Рабочие процессы ДВСРис. 3. Моделювання циліндра двигунана базі твердотільної тривимірноїмоделіРис. 4. Зразки сітчастого опису розрахунковихобластей двигунаРозрахунки проведені із використанням диференційноїмоделі турбулентності Спаларта-Аллмараса (SA) (рис. 5). Робочим тілом є повітря.В якості початкових умов для розрахунку заданітиск і температура у розрахунковій області моделі(Р=96300 Па; Т=1000К). На вхідній межі впускнихканалів тиск і температура гальмування задавалисяпостійними (Р=96300 Па; Т=300 К). Їх значеннявідповідають осередненим параметрам у впускномуколекторі, які визначені по результатам розрахункуробочого процесу.Параметри розрахунку:2πt = 0.01 360 ⋅ωпо фізичному часу, де– кутова швидкість колінчастоговала;τ= tω квкв– крок20 – крок по псевдочасу.В роботі не розглядався період перекриттяклапанів, і не враховувався газодинамічний впливпопереднього циклу роботи двигуна. Розрахункипроведені без врахування теплообміну повітряногозаряду зі стінками моделі.В зоні фронту процес випаровування крапельприскорюється за рахунок обдування крапель відносногарячим зарядом, тому при розрахунках процесівмасо - і теплообміну у паливному струменівраховується визначена швидкість потоку газів уциліндрі на такті стиску (рис. 5).З попередніх розрахунків визначено, що часна прогрівання крапель до температури насиченняу фронті становить Δτ s =1,07·10 -3 с. Відповідно,краплі в зоні фронту струменя пройдуть відстаньблизько 50 мм. Таким чином можливо визначити,що фронт струменя на відстані близько 50 мм відрозпилювача форсунки складається з крапель, якідосягли температури насичення. Розрахункові значеннявипаровування маси пального М п , та масиповітря М пов при русі паливного струменя визначенів залежності від інтегральної характеристики паливоподачіσ. Використовуючи наведену методику,можна оцінити осереднений коефіцієнт надлишкуповітря α' в об’ємі струменя при розрахунку на долюпального, що випарувалася (М п /М цi ) (рис. 6).Випаровування маси бензину при просуванніпаливного струменя визначене без врахування взаємодіїструменя зі стінками камери згоряння. Виявленахарактерна залежність змінення α' у струменівід його просування. При русі струменя від розпилювачафорсунки на відстань більш, ніж 50 ммвідбувається інтенсивне протікання процесу нагріванняпаливних крапель. Однак, фактична кількістьпального, що випарувалося на цій ділянці незначна.Це пояснюється тим, що паливний струмінь ще неповністю розкрився, і в його об’єм потрапила незначнакількість повітря. Основна частина випаруванняпального і подрібнення його часток відбуваєтьсяна відстані від 55 мм до 85 мм від розпилювачафорсунки. У цьому інтервалі руху паливногоструменя, в залежності від динаміки подачі пальногоі геометрії струменя, відбувається ефективневипаровування пального. При просуванні струменяна відстань більш ніж на 55 мм значення α' стабілізується.За даними проведених розрахунків привідстані від розпилювача форсунки до поверхністінки камери згоряння 55-85 мм у випаровуванняперейде близько 4,6 % пального у струмені. Рештапального потрапить на поверхню стінки камеризгоряння, яка розташована у голівці циліндра.ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010 25
Рабочие процессы ДВС320 °ПКВ280 °ПКВ230 °ПКВа) б)Рис. 5. Швидкість руху свіжого заряду в циліндрі на такті стискуа) поля швидкостей руху свіжого заряду в циліндрі;б) векторна картина руху свіжого заряду в циліндріРис. 6. Залежність частки пального, яка випарувалася, та коефіцієнту надлишкуповітря в паливному струмені від відстані, яка пройдена фронтом струменяВисновки. Модернізовано чотиритактний опозитний двигун 2Ч 7,8/6,8 з іскровим запалюван-26ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010