АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Оптимизация рабочего цикла

Читайте также:
  1. F полезности и ее оптимизация
  2. I. Два цикла деламинации
  3. II. Вычисление параметров рабочего тела в начале цикла ГТУ.
  4. А) Виды рабочего времени
  5. Аденілатциклази
  6. Альтернативные модели потребления: модель межвременного выбора И. Фишера, теория перманентного дохода М. Фридмена, гипотеза жизненного цикла Ф. Модильяни
  7. Альтернативные модели потребления: модель межвременного выбора И.Фишера, теория перманентного дохода М.Фридмена, гипотеза жизненного цикла Ф.Модильяни
  8. Анализ и оптимизация СГ
  9. Анализ и оптимизация стоимости проекта.
  10. Анализ использования рабочего времени
  11. Анализ использования фонда рабочего времени
  12. Анализ использования фонда рабочего времени

1.1 Исходные данные

 

Мощность двигателя Nе, кВт
Частота вращения n, об/мин
Диаметр цилиндра D, м 0,21
Ход поршня S, м 0,21
Количество цилиндров i
Степень сжатия e 13,5
Длина шатуна L, м 0,265
Угол открытия выпускных органов газораспределения jнв 115°
Угол закрытия выпускных органов газораспределения jкв 407°
Угол открытия впускных органов газораспределения jнн 320°
Угол закрытия впускных органов газораспределения jкн 600°
Давление наддува pint, МПа 0,285
Максимальное давление цикла рmax, МПа
Температура газов на входе в турбину Tg1, К
Удельный эффективный расход топлива be, г/кВт×ч 0,216
Максимальное сечение органов выпуска Sвmax, см2
Максимальное сечение органов впуска Sнmax, см2

 

Цикловая подача топлива

(1.1)

Рабочий объем цилиндра

. (1.2)

Среднее эффективное давление

(1.3)

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

S/2L=0,21/2·0,4=0,2625.

Остальные параметры принимаются аналогичными параметрам исходных данных двигателя, приведенным [1].

 

1.2 Настройка математической модели

 

Оптимизация проводится с помощью программы численного моделирования «Импульс».

Обеспечение адекватности математической модели заданному двигателю производится путем варьирования давления наддува pint , степени сжатия e, продолжительности сгорания jz, показателя характера сгорания m, механического КПД двигателя.

При этом φz изменяется в диапазоне от 60 до 120º ПКВ; m – в диапазоне от 0,3 до 1,0.

Критерием настройки математической модели является получение удельного эффективного расхода топлива be = 0,205…245 г/кВт×ч.

 

1.3 Проведение расчетного исследования

 

Расчетное исследование проводится при ограничении максимального давления сгорания рmax =const и температуре отработавших газов в турбину Tg1.



Рассмотрим влияние давления наддува pint на показатели a, Tg1, q, bе, при нескольких степенях сжатия e. При варьировании pint и e получаем значения показателей и по ним строим графики (рисунок 1). Оптимальные значения наддува pint = 0,28 МПа и степени сжатия e = 13,5. Это определяется необходимым расходом топлива, как можно меньшей температурой Tg1 и наибольшим a.

Влияние фаз газораспределения на показатели двигателя рассмотрим при постоянном (оптимальном) значении давления наддува.

При выборе фаз газораспределения рассмотрим их влияние на следующие показатели рабочего процесса:

- коэффициент продувки jg;

- коэффициент остаточных газов g;

- максимальную температуру цикла Tmax;

- температуру газов на входе в турбину Tg1;

- коэффициент избытка воздуха a;

- расход воздуха через один цилиндр Gв;

- давление насосных ходов рнх;

- эффективный расход топлива bе;

Влияние угла начала открытия выпускных органов газораспределения jнв на показатели двигателя показано на рисунке 2. Оптимальный угол принимаем jнв = 110º ПКВ. Такой выбор обусловлен минимальным расходом топлива bе, наибольшим a, наименьшей температурой Tmax,

Влияние угла перекрытия клапанов jп на показатели двигателя показано на рисунке 3. Принимаем jп = 90º ПКВ то есть jкв = 405º ПКВ и
jнн = 315º ПКВ. Это определяется оптимальным расходом топлива, наибольшим a, меньшими температурами Tg1 и Tmax.

Влияние угла закрытия впускных органов газораспределения на показатели двигателя показано на рисунке 4. Оптимальный угол принимаем jкн = 550º ПКВ так как при таком угле достаточно высоки расход воздуха G и a, а также низкие Tg1 и Tmax.

Влияние температуры воздуха на входе в цилиндр Тint в диапазоне изменения 293…363 К на Tg1, Tmax ,a, bе показано на рисунке 5. Принимаем Тint=303 К. Это обусловлено высоким a, низкими температурами Tg1, Tmax.

‡агрузка...

e=12,5 _____; e=13,5_ _ _ _; e=14,5 ………; e=15,5- - - - - - -.

Рисунок 1 – Зависимость давления наддува от показателей работы двигателя при различных степенях сжатия.

 

Влияние продолжительности процесса сгорания jz на Tg1 и Tmax показано на рисунке 6. Оптимальное значение jz = 85° ПКВ при m=0,5 обусловлено оптимальными значениями расхода топлива и температур.

Влияние угла опережения подачи топлива q на a, Tg1, Tmax, pmax, bе показано на рисунке 7. Оптимальный угол q = -20° ПКВ. При таком значении получается меньшие температуры Tg1 и Tmax и давление pmax, наибольший a, минимальный bе.

Результаты моделирования занесены в таблицу 1.

Рисунок 2-Зависимость угла начала открытия выпускных клапанов от показателей работы двигателя

Рисунок 3 – Зависимость угла перекрытия клапанов от показателей работы двигателя.

Рисунок 4 – Зависимость угла закрытия впускных клапанов от показателей работы двигателя.

 

Рисунок 5 – Влияние температуры воздуха на входе в цилиндр.

m=0____; m=0,5_ _ _ _; m=1……..

Рисунок 6 – Влияние продолжительности процесса сгорания на Tmax, Tg1, bi при различных показателях характера сгорания.

Рисунок 7- Влияние угла опережения подачи топлива на a, Tg1, Tmax, pmax, bе.

 

 

Таблица 1 – Результаты моделирования по программе «Импульс»

 

Показатель Прототип Спроекти рованный
Степень сжатия e 13,5 13,5
Давление наддува pint , МПа 0,285 0,28
Угол открытия выпускных органов газораспределения jнв   115°   130°
Угол закрытия выпускных органов газораспределения jкв   407°   405°
Угол открытия впускных органов газораспределения jнн   320°   315°
Угол закрытия впускных органов газораспределения jкн   600°   580°
Угол перекрытия клапанов jп 50° 90°
Удельный эффективный расход топлива be, г/кВт×ч 0,216 0,216
Коэффициент избытка воздуха, a - 1,9
Расход воздуха через один цилиндр Gв, кг/с - 0,26
Температура воздуха на входе в цилиндр Тint, К
Продолжительность процесса сгорания jz 100° 85°
Угол опережения подачи топлива q 20° 20°

 




При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.015 сек.)