ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВЕРШЕСТВОВ АНИЕ ПРОЦЕССА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В ДИЗЕЛЕ .
1.1. Основные пути улучшения показателей дизелей
1.2. Влияние движения воздушного заряда в цилиндре на качество смесеобразования
1.3. Выбор параметров впускного тракта
1.3.1. Движение воздушного заряда во впускном тракте
1.3.2. Профилирование впускных каналов
1.4. Совершенствование процесса впуска
1.5. Методы исследования газодинамических процессов во впускных каналах и в цилиндре
2. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО РАСЧЕТА ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА ВО ВПУСКНОМ КАНАЛЕ И В ЦИЛИНДРЕ
2.1. Численные методы исследования газодинамических процессов во впускных трактах двигателей
2.2. Методика численного расчета движения воздушного заряда во впускном канале и в цилиндре .
2.2.1. Математическая модель движения воздушного заряда во впускном канале и в цилиндре
2.2.2. Критерии установления решения задачи .
2.2.3. Влияние количества расчетных ячеек в области расчета анализируемые параметры .
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВПУСКНЫХ КАНАЛОВ НА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ
3.1. Описание газодинамической установки для определения параметров воздушного заряда в цилиндре
3.2. Определение параметров воздушного заряда в цилиндре .
3.3. Результаты экспериментальных исследований
впускного канала. .
3.4. Сравнение результатов численного расчета и эксперимента
4. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВПУСКНЫХ КАНАЛОВ ТРЕХКЛАПАННОЙ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА .
4.1. Описание расположения впускных каналов трехклапанной головки цилиндра .
4.2. Результаты численного расчета движения воздушного заряда во впускных каналах трехклапанной головки цилиндра
4.3. Влияние параметров и расположения падающего впускного канала на характеристики воздушного
заряда в цилиндре .
4.4. Влияние параметров и расположения винтового впускного канала на характеристики воздушного
заряда в цилиндре .
4.5. Влияние направляющей втулки, впускного клапана и его седла на характеристики воздушного заряда в цилиндре
4.6. Расчет величины коэффициента трансформации
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА В ЦИЛИНДРЕ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЯ
5.1. Описание экспериментальной установки.
5.2. Результаты исследований влияния вращательного движения воздушного заряда в цилиндре на
показатели дизеля .
5.3. Проверочные экспериментальные исследования трехклаианной модели головки цилиндра.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ . .
БИБШОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ВК впускной канал
ГЦ головка цилиндра
ВВ вредные вещества
КС камера сгорания
ДВС двигатель внутреннего сгорания ВМТ верхняя мертвая точка
НМТ нижняя мертвая точка
РМ дисперсные частицы
КВ коленчатый вал
МКЭ метод конечных элементов
МКО метод конечных объемов
МКЧ метод крупных частиц
АЛИС адаптивно локально измельченная расчетная сетка КПД коэффициент полезного действия ОГ отработавшие газы
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ Аг площадь горловины впускного канала без учета площади сечения стержня клапана В0 атмосферное давление
Ь безразмерный параметр
С коэффициент срабатывания энергии потока, конвективный
коэффициент обмена неявное число КурантаФридрихсаЛеви СХСЛ7, явное число КурантаФридрихсаЛеви
Си постоянная КолмогороваПрандтля й диаметр цилиндра, диффузионный коэффициент обмена О безразмерная зависимость динамики цилиндра
с диаметр обтекателя спрямляющего колеса
с1г диаметр горловины канала
1КС диаметр горловины камеры сгорания
с1с диаметр стержня клапана
Е постоянная в логарифмическом законе
площадь проходного сечения, зависимая переменная
тп минимальное проходное сечение канала
1вх площадь входного отверстия впускного канала
площадь горловины канала
вир продолжительность впрыска топлива
Ф параметр закрутки воздушного потока
Фс динамика наполнения
Г циркуляция вектора скорости
расход воздуха Ст расход топлива
ускорение свободного падения
удельный эффективный расход топлива
И энтальпия
высота подъема клапана ка размер ой ячейки
И эквивалентная песочная шероховатость
задаваемый параметр
со количество сопловых отверстий в распылителе
К коэффициент качества впускного канала
кинетической энергии турбулентных пульсаций, коэффициент
настройки модели размерный масштаб турбулентности
1в длина выступания направляющей втулки клапана в канал
М число Маха
МКр момент на спрямляющем колесе
Мк крутящий момент
т коэффициент для вычисления расхода воздуха
дымность отработавших газов
номинальная мощность дизеля
п частота вращения коленчатого вала, направление нормали на
выходе из расчетной области п, текущее значение итерации
Рф давление открытия иглы распылителя
преддифузионный коэффициент
АР перепад давления
АР средне гидравлическое сопротивление канала
рм давление масла в главной масляной магистрали
рв давление отработавших газов в выпускнохМ коллекторе
ртг давление отработавших газов перед турбиной
ре среднее эффективное давление
Рвх давление на входе расчетной области
газовая постоянная воздуха, внешний радиус спиральной части
винтового канала число Рейнольдса
гу условный радиус аэродинамического колеса
коэффициент затрат энергии за фазу впуска
коэффициент трансформации потока за фазу впуска
x коэффициент качества канала
источниковый параметр
расстояние между точками встречи осей соседних факелов со стенкой КС
Т коэффициент трансформации, высота спиральной части
винтового канала,
ТС коэффициент времени
температура воздуха, временной период
0 температура воздуха на входе в расходомер
температура масла в поддоне двигателя
температура топлива в фильтре грубой очистки
температура отработавших газов
Шф время впрыска топлива
Ут скорость сдвига
V, объем цилиндра
У скорость воздушного заряда
V тангенциальная составляющая скорости воздушного заряда
У о осевая составляющая скорости воздушного заряда
Уг скорость воздуха в горловине канала
Уii скорость потока на входе в расчетную область
x концентрация оксида азота
концентрация углекислого газа
концентрация iлеводородов
X относительный подъем клапана
у безразмерное расстояние
у безразмерная фаза впуска
критерий для определения выпадающих точек
а коэффициент избытка воздуха
угол конусности спиральной части винтового канала у Удельная масса воздуха
относительная погрешность
е скорости диссипации турбулентной энергии
v коэффициент наполнения
А коэффициент теплопроводности
д коэффициент расхода, коэффициент динамической вязкости
д эффективное проходное сечение
эффективная вязкость потока, учитывающая ламинарный и
турбулентный эффекты
р, коэффициент турбулентной динамической вязкости
V кинематическая вязкость потока
коэффициент сопротивления впускного канала
р плотность воздуха
Рг радиус внешней образующей винтового канала
р2 переходный радиус между внешней образующей винтового
канала и его спиральной частью р3 радиус внутренней образующей винтового канала
т. вязкое напряжение
Тюр шаг по времени
шаг по времени ограниченный явным числом Куранта
ФридрихсаЛеви тт,п минимальный шаг по времени
щ относительная влажность окружающего воздуха
р угол наклона клапана, функция потенциала скорости
реп геометрическая фаза впуска
О вихревое отношение
X телесный угол топливного факела
со вихревое отношение, частота вращения воздушного заряда
О угол наклона винтового канала, угол опережения впрыска топлива
д угол между крайними точками проекции соседних факелов на поверхности КС
ВВЕДЕНИЕ
Качество смесеобразования в дизеле определяет протекание его рабочего процесса. На ранних этапах развития двигателестроения широко использовались разделенные камеры сгорания КС в которых осуществлялись процессы смесеобразования и сгорания. Однако, вследствие ряда хорошо известных принципиальных недостатков таких КС, а также благодаря прогрессу в области дизелей с неразделенными камерами, в последние годы наметилась четкая тенденция к повсеместному использованию непосредственного впрыскивания топлива в открытые и полузакрытые КС, обеспечивающие высокую топливную экономичность и низкую токсичность отработавших газов ОГ. В этих условиях важнейшим направлением, по улучшению качества протекания рабочего процесса дизеля является согласование формы камеры сгорания с движением воздушного заряда относительно факела топлива.
Как недостаточная, так и чрезмерная скорость движения воздушного заряда приводят к ухудшению мощностных, экономических и экологических показателей. В первом случае изза недоиспользования воздуха в межфакельном пространстве, во втором изза частичного попадания
продуктов сгорания одного факела в зону горения другого. Поэтому в
процессе разработки и совершенствования впускного тракта необходимо строго подходить к выбору профиля и расположения впускных каналов ВК, а также всего впускного тракта, обеспечивающие необходимое движение воздушного заряда в цилиндре.
Диссертационная работа посвящена совершенствованию ВК тракторного дизеля. Предложенная конструкция ВК, обеспечивает необходимое вращательное движение воздушного заряда в цилиндре. Исследовано влияние вращательного движения воздушного заряда на экономические и экологические показатели дизеля. Предложена методика численного расчета, позволяющая определять газодинамические параметры воздушного заряда во ВК и в цилиндре. Путем проведения численных расчетов оценено влияние расположения ВК относительно оси цилиндра, и
их профилей на газодинамические характеристики воздушного заряда в цилиндре. Исследованы газодинамические процессы, происходящие во ВК и в цилиндре. Проведены экспериментальные исследования предложенной конструкции ВК на газодинамической установке.
Актуальность
- Київ+380960830922