Повышение эффективных характеристик поршневых ДВС управлением бифуркационными зависимостями межцикловой неидентичности рабочих процессов

• Автор: Ахромешин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1 Анализ систем управления газообменом двигателей внутреннего сгорания..

1.2 Анализ систем управления ФГР электромагнитным приводом клапана

1.3 Анализ применения системы рециркуляции отработавших газов в ДВС с

управляемым газообменом

1.4 Межцикловая неидентичность как стохастический и динамический процесс в ДВС

1.5 Анализ синергетических способов исследования МНЦ рабочих процессов в ДВС

1.6 Управление хаосом в нелинейных динамических системах
1.7 Применение термодинамики открытых систем для моделирования РП ДВС
1.8 Выводы по главе
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕЖЦИКЛОВОЙ НЕИДЕНТИЧНОСТИ РАБОЧИХ ПРОЧЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
2.1 Общие положения
2.2 Способы управления межцикловой неидентичностыо
2.3 Обоснование принимаемых допущений
2.4 Математическая модель для исследования МЦН ПДВС
2.4.1 Зависимости для стационарного течения рабочего тела в полостях ПДВС
2.4.2 Расчет массовых долей свежего заряда и продуктов сгорания
2.4.3 Расчет конвективного теплообмена
2.4.4 Расчет термодинамических свойств рабочего тела
2.4.5 Закон перемещения клапана
2.5 Программная реализация модели
2.6 Исследование математической модели
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЦН В ДВС
3.1 Общие положения
3.2 Методика проведения, стенд и аппаратура для экспериментальных исследований

3.3 Определение индикаторных и эффективных показателей

3.4 Определение адекватности математической модели
3.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Условные обозначения
ст ~ средняя скорость поршня;
gj — массовая доля компонента РТ (термомеханического звена); е - цикловая подача топлива;

И - удельная энтальпия РТ;
/?0в - удельная энтальпия свежего заряда, поступающего в цилиндр ПДВС;
]р - ускорение центра масс поршня; к - показатель адиабаты РТ;
/() — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива;
т - масса РТ в цилиндре двигателя;
Шр - масса поршня (деталей поршневой группы);
тг — масса шатуна; т - показатель процесса сгорания; р - давление РТ;
Ро - давление газов под поршнем;
Рмп ~ давление механических потерь;
5 - удельная энтропия РТ;
? - время;
- время (продолжительность) сгорания топлива; и - удельная внутренняя энергия РТ;
V - удельный объем РТ;
’р - скорость ЦМ поршня;
уг — скорость ЦМ шатуна; х - доля сгоревшего топлива;
— площадь днища поршня;

- нестабильность распределения ТВС по объему камеры сгорания (КС);
- развитие начального очага горения;
- турбулентность потоков в цилиндре;
- коэффициент избытка воздуха (а);
- степень рециркуляции ОГ;
- другие факторы.
Многие ученые понимают межцикловую неидентичность как стохастическое (вероятностное) поведение сложной динамической системы, обусловленное самой природой системы. В работе [60] изучение МЦН ведется путем исследования максимального давление в цилиндре для различных нагрузочных режимов работы двигателя на основе вейвлет-анализа. Вейвлет-преобразования рассматривают анализируемые временные функции в терминах колебаний, локализованных по времени и частоте. Различают длинные, средние и короткие периоды колебания давления. Для каждого режима вычисляется «энергетический (мощностной) спектр волны».
На рисунке 1.14 наглядно видно три разновидности периодов колебания максимального давления в цилиндре. С ростом нагрузки происходит сужение зоны распределения пиков давления (названный в [60— 63] «конус влияния»), а также увеличивается однородность спектра.
Рисунок 1.14 — «Энергетический спектр» колебаний давления в цилиндре