Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС

• Автор: Кулешов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : 78 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИНДЕКСОВ,

СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВС

1.1. Анализ актуальных задач стоящих перед двигателестроением

и программного обеспечения, необходимого для их решения

1.1.1. Термодинамические модели ДВС

1.1.2. Модели на основе решения задач пространственной гидродинамики

1.2. Требования к математическим моделям рабочих процессов ДВС применяемым для проведения компьютерной оптимизации двигателей на этапе их разработки и доводки
1.3. Задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВС .
2.1. Математическая модель открытой термодинамической системы
2.2. Математическая модель газообмена четырехтактных и двухтактных ДВС
2.2.1. Особенности расчета газообмена двухтактных ДВС
2.3. Математическая модель теплообмена в цилиндре
2.4. Математическая модель образования сажи
2.5. Методы расчета эмиссии оксидов азота
2.5.1. Общие принципы расчета выброса оксидов азота
2.5.2. Расчет образования термических оксидов азота
2.5.3. Расчет образования оксидов азота по детальному кинетическому механизму

2.6. Последовательность расчета рабочего процесса поршневого ДВС
2.7. Последовательность расчета рабочего процесса ДВС с согласованием характеристик турбин и компрессоров с поршневой частью
2.8. Методика многопараметрической оптимизации ДВС
2.8.1. Выбор целевой функции при минимизации выбросов
вредных веществ
2.9. Выводы по главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СГОРАНИЯ В ДИЗЕЛЕ
3.1. Сравнительный анализ существующих феноменологических моделей сгорания в дизеле
3.2. Расчет конфигурации свободной струи. Модифицированная модель Лышевского для расчета дальнобойности топливной
струи
3.3. Расчет развития струи и ее пристеночных потоков в условиях тангенциального вихря
3.4. Распределение топлива в дизельной струе по характерным зонам
3.5. Расчет скорости испарения в характерных зонах
3.6. Расчет периода задержки самовоспламенения
3.7. Расчет скорости выгорания
3.8. Программа ДИЗЕЛЬ-РК
3.9. Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ДИЗЕЛЯХ РАЗНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1. Результаты расчета тепловыделения в дизелях во всем диапазоне работы
4.2. Результаты расчета тепловыделения в дизелях с многоразовым впрыскиванием и PCCI процессом

4.3. Результаты расчета тепловыделения в дизелях с боковым расположением форсунок
4.4. Выводы по главе
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМЫ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ И УГЛА В ШАТРЕ РАСПЫЛИВАЮЩИХ ОТВЕРСТИЙ ДЛЯ СРЕДНЕОБОРОТНОГО ДИЗЕЛЯ
5.1. Выводы по главе
6. МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СРЕДНЕОБОРОТНОГО ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ЭМИССИИ ОКСИДОВ АЗОТА И РАСХОДА ТОПЛИВА
6.1. Вывод по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Свойства биотоплив
Приложение 2. Свидетельство об официальной регистрации
программы для ЭВМ ДИЗЕЛЬ-РК
Приложение 3. Документы о внедрении результатов работы

малым диаметром цилиндра, так и к малооборотным дизелям с большим диаметром цилиндра. Это позволит вывести оптимизационные расчеты из области искусства в область технологии, т.е. сделать их доступными для инженеров промышленных предприятий.
1.3. Задачи исследования
Рассмотрение состояния современного программного обеспечения, предназначенного для расчетных исследования и оптимизации ДВС в современных условиях, привело к выводам, отраженным в задачах диссертации.
Необходима разработка достоверных, быстродействующих и универсальных математических моделей и прикладных программ для термодинамического расчета двухтактных и четырехтактных ДВС с уточненным рассмотрением процессов смесеобразования, сгорания и образования вредных веществ. Для чего необходимо:
1. Разработать быстродействующие и универсальные алгоритмы расчета внутрицилиндровых процессов, процессов газообмена в двухтактных и четырехтактных ДВС, математические модели совместного расчета поршневых ДВС и агрегатов наддува.
2. Разработать феноменологическую модель сгорания в ДВС с воспламенением от сжатия, позволяющую учитывать развитие топливных струй, взаимодействие их с воздушным вихрем, со стенками и между собой, учитывать произвольную форму камеры сгорания и движение поршня, многоразовое впрыскивание и рециркуляцию отработавших газов. Модель должна быть универсальной, т.е. учитывать как традиционные методы организации рабочих процессов ДВС, так и современные, направленные на радикальное снижение выбросов вредных веществ.
3. Проверить корректность математических моделей путем сравнения расчетных данных с результатами экспериментов. Разрабатываемые модели