) Grashof kriterine bağlıdır (en

Dabaeva Maria Zhalsanovna'nın tez çalışması için resmi rakip Tsydypov Baldandorzho Dashievich'in İNCELENMESİ “Elastik bir çubuk üzerine kurulu katı cisim sistemlerinin titreşimlerini inceleme yöntemi

RUSYA FEDERASYONU (19) RU (11) (51) IPC F02B 27/04 (2006.01) F01N 13/08 (2010.01) 169 115 (13) U1 R U 1 6 9 1 1 5 U 1 FİKRİ MÜLKİYET İÇİN FEDERAL HİZMET (12 ) FAYDALI MODELİN TANIMI

MODÜL. TEK FAZLI ORTAMLARDA KONVEKTİF ISI TRANSFERİ Uzmanlık 300 "Teknik Fizik" Ders 10. Konvektif ısı transfer proseslerinin benzerliği ve modellenmesi Konvektif ısı transfer proseslerinin modellenmesi

UDC 673 RV KOLOMIETS (Ukrayna, Dnepropetrovsk, Ukrayna Ulusal Bilimler Akademisi Teknik Mekanik Enstitüsü ve Ukrayna Devlet Sivil Havacılık Komitesi) HAVA ÇEŞİTLİ KURUTUCUDA KONVEKTİF ISI TRANSFERİ

Bilim adamının yarışması için sunulan Podryga Victoria Olegovna'nın "Teknik mikro sistemlerin kanallarındaki gaz akışlarının çok ölçekli sayısal simülasyonu" tez çalışması için resmi rakibin gözden geçirilmesi

Alyukov Sergey Viktorovich'in tezi için resmi rakibin İNCELENMESİ " Bilimsel Temeller bilimsel bir derece yarışması için sunulan artan yük kapasitesinin ataletsel sürekli değişken şanzımanları”

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı Mesleki Yüksek Eğitim Devlet Eğitim Kurumu SAMARA DEVLET HAVACILIK ÜNİVERSİTESİ Akademisyen

Resmi rakip Pavlenko Alexander Nikolaevich'in Bakanov Maxim Olegovich'in "Köpük cam yükünün ısıl işlemi sırasında gözenek oluşumu sürecinin dinamiklerinin incelenmesi" tezi üzerine İNCELENMESİ, sunuldu

D "spbpu a" "rotega o" "a IIIIII I L 1!! ^.1899 ... G. EĞİTİM VE RUSYA BİLİM BAKANLIĞI Federal Devlet Özerk Yüksek Öğretim Kurumu "St. Petersburg Politeknik Üniversitesi

LEPESHKIN Dmitry Igorevich'in “İş istikrarını artırarak çalışma koşullarında dizel motorun performansını artırma” konulu tezi için resmi rakibin İNCELENMESİ yakıt ekipmanı tarafından sunulan

Yulia Vyacheslavovna Kobyakova'nın şu konudaki tez çalışmasına ilişkin resmi rakipten geri bildirim: "Rekabeti artırmak için üretimlerini organize etme aşamasında dokunmamış malzemelerin sürünmesinin nitel analizi,

Üzerinde testler yapıldı motor standıİle enjeksiyon motoru VAZ-21126. Motor, kontrol etmenizi sağlayan ölçüm ekipmanı ile donatılmış MS-VSETIN tipi bir fren sehpasına monte edilmiştir.

Elektronik dergi "Technical Acoustics" http://webceter.ru/~eeaa/ejta/ 004, 5 Pskov Polytechnic Institute Russia, 80680, Pskov, st. L. Tolstoy, 4, e-posta: [e-posta korumalı] ses hızı hakkında

Egorova Marina Avinirovna'nın tez çalışması için resmi rakibin şu konudaki incelemesi: "Modelleme, tahmin ve değerlendirme için yöntemlerin geliştirilmesi operasyonel özellikler polimer tekstil halatları

Hız alanında. Bu çalışma aslında kinetik denklemin bir model çarpışma integrali ile çözümüne dayalı olarak seyreltilmiş gaz akışlarını hesaplamak için endüstriyel bir paket oluşturmayı amaçlamaktadır.

ISI TRANSFER TEORİSİNİN TEMELLERİ Ders 5 Ders planı: 1. Genel konseptler konvektif ısı transferi teorisi. Büyük hacimdeki bir sıvının serbest hareketi sırasında ısı transferi 3. Bir sıvının serbest hareketi sırasında ısı transferi

BİR LEVHA ÜZERİNDEKİ LAMİNER SINIR TABAKASI İLE İLGİLİ SORUNLARI ÇÖZMEK İÇİN ÖZGÜN YÖNTEM Ders planı: 1 Çalışmanın amacı Termal sınır tabakasının diferansiyel denklemleri 3 Çözülecek problemin tanımı 4 Çözüm yöntemi

Yer operasyonları sırasında roket ve uzay teknolojisi elemanlarının baş kısımlarının sıcaklık durumunu hesaplama metodolojisi # 09, Eylül 2014 Kopytov V. S., Puchkov V. M. UDC: 621.396 Rusya, MSTU im.

Yükleme geçmişi dikkate alınarak, düşük devirli yükler altında temellerin gerilmeleri ve gerçek çalışması. Buna göre, araştırma konusu ilgilidir. Çalışmanın yapısı ve içeriğinin değerlendirilmesi B

Teknik Bilimler Doktoru'nun resmi rakibi Profesör Pavel Ivanovich Pavlov'un Aleksey Nikolaevich Kuznetsov'un şu konudaki tez çalışması üzerine İNCELEMESİ: “Aktif bir gürültü azaltma sisteminin geliştirilmesi

1 Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı Federal Devlet Bütçe Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu “Vladimir Devlet Üniversitesi

Tez konseyine D 212.186.03 FSBEI HE "Penza Eyalet Üniversitesi" Bilimsel Sekretere, Teknik Bilimler Doktoru, Profesör Voyachek I.I. 440026, Penza, st. Krasnaya, 40 RESMİ MUHALİFİN İNCELENMESİ Semenov

ONAYLIYORUM: Birinci Rektör Yardımcısı, Federal Devlet Bütçeli Yüksek Öğrenim Eğitim Kurumu Bilimsel ve Yenilikçi Çalışmalardan Sorumlu Rektör Yardımcısı ^ Devlet Üniversitesi) Igorievich

KONTROL VE ÖLÇÜ MALZEMELERİ disiplininde" Güç üniteleri» Test için sorular 1. Motorun amacı nedir ve üzerinde ne tür motorlar kuruludur? yerli arabalar? 2. Sınıflandırma

D.V. Grinev (PhD), M.A. Donchenko (PhD, Doçent), A.N. Ivanov (yüksek lisans öğrencisi), A.L. Perminov (yüksek lisans öğrencisi) HARİCİ BESLEMELİ DÖNER KANATLI MOTORLARIN HESAPLAMA VE TASARIM YÖNTEMİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Bir uçağın döner pistonlu motorunda çalışma sürecinin üç boyutlu modellemesi Zelentsov A.A., Minin V.P. CIAM onları. P.I. Baranova Det. 306 "Uçak pistonlu motorlar" 2018 İşin amacı Döner piston

GAZ TAŞIMACILIĞININ İZOTERMAL OLMAYAN MODELİ Trofimov AS, Kutsev VA, Koçaryan EV Krasnodar Doğal gazın ana boru hatlarından pompalanması işlemlerini açıklarken, kural olarak, hidrolik ve ısı transferi sorunları ayrı ayrı ele alınır.

UDC 6438 BİR GAZ TÜRBİNLİ MOTORUNUN YANMA ODASI ÇIKIŞINDAKİ GAZ AKIŞ TÜRBÜLANSININ YOĞUNLUĞUNUN HESAPLANMASI İÇİN YÖNTEM 007

KABA BORULARDA VE YUVALARDA GAZ KARIŞIMI PATLAMASI V.N. Okhitin S.I. KLIMACHKOV I.A. PEREVALOV Moskova Devlet Teknik Üniversitesi. N.E. Bauman Moskova Rusya Gaz dinamik parametreleri

Laboratuvar çalışması 2 ZORLANMIŞ TAŞINIM ALTINDA ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ Bu çalışmanın amacı, ısı transfer katsayısının borudaki hava hareketinin hızına bağımlılığını deneysel olarak belirlemektir. Kabul edilmiş

Ders. Difüzyon sınır tabakası. Kütle transferinin varlığında sınır tabakası teorisinin denklemleri Paragraf 7. ve 9'da ele alınan sınır tabakası kavramı.

BİR LEVHA ÜZERİNDEKİ LAMİNAR SINIR TABAKASI DENKLEMLERİNİ ÇÖZMEK İÇİN AÇIK YÖNTEM Laboratuvar çalışması 1, Ders planı: 1. Çalışmanın amacı. Sınır tabakası denklemlerini çözme yöntemleri (metodik malzeme) 3. Diferansiyel

UDC 621.436 N. D. Chainov, L. L. Myagkov, N. S. Malastovskiy VALFLİ BİR SİLİNDİR KAPAĞININ EŞLEŞTİRİLMİŞ SICAKLIK ALANLARININ HESAPLANMA YÖNTEMİ Bir silindir kapağının eşleştirilmiş alanlarının hesaplanması için bir yöntem önerilmiştir.

# 8, 6 Ağustos UDC 533655: 5357 Küçük uzamalı kör cisimler üzerindeki ısı akılarını hesaplamak için analitik formüller Volkov MN, öğrenci Rusya, 55, Moskova, Moskova Devlet Teknik Üniversitesi NE Bauman, Havacılık ve Uzay Fakültesi,

Samoilov Denis Yurievich'in "Petrol üretimini yoğunlaştırmak ve kuyu üretiminin su kesintisini belirlemek için bilgi ölçüm ve kontrol sistemi" tezinin resmi rakibinin gözden geçirilmesi,

Federal Eğitim Ajansı Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Eğitim Kurumu Pasifik Eyalet Üniversitesi İçten yanmalı motor parçalarının ısıl gerilimi Metodik

Xu Yun'un konuyla ilgili tez çalışması için teknik bilimler doktorunun resmi rakibi olan profesör Labudin Boris Vasilievich'in gözden geçirilmesi: “Ahşap yapı elemanlarının birleşim yerlerinin taşıma kapasitesinin arttırılması

MELNIKOVA Olga Sergeevna'nın tezi için Lvov Yuri Nikolaevich'in resmi rakibinin gözden geçirilmesi “İstatistiksel olarak güç yağıyla doldurulmuş elektrik güç trafolarının ana yalıtımının teşhisi

UDC 536.4 Gorbunov A.D. Dr. Sci., prof., DSTU BORU VE KANALLARDA TÜRBÜLENT AKIŞTA ISI TRANSFER KATSAYININ ANALİTİK YÖNTEM İLE BELİRLENMESİ Isı transfer katsayısının analitik hesabı

Bu makale, rezonatörün motorun doldurulması üzerindeki etkisini değerlendirme konularını tartışmaktadır. Örnek olarak, motor silindirinin hacmine eşit hacimde bir rezonatör önerilmektedir. Rezonatör ile birlikte giriş yolu geometrisi FlowVision programına aktarıldı. Hareket eden gazın tüm özellikleri dikkate alınarak matematiksel modelleme yapılmıştır. Emme sistemindeki akışı tahmin etmek, sistemdeki akış hızını ve valf boşluğundaki bağıl hava basıncını değerlendirmek için, ek kapasite kullanımının etkinliğini gösteren bilgisayar simülasyonları gerçekleştirildi. Valf yatağı akışındaki, akış hızındaki, basıncındaki ve akış yoğunluğundaki değişiklik standart, retrofit ve alıcı giriş sistemleri için değerlendirildi. Aynı zamanda gelen havanın kütlesi artar, akış hızı düşer ve silindire giren havanın yoğunluğu artar, bu da içten yanmalı motorun çıkış göstergelerini olumlu yönde etkiler.

giriş yolu

rezonatör

silindir doldurma

matematik modelleme

yükseltilmiş kanal

1. Zholobov L. A., Dydykin A. M. İçten yanmalı motorların gaz değişim işlemlerinin matematiksel modellemesi: Monograf. N.N.: NGSKhA, 2007.

2. Dydykin A. M., Zholobov L. A. İçten yanmalı motorların sayısal simülasyon yöntemleriyle gaz dinamiği çalışmaları // Traktörler ve tarım makineleri. 2008. Sayı 4. S. 29-31.

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

4. Khailov, M.A., İçten Yanmalı Motorun Emme Boru Hattındaki Basınç Dalgalanmaları için Hesaplama Denklemi, Tr. CIAM. 1984. Sayı 152. S.64.

5. V. I. Sonkin, "Valf boşluğundan geçen hava akışının incelenmesi", Tr. BİZ. 1974. Sayı 149. s.21-38.

6. A. A. Samarskii ve Yu. P. Popov, Gaz Dinamiği Problemlerini Çözmek için Fark Yöntemleri. M.: Nauka, 1980. S.352.

7. Rudoy B. P. Uygulamalı durağan olmayan gaz dinamiği: Öğretici. Ufa: Ufa Havacılık Enstitüsü, 1988. S.184.

8. Malivanov M. V., Khmelev R. N. İçten yanmalı motorlarda gaz-dinamik süreçlerin hesaplanması için matematik ve yazılımın geliştirilmesi üzerine: IX Uluslararası Bilimsel ve Uygulamalı Konferans Bildirileri. Vladimir, 2003. S. 213-216.

Motor torkunun miktarı, dönüş hızına bağlı olarak gelen hava kütlesi ile orantılıdır. Benzinli içten yanmalı bir motorun emme yolunun modernize edilerek silindir dolumunun arttırılması, emme ucundaki basıncın artmasına, karışım oluşumunun iyileşmesine, motorun teknik ve ekonomik performansının artmasına ve azalmasına neden olacaktır. egzoz gazı toksisitesinde.

Emme yolu için ana gereksinimler, minimum emme direnci ve yanıcı karışımın motor silindirleri üzerinde düzgün dağılımını sağlamaktır.

Boru hatlarının iç duvarlarındaki pürüzlülüklerin yanı sıra akış yönündeki ani değişiklikler ve yoldaki ani daralma ve genişlemelerin ortadan kaldırılmasıyla minimum giriş direnci elde edilebilir.

Silindirin doldurulması üzerinde önemli bir etki, çeşitli takviye türleri tarafından sağlanır. Aşırı doldurmanın en basit şekli, gelen havanın dinamiklerini kullanmaktır. Alıcının büyük hacmi, belirli bir dönme hızı aralığında kısmen rezonans etkileri yaratır ve bu da daha iyi doldurmaya yol açar. Bununla birlikte, sonuç olarak, dinamik dezavantajlara sahiptirler, örneğin, yükte hızlı bir değişiklik ile karışımın bileşimindeki sapmalar. Örneğin motor yüküne, hıza ve gaz kelebeği konumuna bağlı olarak varyasyonların mümkün olduğu emme borusunun değiştirilmesiyle neredeyse ideal bir tork akışı sağlanır:

Titreşim borusunun uzunluğu;

Farklı uzunluk veya çaptaki titreşim boruları arasında geçiş;
- çok sayıda varlığında bir silindirin ayrı bir borusunun seçici olarak kapatılması;
- alıcının sesini değiştirme.

Rezonans yükseltme ile, aynı flaş aralığına sahip silindir grupları kısa borularla rezonans alıcılarına bağlanır; rezonans boruları atmosfere veya Helmholtz rezonatörü görevi gören prefabrike bir alıcıya bağlı. Açık boyunlu küresel bir kaptır. Boyundaki hava salınan bir kütledir ve damardaki havanın hacmi elastik bir eleman rolü oynar. Tabii ki, böyle bir ayrım sadece yaklaşık olarak geçerlidir, çünkü boşluktaki havanın bir kısmı atalet direncine sahiptir. Bununla birlikte, delik alanının boşluk kesit alanına yeterince büyük bir oranı için, bu yaklaşımın doğruluğu oldukça tatmin edicidir. Titreşimlerin kinetik enerjisinin ana kısmı, hava parçacıklarının titreşim hızının en yüksek değere sahip olduğu rezonatörün boynunda yoğunlaşmıştır.

Emme rezonatörü arasında kurulur kısma supabı ve bir silindir. Hidrolik direnci rezonatör kanalının direnci ile karşılaştırılabilir hale gelecek şekilde gaz kelebeği yeterince kapatıldığında hareket etmeye başlar. Piston aşağı doğru hareket ettiğinde, yanıcı karışım motor silindirine sadece gaz kelebeğinin altından değil, aynı zamanda depodan da girer. Nadirlik azaldığında, rezonatör yanıcı karışımı emmeye başlar. Ters fırlatmanın bir kısmı ve oldukça büyük bir kısmı da buraya gelecek.
Makale, n=5600 min-1 krank mili hızında bir VAZ-2108 motoru örneğinde nominal krank mili hızında 4 zamanlı benzinli içten yanmalı motorun emme kanalındaki akış hareketini analiz etmektedir.

Bu araştırma problemi, gaz-hidrolik süreçlerin modellenmesi için bir yazılım paketi kullanılarak matematiksel olarak çözülmüştür. Simülasyon, FlowVision yazılım paketi kullanılarak gerçekleştirildi. Bu amaçla, çeşitli standart dosya formatları kullanılarak geometri elde edildi ve içe aktarıldı (geometri, motorun iç hacimlerini ifade eder - giriş ve çıkış boru hatları, silindirin piston üstü hacmi). Bu, bir hesaplama alanı oluşturmak için SolidWorks CAD'i kullanmanızı sağlar.

Hesaplama alanı, matematiksel modelin denklemlerinin tanımlandığı hacim ve sınır koşullarının tanımlandığı hacmin sınırı olarak anlaşılır, ardından ortaya çıkan geometriyi FlowVision tarafından desteklenen bir formatta kaydedin ve oluştururken kullanın. yeni hesaplama seçeneği.

Bu görevde, simülasyon sonuçlarının doğruluğunu artırmak için stl uzantısında ASCII formatı, ikili, 4.0 derece açısal tolerans ve 0.025 metre sapma ile StereoLithographyformat tipi kullanılmıştır.

Hesaplama alanının üç boyutlu bir modeli elde edildikten sonra, matematiksel bir model belirlenir (belirli bir problem için gazın fiziksel parametrelerini değiştirmek için bir dizi yasa).

Bu durumda, tamamen sıkıştırılabilir bir gazın türbülanslı akışının bir modeli tarafından açıklanan düşük Reynolds sayılarında büyük ölçüde ses altı gaz akışı varsayılır. standart k-e türbülans modelleri. Bu matematiksel model, yedi denklemden oluşan bir sistemle tanımlanır: iki Navier-Stokes denklemi, süreklilik denklemleri, enerji, ideal gazın durumu, kütle transferi ve türbülanslı titreşimlerin kinetik enerjisi için denklemler.

(2)

Enerji denklemi (toplam entalpi)

İdeal bir gazın hal denklemi şu şekildedir:

Türbülans bileşenleri, standart k-ε türbülans modeline göre hesaplanan türbülans viskozitesi aracılığıyla diğer değişkenlerle ilişkilidir.

k ve ε için denklemler

türbülans viskozitesi:

sabitler, parametreler ve kaynaklar:

(9)

(10)

sk =1; σε=1.3; Сμ =0.09; Sε1 = 1.44; Sε2 = 1.92

Emme sürecindeki çalışma ortamı havadır, bu durumda Ideal gaz. Parametrelerin başlangıç ​​değerleri, tüm hesaplama alanı için ayarlanır: sıcaklık, konsantrasyon, basınç ve hız. Basınç ve sıcaklık için, başlangıç ​​parametreleri referans olanlara eşittir. X, Y, Z yönleri boyunca hesaplama alanı içindeki hız sıfıra eşittir. FlowVision'daki sıcaklık ve basınç değişkenleri, mutlak değerleri aşağıdaki formülle hesaplanan göreli değerlerle temsil edilir:

fa = f + fref, (11)

fa değişkenin mutlak değeri, f değişkenin hesaplanan göreli değeri, fref referans değeridir.

Hesaplanan yüzeylerin her biri için sınır koşulları ayarlanır. Sınır koşulları, tasarım geometrisinin yüzeylerine özgü bir dizi denklem ve yasa olarak anlaşılmalıdır. Hesaplama alanı ile matematiksel model arasındaki etkileşimi belirlemek için sınır koşulları gereklidir. Her yüzey için sayfada belirli bir sınır koşulu türü belirtilmiştir. Sınır koşulunun türü, giriş kanalı - serbest girişin giriş pencerelerinde ayarlanır. Kalan elemanlarda - hesaplanan parametreleri hesaplanan alandan daha uzağa iletmeyen ve iletmeyen duvar sınırı. Yukarıdaki tüm sınır koşullarına ek olarak, seçilen matematiksel modelde yer alan hareketli elemanlar üzerindeki sınır koşullarının da dikkate alınması gerekmektedir.

Hareketli parçalar emme ve egzoz valflerini, pistonu içerir. Hareketli elemanların sınırlarında, sınır koşulu duvarının tipini belirliyoruz.

Hareket eden cisimlerin her biri için hareket yasası belirlenir. Piston hızındaki değişim formül ile belirlenir. Valf hareket yasalarını belirlemek için 0,50'den sonra 0,001 mm hassasiyetle valf kaldırma eğrileri alınmıştır. Daha sonra valf hareketinin hızı ve ivmesi hesaplanmıştır. Alınan veriler dinamik kitaplıklara (zaman - hız) dönüştürülür.

Modelleme sürecindeki bir sonraki aşama, hesaplamalı ızgaranın oluşturulmasıdır. FlowVision, yerel olarak uyarlanabilir bir hesaplamalı ızgara kullanır. İlk olarak, bir ilk hesaplama ızgarası oluşturulur ve ardından, FlowVision'ın ilk ızgaranın hücrelerini gereken dereceye böldüğü ızgara iyileştirme kriterleri belirlenir. Uyarlama hem kanalların akış kısmının hacmi hem de silindirin duvarları boyunca yapılmıştır. Olası maksimum hıza sahip yerlerde, hesaplamalı ızgaranın ek iyileştirmesiyle uyarlamalar oluşturulur. Hacim olarak yanma odasında 2. seviyeye, supap yuvalarında 5. seviyeye kadar öğütme işlemi yapılmış, silindir duvarları boyunca 1. seviyeye kadar uyarlama yapılmıştır. Örtülü hesaplama yöntemiyle zaman entegrasyon adımını artırmak için bu gereklidir. Bunun nedeni, zaman adımının hücre boyutunun hücre boyutuna oranı olarak tanımlanmasıdır. en yüksek hız Onu içinde.

Oluşturulan değişkenin hesaplanmasına başlamadan önce, sayısal simülasyon parametrelerinin ayarlanması gerekir. Bu durumda, hesaplama devam süresi bir tam çevrime eşit olarak ayarlanır. ICE işlemi- 7200 a.c.v., yineleme sayısı ve hesaplama seçeneğinin verilerini kaydetme sıklığı. Daha sonraki işlemler için belirli hesaplama adımları kaydedilir. Hesaplama işlemi için zaman adımını ve seçeneklerini ayarlar. Bu görev, bir zaman adımı ayarlamayı gerektirir - bir seçim yöntemi: maksimum 5e-004s adımlı örtük bir şema, açık bir CFL - 1 sayısı. Bu, zaman adımının, yakınsamaya bağlı olarak programın kendisi tarafından belirlendiği anlamına gelir. basınç denklemleri.

Son işlemcide, bizi ilgilendiren elde edilen sonuçların görselleştirme parametreleri yapılandırılır ve ayarlanır. Simülasyon, düzenli aralıklarla kaydedilen hesaplama adımlarına dayalı olarak, ana hesaplamanın tamamlanmasının ardından gerekli görselleştirme katmanlarını elde etmenizi sağlar. Ek olarak, son işlemci, incelenen sürecin parametrelerinin elde edilen sayısal değerlerini bir bilgi dosyası biçiminde harici elektronik tablo editörlerine aktarmanıza ve hız, akış, basınç vb. gibi parametrelerin zamana bağlılığını elde etmenize olanak tanır. .

Şekil 1, alıcının içten yanmalı motorun giriş kanalına kurulumunu göstermektedir. Alıcının hacmi, motorun bir silindirinin hacmine eşittir. Alıcı, giriş kanalına mümkün olduğunca yakın kurulur.

Helmholtz rezonatörünün doğal frekansı:

(12)

nerede F - frekans, Hz; C0 - sesin havadaki hızı (340 m/s); S - delik kesiti, m2; L - boru uzunluğu, m; V, rezonatör hacmidir, m3.

Örneğimiz için aşağıdaki değerlere sahibiz:

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

Hesaplamadan sonra F=374 Hz, krank mili hızına karşılık gelen n=5600 min-1.

Oluşturulan varyantın hesaplanmasından ve sayısal simülasyon parametrelerinin ayarlanmasından sonra, aşağıdaki veriler elde edildi: akış hızı, hız, yoğunluk, basınç, içten yanmalı motorun giriş kanalındaki gaz akışının açısına göre sıcaklığı. krank milinin dönüşü.

Valf boşluğundaki akış hızı için sunulan grafikten (Şekil 2), alıcılı yükseltilmiş kanalın maksimum akış karakteristiğine sahip olduğu görülebilir. Akış hızı 200 g/sn daha yüksektir. 60 g.p.c. boyunca bir artış gözlemlenir.

Giriş vanasının açıldığı andan itibaren (348 g.p.c.v.), akış hızı (Şekil 3) 0'dan 170 m/s'ye çıkmaya başlar (modernize edilmiş giriş kanalı için 210 m/s, alıcılı -190 m/s) ) aralığında 440-450 g.p.c.v. Alıcılı kanalda hız değeri 430-440 h.p.c'den başlayarak standart değerden yaklaşık 20 m/s daha yüksektir. Alıcı ile kanaldaki hızın sayısal değeri, giriş valfinin açılması sırasında yükseltilmiş giriş portununkinden çok daha fazladır. Ayrıca, giriş valfinin kapanmasına kadar akış hızında önemli bir azalma vardır.

Bağıl basınç grafiklerinden (Şekil 4) (atmosferik basınç sıfır olarak alınır, P = 101000 Pa), modernize edilmiş kanaldaki basınç değerinin 460-480 gp'de 20 kPa kadar standart olandan daha yüksek olduğu anlaşılmaktadır. .Özgeçmiş. (akış hızının büyük bir değeri ile ilişkili). 520 g.p.c.c'den başlayarak, alıcı ile kanal hakkında söylenemeyen basınç değeri seviyeleri düşer. Basınç değeri, 420-440 g.p.c.'den başlayarak emme valfi kapanana kadar standart olandan 25 kPa daha yüksektir.

Valf boşluğu bölgesindeki akış yoğunluğu, şekil 2'de gösterilmiştir. 5.

Alıcılı yükseltilen kanalda yoğunluk değeri 440 g.p.a.'dan başlayarak 0.2 kg/m3 daha düşüktür. standart kanalla karşılaştırıldığında. Bu, gaz akışının yüksek basınç ve hızlarından kaynaklanmaktadır.

Grafiklerin analizinden şu sonuç çıkarılabilir: geliştirilmiş şekle sahip kanal, giriş kanalının hidrolik direncindeki azalma nedeniyle silindirin yeni bir yük ile daha iyi doldurulmasını sağlar. Giriş valfinin açıldığı andaki piston hızının artmasıyla, kanalın şeklinin giriş kanalı içindeki hız, yoğunluk ve basınç üzerinde önemli bir etkisi yoktur, bu, bu süre zarfında emme işlemi göstergeleri esas olarak piston hızına ve valf boşluğunun akış bölümünün alanına bağlıdır ( bu hesaplamada, yalnızca giriş kanalının şekli değiştirilir), ancak piston yavaşladığında her şey önemli ölçüde değişir. Standart bir kanaldaki yük daha az inerttir ve kanalın uzunluğu boyunca daha "gerilir", bu da birlikte piston hızını düşürme anında silindirin daha az dolmasını sağlar. Valf kapanana kadar süreç, halihazırda elde edilen akış hızının paydası altında ilerler (piston, valfin üzerindeki hacmin akışına başlangıç ​​​​hızını verir; piston hızı düştüğünde, gaz akışının atalet bileşeni önemli bir rol oynar. akış hareketine karşı direncin azalması nedeniyle dolumdaki rolü), modernize edilmiş kanal, yükün geçişine çok daha az müdahale eder. Bu, daha yüksek hız ve basınç oranları ile onaylanır.

Alıcı ile giriş kanalında, ek şarj ikmali ve rezonans fenomeni nedeniyle, önemli ölçüde daha büyük bir gaz karışımı kütlesi ICE silindirine girer ve bu da daha yüksek performans sağlar. teknik göstergeler ICE çalışması. Emme ucundaki basınç artışı, içten yanmalı motorun teknik, ekonomik ve çevresel performansının artmasında önemli bir etkiye sahip olacaktır.

İnceleyenler:

Gots Alexander Nikolaevich, Teknik Bilimler Doktoru, Termik Makineler ve Enerji Santralleri Bölümü Profesörü, Eğitim ve Bilim Bakanlığı Vladimir Devlet Üniversitesi, Vladimir.

Kulchitsky Aleksey Removich, Teknik Bilimler Doktoru, Profesör, VMTZ LLC, Vladimir'in Baş Tasarımcı Yardımcısı.

bibliyografik bağlantı

Susturuculu egzoz sistemlerinin geliştirilmesine paralel olarak, şartlı olarak "susturucular" olarak adlandırılan, ancak çalışan bir motorun gürültü seviyesini azaltmak için değil, güç özelliklerini (motor gücü veya torku) değiştirmek için tasarlanmış sistemler de geliştirildi. . Aynı zamanda, gürültü bastırma görevi arka planda kayboldu, bu tür cihazlar motorun egzoz gürültüsünü azaltmaz ve önemli ölçüde azaltamaz ve hatta çoğu zaman artırır.

Bu tür cihazların çalışması, herhangi bir içi boş gövde gibi bir Heimholtz rezonatörünün özelliklerine sahip olan "susturucuların" içindeki rezonans işlemlerine dayanır. Egzoz sisteminin iç rezonansları nedeniyle, aynı anda iki paralel görev çözülür: silindirin önceki vuruşta yanmış yanıcı karışımın kalıntılarından temizlenmesi iyileştirilir ve silindirin yeni bir kısım ile doldurulması iyileştirilir. sonraki sıkıştırma stroku için yanıcı karışım arttırılır.
Silindir temizliğindeki iyileşme, bir önceki strokta gazların salınması sırasında atalet nedeniyle bir miktar hız kazanan egzoz manifoldundaki gaz kolonunun pompadaki piston gibi emmeye devam etmesinden kaynaklanmaktadır. silindirdeki basınç egzoz manifoldu basıncıyla eşitlendikten sonra bile silindirden kalan gazlar. Bu durumda, başka bir dolaylı etki ortaya çıkar: bu ek önemsiz dışarı pompalama nedeniyle, silindirdeki basınç düşer, bu da bir sonraki temizleme döngüsünü olumlu yönde etkiler - silindire, basınç durumunda alabileceğinden biraz daha taze yanıcı karışım girer. silindir atmosferik ile eşitti.

Ek olarak, susturucu boşluğuna takılı karıştırıcıdan (egzoz sisteminin arka konisi) veya karışımdan (gaz-dinamik diyafram) yansıyan ters egzoz gazı basınç dalgası, kapatıldığı anda silindirin egzoz penceresine geri döner. , ayrıca silindirdeki taze yanıcı karışımı "sıkıştırır" ve içeriğini daha da artırır.

Burada, gazların ileri geri hareketinden bahsetmediğimizi çok net bir şekilde anlamalısınız. egzoz sistemi, ancak gazın içindeki dalga salınım süreci hakkında. Gaz, silindirin egzoz penceresinden egzoz sisteminin çıkışındaki çıkışa doğru yalnızca bir yönde hareket eder, önce - frekansı KV devirlerine eşit olan keskin şoklarla, ardından yavaş yavaş bu şokların genliği azalır, limitte düzgün bir laminer harekete dönüşür. Ve doğası havadaki akustik dalgalara çok benzeyen "ileri geri" basınç dalgaları yürür. Ve bu basınç dalgalanmalarının hareket hızı, özellikle yoğunluk ve sıcaklık olmak üzere özelliklerini dikkate alarak bir gazdaki ses hızına yakındır. Tabii ki bu hız, sesin havadaki bilinen normal şartlarda yaklaşık 330 m/sn olan hızının değerinden biraz farklıdır.

Açıkçası, DSV'nin egzoz sistemlerinde meydana gelen süreçleri tamamen akustik olarak adlandırmak tamamen doğru değildir. Bunun yerine, ne kadar zayıf olursa olsun, şok dalgalarını tanımlamak için uygulanan yasalara uyarlar. Ve bu artık Boyle, Mariotte, Clapeyron ve benzerlerinin kanunları ve denklemleri tarafından tanımlanan izotermal ve adyabatik süreçlerin çerçevesine açıkça uyan standart gaz ve termodinamik değildir.
Bu fikir beni, kendimin görgü tanığı olduğum birkaç davaya yöneltti. Özleri şu şekildedir: motorların bazen 40.000-45.000 rpm'ye veya hatta daha yükseğe döndüğü aşırı koşullarda çalışan yüksek hızlı ve yarış motorlarının (hava, sudo ve otomatik) rezonans kornaları " yüzer" - kelimenin tam anlamıyla gözlerimizin önünde şekil değiştirirler, sanki alüminyumdan değil, hamuru ve hatta bayat yanmışlar gibi "küçülürler"! Ve bu tam olarak "borunun" rezonans zirvesinde olur. Ancak, egzoz penceresinin çıkışındaki egzoz gazlarının sıcaklığının 600-650 ° C'yi geçmediği, saf alüminyumun erime noktasının biraz daha yüksek - yaklaşık 660 ° C ve alaşımları için daha da yüksek olduğu bilinmektedir. Aynı zamanda (en önemlisi!), Daha sık eriyen ve deforme olan, doğrudan egzoz penceresinin bitişiğinde, en çok göründüğü egzoz borusu megafonu değildir. sıcaklık ve en kötü sıcaklık koşulları, ancak egzoz gazının çok daha düşük bir sıcaklığa ulaştığı ve egzoz sistemi içindeki genleşmesi nedeniyle azalan ters koni kafa karıştırıcı alanı (gaz dinamiğinin temel yasalarını hatırlayın) ) ve ayrıca, susturucunun bu kısmı genellikle gelen hava akışıyla üflenir, yani. ek soğutma.

Uzun zamandır bu fenomeni anlayamadım ve açıklayamadım. Yanlışlıkla şok dalgalarının süreçlerinin anlatıldığı bir kitap aldıktan sonra her şey yerine oturdu. Dersi sadece bazı üniversitelerin patlayıcı uzmanları yetiştiren özel bölümlerinde öğretilen çok özel bir gaz dinamiği bölümü var. Benzer bir şey, yarım asır önce, süpersonik uçuşların şafağında, süpersonik geçiş sırasında uçak gövdesinin tahrip olmasına ilişkin o sırada bazı açıklanamayan gerçeklerle karşılaştıkları havacılıkta da oluyor (ve inceleniyor).

480 ovmak. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Tez - 480 ruble, gönderim 10 dakika 7 gün 24 saat ve tatil günleri

Grigoryev Nikita İgoreviç. Gaz dinamiği ve ısı transferi çıkış boru hattı pistonlu içten yanmalı motor: tez ... teknik bilimler adayı: 01.04.14 / Grigoriev Nikita Igorevich; [Savunma yeri: Federal Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Özerk Eğitim Kurumu "Rusya'nın ilk Cumhurbaşkanı B.N. Yeltsin'in adını taşıyan Ural Federal Üniversitesi" http://lib .urfu.ru/mod/data/view.php?d=51&rid=238321].- Ekaterinburg, 2015.- 154 s.

giriiş

BÖLÜM 1. Sorunun durumu ve araştırma hedeflerinin formülasyonu 13

1.1 Egzoz sistemi türleri 13

1.2 Egzoz sistemlerinin verimliliğine ilişkin deneysel çalışmalar. 17

1.3 Egzoz sistemlerinin verimliliğine ilişkin hesaplamalı çalışmalar 27

1.4 Pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz sistemindeki ısı değişim işlemlerinin özellikleri 31

1.5 Sonuçlar ve araştırma hedeflerinin beyanı 37

BÖLÜM 2 Araştırma metodolojisi ve deney düzeneğinin tanımı 39

2.1 Pistonlu içten yanmalı motor egzozu prosesinin gaz dinamiklerini ve ısı transfer özelliklerini incelemek için metodoloji seçimi 39

2.2 Pistonlu bir motorda egzoz sürecini incelemek için deney düzeneğinin tasarımı 46

2.3 Dönüş açısı ve hızın ölçülmesi eksantrik mili 50

2.4 Anlık akışın belirlenmesi 51

2.5 Anlık yerel ısı transfer katsayılarının ölçümü 65

2.6 Egzoz yolundaki akışın aşırı basıncının ölçülmesi 69

2.7 Veri toplama sistemi 69

2.8 Bölüm 2 h için sonuçlar

BÖLÜM 3 Egzoz sürecinin gaz dinamikleri ve tüketim özellikleri 72

3.1 Doğal emişli pistonlu içten yanmalı bir motorda egzoz işleminin gaz dinamiği ve akış özellikleri 72

3.1.1 Dairesel kesitli borular için 72

3.1.2 Kare kesitli borular için 76

3.1.3 80 üçgen boru ile

3.2 Aşırı şarjlı pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz işleminin gaz dinamiği ve tüketim özellikleri 84

3.3 Bölüm 3'ün sonucu 92

4. BÖLÜM Pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz kanalında anlık ısı transferi 94

4.1 Doğal emişli pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz işleminin ani yerel ısı transferi 94

4.1.1 Yuvarlak kesitli boru ile 94

4.1.2 Kare kesitli borular için 96

4.1.3 Üçgen kesitli bir boru hattı ile 98

4.2 Aşırı şarjlı pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz işleminin ani ısı transferi 101

4.3 Bölüm 4'ün Sonuçları 107

BÖLÜM 5 Pistonlu bir içten yanmalı motorun egzoz kanalında akış stabilizasyonu 108

5.1 Pistonlu içten yanmalı bir motorun çıkış kanalındaki akış titreşimlerinin sabit ve periyodik püskürtme kullanılarak bastırılması 108

5.1.1 Çıkış kanalındaki akış titreşimlerinin sabit püskürtme ile bastırılması 108

5.1.2 Periyodik ejeksiyon ile çıkış kanalındaki akış titreşimlerinin bastırılması 112 5.2 Ejeksiyonlu çıkış kanalının tasarımı ve teknolojik tasarımı 117

Sonuç 120

Kaynakça

Egzoz sistemlerinin verimliliğine ilişkin hesaplamalı çalışmalar

Pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz sistemi, çalışma sürecinden sonra kalan enerjiyi TC mili üzerinde mekanik çalışmaya dönüştürmek için motor silindirlerinden egzoz gazlarını uzaklaştırmak ve turboşarj türbinine (süperşarjlı motorlarda) beslemek için kullanılır. Egzoz kanalları, gri veya ısıya dayanıklı dökme demirden veya soğutma durumunda alüminyumdan veya ayrı dökme demir borulardan dökülen ortak bir boru hattı ile yapılır. Bakım personelini yanıklardan korumak için egzoz borusu su ile soğutulabilir veya ısı yalıtımlı bir malzeme ile kaplanabilir. Aşırı şarjlı gaz türbinli motorlar için ısı yalıtımlı boru hatları daha çok tercih edilir, çünkü bu durumda egzoz gazı enerji kayıpları azalır. Isıtma ve soğutma sırasında egzoz boru hattının uzunluğu değiştiğinden türbin önüne özel kompansatörler monte edilir. Büyük motorlarda, genleşme derzleri aynı zamanda, teknolojik nedenlerle kompozit yapılan egzoz boru hatlarının ayrı bölümlerini de birbirine bağlar.

İçten yanmalı motorun her çalışma döngüsü sırasında dinamik olarak turboşarj türbininin önündeki gaz parametreleri hakkında bilgi 60'larda ortaya çıktı. Egzoz gazlarının anlık sıcaklığının yüke bağımlılığına ilişkin çalışmaların bazı sonuçları da vardır. dört zamanlı motor krank mili dönüşünün küçük bir bölümünde aynı döneme tarihlenmektedir. Bununla birlikte, ne bu ne de diğer kaynaklar, ısı transferinin yerel yoğunluğu ve egzoz kanalındaki gaz akış hızı gibi önemli özellikleri içermez. Süper şarjlı dizel motorlar, silindir kafasından türbine giden üç tür gaz besleme organizasyonuna sahip olabilir: türbinin önünde sabit bir gaz basınç sistemi, bir darbe sistemi ve darbe dönüştürücülü bir basınçlandırma sistemi.

Sabit basınçlı bir sistemde, tüm silindirlerden çıkan gazlar, bir alıcı görevi gören ve basınç titreşimlerini büyük ölçüde yumuşatan büyük hacimli ortak bir egzoz manifolduna çıkar (Şekil 1). Silindirden gaz çıkışı sırasında, çıkış borusunda büyük genlikli bir basınç dalgası oluşur. Böyle bir sistemin dezavantajı, gaz silindirden manifold yoluyla türbine akarken veriminde güçlü bir azalmadır.

Silindirden gazların salınmasının ve bunların türbin meme aparatına beslenmesinin böyle bir organizasyonu ile, silindirden boru hattına akarken ani genleşmeleri ve iki kat enerji dönüşümü ile ilişkili enerji kayıpları azalır: kinetik enerji silindirden akan gazlar, boru hattındaki basınçlarının potansiyel enerjisine ve ikincisi, türbin girişinde sabit bir gaz basıncıyla egzoz sisteminde olduğu gibi, türbindeki nozülde kinetik enerjiye dönüşür. Sonuç olarak, bir darbe sistemi ile, egzoz sırasında türbindeki gazların mevcut işi artar ve basınçları düşer, bu da pistonlu motor silindirindeki gaz değişimi için güç maliyetlerini düşürmeyi mümkün kılar.

Darbeli aşırı şarjda, akışın durağan olmaması nedeniyle türbindeki enerji dönüşümü koşullarının önemli ölçüde bozulduğu ve bunun da verimliliğinde bir azalmaya yol açtığı belirtilmelidir. Ayrıca türbinin önündeki ve arkasındaki gazın değişken basınç ve sıcaklığından ve meme aparatına ayrı gaz beslemesinden dolayı türbinin tasarım parametrelerini belirlemek zordur. Ek olarak, ayrı manifoldların kullanılması nedeniyle hem motorun kendisinin hem de turboşarj türbininin tasarımı karmaşıktır. Sonuç olarak, bir dizi firma seri üretim turboşarjlı motorlar, türbinin yukarı akışında sabit basınçlı bir süper şarj sistemi kullanır.

Pals konvertörlü boost sistemi orta düzeydedir ve egzoz manifoldu basınç pulsasyonunun faydalarını (azaltılmış fırlatma işi ve iyileştirilmiş silindir süpürme) türbinin yukarı akışındaki azaltılmış basınç pulsasyonlarının faydası ile birleştirerek türbinin verimliliğini artırır.

Şekil 3 - Darbe dönüştürücülü basınçlandırma sistemi: 1 - branşman borusu; 2 - nozullar; 3 - kamera; 4 - difüzör; 5 - boru hattı

Bu durumda, egzoz gazları borular 1 (Şekil 3) aracılığıyla memeler 2 aracılığıyla, fazları üst üste gelmeyen silindir çıkışlarını birleştiren tek bir boru hattına beslenir. Belirli bir zamanda, boru hatlarından birindeki basınç darbesi maksimum değerine ulaşır. Aynı zamanda, bu boru hattına bağlı memeden gaz çıkış hızı da maksimum olur, bu da fırlatma etkisi nedeniyle diğer boru hattında seyrelmeye yol açar ve böylece ona bağlı silindirlerin tahliyesini kolaylaştırır. Memelerden çıkış işlemi yüksek bir frekansla tekrarlanır, bu nedenle, bir karıştırıcı ve amortisör görevi gören bölme 3'te, kinetik enerjisi difüzör 4'te (bir hızdaki azalma), basınçtaki artış nedeniyle potansiyel enerjiye dönüştürülür. Boru hattı 5'ten gazlar türbine neredeyse sabit basınçta girer. Ortak bir difüzörle birleştirilmiş çıkış borularının uçlarındaki özel nozüllerden oluşan darbe dönüştürücünün daha karmaşık bir tasarım şeması Şekil 4'te gösterilmektedir.

Egzoz boru hattındaki akış, egzoz işleminin kendisinin periyodikliğinden kaynaklanan belirgin bir durağan olmama durumu ve "egzoz boru hattı-silindir" sınırlarında ve türbin önündeki gaz parametrelerinin durağan olmaması ile karakterize edilir. Kanal dönüşü, profil kırılması ve periyodik değişimi geometrik özellikler valf aralığının giriş kısmında sınır tabakasının ayrılmasına ve boyutları zamanla değişen geniş durgun bölgelerin oluşmasına neden olurlar. Durgun bölgelerde, boru hattındaki ana akışla etkileşime giren ve kanalların akış özelliklerini büyük ölçüde belirleyen büyük ölçekli titreşimli girdaplarla ters akış oluşturulur. Akışın durağan olmaması, çıkış kanalında ve durağan sınır koşullarında (sabit bir valf ile) durgun bölgelerin titreşiminin bir sonucu olarak kendini gösterir. Durağan olmayan girdapların boyutları ve titreşimlerinin sıklığı yalnızca deneysel yöntemlerle güvenilir bir şekilde belirlenebilir.

Durağan olmayan girdap akışlarının yapısının deneysel çalışmasının karmaşıklığı, tasarımcıları ve araştırmacıları, genellikle sabit koşullar altında fiziksel modellerde, yani statik üfleme ile elde edilen akışın entegre akış ve enerji özelliklerini karşılaştırma yöntemini kullanmaya zorlar. , çıkış kanalının optimum geometrisini seçerken. Ancak, bu tür çalışmaların güvenilirliğinin gerekçesi verilmemiştir.

Bu makale, motorun egzoz kanalındaki akışın yapısını incelemenin deneysel sonuçlarını ve durağan ve durağan olmayan koşullar altında akışların yapısının ve integral özelliklerinin karşılaştırmalı bir analizini sunar.

Çıkış kanalları için çok sayıda seçeneğin test edilmesinin sonuçları, boru dirseklerinde ve kısa memelerde sabit akış kavramlarına dayanan geleneksel profil oluşturma yaklaşımının etkili olmadığını göstermektedir. Tahmin edilen ve gerçek bağımlılıklar arasında sık sık tutarsızlık vakaları vardır. sarf malzemesi özellikleri kanal geometrisinden

Eksantrik milinin dönüş açısının ve hızının ölçülmesi

Kanalın merkezinde ve duvarının yakınında (kanal yarıçapı boyunca saçılma) belirlenen tr değerlerindeki maksimum farklılıkların, incelenen kanalın girişine yakın kontrol bölümlerinde gözlendiği ve 10.0'a ulaştığı belirtilmelidir. ipi'nin %'si. Bu nedenle, gaz akışının 1X ila 150 mm arasındaki zorunlu titreşimleri, ipi = 115 ms'den çok daha az bir periyottaysa, bu durumda akış, yüksek derecede kararsızlığa sahip bir akış olarak karakterize edilmelidir. Bu şunu gösterir geçiş rejimi Santralin kanallarındaki akış henüz bitmedi ve bir sonraki rahatsızlık şimdiden akışı etkiliyor. Tersine, akış titreşimleri Tr'den çok daha büyük bir periyoda sahipse, akışın yarı durağan olduğu düşünülmelidir (düşük bir durağan olmama derecesi ile). Bu durumda, rahatsızlık oluşmadan önce, geçici hidrodinamik rejimin tamamlanması ve akışın dengelenmesi için zamanı vardır. Ve son olarak, eğer akış titreşimlerinin periyodu Tp değerine yakınsa, o zaman akış, artan derecede kararsızlıkla orta derecede kararsız olarak nitelendirilmelidir.

Tahmin için önerilen karakteristik sürelerin olası kullanımına bir örnek olarak, pistonlu içten yanmalı motorların egzoz kanallarındaki gaz akışı ele alınmıştır. Öncelikle, wx akış hızının krank milinin φ dönme açısına (Şekil 17, a) ve t süresine (Şekil 17, b) bağımlılığını gösteren Şekil 17'ye dönelim. Bu bağımlılıklar, 8.2/7.1 boyutlarına sahip tek silindirli içten yanmalı bir motorun fiziksel modelinde elde edilmiştir. Şekilden wx = f(f) bağımlılığının temsilinin, çıkış kanalında meydana gelen süreçlerin fiziksel özünü doğru bir şekilde yansıtmadığı için çok bilgilendirici olmadığı görülebilir. Bununla birlikte, bu grafiklerin motor yapımı alanında genellikle bu şekilde sunulmasıdır. Kanaatimizce analiz için zaman bağımlılıklarını wx =/(t) kullanmak daha doğrudur.

Bağımlılığı wx \u003d / (t) n \u003d 1500 min "1 için analiz edelim (Şekil 18). Gördüğünüz gibi, belirli bir krank mili hızında, tüm egzoz işleminin süresi 27,1 ms'dir. Geçici hidrodinamik egzoz kanalındaki işlem, egzoz valfi açıldıktan sonra başlar.Bu durumda, süresi, yükselişin en dinamik bölümünü (akış hızında keskin bir artışın olduğu zaman aralığı) ayırmak mümkündür. 6,3 ms'dir, bundan sonra akış hızındaki artışın yerini düşüşü alır. hidrolik sistem gevşeme süresi 115-120 ms yani yükselme bölümünün süresinden çok daha uzundur. Bu nedenle, salınım başlangıcının (yükselme bölümü) yüksek derecede durağansızlık ile gerçekleştiği dikkate alınmalıdır. 540 f, derece PCV 7 a)

Gaz, genel şebekeden, üzerine şebekedeki basıncı kontrol etmek için bir manometre 1 ve akışı kontrol etmek için bir valf 2 yerleştirilmiş bir boru hattı aracılığıyla sağlandı. Gaz, 0.04 m3'lük bir hacimle tank-alıcıya 3 girdi, basınç titreşimlerini azaltmak için içine bir dengeleme ızgarası 4 yerleştirildi. Gaz, alıcı tanktan 3 boru hattı yoluyla içine bal peteğinin 6 takılı olduğu silindir patlatma odasına 5 verildi.Petek ince bir ızgaraydı ve artık basınç titreşimlerini sönümlemeyi amaçlıyordu. Silindir püskürtme odası 5, silindir bloğuna 8 bağlanırken, silindir püskürtme odasının iç boşluğu, silindir kafasının iç boşluğu ile hizalandı.

Egzoz valfini (7) açtıktan sonra, simülasyon odasındaki gaz egzoz kanalından (9) ölçüm kanalına (10) çıktı.

Şekil 20, basınç sensörlerinin ve sıcak telli anemometre problarının yerlerini belirterek, deney düzeneğinin egzoz kanalının konfigürasyonunu daha ayrıntılı olarak göstermektedir.

Vadesi dolmuş sınırlı sayıda Egzoz işleminin dinamikleri hakkında bilgi için, ilk geometrik taban olarak yuvarlak bir kesite sahip klasik bir düz egzoz kanalı seçildi: silindir kafasına 2 saplamalarla deneysel bir egzoz borusu 4 takıldı, boru uzunluğu 400 mm idi, ve çap 30 mm idi. Basınç sensörleri 5 ve sıcak telli anemometre sensörleri 6'yı takmak için boruya sırasıyla 20.140 ve 340 mm L\, bg ve bb mesafelerinde üç delik açılmıştır (Şekil 20).

Şekil 20 - Deney düzeneğinin çıkış kanalının konfigürasyonu ve sensörlerin konumu: 1 - silindir - üfleme haznesi; 2 - silindir kapağı; 3 - egzoz valfi; 4 - deneysel egzoz borusu; 5 - basınç sensörleri; 6 - akış hızını ölçmek için termoanemometre sensörleri; L, egzoz borusunun uzunluğudur; C_3 - çıkış penceresinden sıcak telli anemometre sensörlerinin kurulum alanlarına olan mesafeler

Kurulumun ölçüm sistemi, mevcut dönüş açısı ve krank mili hızı, anlık akış hızı, anlık ısı transfer katsayısı, aşırı akış basıncını belirlemeyi mümkün kıldı. Bu parametreleri belirleme yöntemleri aşağıda açıklanmaktadır. 2.3 Eksantrik milinin dönüş açısının ve dönüş hızının ölçülmesi

Eksantrik milinin hızını ve mevcut dönüş açısını ve ayrıca pistonun üst ve alt ölü noktalarda olduğu anı belirlemek için, yukarıdaki parametrelerden bu yana kurulum şeması Şekil 21'de gösterilen bir takometrik sensör kullanıldı. Bir içten yanmalı motordaki dinamik süreçleri incelerken kesin olarak belirlenmelidir. 4

Takometrik sensör, birbirinin karşısında yer alan sadece iki dişi olan dişli bir diskten (7) oluşuyordu. Disk 1, motor miline 4 monte edilmiştir, böylece diskin dişlerinden biri pistonun üst ölü noktadaki konumuna, diğeri ise sırasıyla karşılık gelir. alt ölü nokta ve bir kaplin 3 kullanılarak mile bağlandı. Pistonlu motorun motor mili ve eksantrik mili bir kayış tahrikiyle bağlandı.

Dişlerden biri tripod 5 üzerine sabitlenmiş endüktif sensörün 4 yakınından geçtiğinde, endüktif sensörün çıkışında bir voltaj darbesi oluşur. Bu darbeler ile eksantrik milinin mevcut konumu belirlenebilir ve buna göre pistonun konumu belirlenebilir. BDC ve TDC'ye karşılık gelen sinyallerin farklı olması için, endüktif sensörün çıkışındaki sinyallerin farklı genliklere sahip olması nedeniyle dişler birbirinden farklı yapılandırılmıştır. Endüktif sensörün çıkışında alınan sinyal Şekil 22'de gösterilmektedir: daha küçük genlikli bir voltaj darbesi, pistonun TDC'deki konumuna karşılık gelir ve daha yüksek genlikli bir darbe, BDC'deki konuma karşılık gelir.

Aşırı şarjlı pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz işleminin gaz dinamikleri ve tüketim özellikleri

İş süreçleri teorisi ve içten yanmalı motorların tasarımı ile ilgili klasik literatürde, turboşarj esasen en çok kabul edilir. etkili yöntem motor silindirlerine giren hava miktarını artırarak motoru zorlar.

Bir turboşarjın egzoz boru hattındaki gaz akışının gaz-dinamiği ve termofiziksel özellikleri üzerindeki etkisinin literatürde nadiren dikkate alındığına dikkat edilmelidir. Literatürde temel olarak turboşarj türbini, silindirlerin çıkışındaki gaz akışına hidrolik direnç sağlayan gaz değişim sisteminin bir elemanı olarak basitleştirmelerle ele alınmaktadır. Ancak turboşarj türbininin egzoz gazı akışının oluşumunda önemli bir rol oynadığı ve akışın hidrodinamik ve termofiziksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu açıktır. Bu bölüm, bir turbo şarjlı türbinin, pistonlu bir motorun egzoz boru hattındaki gaz akışının hidrodinamik ve termofiziksel özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesinin sonuçlarını tartışmaktadır.

Çalışmalar, ikinci bölümde daha önce açıklanan deneysel kurulum üzerinde gerçekleştirilmiştir, ana değişiklik, radyal-eksenel türbinli TKR-6 tipi bir turboşarjın kurulumudur (Şekil 47 ve 48).

Egzoz boru hattındaki egzoz gazlarının basıncının türbinin çalışma süreci üzerindeki etkisi ile bağlantılı olarak, bu göstergedeki değişim modelleri geniş çapta incelenmiştir. Sıkıştırılmış

Egzoz boru hattına bir turboşarj türbininin takılması, egzoz boru hattındaki basınç ve akış hızı üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir; bu, turboşarjlı egzoz boru hattındaki krank mili açısına karşı basınç ve akış hızı grafiklerinden açıkça görülmektedir (Şekiller) 49 ve 50). Bu bağımlılıklar, benzer koşullar altında bir turboşarjsız egzoz boru hattı için benzer bağımlılıklarla karşılaştırıldığında, egzoz boru hattına bir turboşarj türbininin takılmasının, tüm egzoz stroku boyunca çok sayıda titreşime yol açtığı görülebilir. türbinin kanat elemanları (nozul aparatı ve pervane). Şekil 48 - Turboşarjlı kurulumun genel görünümü

Bu bağımlılıkların bir diğer karakteristik özelliği, turboşarjsız egzoz sisteminin uygulanmasına kıyasla basınç dalgalanmalarının genliğinde önemli bir artış ve hız dalgalanmalarının genliğinde önemli bir azalmadır. Örneğin, 1500 dak "1 krank mili hızında ve 100 kPa silindirdeki ilk aşırı basınçta, turboşarjlı bir boru hattındaki maksimum gaz basıncı 2 kat daha yüksektir ve hız, olmayan bir boru hattına göre 4,5 kat daha düşüktür. Turboşarjlı boru hattındaki maksimum basıncın, turboşarjsız boru hattındaki maksimum basınçtan dengelendiğini belirtmekte fayda var. krank milinin 50 dereceye kadar dönüşü ile.

Aşırı egzoz basıncı pb = 100 kPa'da krank mili p'nin dönme açısına turboşarjlı pistonlu içten yanmalı bir motorun yuvarlak kesitli egzoz boru hattındaki yerel (1X = 140 mm) aşırı basınç px ve akış hızının wx bağımlılıkları çeşitli krank mili hızları:

Turboşarjlı egzoz boru hattında, maksimum akış hızlarının onsuz bir boru hattından daha düşük olduğu bulundu. Ayrıca, bu durumda, tesisatın tüm çalışma modları için tipik olan, krank milinin dönme açısındaki artışa doğru akış hızının maksimum değerine ulaşma anında bir kayma olduğu da belirtilmelidir. Bir turboşarj söz konusu olduğunda, hız dalgalanmaları en çok düşük krank mili hızlarında belirgindir ve bu, turboşarjsız durumda da tipiktir.

Benzer özellikler, px =/(p) bağımlılığının da karakteristiğidir.

Egzoz valfi kapatıldıktan sonra boru hattındaki gaz hızının tüm modlarda sıfıra düşmediğine dikkat edilmelidir. Turboşarj türbininin egzoz boru hattına montajı, hem egzoz stroku sırasında hem de tamamlanmasından sonra tüm çalışma modlarında (özellikle 100 kPa'lık bir başlangıç ​​aşırı basıncında) akış hızı titreşimlerinin yumuşatılmasına yol açar.

Ayrıca, turboşarjlı bir boru hattında, egzoz valfi kapatıldıktan sonra akış basıncı dalgalanmalarının zayıflama yoğunluğunun turboşarjsız olduğundan daha yüksek olduğu da belirtilmelidir.

Türbinin egzoz boru hattına bir turboşarj takıldığında akışın gaz dinamik özelliklerinde yukarıda açıklanan değişikliklerin, egzoz kanalındaki akışın yeniden yapılandırılmasından kaynaklandığı ve bunun da kaçınılmaz olarak değişikliklere yol açacağı varsayılmalıdır. egzoz işleminin termofiziksel özelliklerinde.

Genel olarak, aşırı şarjlı içten yanmalı motordaki boru hattındaki basınç değişikliğinin bağımlılıkları, daha önce elde edilenlerle iyi bir uyum içindedir.

Şekil 53, çeşitli aşırı basınç pb değerleri ve egzoz sistemi konfigürasyonları (turboşarjlı ve turboşarjsız) için egzoz boru hattı boyunca kütle akış hızı G'nin krank mili hızı n'ye göre grafiklerini gösterir. Bu grafikler, içinde açıklanan metodoloji kullanılarak elde edilmiştir.

Şekil 53'te gösterilen grafiklerden, ilk aşırı basıncın tüm değerleri için, egzoz boru hattındaki gazın kütle akış hızının (G) hem TC ile hem de TC olmadan yaklaşık olarak aynı olduğu görülebilir.

Tesisatın bazı çalışma modlarında, akış özelliklerindeki fark, kütle akış hızının belirlenmesi için yaklaşık %8-10 olan sistematik hatayı biraz aşar. 0.0145G. kg/s

Kare kesitli bir boru hattı için

Fırlatma egzoz sistemi aşağıdaki gibi çalışır. Egzoz gazları, motor silindirinden egzoz sistemine, silindir kafası 7'deki kanala girer ve buradan egzoz manifolduna 2 geçerler. Egzoz manifolduna 2, içine havanın elektro- pnömatik valf 5. Bu tasarım, silindir kapağındaki kanaldan hemen sonra bir seyreltme alanı oluşturmanıza olanak tanır.

Fırlatma borusunun egzoz manifoldunda önemli bir hidrolik direnç oluşturmaması için çapının bu manifold çapının 1/10'unu geçmemesi gerekir. Bu, egzoz manifoldunda kritik bir modun oluşmaması ve ejektör kilitlenmesi olgusunun oluşmaması için de gereklidir. Egzoz borusunun ekseninin egzoz manifoldunun eksenine göre konumu (eksantriklik), egzoz sisteminin özel konfigürasyonuna ve motorun çalışma moduna bağlı olarak seçilir. Bu durumda verimlilik kriteri, silindirin egzoz gazlarından arındırılma derecesidir.

Arama deneyleri, fırlatma borusu 4 kullanılarak egzoz manifoldunda 2 oluşturulan vakumun (statik basınç) en az 5 kPa olması gerektiğini gösterdi. Aksi takdirde, atımlı akışın yetersiz eşitlenmesi meydana gelecektir. Bu, kanalda ters akımların oluşmasına neden olabilir, bu da silindir temizleme verimliliğinde bir azalmaya ve buna bağlı olarak motor gücünde bir azalmaya yol açar. Elektronik motor kontrol ünitesi 6, motor krank mili hızına bağlı olarak elektro-pnömatik valfin 5 çalışmasını organize etmelidir. Fırlatma etkisini artırmak için, ejeksiyon tüpünün 4 çıkış ucuna bir ses altı meme takılabilir.

Sabit ejeksiyonlu çıkış kanalındaki akış hızının maksimum değerlerinin, onsuzdan önemli ölçüde daha yüksek olduğu (% 35'e kadar) ortaya çıktı. Ek olarak, sabit püskürtmeli egzoz geçidindeki egzoz valfini kapattıktan sonra, çıkış akış hızı geleneksel geçide kıyasla daha yavaş düşer ve bu da geçidin hala egzoz gazlarından temizlendiğini gösterir.

Şekil 63, çeşitli tasarımların egzoz kanallarından yerel hacim akışının Vx'in krank mili hızı n üzerindeki bağımlılıklarını gösterir.Krank mili hızının incelenen tüm aralığında, sabit ejeksiyonla, egzoz sisteminden gazın hacimsel akışının olduğunu gösterirler. silindirlerin egzoz gazlarından daha iyi temizlenmesine ve motor gücünün artmasına yol açmalıdır.

Böylece çalışma, bir pistonlu içten yanmalı motorun egzoz sisteminde sabit püskürtme etkisinin kullanılmasının, egzoz sistemindeki akışın dengelenmesi nedeniyle geleneksel sistemlere kıyasla silindirin gaz temizlemesini iyileştirdiğini göstermiştir.

Ana temel fark Bu yöntemin, sürekli püskürtme etkisi kullanılarak pistonlu içten yanmalı bir motorun egzoz kanalındaki akış titreşimlerini sönümleme yönteminden farkı, havanın yalnızca egzoz stroku sırasında püskürtme borusundan egzoz kanalına beslenmesidir. Bu, ayarlanarak yapılabilir elektronik blok motor kontrolü veya şeması Şekil 66'da gösterilen özel bir kontrol ünitesinin kullanımı.

Yazar tarafından geliştirilen bu şema (Şekil 64), motor kontrol ünitesi kullanılarak fırlatma işleminin kontrol edilmesi mümkün değilse kullanılır. Böyle bir devrenin çalışma prensibi şu şekildedir: motor volanına veya eksantrik mili kasnağına, konumu motor egzoz valflerinin açılma ve kapanma anlarına karşılık gelecek özel mıknatıslar takılmalıdır. Mıknatıslar, sırasıyla mıknatıslara yakın olması gereken iki kutuplu Hall sensörüne 7 göre farklı kutuplarla kurulmalıdır. Sensörün yanından geçen, egzoz valflerinin açılma anına göre monte edilen bir mıknatıs, sinyal yükseltme ünitesi 5 tarafından güçlendirilen ve çıkışları elektro-pnömatik valfe beslenen küçük bir elektrik darbesine neden olur. kontrol ünitesinin 2 ve 4 numaralı çıkışlarına bağlanır, ardından açılır ve hava beslemesi başlar. ikinci mıknatıs sensör 7'nin yanından geçtiğinde meydana gelir ve bundan sonra elektro-pnömatik valf kapanır.

Çıkıştaki farklı sabit aşırı basınçlarda p (0,5 ila 200 kPa) krank mili hızları n 600 ila 3000 dak "1 aralığında elde edilen deneysel verilere dönelim. Deneylerde, 22 sıcaklıkta basınçlı hava -24 C Egzoz sistemindeki püskürtme borusunun arkasındaki vakum (statik basınç) 5 kPa idi.

Şekil 65, yerel basınç px (Y = 140 mm) ve krank mili p'nin dönme açısına periyodik olarak fırlatılan pistonlu bir içten yanmalı motorun dairesel bir enine kesitinin egzoz boru hattındaki akış hızının wx bağımlılıklarını göstermektedir. çeşitli krank mili hızları için aşırı egzoz basıncı pb = 100 kPa.

Bu grafiklerden, tüm salınım döngüsü boyunca bir dalgalanma olduğu görülebilir. mutlak basınç egzoz yolunda, basınç dalgalanmalarının maksimum değerleri 15 kPa'ya, minimum değerler ise 9 kPa'lık bir vakuma ulaşır. Daha sonra, dairesel bir kesitin klasik egzoz yolunda olduğu gibi, bu göstergeler sırasıyla 13,5 kPa ve 5 kPa'ya eşittir. Maksimum basınç değerinin 1500 dk "1 krank mili hızında gözlemlendiğini belirtmekte fayda var, diğer motor çalışma modlarında basınç dalgalanmaları bu değerlere ulaşmaz. Dairesel kesitli orijinal boruda monoton bir artışın olduğunu hatırlayın. krank mili hızının artışına bağlı olarak basınç dalgalanmalarının genliğinde gözlenmiştir.

Yerel gaz akış hızının w krank milinin dönme açısına bağımlılığının grafiklerinden, periyodik ejeksiyonun etkisini kullanan kanaldaki egzoz stroku sırasındaki yerel hız değerlerinin daha yüksek olduğu görülebilir. tüm motor çalışma modlarında dairesel bir kesitin klasik kanalından daha. Bu, egzoz kanalının daha iyi temizlendiğini gösterir.

Şekil 66, çıkış kanalına girişte çeşitli aşırı basınçlarda püskürtmesiz dairesel kesitli bir boru hattında ve periyodik püskürtmeli dairesel kesitli bir boru hattında gaz hacim akışının krank mili hızına bağımlılıklarını karşılaştıran grafikleri göstermektedir.