уменьшается общая доля топлива, попадающего на стенки (рис. 7, 3-я
полоса обложки).
Особенностью процесса впрыскивания топлива во впускную си-
стему двигателя являются ранние углы подачи топлива, примерно со-
ответствующие моменту открытия впускных клапанов (в данном ис-
следовании
ϕ
впр
= 360
◦
. . .
470
◦
п.к.в.). При этом за достаточно продол-
жительное время такта сжатия происходит испарение капель топлива,
попавших в цилиндр двигателя и перемешивание паров топлива с воз-
духом и продуктами неполного сгорания в цилиндре двигателя. Таким
образом, при правильной организации процесса впрыскивания топли-
ва к моменту подачи искры на свече зажигания смесь в расчетном
объеме оказывается гомогенной.
Полученные при расчете процесса наполнения поля скоростей в
момент закрытия впускного клапана, а также коэффициент избытка
воздуха используются для определения параметров процесса сгора-
ния в цилиндре исследуемого двигателя. Стоит отметить, что наличие
в математической модели, в частности в модели сгорания Магнуссена–
Хъертагера [3, 10, 11], эмпирических констант, приводит к необходи-
мости проведения верификации расчетных данных на основе экспе-
риментальных данных. В случае если таковые данные отсутствуют,
целесообразно проводить сравнение с результатами, полученными на
основании однозонных нульмерных моделей рабочего процесса [1]. В
настоящей работе определение достоверности результатов трехмерно-
го моделирования процессов наполнения, сгорания и нестационарного
теплообмена в цилиндре исследуемого двигателя осуществлялось по
усредненным значениям параметров. При этом было проведено срав-
нение индикаторных диаграмм исследуемого двигателя на режиме но-
минальной мощности, полученных в результате расчета по нульмер-
ной модели и трехмерного расчета в программном комплексе FIRE
(рис. 8). Также контролировались эффективные и индикаторные пока-
затели работы двигателя. При этом значения констант модели сгорания
Магнуссена–Хъертагера [3, 11] составили:
В
= 11
,
С
= 0
,
5
.
На режиме номинальной мощности (
N
e
= 268
кВт,
n
= 2800
мин
−
1
)
погрешность в определении максимального давления цикла равна
0,03МПа или 0,5%, При этом несовпадение по углу максимального
давления составляет 2
◦
п.к.в., что является приемлемым значением.
Заключение.
По результатам численных экспериментов, проведен-
ных с применением 3D-CFD-кода FIRE в целях исследования про-
цессов впрыскивания топлива и образования топливо-воздушной сме-
си, определены оптимальное положение форсунки в объеме впуск-
ного коллектора двигателя М9ФВ и характерные параметры системы
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2012. № 4 13
