![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
WITH THE TURBO-SUPERCHARGING
РАСЧЁТ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВОМ ДВИГАТЕЛЕ С ТУРБОНАДДУВОМ
Александр Гаврилов, Александр Гоц
CALCULATION OF PROCESSES IN THE PISTON ENGINE WITH THE TURBO-SUPERCHARGING Alexander Gavrilov, Alexander Gots
The mathematical model of a cycle of the piston engine with number of cylinders up to four without pressurization and with a turbo-supercharging is given in view of change of parameters of a condition of a working body depending on a corner of turn of a cranked shaft, i.e. on time. The received systems of the equations of thermodynamic processes allow to carry out(spend) a stationary method of the decision. Key words: gas exchange; inlet and final pipelines; the cylinder; the piston; a fresh charge; the fulfilled gases; a turbo-supercharging
Для повышения экологических и эффективных показателей поршневых двигателей, устанавливаемых на автомобили и внедорожную технику, используется турбонаддув. Это обусловлено серийным производством малоразмерных турбокомпрессоров с диаметром рабочих колёс менее 50 мм. Рассматриваемые двигатели, в большинстве своём, имеют три или четыре цилиндра. В последнее время возрос интерес к турбонаддуву двух и даже одноцилиндровых двигателей. Все эти двигатели объединяет особенности изменения давления в трубопроводах. Оно в течение цикла является переменным и даже импульсным. Амплитуды колебаний давления зависят в первую очередь от числа цилиндров и объёма трубопроводов. Отмеченные особенности требуют специального подхода к моделированию процессов в системе наддува и расчёту условий совместной работы двигателя и турбокомпрессора [1,6]. Поэтому целесообразно разработать матматическую модель цикла с учётом изменения показателей состояния рабочего тела только по времени, что позволит оценить влияние относительно большого числа факторов на показатели цикла, характер и качество преобразования в механическую работу тепловой энергии, выделившейся при сгорании топлива в цилиндре. Вполне удовлетворительное совпадение результатов расчета цикла с экспериментальными может быть достигнуто в двигателях с числом цилиндров до четырех, т.е. там, где можно пренебречь волновыми явлениями в трубопроводах [4, 6]. Кроме того, предлагается новый подход к моделированию процесса сгорания в дизеле с учётом уровня модели [7, 8]. Рассмотрим системы уравнений термодинамических процессов, протекающих в поршневом двигателе, включающие уравнения баланса энергии, сохранения массы, состояния и эмпирические зависимости, с помощью которых предлагается использовать квазистационарный метод их решения [1,5]. Разработанная на их основе программа позволяет выполнять расчет процессов в поршневых двигателях без наддува и с турбонаддувом. Процессы газообмена описываются системами уравнений [10]: · в цилиндре:
· в выпускном трубопроводе
· во впускном трубопроводе
где
Расходы воздуха и газа через клапаны (элементы турбокомпрессора) вычисляются по формуле
где m – коэффициент расхода; F – площадь сечения отверстия; р, Т – давление и температура в объеме, откуда идет истечение; ψ – функция, зависящая от отношения давлений; р 1 – давление в объеме (среде), куда идет истечение; k – показатель адиабаты; βcr– критическое отношение давлений, соответствующее истечению со скоростью звука. Зависимость коэффициента расхода через клапан от перемещения клапана hk описывается полиномом Значение коэффициента B вычисляется по среднему значению коэффициента расхода
Кинетическая энергия движущегося по трубопроводу газа связана с расходом зависимостью (например, для впускного)
Процесс сжатия в цилиндре
где Процесс сгорания. Математическая модель процесса выгорания топлива в цилиндре базируется на использовании уравнения баланса энергии и характеристик тепловыделения [6-8]. Параметры процесса сгорания описываются: – угол задержки воспламенения смеси эмпирической зависимостью
где р н, Т н – давление (Па) и температура (К) рабочего тела в цилиндре в момент подачи искры или начала впрыска топлива в дизеле; – количество теплоты (Дж), выделившейся в цилиндре за период продолжительности выгорания топлива
где - внутренние энергии Uc рабочего тела в цилиндре в момент воспламенения топливо-воздушной смеси и в рассчитываемый промежуток времени
где Изменение текущего состава рабочего тела массой
Относительная доля выделившейся теплоты (или выгоревшего топлива) где для дизеля Скорость выделения теплоты
Приращение давления в процессе сгорания целесообразно представлять в виде трёх слагаемых
где . Текущие давление и температура газа в цилиндре
При вычислении давления и температуры в процессе сгорания определяются их максимальные значения и соответствующие углы п.к.в. При расчете теплообмена коэффициент теплоотдачи определяется по формуле Уравнения для расчета давления и температуры газа в процессе расширения такие же, как и для процесса сжатия. Турбонаддув. Математическая модель газотурбинного наддува (ГТН) в данной методике обеспечивает вычисление текущего расхода воздуха при переменном давлении его во впускном трубопроводе. Она базируется на уравнениях текущих балансов энергии на роторе турбокомпрессора
где При работе ротору ТКР, имеющему кинетическую энергию Еtk, через турбину передается энергия Еtu от выпускных газов и через компрессор отдается свежему заряду в количестве Еko, которое для промежутка Δφопределяется по уравнению где
По параметрам Характеристика компрессора в ЭВМ оформляется в виде двух массивов коэффициентов аппроксимирующих функций При расчете газообмена к моменту определения Gk известны значения πk и отношение (Gk /η k)d. Если при текущем π k отношение
(рис. 2) до достижения равенства Для промежуточных значений
Date: 2016-07-05; view: 200; Нарушение авторских прав |