Исследование влияния длины впускного коллектора на мощностные, экономические и экологические показатели двигателя 4Ч 8,2/7,56

АННОТАЦИЯ 5
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 7
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ВО
ВПУСКНОЙ СИСТЕМЕ ПОРШНЕВОГО ДВС 22
3. ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И 26
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 26
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАКТА СИСТЕМЫ ГАЗООБМЕНА НА МОЩНОСТНЫЕ. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ 4Ч 8.2/7.56 27
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРАКТА СИСТЕМЫ ГАЗООБМЕНА НА МОЩНОСТНЫЕ. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ 4Ч 8.2/7.56 40
6. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 64
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 66

Купить

Важной задачей в развитии и совершенствовании силовых установок внутреннего сгорания является улучшение наполнения цилиндра свежим зарядом (коэффициент наполнения). Сегодня развитие ДВС достигло высокого уровня, улучшение какого-либо показателя хоть на десятую долю процента с минимальными материальными и временными затратами является трудной задачей для ученых или инженеров. Для достижения заветной цели ученые предлагают и апробируют разнообразные технические решения из широко используемых можно выделить следующие: динамический (инерционный), нагнетатели воздуха, впускной канал переменной длины, регулирование фаз газораспределения, оптимизация конструктивных параметров впускной системы. Применение выше описанных способов будет способствовать повышению наполняемости цилиндра свежим зарядом, что в свою очередь повысит и его техникоэкономические показатели такие как мощность двигателя, его момент, удельно-эффективный расход топлива и т.д.
Использование большого количества способов из рассматриваемых требует значительных денежных затрат и значительной переделки конструкции впускной системы и сопутствующих элементов двигателя в целом. Поэтому одним из самых распространенных, способов повышения коэффициента наполнения, но не самым простым, на сегодняшний день является оптимизация конфигурации впускного тракта двигателя. При этом исследование и совершенствование впускного тракта ДВС как правило выполняется методом математического моделирования или статическими и динамическими продувками впускной системы. Но эти способы не могут дать стопроцентных результатов на современном уровне развития двигателестроения, поскольку, как известно, действительный процесс в газовоздушных трактах двигателей является трехмерным неустановившимся со струйным истечением газа через щель клапана в частично заполненное пространство цилиндра переменного объема. Анализ литературы показал, что информация по процессу впуска в реальном динамическом режиме практически отсутствует.
Только такие опытные данные могут дать необходимую информацию для совершенствования двигателя на современном уровне. Таким образом, достоверные и корректные газодинамические и теплообменные данные по процессу впуска можно получить исключительно при исследованиях на динамических моделях ДВС или реальных двигателях.
В наше время существует большое количество литературы [1-7], в которой изложено и рассматривается конструктивное исполнение различных систем силовых установок, в частности, отдельных компонентов впускной системы ДВС. Однако в ней практически отсутствует обоснование предлагаемых конструктивных решений путем анализа газодинамики и теплообмена процесса впуска. И только в отдельных монографиях [8,9] приводятся статистические и экспериментальные данные по результатам исследований, подтверждающие целесообразность того или иного конструктивного решения. В этой связи с этим, можно констатировать следующее, что до недавнего времени уделялось в должном объеме внимание исследованию и оптимизации газодинамического тракта двигателей внутреннего сгорания.
В последние годы в связи с ужесточением требований экономических и экологических показателей к силовым установкам на базе ДВС, ученые и инженеры начинают уделять все больше внимания совершенствованию впускных систем, полагая, что их рабочие характеристики в значительной степени зависят от совершенства протекающих процессов в газовоздушных трактах системы впуска и выпуска рабочего тела в ДВС.
Любая система впуска поршневого двигателя, как правило, включает следующие элементы:
Воздушный фильтр;
Впускной коллектор;
Г оловки цилиндров;
Впускные и выпускные каналы.
Выбор оптимальных конструктивных параметров и аэродинамических характеристик впускного тракта преследует цели повышения коэффициента наполнения, эффективности показателя характера сгорания, сокращения продолжительности по времени, с одновременным ограничением максимальных давлений в процессе сгорания влияющих на выходные параметры двигателя [9].
Теперь рассмотрим элементы впускной системы и ее основные функции.
Головка цилиндров является основным и сложным элементом в двигателе внутреннего сгорания. От конструктивных параметров, форм и размеров основных компонентов входящих в головку блока цилиндров зависит совершенство протекающих в ней газодинамических процессов.
Головки блока цилиндров, обычно, изготавливают с двумя или четырьмя (включая впускные и выпускные клапаны) клапанами на цилиндр. Плюсы двухклапанной конструкции головки блока цилиндров состоят в простоте конструктивной схемы исполнения, технологии изготовления, в меньшей массе, числе движущихся частей, затратах на ремонт и техническое обслуживание [8].
Плюсы головки блока цилиндров (два на впуск и два на выпуск) с четырьмя клапанами состоит в увеличении площади проходных сечений, более эффективном процессе газообмена, в меньшей тепловой напряженности головки вследствие более равномерного ее теплового состояния, в возможности центрального размещения форсунки или свечи, что упрощает техническое обслуживание [5,8].
Существуют и другие конструкции головок цилиндров, например, с тремя, пятью впускными клапанами и одним или двумя выпускными клапанами на цилиндр. Однако такие схемы применяются относительно редко.
Влияние числа клапанов на протекание газодинамических процессов при теплоотдаче во впускном тракте в целом практически не изучено.
Одним из способов оптимизации процесса наполнения цилиндра свежим зарядом является профилирование впускных каналов в головке блока цилиндров. Существует множество форм профилирования с целью обеспечения направленного движения свежего заряда в цилиндре двигателя и улучшения процесса смесеобразования, более подробно изложенных в работе [9].
В зависимости от вида процесса смесеобразования впускные каналы изготавливают безвихревыми, выполняющими функцию только наполнения цилиндров свежим зарядом, тангенциальными, или винтовыми, выполняющие одновременно функции впуска и закрутки воздушного заряда в цилиндре двигателя.
Анализ литературных источников показывает, что впускному коллектору уделяется недостаточное внимание, а при расчете впускной коллектор рассматривается как трубопровод простой формы для подвода воздуха или топливовоздушной смеси в двигатель [3,4,7].
Фильтрующий элемент является неотъемлемой частью системы впуска поршневой машины. Следует отметить, что в литературных источниках больше внимания уделяется конструкции, материалам и сопротивлению фильтрующих элементов, но при этом практически не рассматриваются вопросы, какое влияние оказывает фильтрующий элемент на газодинамические и теплофизические характеристики системы впуска в ДВС.
...
Купить