Введение к работе
Актуальность проблеми. Технический прогресе в машиностроении ставит пород автомобильной промышленностью задачу повшения безотказности бензиновых двигателей транспортных средств.
Одним ил факторов, н значительной море продопроделлпдих успга- ное решении этой ладачи, является правильный подбор к двигатели по тепловой характеристике и безотказная работе саочи заянганнп (СЗ).
Температуры центрального электрода и теплового коцуса изолято-""ра СЗ долгий лекать в пределах 400І,С*$ 050-900 при любом скоростном и нагрузочном режимах работы двигателя, в том числе и форсированного наддупом. Нарушение этого тробооания приводит или к еунтн-рованип искрового проиекутка СЗ токопроводящим нагаром, отлагающимся на поверхности теплового конуса ее -изолятора и, как следствие, нарушение бесперебойности искрообразопания, или к возникновений в цилиндра двигателя неуправляемого калильного зааигания (КЗ) горючей смеси перегретыми элементами СЗ, каковыми могут являться центральный электрод или тепловой конус изолятора.
В связи г. иэлокенным, расширение температурного диапазона работоспособности СЗ, обеспечивавшего ев нормальное (^нкциопнросп-ние на двигателях с различными уровнями <рорсирования« является актуальной проблемой, являвшейся для разработчиков СЗ комплексної! задачей конструкторского, технологического и цатерналоводчоского характера.
Вместо с тем, для правильного подбора СЗ из числа сермПі» выпускаемых промышленностью к конкретному двигатели или разработки для него новой СЗ, необходимо знать закономерности изменения температурного поля СЗ при ее работе на дппгатеяях с различии-.;;» уровнями форсирования ,п первую очерздь - по сродпему индикатордацу давлению их рабочих циклов. Получение таких данных путем терао--метрироьанияСЗ при моторних стендових лепишшях двигателей является весьма трудоемким и дорогостоящим.
Таким образом, актуальность проблемы загаючается в создании окспрэсс-методов опрадоления теиператувюго состояния элементов СЗ с зависимости от их конструкции, геометрических размеров и тепло-фізических характеристик их материалов.
Цель работы. Целями настоящего исследования являются:
I, Разработка математической модели, позмяящой расчетный путем определять температурній поля п каяняьнш числа (КЧ) СЗ для автомобильных двигателей с искровым закиганиеи горочеп смеси.
2. РаЗрЛбОТКЯ» ИЗГОТОЯЯІ.'ЯИО, ДОГ")ДКЯ й BWiip^HilO ноторімй 'М-
питательной установки для -.чгсснірннеіітгільияго :>пр»?дплпиия КЧ СЗ
СЄрИПКОІ'0 П ОПЫТНОГО ИЯГОТГ(.)ПЛП1И;П,
3. Экспериментальноп апродплсіпп на мот'.іриП испнтатеныпЯ
установко пдилння ггонетпукнии, материалоа її технологии ияг ;топлрімя
элементов СЗ на их течпературнио поля и КЧ, Сряпненип р<пульгіт>в
расчета и пкспсриионтп, оценка я* ядвяплтности.
Здлтчи исследзппнид !. Пибор нптодй и разработка «атеистической йодоли расчета
TCJ'nOpr.TVprtOrO ПОЛЯ Я КЧ СЗ, ОТрЧЧЛП*еЯ ПЛИЯНИО ИЗ IMX ТЛрЛМОТроП
гпбз'мго tiiiF-jn дпигателл с всягопим зпяигпннгм, я тпгяе конструкции СЗ. разверза, улториллоз :! технологии изготовления 00 ЯЛЄЦЯНТОВ.
-
Разработка алгоритма іюдолиропамия на JB.--1 температурного то л г, СЗ.
-
Расчетной исслодзаанке вариантов СЗ rj соответствии г. тря-
боааМ'ЗЯ-іИ Леї*
4, Проектирование, язготоадвниа я доподка дпигатояя истпи-
т^ял'лП устаиопкя, обеспачмспипвга иознкянопенко г» его цилиндре
ІЗ от исслодусмоП СЗ, предназначенной для автомобильных дпнгателгл с пировны диапазоном скорей ровен и л го среднпиу нидикаторшку ДаПЯ<»-пиа. Bytiop изипчгодкоАзия реяимкіи и рогулироаачких napauerpoa дянгатедя, д тяжїо аппаратуру длл регистрации начала IQ п сга цилиндра.
-
Разработка коїгстругяг.іи и изготовления orsmwx образнпп СЗ с ветраsiniw.i п пя аяеиоігт;; таргапарани,
-
Зкспэрамзнтплъная оцектт ешілішя конструкции, гоонвтрнч^г tins рлзаороп її ттариаяоо эяеконтоп 03 на ва температурное полп
я ІСЧ.
Негоди исследования
Пр:! построении математической модели и алгоритма численного іяделирзпслил на 33і5 тсипорітурпого полп СЗ использопалксь методи теорій дифрарзігцнальїапс уравнения и вычислительноП кзтеиатнки»
Ддл уточнения расчетных и эмпирических зпписикостпП, исполь-зуеіаяс о «атсиатичоскоЯ модели теипоратурного полп СЗ, пшшнплись зкспорікенти на специально скапструнропаиних и изготовлении* СЗ. Лолучешшо розулътати аналнзировались методами математической ста тистипи.
Нпучнчи попилил. Разработана методнкп математического модели-роппния температурного состоянии СЗ, позволяющая учитывать параметры и рижими работы двигателя, зависимости теплофизических параметров материалов элементов СЗ от их температури, а также констру тиншл! и технологические особенности СО, доказано, что тепловое состояние СЗ определяется стационарной составляющей ее температурного полл. Разработан алгоритм расчета температурного полл СЗ на ПОИМ. Алгоритм реализован и виде комплекса прикладных программ 5PARK на ПЭВМ IBM PC ЛТ/ХГ. Получен» зависимости, связыпащио температурное поле и 1(4 1X3 с изменением конструкции, материалов и тех пологий изготовления ее олементоп.
Пцшктичоскпя ценность. Разработанные программные средстпа поа волінот:
оценивать расчетным путем тепловое состояние СЗ и со посадочного места d головко цилиндра;
осуществлять подбор СЗ к существующим и вновь создаваемым бензиновым двигателям, используя вычислительный эксперимент;
исследовать расчетным путем влияние конструктивных, технологических и матерналоведческих ({ткторов элементов СЗ на ее тепловую характеристику.
Укпзпнныо средства дают возможность конструкторам СЗ производить расчетным путем выбор методов распирения теплового диапазона работоспособности СЗ, а их изготовителям - выбор мероприятий для воспроизведения КЧ СЗ в случае изменений в производственных процессах.
Разработанная и внедренная в производственную практику моторная установка УВ11-3 позволяет экспериментальным путем определять КЧ СЗ.
Практическая реализация. В результате проведенных исследавшш разработаны и внедрены:
в НИИавтозлектроника: одноцилиндровая тарировочная установка УВП-3 для проведения исследовании, направленных на пооьаеиио стабильности КЧ СЗ, а таїте комплекс прикладных программ "5PARK" для числоиного ыодолированип на ПЭВМ ІШ PC АТ/ХГ температурных полей опытных СЗ;
на Уфимском УАКБ"Молнил": одноцилиндровая тарировочная установка УВ11-4 для определения КЧ СЗ серийного производства.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось ни научно-технической и научно-методической конференции, посвященной 50-летию МАМИ в 1989г.; на заседании НГС НИИавтозлектроника
u ІОД7 л ІУУІ it,; ни научно-методическое, и нау-іни~исел<'донателі-ской конференции .ЧАДгІ її ІУУОг; нн Іісиеопгмшх семинарах "Попроси электронизации антомобилен": п'іуУО и ІУУІ иг.
Публикации. JJo темо рпботы опубликовано 'J статей.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, ЧОТІ.'реХ ГЛНІ» и общих выводов, изложена на 142 страницах машинописного текста, содерг.ит 37 рисунков, Ь таблиц и 7 приложении. Список использован -ной литературы содержит УЬ наименовании, н том числе [6 ИКоетраН-HUX.