УДК 621.434:536
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ
НА ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВИАЦИОННЫХ ПОРШНЕВЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ
А.А. Зеленцов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Рассмотрены основные направления развития авиационных поршневых двига-
телей с воспламенением от электрической искры, предусматривающие впрыс-
кивание топлива во впускную систему (или непосредственную подачу топлива в
цилиндр), разные моменты включения свечей зажигания, интенсивную закрут-
ку потока на впуске, а также регулируемый наддув. Численное исследование
рабочих процессов и теплообмена в камерах сгорания авиационных двигателей
проводится при использовании трехмерных нестационарных уравнений энер-
гии, движения, диффузии и неразрывности в форме Рейнольдса, дополненных
k
–
ε
-моделью турбулентности. Скорость сгорания топлива описывается ши-
роко апробированной моделью Магнуссена–Хъертагера. Моделирование прово-
дилось с помощью трехмерного программного пакета AVL FIRE. В результате
определены оптимальные значения конструкционных (угла установки форсун-
ки системы питания, закрутки потока на впуске, степени повышения давления
в агрегате наддува) и регулировочных (углов опережения зажигания и впрыс-
кивания топлива) параметров работы рассматриваемых двигателей.
Ключевые слова
:
авиационные поршневые двигатели, математическое модели-
рование, рабочий процесс.
ANALYSIS OF INFLUENCE OF WORKING PROCESS FEATURES
ON EFFECTIVE CHARACTERISTICS OF AIRCRAFT PISTON ENGINES
A.A. Zelentsov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
Main trends of development of aircraft piston engines with spark ignition are
discussed which provide the inlet manifold fuel injection (or direct fuel injection
into the cylinder), different time moments of spark plug operation, the intensive flow
swirl at inlet and also the regulated supercharging. The numerical investigation
of working processes and heat exchange in combustion chambers of aircraft piston
engines is carried out using the three-dimensional nonstationary equations of energy,
motion, diffusion and continuity in Reynolds form with addition of
k
–
ε
turbulence
model. Fuel burning rate is simulated using the commonly approved Magnussen-
Hjertager combustion model. The AVL FIRE 3-D code package has been used to
obtain the numerical results. As a consequence, the optimal values of constructive
(the setting angle of the injector of the fuel supply system, the flow swirl at inlet, the
pressure rise degree in the supercharging unit) and regulating (angles of advance of
ignition and fuel injection) parameters of operation of the engines under study are
found out.
Keywords
:
aircraft piston engines, mathematical modeling, working process.
Постановка цели исследования.
Поршневые двигатели внутрен-
него сгорания на сегодняшний день используются повсеместно: в на-
земном транспорте они входят в состав подавляющего большинства
силовых установок, на воде применяются на малых судах, в воздухе
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 4 81
