Расчет сгорания в бензиновых и газовых двигателях

d42gs_an.gif (7195 bytes)

prevgray.gif (1301 bytes) home.gif (1299 bytes) english.gif (2062 bytes) nextgray.gif (1360 bytes)

      Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-2/4т позволяет моделировать рабочий процесс двигателей с искровым зажиганием как бензиновых, так и газовых, включая форкамерные. Для этой цели используются традиционные методы расчета в основе которых лежат  зонные модели.
     Принято, что в объеме цилиндра существуют 2 зоны: зона холодного свежего заряда и зона горячих продуктов сгорания. Зоны разделены движущимся тонким слоем фронта пламени и интенсивно взаимодействуют между собой.  Для каждой зоны рассчитывается теплообмен со стенками, диссоциация, тепло - массо обмен с соседней зоной.  Скорость движения сферического фронта пламени определяется либо напрямую по зависимостям для скорости турбулентного  пламени, либо из решения системы балансовых уравнений сохранения с использованием функции тепловыделения Вибе. Такой расчетный метод позволяет определять температуру зоны свежего заряда во время всего процесса сжатия - сгорания, что очень важно для расчета детонации.

Изменение давления и  температур зон продуктов сгорания
и свежего заряда во время сгорания
Dble-zon.gif (4476 bytes)

 

Расчет газовых двигателей

      Программный комплекс ДИЗЕЛЬ-2/4т позволяет проводить расчет и оптимизацию параметров двигателей с искровым зажиганием, работающих на природном и нефтяном газе. Двигатель может иметь как обычную камеру сгорания, так и форкамерно-факельную систему зажигания, когда в форкамеру подается небольшая часть газа во время такта впуска или начала сжатия. В этом случае параметры газа вычисляются отдельно для основной камеры и форкамеры. Для расчета скорости перетока массы через соединительный канал используется нестационарное уравнение движения:

image52.gif (1517 bytes) 
  где: W - скорость в канале, P - давление, r - плотность, х - длина канала, t - время.

   Коэффициент теплоотдачи для форкамеры рассчитывается по формуле Вошни со своим, отличным от цилиндра, построчным множителем.
   Скорость тепловыделения в форкамере рассчитывается по уравнению Вибе. Горение в цилиндре начинается после того, как из форкамеры вытечет 15% -20% массы горящего газа. Скорость тепловыделения в основном объеме цилиндра рассчитывается также по уравнению Вибе.
   Расчет параметров газа (давления, температуры, концентрации) в форкамере производится на протяжении всего рабочего цикла.

Результаты расчета параметров рабочего процесса двигателя MTU 396
(8ГЧ 16.5/18.5), переоборудованного для работы на природном газе.

Испытания проводились без наддува.
Коэффициент избытка воздуха в цилиндре 1.1, в форкамере 0.87.

Объем форкамеры 35 куб. см.
Диаметр соединительного канала 8 мм.
Степень сжатия 13.5.
Опережение зажигания 40 град.

Расчетная и экспериментальная зависимости
изменения давления в цилиндре и в форкамере двигателя.
mtu396pc.gif (5366 bytes)

Расчетные зависимости средней температуры в цилиндре
и средней температуры в форкамере двигателя.

mtu396tc.gif (5112 bytes)

 

prevgray.gif (1301 bytes) home.gif (1299 bytes) e-mail.gif (1629 bytes) nextgray.gif (1360 bytes)