Методика параметрической идентификации модели процессов газообмена двухтактных ДВС

• Автор: Михайлов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Основные сокращения

Обозначения физических величин

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
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ
1.1 Введение
1.2 Обзор современного состояния проблемы моделирования процессов газообмена двухтактных двигателей
1.3 Анализ современных способов моделирования процессов газообмена двухтактных ДВС
1.4 Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ
2.1 Введение
2.2 Модели пространственного течения рабочего тела
2.3 Модели течения пониженной пространственной размерности
2.4 Методика параметрической идентификации модели газообмена..
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ АПД-800, ИЗМЕРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА И ВЬРШСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
3.1 Описание экспериментального двигателя
3.2 Измерение характеристик двигателя в условиях стенда
3.2.1 Измерительная аппаратура
3.2.2 Методика эксперимента на двигателе в условиях стенда
3.2.3 Результаты выполненных измерений на двигателе
3.3 Получение характеристик двигателя вычислительным экспериментом
3.3.1 Методика проведения вычислительного эксперимента
3.3.2 Получение характеристик элементов ГВТ двигателя АПД-800
3.3.3 Получение продувочной характеристики рабочей камеры
двигателя АПД-
3.3.4 Результаты вычислительного эксперимента
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЯАЗ-204, ИЗМЕРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ СТЕНДА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
4.1 Описание экспериментального двигателя
4.2 Измерение характеристик двигателя в условиях стенда
4.2.1 Измерительная аппаратура
4.2.2 Методика эксперимента на двигателе в условиях стенда
4.2.3 Результаты выполненных измерений на двигателе
4.3 Получение характеристик двигателя вычислительным экспериментом
4.3.1 Методика проведения вычислительного эксперимента
4.3.2 Получение характеристик элементов ГВТ двигателя ЯАЗ-М204А
4.3.3 Получение продувочной характеристики рабочей камеры
двигателя ЯАЗ-М204А
4.3.4 Результаты вычислительного эксперимента
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Основные сокращения
АЦП Аналого-цифровой преобразователь.
ВМТ Верхняя мертвая точка.
ВСХ Внешняя скоростная характеристика ДВС.
ГВТ Газовоздушный тракт.
ДВС Двигатель внутреннего сгорания.
КПД Коэффициент полезного действия.
НГХ Нестационарная газодинамическая характеристика.
ОГ Отработавшие газы.
ОПК Обратный пластинчатый клапан.
ПДВС Поршневой двигатель внутреннего сгорания.
ПКВ Поворот коленчатого вала.
ППП Прикладной программный пакет.
ПС Продукты сгорания.
ПХ Продувочная характеристика.
РПР Распад произвольного разрыва.
СЗ Свежий заряд.
СИМ Система имитационного моделирования.
СС Свежая смесь.
Обозначения физических величин
£) Диаметр цилиндра, м.
Ни Низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг.
т Масса, кг.
г Время, с.
Ие, А,- Мощность двигателя эффективная и индикаторная, кВт.
Ов Расход воздуха, кг/ч.

ставляет собой- параметр формы зависимости Вибе и берется из диапазона [—0,25; 4,0].
Мгновенный суммарный- тепловой поток от стенок, рабочей камеры к рабочему телу вычисляется по уравнению Ньютона - Рихмана:
= ^ У,э-т)ргк.
где 7„э - эквивалентная,температура стенок рабочей камеры; - суммар-
ный коэффициент теплоотдачи- от стенок рабочей камеры, который вычисляется по формуле Вошни [83]:
= 0,118 • 10~3 к^~0,2Т~0'53[р(ктст + 0,308сн)]°’8. (2.12)
Данная модель сгорания наиболее адекватно описывает процесс сгорания в рабочей камере ПДВС с внешним смесеобразованием, при наличии фронта турбулентного пламени, разделяющего компоненты СЗ и ПС.
Использование модели «емкости мгновенного перемешивания» в период продувки приводит к неточному описанию течения газов через рабочую камеру и не позволяет предсказывать состав смеси ПС и СС, вытекающей из рабочей камеры-в каждый момент времени.
Применение модели на основе двухзонного представления- процессов в рабочей камере позволяет моделировать потери смеси при продувке. Однако для этого требуется использование эмпирической зависимости, получаемой обработкой, в вычислительном эксперименте [46], действительной картины пространственного течения с турбулентным перемешиванием в рабочей камере потоков СС и ПС при продувке - продувочной характеристики [16, 54]. Характеристика представляет собой зависимость относительного объемного расхода смеси газов из зоны СЗ отнесенного к относительному объему , этой зоны.
Двухзонная модель течения [46] при продувке предусматривает, что объем рабочей камеры, делится на две несмешивающиеся зоны - зону СЗ и зону отработавших газов (ОГ) (рис. 2.2). Основным режимом течения счи-