Введение к работе
Актуальность темы. Существующие математические модели и аналитиче-хис методы исследования рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания с перовым зажю-анием не отвечают возросшим современным требованиям. Упро-існнос описание фігзико-химических процессов в двигателях не позволяет иссле-эватслям решать широкий круг экологических, экономических н технических «дач, связанных с дальнейшим совершенствованием ДВС. Поэтому построение їсквптіп.іх физических моделей двигателя с пршгуднтельным воспламенением и следования на их основе по-прежнему являются задачами актуальными.
Цен, /шиной работы состоит в разработке и построении универсальной магматической модели процесса горения смеси в ДВС с искровым зажиганием с озиции современной теории горения, учитывающей распространение пламени и ~о гашение по времени и пространстве, протекание процессов теплообмена и проїдений на ее основе численных исследований рабочего процесса.
Научили новизна работы заключается в разработке метода математическо-) моделирования процессов горения топливно-воздушной смеси в ДВС с искро-[>ш зажиганием, отличающегося следующими особенностями:
метод раскрывает физическую сущность процесса в рамках двухзонной могли фронтального горения, позволяет получить высокую точность описания тожных пространственных процессов внутри цилиндра и дает возможность пс-іедовать развитие процесса горения во времени и пространстве в камерах сгора-[1я различных геометрий;
метод позволяет получить характеристику тепловыделения, при этом функ-ия выгорания топлива обусловлена массовой скоростью фронтального горения іряда;
процессы теплообмена рассчитываются отдельно по каждой го зон (свежей ііеси и продуктов сгорания), имеющих различные температуры;
показано, что при упрощенной постановке задачи горение смеси в замкну-)м объеме цилиндра может быть с достаточной точностью описано с помощью эдбинащш одномерных модельных пламен.
Практическая ценность. Построенная математическая модель позволяет в элной мере учесть множество реальных факторов, при этом отпадает необходи-ость в применении различного рода эмпирических величин. Это дает возмож-эсть проводить предварнтелыгую оппшизацию режимных, регулировочных и энструктивных параметров двигателя на этапе проектирования и быстро анали-фовать влияние этих изменений на оценочные показатели работы двигателя, жращает объем дорогостоящих и трудоемких экспериментальных исследований, предлагаемая модель ориентирована на двигатели с внешним смесеобразованием, тдако, с соответствующей модификацией она может быть использована также рименительно к дизельным двигателям.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Всероссий ской научно-технической конференции «Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред» (Барнаул, 1996), 55-ой и 57-ой научно технических конференциях Алтайского государственного технического универси тета (Барнаул, 1997 и 1999), Международной научной конференции, посвященно! 100-летию создания 1-го Российского дизеля (Барнаул, 1999), Всероссийской на-учно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистої «Решетневские чтения» (Красноярск, 1999), VI Всероссийской научно-техническо? конференции, посвященной 90-летию М.С.Горохова «Механика летательных аппаратов и совремештые материалы» (Томск, 1999), II Международной конференции «Совершенствование систем автомобилей, тракторов и агрегатов» (Барнаул 2000), V Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Барнаул, 2000), VII-ой Всероссийской научно-технической конференции «Механика летательных аппаратов и современные материалы» (Томск, 2000), XII симпозиуме по горению и взрыву (Черноголовка 2000), Международной научно-технической конференции «Проблемы проектирования, испытаний, эксплуатации и маркетинга автотракторной техники, двигателей внутреннего сгорания, строительно-дорожных машин, транспортно-технологических комплексов и вездеходов» (Н.Новгород, 2000).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, перечень которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 172 страниц, в том числе основного текста 124 страницы, 30 рисунков, 6 таблиц и список литературы, включающий 150 источников.