ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Обзор проблемы холодного пуска двигателя 6
1.1 Влияние приготовления смеси на холодный пуск 6
1.2 Изменение угла опережения зажигания 7
1.3 Трение двигателя 7
1.4 Проблема теплопередачи двигателя 11
1.5 Роль охлаждающей жидкости в двигателе при холодном
пуске 19
1.6 Более быстрый прогрев 24
Глава 2 Моделирование теплопередачи двигателя 34
2.1 Введение 34
2.2 Подход с сосредоточенными параметрами к моделированию 35
2.3 Основные уравнения для моделирования теплопередачи
двигателя 36
2.4 Передача тепла при сгорании 36
2.5 Подход к моделированию в Modelica 40
2.6 Модель в текущем исследовании 41
Глава 3 Результаты моделирования 44
3.1 Введение 44
3.2 Моделирование модели 44
3.3 Начальные условия для моделирования 45
3.4 Результаты моделирования для контрольной точки нового
Европейского ездового цикла 45
3.5 Результаты моделирования для холостого хода 48
Глава 4 Экспериментальные результаты и обсуждение 51
4.1 Введение 51
4.2 Общее обсуждение потока охлаждающей жидкости в
двигателе 51
4.3 Общее обсуждение снижения расхода охлаждающей
жидкости 53
4.4 Экспериментальные результаты 54
4.5 Обсуждение температуры масла 55
4.6 Обсуждение температуры охлаждающей жидкости в
различных цилиндрах 56
4.7 Сравнение для различных условий работы 57
4.8 Расход топлива 57
4.9 Температура головки цилиндра для всех мест 61
4.10 Смещение потока с помощью электрического водяного
насоса 69
Глава 5 Подведение итогов проведенного исследования 70
5.1 Введение 70
5.2 Выводы 70
5.3 Рекомендации для будущей работы 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 79
Актуальность работы и научная значимость настоящего исследования.
Зимним периодом эксплуатации называется такой период, когда температура окружающего воздуха устанавливается ниже плюс пять градусов цельсия. Эксплуатация машин в зимних условиях затрудняется из- за низких температур воздуха наличия снежного покрова, сильных ветров и мете лей, а также сокращения светлого времени суток. Низкая температура окружающего воздуха затрудняет пуск двигателя, оказывает отрицательное влияние на работу всех его систем и поддержания нормального теплового режима. Вследствие низких температур окружающего воздуха значительно ухудшается испаряемость бензина и увеличивается плотность воздуха, то приводит к значительному обеднению горючей смеси и плохому ее воспламенению при пуске карбюраторных двигателей. В дизелях вследствие повышения вязкости топлива и снижения температур воз душного заряда в цилиндрах нарушаются условия смесеобразования и ухудшается самовоспламенение дизельного топлива. Конденсат горючего смывает масляную пленку со стен цилиндров и разжижает масло в картере, что приводит к резкому нарастанию износа деталей двигателя и сокращению срока его службы. Особенно сильно изнашиваются детали при пуске холодных двигателей. Повышение вязкости масла при низких температурах воздуха вызывает резкое увеличение сопротивления вращению коленчатого вала, что затрудняет достижение требуемой для пуска двигателя частоты вращения коленчатого вала.
Объект исследования.
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием.
Предмет исследования.
Уменьшение скорости циркуляции потока охлаждающей жидкости.
Целью работы является разработка концепции эффективной работы двигателя в условиях холодного пуска.
Гипотеза исследования состоит в уменьшении скорости циркуляции потока охлаждающей жидкости для достижения более быстрого прогрева двигателя
Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:
1. провести оценку влияния уменьшения скорости циркуляции потока охлаждающей жидкости для достижения более быстрого прогрева ДВС
2. выявить возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС.
Методы исследования.
Метод экспериментального исследования, метод статистической обработки результатов эксперимента и моделирования рабочего процесса.
Научная новизна исследования заключается в выявление особенностей влияния уменьшении скорости циркуляции потока охлаждающей жидкости для достижения более быстрого прогрева двигателя
Личное участие автора в организации и проведении исследования состоит в том, что автор принимал непосредственное участие в формировании аналитического обзора по направлению исследований, а также в анализе экспериментальных данных и полученных на основании анализа практических рекомендаций и выводов.
На защиту выносятся:
- выявленные возможности уменьшении скорости циркуляции потока охлаждающей жидкости для достижения более быстрого прогрева двигателя.
Структура магистерской диссертации.
Диссертации состоит из введения, 5 глав, заключения с основными результатами и выводами, содержит 12 рисунков, 0 таблиц, списка использованных источников (84 источников). Основной текст изложен на 87 страницах.
Анализ показал, что картина потока охлаждающей жидкости изменяется при использовании электрического водяного насоса, что влияет на температуру компонентов двигателя. Кроме того, это также влияет на время прогрева двигателя. В этой главе было проведено сравнение механического и электрического водяного насоса и различных металлических термопар, чтобы понять влияние колебаний расхода. Это считается важным анализом, поскольку он дает представление о структуре потока охлаждающей жидкости в двигателе.
Основные выводы по разделам:
Выводы по главе 1
Процесс теплопередачи в двигателе внутреннего сгорания - очень сложное явление из-за цикличности теплового источника в процессе. Проблемы проектирования и управления многократно возрастают, когда двигатель работает в переходных условиях, в том числе в условиях холодного пуска. Проблема недостаточного испарения топлива, неэффективного перемешивания и трения в холодном масле - вот лишь некоторые из основных проблем, связанных с холодным запуском. Как указано в литературе, существует необходимость в термической изоляции двигателя, а не в его охлаждении при запуске. Результаты этих анализов показывают, что есть большой потенциал в снижении расхода охлаждающей жидкости в двигателе. Идеи улучшения концепции прогрева двигателя уже хорошо известны, но основная проблема заключается в разработке стратегии для коллективной реализации некоторых или всех этих идей улучшения для получения положительного результата. Если необходимо реализовать весь потенциал системы охлаждения двигателя, необходимо приложить усилия для снижения расхода охлаждающей жидкости двигателя за счет применения электрического водяного насоса и клапана переключения потока и изучения достоинств и недостатков раздельной подачи охлаждающей жидкости.
Выводы по главе 2
Моделирование теплопередачи двигателя - важный инструмент для оценки изменений конструкции с наименьшим количеством прототипов. Таким образом, процесс является рентабельным и экономит время. В настоящей главе была предпринята попытка разработать модель теплопередачи двигателя и потока охлаждающей жидкости.
Выводы по главе 3
Модель теплопередачи, описанная в главе 3, была применена, и результаты обсуждаются в этой главе. Моделирование было выполнено для условий испытательной точки нового Европейского ездового цикла 1161 об/мин, нагрузки 48 Нм и холостого хода 700 об/мин и нагрузки 0 Нм. Эти результаты далее сравниваются с экспериментальными результатами в главе
4. Сравнение показывает, что результаты разумно согласуются друг с другом.
Выводы по главе 4
В этой главе сообщается и обсуждается влияние снижения расхода охлаждающей жидкости на время прогрева двигателя и расход топлива. Также учтена разница температур компонентов из-за изменения расхода охлаждающей жидкости. Результаты этих анализов показывают, что есть большой потенциал в снижении расхода охлаждающей жидкости в двигателе. Скорость потока в экспериментах была снижена с максимальных 17,17 л/мин до нуля. Однако эти результаты показывают, что более быстрый нагрев охлаждающей жидкости не влияет на объемную температуру масла.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
