Повышение эффективных и экологических показателей ДВС газодинамическими методами

• Автор: Еникеев, Рустэм Далилович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 290 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Основные сокращения

Обозначения физических величин

Индексы
0. ВВЕДЕНИЕ

0.1. Актуальность исследования

0.2. Цель и задачи исследования

0.3. Методы исследования

0.4. Научная новизна
0.5. Практическая ценность и достоверность научных положений
0.6. Апробация работы, публикации
0.7. Содержание работы
1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Влияние закрутки заряда на показатели двигателя
1.2. Влияние закрутки заряда на склонность двигателя к детонации
1.3. Влияние закрутки заряда на токсичность отработавших газов
1.4. Двухконтурная система впуска ДВС
1.5. Анализ проблемы исследования. Постановка цели и задач
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА ДВС С УЧЕТОМ ЗАКРУТКИ ПОТОКА
2.1. Уравнения, описывающие процессы в рабочей камере ДВС
2.2. Метод численного решения уравнений процессов в рабочей камере
2.3. Уравнения сохранения для нестационарного потока с закруткой
2.4. Метод численного решения уравнений одномерного течения
с закруткой
2.5. Модель взаимодействия потока со скачком сечения канала

2.6. Модель течения газа в зоне стыка контуров впускной системы
2.7. Модель течения газа в зоне стыка контуров при допущении
о равенстве статических давлений в сечениях сходящихся каналов
2.8. Соотношения для расчета исходной закрутки потока
2.9. Модель местных потерь в потоке с закруткой
2.10. Модель путевых потерь в потоке с закруткой
Выводы по 2 главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ ВПУСКА НА БЕЗМОТОРНЫХ УСТАНОВКАХ
3.1. Экспериментальное исследование закрутки потока
во впускной системе двигателя
3.1.1. Определение полей скоростей во впускной системе двигателя
3.1.2. Определение направления и величины вектора скорости
потока
3.2. Экспериментальное исследование закрученного потока в РК
3.3. Экспериментальное исследование закрученного потока
в РК в условиях нестационарного впуска
3.4. Идентификация базовой модели тройника
3.5. Экспериментальное определение коэффициентов потерь
в узле стыка контуров
3.6. Определение коэффициента сохранения МКД на продувочном
стенде
Выводы по 3 главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ ВПУСКА В СОСТАВЕ
ДВИГАТЕЛЯ
4.1. Установка для определения влияния двухконтурной системы впуска на показатели двигателя

4.2. Расчетное определение ГДСЗ в условиях проведенных измерений
4.3. Эффективные показатели и токсичность выбросов двигателя
с двухконтурной системой впуска
4.4. Индицирование двигателя с двухконтурной системой впуска
Выводы по 4 главе
5. ШУМ ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ
5.1. Моделирование газодинамического шума
5.1.1. Методика расчета шума неустановившейся струи газа
5.1.2. Расчет шума выпуска ДВС на неустановившихся режимах
5.1.3. Расчет спектра шума неустановившейся струи
5.1.4. Расчет шума по частотной характеристике А
5.2. Снижение шума выпуска
5.2.1. Шум пульсирующего потока
5.2.2. Глушители шума выпуска
5.2.3. Давление в системе выпуска
5.3. Газодинамические методы снижения шума
Выводы по 5 главе
6. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА ВЫПУСКА ДВИГАТЕЛЯ
6.1. Моделирование двигателя на установившихся режимах работы
6.1.1. Моделирование двигателя с двухканальной системой выпуска
6.1.2. Моделирование двигателя с многоканальной системой выпуска
6.2. Экспериментальное исследование шума выпуска
на установившихся режимах работы двигателя
6.2.1. Эксперименты на моторном стенде
6.2.2. Эксперименты в составе автомобиля

убыванию скорости. Хотя распределение скорости не в точности соответствует вращению твердого тела, при подходящих условиях работы и хорошо спроектированных клапанных каналах соответствие часто бывает хорошим [137, 104]. В высокооборотных двигателях отклонения от распределения скорости вращающегося твердого тела больше [96], [137]. В отсутствие уменьшения* радиального размера заряда при сжатии режим течения продолжает развиваться в сторону вращения твердого тела на протяжении всего тактахжатия [104]. Относительная закрутка от трех до пяти в ВМТ может быть достигнута с клапанными, каналами при плоском днище поршня (т.е. без всякого усиления закрутки во время сжатия) [137, 104].
В КС с радиусом, меньшим чем радиус цилиндра (например, камера в днище поршня), распределение тангенциальной скорости в процессе сжатия изменяется. Даже если допущение о вращении тела как твердого остается в силе до конца впуска, то при движении газа внутри выемки в днище скоростной профиль искажается. Если трение не учитывается, то МКД каждой частицы газа при движении ее по радиусу к центру будет оставаться, постоянным. Таким образом, возрастание тангенциальной скорости каждой частицы газа' по мере ее радиального перемещения к центру обратно пропорционально изменению радиуса. Это подтверждается измерениями распределения скоростей закрутки в цилиндре двигателя с КС в днище поршня. Скорость смещения газа в выемке зависит от ее объема, объема цилиндра и скорости поршня при данном мгновенном его положении. Поэтому скорость газа в выемке будет быстро возрастать к концу такта сжатия* и достигнет максимума непосредственно перед ВМТ [137, 104].
Измерения, иллюстрирующие это радиальное распределение тангенциальной скорости, проведены в работе [122]. Эти измерения выполнены путем анализа движения горящих частиц углерода в цилиндре ра-