Методы исследования и пути совершенствования процессов газообмена и сгорания в бензиновых двигателях

• Автор: Захаров, Илья Львович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА И СГОРАНИЯ В ПОРШНЕВЫХ

БЕНЗИНОВЫХ ДВС

1Л. Методы математического моделирования рабочего цикла поршневого бензинового ДВС

1.2. Современное представление о распространении пламени, сгорании и тепловыделении в двигателях с искровым воспламенением

1.3. Методы моделирования процесса сгорания

1.4. Математическое моделирование характеристик тепловыделения и исследование процесса сгорания в цилиндре бензинового двигателя

1.5. Постановка задач исследования

Выводы по главе

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВОМ БЕНЗИНОВОМ ДВС

2.1. Проектирование газовых каналов и камеры сгорания головки цилиндров

2.2. Моделирование процессов в цилиндре двигателя и в системе газообмена
2.3. Математическая модель процесса сгорания в цилиндре поршневого бензинового двигателя
2.3.1. Температурное поле в камере сгорания бензинового двигателя
2.3.2. Соотношение между массой и объемом выгоревшего заряда
2.3.3. Скорость химических реакций окисления паров топлива
2.3.4. Нормальная скорость сгорания
2.3.5. Турбулентное распространение пламени
2.3.6. Глубина зоны горения
2.3.7. Распространение пламени и коэффициент тепловыделения

2.4. Образование и моделирование токсических продуктов в цилиндре поршневого бензинового двигателя
2.4.1. Образование оксида углерода
2.4.2. Образование оксидов азота
2.4.3. Образование углеводородов
2.5. Математическое моделирование образования Ж)х и СО в поршневом бензиновом двигателе
2.5.1. Реакции образования оксидов азота
2.5.2. Реакции образование оксидов углерода
2.6. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Тестирование математической модели
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Техническая характеристика объекта исследования
3.2. Безмоторная вакуумная установка и проведение аэродинамических продувок
3.3. Моторный исследовательский стенд для испытаний ДВС
3.4. Методика проведения экспериментальных исследований
3.5. Планирование эксперимента, условия проведения испытаний и точность измерений
Выводы по главе
4. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Выбор определяющих параметров и критерия оценки экономичности
и токсичности ОГ поршневого бензинового ДВС
4.2. Исследование организации рабочих процессов поршневого бензинового ДВС. Апробация модели
4.2.1. Влияние состава рабочей смеси на процесс сгорания
4.2.2. Зависимость средней скорости пламени и тепловыделения от частоты вращения коленчатого вала в поршневом
бензиновом ДВС
4.2.3. Зависимость скорости пламени и тепловыделения в камере сгорания от угла опережения момента зажигания

4.2.4. Зависимость скорости пламени и тепловыделения в камере сгорания от нагрузки
4.2.5. Влияние формы камеры сгорания на характеристику тепловыделения
4.3. Исследование экономических, экологических, гидравлических и энергетических показателей базового двигателя Р4 Уь=2,445 л с
целью их улучшения
4.3.1. Результаты экспериментальных исследований влияния элементов системы впуска на наполнение цилиндров при прокручивании
вала двигателя
4.3.2. Результаты экспериментальных исследований экономических, экологических и энергетических характеристик, полученных при стендовых моторных испытаниях базового двигателя Р4
Уь=2,445 л
4.3.3. Вывод эмпирических моделей топливной экономичности и токсичности
4.4. Разработка модернизированной конструкции газовых каналов и
камер сгорания головки цилиндров двигателя Р4 Уь=2,445 л
4.5. Результаты испытаний модернизированной конструкции газовых каналов и камеры сгорания на двигателе Р4 Уь=2,445 л
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

причиной изменения Тпл является изменение температуры горючей смеси перед фронтом пламени. До тех пор, пока температура смеси из-за адиабатического сжатия увеличивается, соответственно увеличивается и температура пламени. В точке цикла, где прекращается прирост температуры смеси, прекращается и увеличение температуры пламени.
Прирост температуры пламени несколько отстает от прироста температуры смеси перед фронтом пламени. Дело в том. что величина приращения температуры во фронте пламени из-за сгорания при продвижении пламени постепенно уменьшается вследствие увеличения теплоемкости газа при повышении его температуры.
3 зона - продукты сгорания. Температурное поле продуктов сгорания за зоной горения отличается большой неравномерностью. В конце процесса сгорания наибольшую температуру имеют газы у источника выгорания, наименьшую - в точке, удаленной от источника зажигания.
Газы у источника зажигания, имевшие тотчас температуру, равную начальной температуре пламени:
гр ист.заж. __гр ,
1 пр.сг.О ~1 пл.0 ~ 1 1.0ТШ пл.Ог
подвергаются адиабатическому сжатию и их температура возрастает. В конце сгорания, когда давление в цилиндре достигает максимального значения, температура газа у источника зажигания станет равной
к2~

(2.9)
Ч ' с
где: к2 - отношение теплоемкостей продуктов сгорания,
Ртах - давление газа в конце сгорания.

гр ист.заж гр ист.заж
пр.ст.кон пр.ст
В этот момент в точке, наиболее удаленной от источника зажигания, где сгорание только что произошло, температура продуктов сгорания равна:
Г КОИ _ Т< КОН . А гг, КОН - лч
пр.сг-Т, , (2.10)