Влияние формы впускных каналов на эффективные и экологические показатели среднеоборотного дизеля

Проведено численное исследование организации вихревого движения во впускной системе среднеоборотного дизеля, а также процессов смесеобразования и сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания. Математическая модель основана на осредненных по Рейнольдсу уравнениях переноса количества движения, энергии, массы и концентрации реагирующих веществ, которые дополняются (k-ζ-f)-моделью турбулентности и моделью сгорания (CFM-моделью когерентного пламени) для определения скорости химической реакции окисления топлива. Задача решена в два этапа: сначала разработана форма впускных каналов, обеспечивающая интенсификацию вихревого движения потока в горизонтальной плоскости цилиндра, после чего рассчитаны эффективные и экологические показатели двигателя с модифицированной конструкцией впускных каналов в крышке.

Литература

[1] Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 719 с.

[2] Вошни Г., Цайлингер К., Кавтарадзе Р.З. Вихревое движение воздуха в быстроходном дизеле с четырьмя клапанами на цилиндр // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1997. № 1. С. 74-84.

[3] Basshuysen R., Schafer F. (Hrsg.) Handbuch Verbrennungsmotor. 4. Auflage. Vieweg und Sohn Verlag. Wiesbaden, 2007. 1032 s.

[4] FIRE. Users Manual Version 2013. AVL List GmbH Graz, Austria, 2014 (License Agreement for Use of the Simulation Software AVL FIRE between Bauman Moscow State Technical Univ. and AVL List GmbH, 2014).

[5] Hanjalic K., Popovac M., Hadziabdic M. A Robust Near-Wall Elliptic-Relaxation Eddy-Viscosity Turbulence Model for CFD // Int. J. Heat Fluid Flow. 2004. No. 25. P. 897-901.

[6] Advanced Turbulent Heat Transfer Modeling for IC-Engine Applications Using AVL FIRE / R. Tatschl [et al.] // International Multidimensional Engine Modeling User’s Group Meeting. Detroit, 2006. P. 1-10.

[7] Kavtaradze R.Z., Onishchenko D.O., Zelentsov A.A., Sergeev S.S. The influence of rotational charge motion intensity on nitric oxide formation in gas-engine cylinder // International J. of Heat and Mass Transfer. 2009. Т. 52. No. 19-20. Р. 4308-4316.

[8] Кавтарадзе Р.З., Онищенко Д.О., Зеленцов A.А., Финкельберг Л.А., Костюченков А.Н. Моделирование процессов в системе "впускной коллектор-цилиндр" авиационного поршневого двигателя с распределенным впрыскиванием топлива // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 4. С. 3-16.

[9] Ланшин А.И., Финкельберг Л.А., Костюченков А.Н., Зеленцов А.А., Баканов М.А. Исследование влияния предварительной закрутки потока на характеристики авиационного поршневого двигателя // Вестник ВГТУ 2012. Т. 8. № 2. С. 96-99.

[10] Кавтарадзе Р.З., Сергеев С.С. Новый альтернативный (частично гомогенный) процесс сгорания как способ снижения концентраций оксидов азота и сажи в продуктах сгорания дизеля // РАН. Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. № 2. С. 294-309.

[11] Kavtaradze R.Z., Zelentsov A.A., Skripnik A.A. 3D Investigation of Features of Realization of Working Processes of Aircraft Piston Engines. Proceedings International User Conference Advanced Simulation Technologies (AST), 18-20 June 2013, Austria, Graz. 2013. P. 1-9.