29 мая 2016г.
К основным конструктивным параметрам системы газообмена, которые обычно входят в число оптимизируемых параметров при конструировании и доводке двигателя, относят геометрические характеристики каналов и клапанов, геометрические характеристики (длину, диаметр и конфигурацию) впускного и выпускного трубопроводов, фазы газораспределения, а также закон открытия клапанов. В совокупности с частотой вращения коленчатого вала, перечисленные факторы определяют расходные и энергетические характеристики впускных и выпускных каналов и клапанов, а, следовательно, наполнение цилиндра и работу насосных ходов [2,3].
Течение во впускном и выпускном каналах имеет нестационарный и трехмерный характер. Однако в расчетах используют уравнения одномерного стационарного течения газа, основываясь на предположении, что на коротком участке канала в пределах конечного достаточно малого интервала времени течение можно считать квазистационарным [2,3].
В расчетной схеме при втекании газа в цилиндр и при истечении из цилиндра выделяют сужающийся участок канала, для которого справедливо уравнение Бернулли:
В соответствии с изложенным, исследование прямоточной схемы газообмена двухтактного двигателя осуществлялось на физической модели, показанной на Рисунке 1, где: 1 - автомат питания двигателя вентилятора; 2- электрический двигатель; 3 - вентилятор; 4- заслонка; 5- имитатор продувки окон; 6 - двухтрубный манометр; 7- имитатор цилиндра ДВС; 8
- имитатор выпускного клапана; 9 – электрический двигатель постоянного тока; 10- ЛАТр; 11 - продувочное окно; 12,14
- импульсные линии; 13 - тахометр.
Вентилятор 3 имитирует работу продувочного насоса, создает движение потока воздуха вдоль оси цилиндра 7. Необходимое время-сечение продувки обеспечивается вращением дисков 5 имитаторов продувочных окон. Имитатор 5 состоит из двух дисков с отверстиями 11; меняя положение дисков относительно друг друга, можно изменять площадь сечения продувочного окна. Изменение частоты вращения дисков 5 осуществляется мотором с помощью реостата 10, а измерение частоты вращения производится тахометром 13. Изменение площади сечения выпускного клапана осуществляется
изменением
положения дисков 8 относительно друг друга, которые также имеют отверстия, как и диски 5. Контроль давления воздуха в цилиндре 7 и перепада давления в продувочных окнах осуществляется манометром 6.
Результаты апробации стенда представлены на Рисунке 2, где показана зависимость p1/ p2 в функции от отношения площадей впускных и выпускных окон F1 / F2 при частоте вращения коленчатого вала n=60 об/мин. Результаты экспериментов хорошо согласуются с данными производственной практики.
Таким образом, предложенный критерий и физическая модель адекватно отражают качественную сторону процессов газообмена в дизеле, что позволяет ее рекомендовать для оптимизации расходных характеристик.
Список литературы
1.
Атрошенко Ю.К. Теплотехнические измерения и приборы. – Томск: ТПУ, 2014 – 151с.
2.
Вырубов Д.Н. Двигатели внутреннего сгорания. – М.: Машиностроение, 1983. -372с.
3.
Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. – Харьков: ХНАДУ, 2009. – 500с.