Введение к работе
Актуальность диссертации. Развитие современного двигателест-роения происходит по пути форсирования установок (по среднему эффективному давления, по удельной мощности и т.д.) и сопровождается дальнейшим ростом теплонапряженности основных деталей, образующих камеру сгорания ( КС ), что связано с изменением условий теплообмена. При этом одной иэ самых сложных в конструктивном отношении и наиболее тешкжапряжешшх деталей конструкции двигателя с искровым зажиганием становится головка цилиндров.
Поэтому создание достоверных методов оценки условий локального теплообмена в КС, играющих решающую роль в формировании полей температур и температурных напряжений в деталях цилинд-ро-поршневой группы ДОС, является актуальной проблемой.
Цель работы. Создание и опытная проверка новых уточненных математических моделей и методов расчета локального теплообмена в камере сгорания ДВС с искровым зажиганием.
Задачи исследовашш. В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи нсследозання:
провести анализ современных представлений о процессах в цилиндре ЛВС, соответствующих методик расчета мгновенных параметров рабочего тела и теплообмена в КС;
усовершенствовать теоретическую методику расчета мгновенных локальных скоростей обтекают рабочим телом камеры сгорания ЛВС искрового зажигания в трехмерной постановка;
создать теоретическую методику расчета локального теплообмена, с учетом влияния положения границы зоны горения на уровень и характер изменения теплового потока в елементах тепловоспринимающей поверхности камеры сгорания ДВС искрового зажигания;
экспериментально проверить разработанную методику;
выполнить расчетно-акспераментальное исследование теплового состояния головки цилиндров исследуемого двигателя с целью отработки методики проектирования детали с использованием средств автоматизации проектирован»!.
Научная иоэввяа работы определяется тем, что разработан новый подход к определение границ температурных еон в КС и определению локальных полей скоростей рабочего тела и коэффициентов теплоотдачи на стенках КС в трехмерной постановке.
Практическая цмяот. Разработан метод расчета локального теплообмена в камере сгорания ЛВС с искровым зажиганием, пригодный для решения инженерных задач на стадии проектирования двигателя.
достоверность научных положений и выводов определяется:
- 4 - ' '
- применением общих систем уравнений гидродинамики и фундаментальных законов тешю-массообмена, современных численных методов реализации математических моделей;
-' анализом обоснованности теоретических допущений и связанных с
этим погрешностей расчета, хорошим количественным согласованием
расчетных и экспериментальных данных, а также качественным согла
сованием полученных результатов с результатами опытов других ав
торов.
Практическая реализация. Теоретические и расчетные рееультати диссертационной работы использованы в научно-исследовательских работах, выполненных на кафедре ДВС СПбГТУ по заказу ведущих предприятий отрасли, таких, как А/0 АвтоВАЗ и Мелитопольский моторный завод. Внедрение подтверждено актами предприятий.
Апробация работа. Результаты исследований составляющих основу диссертации, докладывались на: Всесоюзной научно-технической конференции " Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей " Горький, ГПИ, 1990 г.; институтском конкурсе научных работ молодых ученых ЛГТУ, Ленинград, ЛГТУ, 1990 г.; на 12-м Всесоюзном межотраслевом научно-техническом семинаре "Рабочий процесс, теплообмен, теплонапряхенность деталей ДВС", Санкт-Петербург, ЛГТУ, 1692 г..
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6-ти печатных работах.
Структура и объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы из 94 наименований, приложения. Она содержит 164 страницы, в том числе: 35 рисунков, 10 таблиц, б фотоснимков и 137 страниц основного текста, а также приложения на 6 страницах.