Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Дульгер Марк Вадимович

Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров
<
Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Дульгер Марк Вадимович. Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров : ил РГБ ОД 61:85-5/1025

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Анализ моделей процесса сгорания в поршневых и роторных двс с искровым зажиганием 13

1.1. Принципы построения моделей процесса горе ния гомогенного заряда в ДВС с искровым зажиганием 14

1.1.1. Разновидности моделей процесса горения заряда в ДВС с искровым зажиганием 15

1.1.2. Анализ основных допущений,, принимаемых при моделировании процесса горения заряда в ДВС с искровым зажиганием 20

1.2. Концепции турбулентного распространения пламени 27

1.2.1. Структура турбулентного потока газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. 28

1.2.2, Модели турбулентного распространения пламени 33

1.3. Моделирование турбулентного распространения пламени в камерах сгорания ДВС 40

1.4. Особенности процесса сгорания и его математического моделирования в роторно-поршневом двигателе 49

1.5. Постановка задач исследования 56

Глава 2. Построение математической модели рабочего процесса роторно-поршневого двигателя 59

2.1. Исходные предпосылки 59

2.2. Общая формулировка термодинамической модели процесса 64

2.3. Математическое описание геометрии двигателя 69

2.4. Моделирование механизма распространения пламени в рабочей полости РПД 77

2.5. Моделирование процесса теплоотдачи в стенки рабочей полости РПД 89

2.6. Моделирование гашения пламени в пристеночных слоях 92

2.7. Моделирование тешгофизических свойств свежего заряда и продуктов сгорания 94

2.8. Моделирование механизма диссоциации продуктов сгорания 96

2.9. Моделирование длительности начального периода формирования пламенного очага в предкамере свечи зажигания 98

2.10.Моделирование механизма возникновения детона ционного сгорания 101

2.II.Использование модели для расчета параметров индикаторного процесса и характеристик РПД 103

2.12.Результаты и выводы 106

Глава 3. Экспериментальное определение констант модели и методика машинного эксперимента 108

3.1. Объект испытаний 108

3.2. Контрольно-измерительная аппаратура III

3.3. Определение констант модели 117

3.3.1. Определение константы С3 119

3.3.2. Определение константы С^ 122

3.3.3. Определение констант C-j- и С2 124

3.3.4. Определение критических значений критерия детонации 136

3.4. Методика машинного эксперимента 139

3.5. Результаты и выводы 147

Глава 4. Анализ протекания рабочего процесса серийного двигателя BA3-3ii 148

4.1. Газодинамическая обстановка в рабочей полости 148

4.2. Распространение пламени в рабочей полости РПД 153

4.3. Динамика тепловыделения в цикле 163

4.4. Теплообмен между газом и стенками рабочей полости 170

4.5. Тепловой баланс и к.п.д 177

4.6. Детонационные свойства 185

4.7. Результаты и выводы 189

Глава 5. Оптимизация конструктивных параметров рпд ваз на базе математической модели 191

5.1. Оптимизация расположения свечей зажигания на поверхности статора 192

5.2. Оптимизация формы и местоположения камеры сгорания ( выемки ) в роторе 209

5.3. Влияние степени сжатия 229

5.4. Влияние ширины статора на показатели РПД ВАЗ. 233

5.5. Практическая реализация и экспериментальная проверка результатов расчетной оптимизации конструктивных параметров РПД ВАЗ 239

5.6. Результаты и выводы 251

Основные результаты и выводы . 253

Литература

Введение к работе

Одной яз важных народно-хозяйственных задач, сформулированных в и Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", является экономия трудовых, сырьевых и энергетических ресурсов страны.

Заметную роль в решении этой задачи играет совершенствование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания, создание новых типов ДВС, обладающих меньшей металлоемкостью и трудоемкостью изготовления. С этой точки зрения интересны роторно-порш-невые двигатели (РОД), составляющие конкуренцию поршневым ДВС в тех областях применения, где особенно важны такие их достоинства, как малые габариты и вес, высокая степень уравновешенности, многотопливность, простота обслуживания.

К основным недостаткам РОД относят несколько повышенный расход топлива ( по данным NA5A- на 10-12 % в сравнении с лучшими образцами поршневых ДВС) и большую концентрацию несгорев-ших углеводородов в отработавших газах (ОГ). Однако, как показывают последние исследования и разработки, осуществленные в СССР и за рубежом, эти недостатки не являются принципиально неустранимыми. Свидетельством тому служат достижения фирм Curtis*-\rfHqht и Тоуо-ІСодуо в создании экономичных и малотоксичных РОД. Сконструированные е нашей стране РОД семейства ВАЗ, как следует из данных испытаний на автополигоне БАШ в 1982 году, успешно конкурируют с серийными поршневыми ДВС этого завода, не уступая им ни по экономичности, ни по суммарной токсичности ОГ.

Имеющиеся успехи достигнуты как путем совершенствования

конструктивных элементов двигателя и его систем, так и за счёт улучшения протекания рабочего процесса. До настоящего времени, однако, поиск оптимального варианта протекания рабочего процесса РИД проводится, главным образом, путём экспериментальных исследований, создания на этой основе ряда вариантов двигателя с последующим выбором наилучшего. Вместе с тем на современном уровне развития науки и ЭВМ открываются широкие возможности использования математического моделирования для отыскания общих закономерностей и путей совершенствования цикла РПД.

К сожалению, этот путь совершенствования рабочего процесса РПД не находит пока распространения из-за слабой теоретической изученности явлений, происходящих в рабочей полости двигателя. В диссертации дан критический анализ состояния современных методов теоретического описания цикла поршневых и роторных ДВС с искровым зажиганием.

Настоящая работа посвящена теоретическому изучению, мате
матическому моделированию и последующей оптимизации протекания
рабочего процесса РЯД с целью улучшения его экономических и
токсических показателей. Работа является составной частью ис
следований, проводимых кафедрой "Теоретические основы тепло
техники" ВПИ совместно с АвтоВАЗом по планам Минавтопрома СССР,
МинВУЗа РСФСР и постановлению IKHT СССР от 08.09.80 г. № 375
( гос. per. J* 01826046828 ).
-

Основная цель работы - улучшения экономических и токсических показателей карбюраторного варианта РПД путём оптимизации его конструктивных параметров, определяющих протекание рабочего процесса.

Оптимизация конструкции РПД проводилась на базе разработанной математической модели его рабочего процесса, учитывающей

особенности геометрии двигателя, газодинамику заряда в рабочей полости, свойства рабочего тела, диссоциацию продуктов сгорания, теплоотдачу в стенки рабочей полости, длительность начального периода сгорания, характеристики турбулентности потока в камере сгорания, определяющие процесс распространения пламени, гашение пламени в пристеночных слоях, недогорание за фронтом пла-? мени, возможность возникновения детонационного сгорания при различных сочетаниях конструктивных( геометрические параметры рабочей полости, форма и место расположения выемки в роторе, размещение свечей зажигания на поверхности статора, ширина статора), регулировочных ( углы опережения зажигания по обеим свечам, состав смеси), эксплуатационных ( частота вращения вала, нагрузка) параметров двигателя»

Разработанная модель была реализована на ЭЦВМ EC-I022. Экспериментальные исследования показали высокую степень адекватности описания моделью рабочего процесса РПД в широком диапазоне эксплуатационных режимов. Для исследований на модели был выбран ряд различных конструктивных вариантов двигателя. В результате проведенной расчетной оптимизации параметров РИД BA3-3II был рекомендован к изготовлению новый вариант двигателя с оптимизированными конструктивными параметрами.

Все основные результаты теоретических расчетов и выводов экспериментально проверялись на испытательных стендах Волгоградского политехнического института и завода. Окончательные заключения делались на основе совместных с представителями завода сравнительных испытаний серийного и рекомендованных конструктивных вариантов двигателя, проводившихся на стендах ВШ и АвтоВАЗа и подтвердивших обоснованность сделанных рекомендаций и преимущества РПД оптимизированной конструкции.

В результате выполнение работы экономичность РІЩ BA3-3II была повышена на 3-4 % на режимах малых нагрузок и на 1-2 % на режимах средних и полных нагрузок, а концентрация несгорев-ших углеводородов в ОГ снижена в 1,5 - 2 раза во всем диапазоне экс плу а та ционных режимов.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю профессору Злотину Григорию Наумовичу за научное руководство, начальнику отдела программирования Рубину Юрию Михайловичу за реализацию разработанной модели на ЭВМ, доценту Треплину Владимиру Александровичу, ассистенту Рябчуку Эдуарду Владимировичу, младшим научным сотрудникам Овчарову Сергею Александровичу, Ширяеву Сергею Александровичу, Шумскому Сергею Николаевичу ща консультации и помощь, оказанную в процессе выполнения настоящей работы.

Принципы построения моделей процесса горе ния гомогенного заряда в ДВС с искровым зажиганием

Двигатель внутреннего сгорания - это сложная открытая система с движущимися границами, обмениващаяся с окружающей средой как массой, так и энергией, работающая циклически в широком диапазоне температур и давлений и включающая сложные физико-химические превращения. Математическое описание такой сложной системы должно опираться на основные принципы термодинамики, химической кинетики, тепломассообмена, газовой динамики и др.

Математическое моделирование рабочего цикла ДВС встречает на своем пути ряд трудностей. С одной стороны, это сложность самого процесса, включающего, например, на стадии горения такой сложный механизм как цепные реакции окисления углеводородов в условиях нестационарного турбулентного течения заряда в камере сгорания, с другой - трудности технического характера, обусловленные ограниченным быстродействием и оібьемом памяти вычислительных машин. К разрабатываемым моделям предъявляются два основных требования : во-первых, они должны не только адекватно описывать реальный рабочий цикл, но и надежно прогнозировать степень влияния на него и оценивать эффективность проведения тех или иных мероприятий до их " реализации в металле", во-вторых, не выходить за разумные рамки требуемого для расчетов машинного времени. Только модели, отвечающие этим двум энергии ( для каждой газовой системы), сохранения массы в объеме цилиндра и равенства суммы объемов зоны продуктов сгорания и зоны свежего заряда объему цилиндра. Система уравнений при этом оказывается незамкнутой и для решения задачи необходимо либо введение седьмого уравнения, связывающего требованиям, являются экономически оправданными.

Имеющиеся модели можно классифицировать по принятому в них по.дходу к описанию процесса сгорания. Расчетная схема, используемая при составлении моделей процесса сгорания в поршневом ДВС с искровым зажиганием, изображена на рис. I.I. В общем случае газовая смесь в цилиндре состоит из свежего заряда, продуктов сгорания и реагирующей смеси. При этом полагают /75,105,И7,ЩЩфt что объем зоны реакции во фронте пламени мал по сравнению с объемом цилиндра, и последний разделен бесконечно тонким фронтом пламени на две зоны: зону продуктов сгорания объемом Vg и массой Wg и зону свежего заряда объемом Vu и массой WM . Каждая зона представляет собой открытую газовую систему.

Известно//8,22,53/, что при бездетонационном сгорании фронт турбулентного пламени в двигателе представляет собой волну деф-лаграции, движущуюся с М I. При этом относительный перепад давления во фронте пламени оказывается пренебрежимо малым. Дви-жение газа в цилиндре, вызываемое перемещением поршня, также характеризуется малыми значениями чисел Маха / НЧ, ШЗ /. Сказанное обусловливает отсутствие существенных градиентов давления в неразделенных камерах сгорания / 90,127,1Z9 /.

Таким образом, в рассматриваемой схеме процесс полностью описывается семью параметрами? объемами Vg и Vu , массами /Hg и И7и , средними температурами Tg и Ти соответственно продуктов сгорания и свежего заряда и давлением в цилиндре р . Эти параметры связываются системой следующих уравнений: состояния ( для свежего заряда и продуктов сгорания) , будет, если горение в двигателе при данном эксплуатационном режиме пойдет определенным образом. К сожалению эти расчеты не позволяют поставить вопрос о том, может ли горение идти тем или иным образом, так как детали этого процесса не связываются с конструкцией двигателя и эксплуатационными условиями, а по существу, постулируются в качестве исходных данных для расчетов. Они не позволяют прогнозировать влияния, обусловленные изменением формы камеры сгорания, расположения свечи зажигания и прочих конструктивных факторов, так как механизм процесса распространения пламени остается за пределами исследования.

В последние годы получили развитие модели турбулентного горения в ДВС, так как реальный процесс сгорания в двигателе идет путем распространения турбулентного пламени в объеме камеры сгорания, то есть подобные модели опираются на физические основы действительной картины процесса. К сожалению, состояние теории турбулентного горения далеко от завершения, но несмотря на это разрыв между имеющимися в данный момент возможностями моделирования турбулентного горения и использованием их приме-* нительно к рабочему процессу ДВС значителен.

В настоящее время модели турбулентного горения в двигателях развиваются по двум основным направлениям. Первое направление - создание моделей, подобных описанным выше, но отличающихся подходом к моделированию закона выгорания заряда. При этом основным становится моделирование распространения турбулентного фронта пламени, основанное на характеристиках турбулентного поля в камере сгорания и гипотезах о геометрии фронта пламени и механизме его распространения. Примерами моделей такого рода служат работы, выполненные в Массачусетском технологическом инотитуте / 75,90,105, ІНІ, 14Z, 1ЧЧ /.

Общая формулировка термодинамической модели процесса

Термодинамическая модель процесса представляет собой систему уравнений сохранения энергии и уравнений состояния для каждой газовой системы, уравнений сохранения массы для рассматриваемых зон и равенства суммы объемов всех зон объему рабочей полости двигателя. ( Соотношения для двухсотой термодинамической модели рабочего процесса ДВС приведены в работах / У О 5, HTJZi /).

В целях удобства имеет смысл разделить каждую из зон продуктов сгорания на две полузоны, лежащие по разные стороны от центра воспламенения зоны ( зона Bj разделена на полу зоны BII и BI2, зона В2 - на полузоны B2I и В22 - рис. 2.2)

Каждая полузона образуется при выгорании свежего заряда только в одном из фронтов пламени. В частности, зона BII образуется при выгорании заряда в заднем фронте пламени от свечи Т, зона В22 - при выгорании заряда в переднем фронте пламени от свечи L и т.д. Подчеркнем, что разделение зон продуктов сгорания на по-лузоны и необходимо лишь для описания процессов распространения пламени и выгорания заряда. Параметры состояния полузон в пределах кавдой зрны одинаковы.

В то время как вся газовая смесь, находящаяся в рабочей полости двигателя, рассматривается как закрытая термодинамическая система, зоны продуктов сгорания и свежего заряда, входящие в нее, представляют собой открытые термодинамические системы. Действительно, в результате распространения пламени по объему рабочей полости происходит непрерывное увеличение массы зон продуктов сгорания за счет соответствующего уменьшения массы зон свежего заряда.

Уравнения (2.15) и (2.16) выражают отмеченное выше свойство центров воспламенения : ҐП0І и ГПог -« фиксированные массы, величины которых зависят от расположения свечей зажигания и моментов выхода факелов газов из предкамер этих свечей.

Соотношение для объемов рассматриваемых зон оводится к уравнению: Vtf, + 4« - %ъ + V«« + V«« + V«« + V«« e V . (2.17)

Система шестнадцати уравнений (2.1) - (2.12), (2.ЙЕ4 )-(2.17), учитывая, что плотность газа в каждой зоне может быть выражена через соответствующие значения масы и объема этой зоны, содержит 20 неизвестных параметров ( ҐПщ 9 Юиг оз « Win t Щіг т н 7 & г , Vuy, \fuzt Vu3l Vg«, Vg«, Via/, Viw , X/, ,. 7g4 T$2 p ), т.е. система незамкнута. Доопределение системы производится введением уравнений, описывающих принятый в модели механизм турбулентного распространения пламени.

Термодинамическая модель рабочего процесса РИД, а также описание процесса распространения пламени в рабочей полости требуют знания мгновенных значений объемов рабочей полости, ограниченных заданными ее сечениями, а также площадей поверхности этих сечений. Кроме того, при нахождении мгновенных и локальнцх значений скорости потока заряда в рабочей полости ( при использовании уравнения неразрывности потока) требуется знание скорости изменения этих объемов при вращении ротора ( п. 2.4).

Указанные вопросы решаются на основе рассмотрения геометрических соотношений в РИД. Расчетная схема представлена на рис. 2.3. В модели действительный контур рабочей полости заменен приближенным уравнением, аналогичным по форме уравнению теоретического контура /5 /:

Профиль грани ротора принят выполненным по дуге окружности радиуса у\ , так что СА=СЕ« Л , а точка С - центр окружности. Кроме того, 00х в 002= е введем обозначение OjCs h . Тогда А = \а +/7г сг/Г.

В результате сформулированных выше положений геометрические соотношения приобретают форму, отличную от известных, более удобную для решения поставленных в работе задач. Рассмотрим их вывод..

В некоторый момент времени ротор занимает положение, характеризуемое углом ( рис. 2.3). Выделим в рабочей полости произвольное сечение BE, перпендикулярное к грани ротора и характеризуемое фиксированным углом . Начало отсчета 7 жестко связано с положением вершины ротора» А, так, что 4 4 + - . Объем V части полости, ограниченной вершиной ротора А и выбранным сечением BE, а также площадь F этого сечения являются функциями TJ и Учитывая, что часть объема рабочей полости РЦД образует выемка ( камера сгорания) в роторе ( Vg ) той или иной конфигурации, целесообразно параметры V и F представить в следующем виде:

Контрольно-измерительная аппаратура

Измерение величины крутящего момента, развиваемого двигателем, проводилось по реакции статора балансирной машины.

Частота вращения вала двигателя определялась с помощью электронного тахометра. Погрешность замера частоты вращения составляла не более + 1 мин"1.

Измерение расходов воздуха и топлива производилось объемным способом. Для измерения расхода воздуха использовался ротационный счетчик РГ- 50, модернизированный с помощью фотоэлектрического отметчика, принципиальная электрическая схема которого приведена в работе /39 /. Погрешность система находится в пределах + 2 %,

Расход топлива измерялся с помощью электронной полуавтоматической измерительной системы, включающей блоки управления, питания, индикацииь результата я штихпробер. Принципиальная электрическая схема и описание работы устройства для замера расхода топлива также приведены в работе / $9 /. Точность измерения составляет + 0,5 % от номинального значения G на исследуемом режиме».

Измерение температуры выхлопных газов двигателя проводилось с помощью хромель-алюмаливой термопары, установленной на расстоянии 400 мм от дожигателя. Обеспечиваемая точность измерений + 0,5 % Индицирование двигателя проводилось в рабочей полости РИД на тактах сжатия, горения и расширения с помощью свечи-датчика давления PDZ « 60Д4 - 1,5 фирмы RFT (ЇДР), установленного в отверстие свечи L , Применение свечи-датчика позволило проводить индицирование РИД без внесения каких-либо изменений в конструкцию двигателя и без нарушения обычного режима его работы Свеча-датчик содержит пьезокварцевый преобразователь с частотной характеристикой, обеспечивающей индицирование двигателя во.всем исследовавшемся диапазоне скоростных и нагрузочных режимов. Схема модернизированного усилителя входного сигнала, разработанного в ВПИ, приведена в работе /39 /.В качестве регистрирующего прибора использовался светолучевой осциллограф. Погрешность линейности и воспроизводимости системы ин-дицирования в зависимости от диапазона измеряемых величин давлений меняется от 1,5 % до 3 % от номинального значения. В- качестве примера на рис, 3,4 приведены фрагменты индикаторных диаграмм РПД ВАЗ ЗП.

Кроме прочего, фиксировался момент подхода переднего фронта пламени от зоны горения BI ( рис, 2.2, координата 7« ) к электродам свечи L в В- ходе такого эксперимента лидирующей являлась свеча Т, а свеча L выполняла роль ионизационного датчика. При постепенном уменьшении угла опережения зажигания по свече L наступает такой момент, когда на катодном осциллографе наблюдается резкое окачкообразное уменьшение значения пробивного напряжения на этой свече ( рис. 3.5), что является следствием ионизации зоны свечи L пламенем. При этом разность между углами опережения зажигания по обеим свечам равна величине угла поворота ваяа , за который после искрового пробоя сформировался пламенный очаг в предкамере свечи Т, в передний фронт пламени от зоны BI достиг координаты свечи

В главе 2 было отмеченоі-,что все константы, входящие в разработанную модель рабочего процесса РЯД, имеют строго определенное физическое содержание и по своему физическому смыслу универсальны для данного двигателя, не зависят. .. от режима его работы, регулировочных параметров, а также таких конструк-'тивных факторов, как форма и место камеры сгорания в роторе, расположение свечей зажигания, ширина статора. Вследствие этого достаточно определить числовые значения всех констант для одной точки поля характеристик двигателя. Затем с целью проверки адекватности полученной модели имеет смысл провести сопоставление расчетных и экспериментальных данных для различных сочетаний режимных , регулировочных и конструктивных факторов.

Газодинамическая обстановка в рабочей полости

Ранее было сказано, что поток газа в РПД в высокой степени детерминирован геометрией его рабочей полости. При этом в случае холодной прокрутки вала двигателя внешним источником ( а также на такте сжатия в рабочем цикле), когда на течение газа не наложен процесс сгорания, скорости потока полностью определяются геометрическими параметрами рабочей полости, формой камеры сгорания и частотой вращения вала двигателя. На рис. 4.1 показаны эпюры скоростей потока газа относительно статора в рабочей полости РПД ВАЗ-ЗІІ в различные моменты такта сжатия для анализируемого режима. Видно, что скорость течения заряда зависит от положения ротора в данный момент времени, - .. и от координаты

Скорости потока растут по мере приближе ния ротора к ВМТ и в районе малой оси эпитрохоиды достигают зна чений свыше 20 м/с. Результаты,близкие к этим, были получены расчетным и экспериментальным путем в ряде других исследований / 49, 83,-/52 /.

При отсутствии сгорания скорости потока газа, согласно (2.69), пропорциональны частоте вращения вала двигателя и не зависят от нагрузки и состава смеси.

Полученные -значения скоростей потока близки по величине и даже превышают скорость распространения турбулентного пламени и в связи с этим оказывают сильное влияние на процесс сгорания. В свою очередь горение, протекающее в этом потоке, вызывает расширение горячих продуктов сгорания и приводит к трансформации эпюр скоростей течения заряда ( рис. 4.2 и 4.3). При этом скачки скорости на границах зон продуктов сгорания объясняются соответствующим изменением плотности смеси на этих границах. Воздействие процесса сгорания на течение газа заключается в том, что оба задних фронта пламени от свечей Т и L затормаживают прилегающие к ним слои свежего заряда в зонах UJ и U.2 , а передние фронты пламени от этих свечей, наоборот, ускоряют поток заряда в зонах U 2 и С/3 . В результате при нахождении ротора в районе ВМТ наблюдается рост скорости и соответствующий рост интенсивности турбулентности потока в зонах UZ и U3 , а зона Uі в этом смысле оказывается " застойной" ( ср. рис. 4.2в и рис. 4.1, кривая 7). Аналогичная картина наблюдается на всех других режимах работы РПД. Несколько более выраженное воздействие процесса сгорания на газодинамику заряда имеет место при больших нагрузках ( из-за влияния давления на скорость турбулентного горения) и при составах смеси, близких к стехиометрическому ( из-за роста степени расширения продуктов сгорания).

Взаимосвязь процессов горения заряда и интенсивного однонаправленного его движения хорошо прослеживается при теоретическом анализе картины распространения пламени в рабочей полости РПД.

На рис. 4.4 показана полученная расчетным путем картина развития процесса сгорания в рабочей полости РПД BA3-3II для рассматриваемого режима. Пунктиром нанесены графики движения передних границ фронтов пламени ( рис. 2.2, координаты , z » з » ?4 )» сплошными линиями - графики перемещения границ зон продуктов сгорания ( рис. 2.2 , координаты oi 02» ОЗ» Ч о ). Каждый вертикальный отрезок прямой, заключенный между линиями А А и В-В, в масштабе 1:2 изображает дугу грани ротора В соответствующий момент времени, причем точка отрезка, лежащая на линии А-А, соответствует задней вершине ротора, а точка отрезка, лежащая на линии В-В, соответствует передней вершине ротора. Наклон линий А А и В-В определяется изменением расположения грани ротора относительно неподвижной малой оси эпитрохоиды вследствие его вращения. Ось камеры сгорания ( О -О ) совпадает с малой осью эпитрохоиды (0-0 ) лишь в ВМТ( пересечение в этот момент прямых 0-0 л О - О на рисунке). В момент начала выпуска малая ось эпитрохоиды оказывается за пределами рассматриваемой рабочей полости двигателя.

Похожие диссертации на Улучшение экономических и токсических показателей роторно-поршневых двигателей ВАЗ путем оптимизации их конструктивных параметров