Шпаргалки к экзаменам и зачётам

Исследование процессов смесеобразования в ДВС.

При проведении эксперимента на натуральном двигателе наблюдение процессов смесеобразования невозможно, либо это настолько технически сложно, что становится малодоступным. Например, используют технологию типа «бомба». Это установка для исследования рабочих процессов в камере сгорания двигателя, цилиндр которого выполнен прозрачным. Однако материал цилиндра (их изготавливают либо из кварца, либо из сапфира) дорогостоящий и не позволяет исследовать рабочие процессы на номинальном режиме работы двигателя из-за малой его прочности и быстрого закоксовывания внутренней поверхности цилиндра. Кроме того, отсутствие специальной аппаратуры в установке снижает эффективность исследования.

Известна также установка для исследования процессов в камере сгорания двигателя, в цилиндре которого выполнено прозрачно окно, напротив которого установлена аппаратура для регистрации и обработки данных. Однако наличие небольшого окошка не позволяет регистрировать процесс горения заряда во всем объеме цилиндра. Выполнение же цилиндра целиком из кварца (материал окошка) приведет к невозможности проведения в установке исследования рабочих процессов из-за низкой прочности материала. Кроме того, окна из кварца быстро покрываются копотью (закоксовываются).

Поэтому процессы смесеобразования ДВС чаще всего исследуют при помощи численного моделирования. Применение моделей в практике разработчиков ДВС послужило стимулом для того, чтобы рассмотреть основные законы теории подобия в приложении к рабочим процессам. В самом понятии «модель» подразумевается приближенное воспроизведение

физического явления: в противном случае, если явление в точности воспроизводится на модели, это не модель, а натурный образец. В каждой

конкретной задаче исследования, на этапе разработки модели и при анализе результатов моделирования, требуется определить необходимые и достаточные условия приближенного подобия процессов. К ним относят критерии подобия, вид рабочего тела, параметры функционирования модели и др.

Процесс создания модели смесеобразования в ДВС подчиняется общим правилам моделирования. Исследователь изучает правила, которым подчиняются процессы смесеобразования в ДВС, а также определяет математические формулы и их зависимость друг от друга, пользуясь которыми можно рассчитать параметры смесеобразования в ДВС. На основании своих исследований создается модель смесеобразования в ДВС. Путем проведения реального эксперимента проверяется ее адекватность. Если модель адекватна ее можно применять на практике при проектировании двигателей.

Балансирные установки для испытаний ДВС.

Тормозные устройства, поглощающие механическую энергию, равиваемую двигателем, преобразуют ее в легко измеряемый вид энергии. Одновременно с поглощением мощности двигателя возможно определение крутящего момента. Для получения возможности измерения этого момента статор тормоза устанавливается на балансирной подвеске, дающей свободу вращения статора вокруг оси ротора. Схема балансирной подвески статора приведена на рисунке 1.1.

Таким образом, измерение крутящего момента двигателя сводится к измерению силы Р, приложенной на плече l. Величина l для данного тормоза постоянна и известна. Измерение величины Р производится с помощью динамометров.

Рис. 1.1. Схема балансирной подвески статора тормоза

Тормозное и измерительное устройства образуют при этом единую установку, называемую тормозным динамометром. Существует большое количество типов динамометров, однако в качестве балансирных динамометров при испытаниях ДВС используют чаще всего маятниковые или электрические (тензометрические) динамометры. Если корпус тормоза не имеет балансирной подвески, то работу измерительной аппаратуры основывают на измерении угла закручивания соединительного вала тормоза с двигателем под действием передаваемого валом крутящего момента. В качестве тормоза может служить при этом непосредственно машина-потребитель, а не только специальные тормозные устройства. Такие установки могут измерять как средние, так и мгновенные значения крутящего момента. Тормоза с балансирно закрепленным корпусом часто называют балансирными машинами или тормозными динамометрами. При использовании воздушных тормозов балансирно закрепляют сам двигатель на специальных станках.