Error
Jump to…
Jump to…Новостной форумВстреча с АВСб-18Z1,2 06.11.2021 в 8:20Лекции по дисциплинеhttps://meet.google.com/art-hjtd-cgjМатериалы по дисциплинеЗадание №1Ответы на задание №1 (Внешние световые приборы)Задание №2Ответы на задание №2 (рулевое управление)Задание №3Ответы на задание №3 (Определение токсичности отработавших газов)Задание №4Ответы на задание №4 (Определение шумности выхлопа)Итоговый тест по дисциплинеВстреча с АВСб-18Z1,2 06.11.2021 в 10:00Ссылка на встречи АТб-17А2Вопросы к экзам по СИСТ ПИТ и УПРКонтр.зад и тесты бензМУ Диагн сист впрыскаКонтр зад и тесты дизОтветы на контрольное заданиеПракт №1 ОСПУАД (Бенз)Ответы на задание №1Практ №2 ОСПУАД (Диз)Ответы на задание №2Практ №3 ОСПУАД (Газ)Ответы на задание №3Итоговый тест по дисциплинеЛекции по дисциплинеЗадание №1Отправка задания «Практика АТб-19″Материалы по практикеЗадание №2 до 20.04.20Ответы на задание №2Задание №3 до 04.05.
05.20Ответы на задание по теме №5Встреча с АТб-19А1 15.11.21Лекция — Неисправности стартеровЛекции и материалы ЭиЭСАЗадание для АТб-19А1 на 01.11.21Задание для АТб-19А1 на 01.11.21Задание №1Отправка вопросов по ЭОАОтветы на задание №2Задание №2Расписание занятий АТб17А2Задание №3Задание №4 до 06.05.20Ответы на задание №4Вопросы к экз по ЭиЭСАВстреча с АТб-18Z1,2 01.11.2021 в 11:40Материалы по дисциплинеКР Сист упрОтправка КР по ДЭСАВопросы к зачету по дисциплине ДЭСАЗадание для АТб-17Z1-3Ссылка на встречи в период сессии (с 17.03.21)Задание на практ работу №1Выполненные задания по практической работе №1Задание на практ работу №2Выполненные задания по практической работе №2Задание на лабор работуОтчеты по лабор работеИтоговый тест по дисциплинеДля АТб-17А2 https://meet.google.com/vzc-kyyj-rchОтправка задания для зачетаВопросы к зачету по дисциплине ЭСАЭлектронные и микропроцессорные системы автомобилейУчеб пособиеИтоговое тестирование по дисциплинеОтправка заданий для зачетаКадровое обеспечение системы автосервисаас предприятияВопросы для зачетаУчеб пособиеКР ДЭиЭСКонтрольная работаВопросы по дисциплине ДЭиЭСОтветы на вопросы по дисциплинеЭлектронные и микропроцессорные системы автомобилейЗадание для заочВстреча с ДВСб-19А1 17.
Организация работы с потребителемРаздел 5. Организация и нормирование труда в автосервисном предприятииТеоретические материалыПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 1 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 2 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZПрактическая работа 3 АВСб-20ZЗадание для АТб-20А2 на 01-06.11.21Задание по лекциям на 01-06.11.21 АТб-20А2Задание по практическим на 01-06.11.21 для АТб-20А2Тесты ООФАСВсё для экзаменаОтветы на вопросы экзаменаПрактическая работа №1 (АТб-20А2)Итоговый тестСсылка на встречу в Google MeetАТб-20 Задание для отчета по учебной практике 1 курсСМб-20 Задание для отчета по учебной практике 1 курсОтчеты по практике АТб-20 (Задание №1)Отчеты по практике СМб-20 (Задание №1)Задание для заочного ф-таМатериалы по дисциплинеВидеоматериалы по дисциплинеЗадание №1Задание №2Видеовстречи ДВСбИтоговый тест по дисциплинеСписок рек литературыНорм-прав регул в АТЭТеоретические материалыЛабораторные работыОтчеты по лабор рабВстречи с АВСб-19ZИтоговый тест по дисциплинеЗажигание факельное — Справочник химика 21
СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК [c.
33]Зажигание факельного разряда происходит при прикосновении к рабочему электроду изолированного проводника. Возникающая вначале высокочастотная дуга переходит при удалении проводника в одноэлектродный разряд—факел. На электроде с малым радиусом кривизны — острых и тонких проволоках — факел зажигается самопроизвольно в момент включения генератора. Для лучщей стабилизации разряда можно оставлять второй изолированный электрод — этим создается дополнительная емкость между рабочим электродом и землей. [c.75]
Приборы для контроля и управления процессом горения. В эту важную группу приборов входят устройство дистанционного -зажигания факела УЭФ-2 для дистанционного розжига четырех дежурных горелок факельной трубы высотой 60 м, а также система аналогичного назначения типа СЭФ для факела высотой до 120 м электрозапал-сигнализатор ЭЗС-Д для розжига газовых горелок печей, технологических печей и сигнализации погасания пламени блок управления горением в топках котельных установок БУГ-500 и блок контроля пламени для этих же котлов сигнализатор погасания пламени СПП-1 для печей технологических установок и топок под давлением.
[c.172] В факельной установке должно постоянно гореть дежурное пламя, которым в любой момент можно поджечь газовую смесь, поступающую на факел. Для зажигания дежурного пламени при пуске факельной установки илп после погасания предусматривается запальное устройство.
Обычно в факеле должно постоянно гореть дежурное пламя, которое в любое время может поджечь газовую смесь, поступающую на факел. Для зажигания дежурного пламени при пуске факела или после его погасания предусматривается запальное устройство. Для нормальной работы факельного устройства необходимо постоянное наблюдение за работой дежурной горелки, что обеспечивается соответствующей сигнализацией. Пламя газа, сжигаемого на факеле, должно быть стабильным и устойчивым. Проскок пламени в трубу факела, как и его отрыв, недопустимы. Подобные явлении возможны только при нарущениях технологического режима или из-за неправильной конструкции факел 3. [c.133]
Перед зажиганием форсунок печи, работающей на газовом топливе, необходимо проверить плотно ли закрыты рабочие и контрольные вентили на всех форсунках, спущен ли конденсат из топливной линии, продута ли топливная линия газом на свечу или факельную линию.
Двигатели, работающие на газе высокого давления, с факельным зажиганием, действуют по принципу газодизеля, когда заряд вспомогательного топлива (обычно дистиллятного, около 5% общего количества топлива) впрыскивается через топливный клапан непосредственно перед ВМТ и инициирует процесс сгорания. Затем в цилиндр под высоким давлением (например, 250 бар) подается остальной заряд (обычно природный газ). Газ воспламеняется по мере поступления в цилиндр, что обеспечивает полноту сгорания без детонации и преждевременного воспламенения. В этих двигателях около 5-7% эффективной мощности затрачивается на сжатие газового заряда. При прекращении подачи газа они могут переводиться на работу на дистиллятном топливе.
Для зажигания свечи используются различные способы.
Наиболее часто применяется поджигание выходящего из свечи газа ракетой. На некоторых заводах используется запальное устройство, представляющее собой трубу в трубе с продольной щелью или отверстиями. Пламя поднимается по этой трубе до головки факельного ствола. [c.289]Чтобы улучшить условия эксплуатации факельных труб, применяется бездымное сжигание газа, а также системы автоматизированного зажигания факела. [c.200]
На некоторых заводах факельное хозяйство не справляется с приемом поступающего продукта, особенно при аварийных, ситуациях, когда сотни тонн конденсата выбрасываются через факельную трубу. Нередки случаи погасания факела, при которых пары и газы непосредственно поступают в атмосферу. До сих нор на ряде действующих НПЗ отсутствует система автоматического зажигания факела. [c.162]
Вариант сценария развития пожара Мя 1. При образовании взрывоопасной концентрации снаружи резервуара вследствие больших и малых дыханий (сцена А.
1.1.) и появлении источника зажигания возникает пожар на дыхательных клапанах или в местах негерметичности сочленения пенных камер с корпусом резервуара (сцена А.7.1.). При этом в зависимости от величины концентрации паровоздушной среды внутри резервуара возможно устойчивое факельное горение (сцена А.7.1.) взрыв паровоздушной среды в резервуаре (сцена А.7.2.). [c.118]
Спроектирована высотная факельная установка, которая состоит из гидрозатвора, факельного ствола, газового затвора для сокращения расхода продувочного (топливного) газа, факельного оголовка, дежурных горелок и системы зажигания (3.196). Все эти элементы обеспечивают стабильную (без погасания) работу факельной установки в широких технологических режимах. Наличие устройств для распыления пара обеспечивает полноту сгорания углеводородов, содержащихся в сбросном газе. Специальные факельные горелки обеспечивают автономное сжигание сероводорода независимо от расхода углеводородных газов. Предусмотрены резервные стволы с оголовками как для сероводородного, так и для углеводородного сбросов.
Это позволяет обеспечить бесперебойную работу факельной установки. [c.266]
ЗАЖИГАНИЕ НАКАЛЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И ФАКЕЛЬНОЕ ЗАЖИГАНИЕ [c.17]
Зажигание накаленной поверхностью и факельное зажигание широко применяют в качестве обычных средств зажигания. В двигателях внутреннего сгорания такие средства зажигания не используют. [c.17]
Если газ по какой-то причине не загорелся или форсунки потухли необходимо закрыть рабочий вентиль, продуть топку паром, а газопровод, идущий к форсункам-газом на свечу (в факельную линию) и повторить зажигание форсунки. [c.20]
При факельном горении пылевидное топливо непрерывно подают в топку с помощью воздуха или газовоздушной смеси. Одновременно в эту же зону подают дополнительный (вторичный) воздух в количестве, достаточном для полного выгорания топлива. При установившемся в топке горении в поток вновь поступающей пылевоздушной смеси увлекаются высокотемпературные продукты горения, которые подогревают и воспламеняют смесь.
Таким образом, создается непрерывное постоянное зажигание свежей пыли, причем устойчивость процесса увеличивается с ростом температуры газов в топке. [c.104]
Факельная установка должна состоять из факельного ствола, оснащенного оголовком и лабиринтным уплотнением, системы зажигания, средств контроля и автоматизации, обвязочных трубопроводов. [c.145]
Факельные трубы должны быть оборудованы электрозапаль-ным устройством с дистанционным управлением и автоматическим зажиганием факела, горелками постоянного горения, подводом топливного газа, подводом водяного пара, устройством для бездымного сжигания газов. [c.186]
Факельные газопроводы служат для сбора факельных газов. Факельные- трубы предназначены для открытого и безопасного сжигания или рассеивания газа. Высота труб должна быть не менее 35 м. В общезаводской факельной системе должно быть не менее двух взаимозаменяемы труб, расположенных на расстоянии не менее 50 м одна от другой.
Факельные трубы оборудуют горелками постоянного горения, электрозапальным устройством с дистанционным управлением и автоматическим зажиганием факела, устройством для бездымного сжигания газов, подводами топливного газа и водяного пара. ФакельНые системы снабжают предохранительными устройствами (огнепреградителями, гидрозатворами и др.). предотвращающими попадание внутрь системы воздуха, проскок пламени факельной горелки. [c.205]
Факельные установки бывают общезаводские (общекомбинатские), в которых сжигают близкие по составу газовые выбросы (например, углеводороды) с различных производств предприятия, и спещ1альные (в составе отдельных технологических установок или производств). Факельная установка состоит из подводящих трубопроводов сбросных газов на факел, факельной трубы (ствола), трубопроводов топливного (природного) газа, трубопроводов инертного (продувочного) газа и средств зажигания, контроля и сигнализации. [c.200]
Относительно простое решение задачи значительного расширения пределов эффективного использования бедных смесей в бензиновых двигателях на частичных нагрузках при одновременном сохранении высоких мощностных и экономических показателей на полных нагрузках дает фор камерно-факельное зажигание, разработанное А.
С. Соколиком, А. Н. Воиновым и Л. А. Гуссак [18]. [c.59] Принцип форкамерно-факельного зажигания заключается в том, что воспламенение рабочей смеси в цилиндре осуществляется не искрой свечи, а факелом пламени, образующимся при сгорании небольшого количестаа обогащенной смеси в особой форкамере, соединенной с основной камерой сгорания несколькими каналами. Объем форкамеры составляет всего лишь 2 —3% от объема основной камеры сгорания. В форкамере расположены свеча зажигания и небольшой дополнительный впускной клапан, открывающийся одновременно с основным впускным клапаном общим приводом (рис. 15). Через дополнительную впускную систему в форкамеру подается обогащенная смесь, обеспечивающая наиболее благоприятные условия воспламенения и развития начального очага горения. После воспламенения смеси в форкамере быстро возрастает давление, и продолжающие догорать газы выбрасываются через отверстия в основную камеру, где после очень небольшого периода задержки юбедненная смесь воспламеняется практически одновременно в целом ряде точек на периферии факела.
Такое энергичное воспламенение смеси, дополнительно турбулизированной факелом, приводит к тому, что в цилиндре оказываются способными гореть с достаточно высокими скоростями сильно обедненные смеси с коэффициентом избытка воздуха а = 1,7—1,8 [181. [c.59]
Форкамерно-факельное зажигание в настоящее время нашло практическое применение на некоторых разновидностях отечественных и зарубежных двигателей [23, 24]. [c.60]
Двигатели с зажиганием от исфы, работающие на газе низкого давления, подобны «двухтопливным» двигателям. Поскольку для инициирования горения в данных двигателях используют не запальное топливо, а электрическую свечу, их относят к классу устройств с зажиганием от искры. Им присущи доаоинства и недостатки двигателей низкого давления с факельным зажиганием. [c.129] Двигатели, использующие газ низкого давления, с факельным зажиганием, работают по тем же принципам, что и двигатели с высоким давлением газа, но горючий газ у них смешивается с воздухом при меньшем давлении во впускном трубопроводе или в предкамере и затем поступает в цилиндр.
После этого в цилиндр впрьюкивается дистиллятное топливо, которое инициирует процесс сгорания. Эти двигатели обычно называют «двухтопливными», У этих двигателей несколько короче процесс газообмена, что понижает термический КПД, [c.129]
Принцип форкамерно-факельного зажигания заключается в том, что воспламенение рабочей смеси в цилиндре осуществляется не искрой свечи, а факелом пламени, образующимся при сгорании небольшого количества обогащенной смеси в особой форкамере, соединенной с основной камерой сгорания несколькими каналами. Объем форкамеры составляет всего лишь 2—3% от объема основной камеры сгорания. В форкамере расположены свечи зажигания и небольшой дополнительный впускной клапан, открывающийся одновременно с основным впускным клапаном общим приводом (рис. 5.3). [c.158]
Возможности нейтрализаторов показаны при испытаниях двигателей легковых автомобилей ГАЗ. Двигатели ЗМ3 4021.
10с искровым зажиганием и двигатель ЗМЗ 4022.10 с форкамерно-факельным зажиганием испытывались по европейскому циклу на беговых барабанах при пробеге 21 тыс. км на бензине А-76. [c.340]Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием снижает выбросы всех вредных веществ по сравнению с двигателем с искровым зажиганием. Особено эффективной оказалась установка нейтрализатора. Двигатель с форкамерно-факельным зажиганием и с нейтрализатором снижает выбросы оксида углерода в 10 раз, углеводородов — в 6,5 раз, оксида азота — в 3 раза, а содержание бензпирена в ОГ уменьшается в 32 раза по сравнению с двигателем с искровым зажиганием, т. е. массовым двигателем, устанавливаемым на городских такси. [c.340]
Зажигание с помощью открытого пламени называется факельным зажиганием. Воспламенение ири зажигании накаленной поверхностью, факельном и искровом инициируется локальным введением в не-иагретую газовую смесь нагретого до высокой температуры тела или другого высокотемпературного источника зажигания, которое и вызывает формирование самораспространяющегося пламени.
Такой тип воспламенения называется вынужденным воспламенением или просто зажиганием. Другой тип воспламенения, рассматриваемый ниже, называется самовоспламенением. [c.17]
Для проверки этих теоретических предположений были поставлены опыты по зажиганию газов в туннельной горелке. Горючая смесь подавалась в кварцевую трубку истечение струи без отрыва от стенок. Такое выполнение горелки дало возможность исключить участки застойных вихревых зон, а влияние застойной пленки продуктов сгорания у стенок горелки уменьшить до минимума. В этой горелке не удалось получить беспламенного горения при малых скоростях газовой смеси имело место факельное горение у выходного сечения туннеля. При увеличении скорости свыше 1,25—1,4 м/с факел открывался и погасал. При удалении раструба благодаря восстановлению вихревых зон горячих продуктов сгорания в туннеле в горелке осуществлялось сжигание газа с такими же высокими тепловыми напряжениями, как и в туннельных керамических горелках.
[c.173]
На рио. 22 приведена технологическая схема факельной установки. Факельный газ по трубоцроводу поступает в сепаратор-гидрозат-вор I, откуда по стволу факела 2 в газоотатический затвор З.и далее в оголовок 4. Для обеспечения нормальной работы на факельную установку подается топливный газ через сетчатый фильтр 5. Этот газ поступает на газостатический затвор и дежурные горелки 8, расположенные в оголовке факела. Для обеспечения бездымного сжигания факельного газа на факельную установку подается пар. Факельная установка оборудована устройством дистанционного зажигания факела 6, контрольной газовой горелкой 7, пробоотборником 9 и пароподогревателем 10. Сбор парового конденсата обеспечивается через конденоа-тоотводчики II. На линиях топливного газа и пара установлены регуляторы давления 12. [c.94]
Двигатель создан на базе дизеля 61Б и максимально с ним утшфицирован. Двигатель имеет форкамерно-факельное зажигание. При мощности 3676 кВт и массе 39 т его удельный массовый показатель равен 10,88 кг/кВт.
КПД двигателей достигает 36-37 %. [c.512]
Опыт показал, что форкамерно-факельное зажигание обеспечивает устойчивую и экономичную работу газового двигателя в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, включая пуск и холостой ход. Примененная система смесеобразования позволила исключить попадание газа в выпускную систему и тем самым устранить опасность взрыва. [c.513]
Для чего нужны форкамеры, впускной и выпускной клапан
Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что будет, если в дизельный автомобиль залить бензин. Из этой статьи вы узнаете о возможных последствиях такой заправки для дизельного мотора
ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:
- топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
- далее происходит частичное воспламенение смеси;
- в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
- под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;
Для чего нужна форкамера в двигателе
Предкамера является предварительной камерой сгорания, в которую подается часть от общего заряда топливно-воздушной смеси, где происходит воспламенение топлива.
Объем форкамеры составляет около 30% от общего объема основной камеры сгорания. Назначением данного решения выступает улучшение наполнения цилиндров, более эффективная организация газовых потоков в основной камере, а также повышение качества смесеобразования.
Данная схема позволяет реализовать более плавное и равномерное нарастание давления в основной камере сгорания, что снижает ударные нагрузки в цилиндрах ДВС.
Моторы с форкамерой работают мягче и полноценно сжигают топливно-воздушную смесь, уменьшается токсичность выхлопа, повышается КПД и снижается расход горючего.
Форкамера
Как мы уже описали выше, форкамерный двигатель имеет следующий принцип действия в работе:
Главный плюс двигателя с форкамерой — это низкие ударные нагрузки деталей цилиндро-поршневой группы во время работы ДВС.
Это обеспечивается, как раз таки, за счет плавного нарастания давления, а не скачками.
Это обеспечивается, как раз таки, за счет плавного нарастания давления, а не скачками.К тому же, форкамерные двигатели качественно сжигают топливо, уменьшают количество выброса вредных веществ, уменьшают расход топлива и повышают КПД силового агрегата.
Для чего нужна форкамера в двигателе
Теперь разберемся в самом главном вопросе: для чего же нужна форкамера в двигателе?
Первостепенно такая система была создана с той целью, чтобы убрать, пусть и частично, нагрузку на поршни. Это же, в свою очередь, положительно сказалось на общей работе мотора. Более того, выбирая форкамерный двигатель, вы сокращаете количество токсичных отходов, так как, говоря конкретно о нашем случае, солярка полностью сгорает. Делаем из этого вывод – ваши расходы на горючее уменьшатся.
Принцип работы дизельного двигателя
И все-таки в чем принцип работы дизельного двигателя? Принцип работы дизеля состоит в компрессионном воспламенении топлива в камере сгорания при смешивании с разогретой воздушной смесью.
Подача смеси происходит раздельно ‒ сначала нагнетается воздух, затем поршень сжимает его и в верхней мертвой точке происходит впрыск топлива через форсунку
Воздух, в процессе сжатия разогревается до 800ºС , топливо поступает давлением до 30 МПа, происходит самовоспламенение.
Этот процесс сопровождается вибрациями и шумом. То есть дизель ‒ более шумный по сравнению с бензиновым движком.
Принцип работы дизельного двигателя позволяет быть двигателям как двух, так и четырехтактными, но основная масса автомобилей, все-таки, оснащены четырехтактными движками.
В двухтактном дизеле, по сравнению с четырёхтактным, ввиду другого принципа работы, совмещения двух тактов, впуска и выпуска (продувки).
Двухтактный вариант мощнее аналогичного по объёму четырёхтактного примерно в полтора раза.
Система непосредственного смешивания топлива с распределением по стенкам (М — система)
В этой системе впрыска для стационарных и коммерческих дизельных двигателей теплосодержание (теплоемкость) стенок углубления в поршне используется для испарения топлива, и топливо-воздушная смесь образуется с помощью соответствующего управления воздухом для сжатия.
Рис. Система непосредственного смешивания топлива с распределением по стенкам
Система работает с помощью одноструйной форсунки (т.е. форсунки с одним отверстием) при относительно низком давлении впрыска. Если движение воздуха в камере сгорания правильно отрегулировано, то может быть получена очень однородная топливо-воздушная смесь с длительной продолжительностью сгорания, низким ростом давления и, таким образом, более мягкое сгорание. Однако это увеличивает расход топлива по сравнению с системами с распределением воздуха.
Система форкамерно-факельного зажигания
Наличие форкамеры означает, что рабочая камера сгорания в таком двигателе разделена на составные части: предкамеру и основную камеру. Давайте рассмотрим принцип работы системы на примере карбюраторной модели ГАЗ «Волга» с предкамерным ДВС.
В предкамеру смесь поступает по специальному каналу, который выполнен во впускном коллекторе и ГБЦ. Смесь в форкамеру подается переобогащенной, для чего в карбюраторе присутствует отдельная секция.
Предкамера также имеет отдельный впускной клапан. Далее происходит поджиг указанной смеси при помощи искры от свечи зажигания. В этот момент открывается впускной клапан основной камеры сгорания, который приводится в действие распредвалом ГРМ. В основную камеру поступает топливно-воздушная смесь. Порция этой смеси обедненная.
Рекомендуем также прочитать статью о том,
что такое гидрокомпенсатор
. Из этой статьи вы узнаете о назначении и функции гидротолкателей в устройстве ГРМ.
Предкамера соединяется с основной камерой специальными сопловыми каналами, через которые в основную камеру прорывается пламя, газы и пары горючего из форкамеры. От контакта с ними обедненная смесь в основной камере также воспламеняется. Получается, форкамера представляет собой своеобразный механический «подвпрыск», отдаленно напоминая принцип двухступенчатой работы современных дизельных инжекторных форсунок.
Форкамерный двигатель газ 3102 характеристики
Дизельный двигатель: преимущества и недостатки
Самый первый двигатель ЗМЗ 4022.
10 ( 1981 г.-1992 г. )
Толчком к созданию двигателя с форкамерно-факельным зажиганием на «ГАЗе» послужил серийный выпуск в 1972 году таких моторов японской фирмой Honda, которая смогла обойти приоритетность отечественного патента. Советский двигатель получил обозначение ГАЗ-4022.10. От своего предшественника ГАЗ-24Д он отличается новой головкой блока цилиндров с иными газовыми каналами, дополнительными маленькими впускными клапанами для форкамер, системой впуска воздуха, настроенным выпуском, увеличенным ходом клапанов, модернизированным распредвалом.
Кроме того, были разработаны карбюратор К-156 оригинальной конструкции, распределитель зажигания, новая система охлаждения двигателя (как у двигателя ВАЗ-2101), а водяной насос внедрили в блок цилиндров. Впервые на этих моторах ГАЗ был применен воздушный фильтр с бумажным фильтрующим элементом. Затем документацию по изготовлению двигателей ГАЗ-4022.10 передали Заволжскому моторному заводу, который с 1981 года начал их серийное производство, но уже под новым названием – ЗМЗ-4022.
10. Наибольшее количество этих моторов было выпущено в 1986 году – 4000 шт. Всего за 11 лет произведено около 27 тыс. автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10.
В головке цилиндров находятся основные камеры сгорания 16 и рядом с ними форкамеры 14. Каждая форкамера соединяется с основной камерой сгорания двумя отверстиями (соплами) диаметром по 3,5 мм. Объем форкамеры небольшой (3,8 см3), и в нее ввернута свеча зажигания 13. Во время вращения распределительного вала 19 кулачок набегает на толкатель 18 и перемещает его вверх вместе со штангой 17. Она поворачивает общее коромысло 9, имеющее боек 8, расположенный над торцом стержня впускного клапана 7 и дополнительное плечо с регулировочным винтом 10. При повороте коромысла открывается дополнительный клапан 12 форкамеры и затем (почти одновременно) впускной клапан 7 основной камеры сгорания. Горючая смесь поступает в форкамеру из форкамерной секции 4 карбюратора 5 по отдельному каналу 3 питания, выполненному во впускном трубопроводе и в головке цилиндров.
При открытом дополнительном клапане 12 в форкамеру поступает обогащенная (IX = 0,85 -;- 0,90) горючая смесь, а в основную камеру и цилиндр двигателя (при открытом впускном клапане при движении поршня 2 вниз очень бедная (IX = 1,8) горючая смесь. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания 13 проскакивает электрическая искра, и рабочая смесь в форкамера воспламеняется. Из форкамеры продукты сгорания смеси выбрасываются через два сопла в основную камеру сгорания в виде двух горящих факелов. Они завихряют и воспламеняют бедную рабочую смесь. Этим достигается быстрое, надежное и полное сгорание рабочей смеси в основной камере сгорания. Форкамерно-факельный способ зажигания рабочей смеси обеспечивает высокие скорости сгорания и эффективное сжигание бедных смесей при работе двигателя на обычных эксплуатационных режимах. Это значительно улучшает экономичность двигателя. Применение бедных горючих смесей исключает недогорание топлива, что существенно снижает токсичность отработавших газов.
Только для получения максимальной мощности двигателя, когда дроссельные заслонки карбюратора открыты почти полностью, состав смеси обогащается. Применение форкамерно-факельного зажигания рабочей смеси в двигателе повлекло за собой и некоторые изменения в карбюраторе. На двигателе установлен карбюратор K-156 с падающим потоком горючей смеси, имеющий две основные и одну дополнительную для форкамерной системы камеры. Открытие дроссельных заслонок основных камер происходит последовательно, как и в карбюраторе K-126r, устанавливаемого на двигателе автомобиля ГАЗ-24 «Волга». Открытие дроссельной заслонки форкамерной секции карбюратора происходит вследствие кинематической связи с дроссельной заслонкой первичной камеры карбюратора.
Технические характеристики :
Модель — ЗМЗ-4022.10 Тип — карбюраторный , четырехцилиндровый , с форкамерно — факельным зажиганием Диаметр цилиндра и ход поршня — 92*92 Рабочий объем цилиндров , л — 2,445 Степень сжатия — 8,0 Максимальная мощность , л.с. — 105 Максимальный крутящий момент при 2500-3000 об/мин , кгс*м — 18,5 Сорт бензина — АИ-93 Масса незаправленного двигателя со сцеплением и коробкой передач , кг — 210
Однако последующая эксплуатация автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022. 10 не подтвердила их значительной топливной экономичности. Сложность конструкции и необходимость финансовых затрат на доводку моторов обусловили прекращение их выпуска в 1992 году. На смену этим двигателям пришли модели ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-406.10.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Cтраница 1
Форкамера имеет две дверцы: наружную – для подачи в фор-камеру радиоактивных веществ, посуды, инструмента из помещения операторской и внутреннюю – для подачи радиоактивных веществ и других предметов внутрь камеры. [1]
Форкамера оборудована двумя дверцами: наружной – для подачи в форкамеру радиоактивных веществ, посуды, инструментов из помещений ремонтной зоны или операторской и внутренней – для подачи радиоактивных веществ и других предметов внутрь камеры. Светильник имеет высоту 100 мм, ширину 200 мм и длину 560 мм. [2]
Форкамера оборудована двумя дверцами: наружной – для подачи в форкамеру радиоактивного вещества, посуды, инструмента из помещений ремонтной зоны или операторской и внутренней – для подачи радиоактивного вещества и других предметов внутрь камеры.
[3]
| Форкамерный шнековый пресс производительностью 7 т / ч ( ПФК-7. [4] |
Форкамера 4 с наружным обогревом через газовую рубашку аналогична автоклаву непрерывного действия, в котором нагретый полидисперсный уголь в условиях непрерывного перемещения под определенным давлением, агрегируясь, превращается в монолитную пластическую массу. [5]
Форкамера представляет собой канал, выложенный огнеупором. [6]
Форкамеры были футерованы жаропрочным бетоном и охлаждались проточной водой. Приемная камера для жидкого расплава выполнялась в двух вариантах: в одном была выложена из огнеупоров, в другом имела охлаждаемый водой кессон. [8]
Форкамера имеет шторки, которые открываются только при подаче отжигаемых пластин. [9]
Форкамеры оборудованы провальными решетками. Воздух подается в печь тремя потоками. Обжиговый газ через газоход поступает в футерованный циклон возврата. [10]
Форкамера с металлическими качающимися шторками при изменении высоты загрузки не требует переоборудования, меняется лишь угол наклона шторок при прохождении под ними изделий.
[11]
| Форкамера проходной печи с газовыми завесами. [12] |
Форкамера; 3 – нагревательная камер г, 4 изделие или печной конвейер. [13]
Форкамера служит для выравнивания и успокоения потока. В ней устанавливаются хонейкомб и детурбулизирующие сетки. [14]
| Схема установки регулятора уровня ПРУДВ. [15] |
Страницы: 1 2 3 4 5
Форкамера — печь
Форкамеры печей иногда засоряются мазутным коксом, поэтому их надо периодически прочищать через зажигательное отверстие специальным штырем с расклепанным лопаткой концом.
| Дутьевые устройства печей кипящего слоя. |
Для предотвращения спекания огарка удельный расход воздуха в форкамеру печи должен в 1 8 — 2 раза превышать его подачу в непровальную часть пода. Распределение воздуха регулируется изменением положения задвижек, устанавливаемых на воздухопроводах.
Для улучшения работы печей кипящего слоя НМУИФ ом предложено демонтировать форкамеры печей.
Вместо форкаыер устанавливают загрузочные карманы с грибками особой конструкции с тан-гениальным выходом воздуха из грибков. В грибках новой конструкции происходит нь.
Огарок периодически выводится из кипящего слоя, главным образом из-под провальной решетки форкамеры печи через разгрузочное устройство 8, состоящее из секторного и дроссельного затворов и, по мере необходимости, с пода печи, через клапанные разгрузочные устройства. Огарковая пыль из котла-утилизатора, бункера циклонов и электрофильтра непрерывно выгружается также с помощью одинарных ( а лучше двойных) клапанных разгрузочных устройств 9 в закрытые скребковые конвейеры 10, выводится из печного отделения и направляется в бункера для перегрузки огарка в железнодорожные вагоны или автотранспорт.
Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть слегка воздух и затем осторожно открыть мазут до воспламенения.
Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть вентиль для воздуха и затем осторожно открыть вентиль для мазута до воспламенения.
| Технологическая схема печного отделения с печами кипящего слоя. |
Выгрузка огарка производится периодически ( в соответствии с заданной высотой кипящего слоя) через провальную решетку форкамеры печи при помощи секторного затвора. В случае необходимости огарок выгружается также и с непровального пода печи. Из бункеров котла-утилизатора, циклонов и сухих электрофильтров огарок удаляется непрерывно через клапанные затворы.
| Секторный затвор.| Клапанный затвор. |
Секторный затвор ( рис. V-20) выполняется из легированной стали и применяется для герметизации выгрузки огарка при температуре до 800 С обычно из провальной зоны форкамеры печи. Выгрузка огарка через затвор производится периодически, при достижении определенной величины сопротивления кипящего слоя. Клапанный грузовой затвор ( рис. V-21) предназначен для непрерывного выпуска из бункеров аппаратов печного отделения ( котла, циклонов) горячей огарковой пыли, вынесенной из печи КС.
| Напорная характеристика вентилятора и сети. |
Максимальная потеря напора в воздушном тракте без учета сопротивления слоя составляет примерно 300 мм вод. ст. для печей КС-100 и КС-200. В связи с тем что для печей большей производительности сопротивление решетки должно быть более высоким ( для равномерного распределения воздуха), общее сопротивление воздушного тракта возрастает до 400 — 500 мм вод. ст. Необходимо отметить, что общее сопротивление воздушного тракта в значительной степени зависит от конфигурации и диаметра участка воздухопроводов к решетке форкамеры печи.
Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М — la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми по. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки.
Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н — la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.
Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М — la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми подогревателями. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки. Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н — la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.
Итог: насколько востребованы форкамеры
Основное назначение форкамер – возможность управления поступающими внутрь помещения большими объёмами воздушных масс. В этом специальном помещении происходит разделение поступающих основных масс на рабочие каналы, предварительная очистка, нормализация скорости потоков и их температуры.
В зависимости от технического оснащения воздух может подвергаться дополнительной санитарной и другой необходимой обработке. Благодаря тому, что для этих целей выделено отдельное помещение, все вышеупомянутые процессы протекают незаметно и без неудобств.
Форкамера – обязательный элемент для обеспечения качественной вентиляции современных помещений закрытого и полузакрытого типа с большой квадратурой. Обычно ее создание планируется еще на этапе проектировки, поэтому любые связанные с ней строительные вопросы не возникают.
Желание создать предварительную воздушную камеру в частном порядке требует получения разрешения, но не всегда. Оно требуется, если речь идёт о многоквартирных домах и других постройках, в которых форкамера способна повлиять на нормальное движение воздушных масс.
Помните, что обустройство форкамеры – не такое простое занятие, как может показаться на первый взгляд. Без грамотного подхода к проекту можно получить лишь пристройку сомнительной пользы.
Схема вентиляции с форкамерой
Как очищаются большие объемы воздуха?
Форкамера – это предварительное помещение, расположенное перед системой очистки, в нем происходит свободное движение воздуха, его обмен с атмосферой, для этого существует специальный воздушный клапан. Имеется также фильтр, позволяющий предварительно очистить атмосферный воздух, разделив внутреннюю и внешнюю вентиляцию. Это позволяет доставить до системы очистки уже отчасти отфильтрованный воздушный поток.
Благодаря этому большинство частиц, засоряющих кислород, остается на улице и изначально не попадает в вентиляционную систему. Лишние летучие соединения будут отводиться обратно в атмосферу благодаря клапану.
Схема работы форкамеры
Вентиляторы
В предварительной камере устанавливают специальный вентилятор, в зависимости от того, насколько большой объем помещения и какие качественные характеристики у воздуха, может меняться оснащение данной комнаты. Вентилятор с приводом от двигателя помогает разогнать потоки, создать необходимую тягу; чем площадь больше, тем мощнее должно быть устройство.
Если помещение небольшое, то хватит и направляющего вентилятора: он, как правило, не имеет мощного мотора, меньше шумит и стоит дешевле. Его задачей является разделение воздуха на каналы, входящий и исходящий. Часто систему дополняют специальными фильтрами, которые позволяют создать шумовой барьер, иначе в основном помещении будет слышна работа вентилятора, что не очень приятно, если постоянно там находиться. Узнать больше как бороться с шумом вентиляции можно в этой публикации https://ventilation-conditioning.ru/zdorove/shum-ventilyacii.html.
Читать дальше: Фильмы про старые автомобили
Плюсы и минусы предкамерных двигателей
Внедрение предкамеры в устройство бензинового ДВС не получило широкого распространения. Определенные сложности конструкции и недостаточная эффективность работы системы во время реальной эксплуатации привели к отказу от схемы форкамерно-факельного зажигания.
Одновременно с уменьшением расхода топлива и снижением токсичности отработавших газов предкамерные двигатели отличались меньшей надежностью и стабильностью работы в определенных режимах.
Что касается дизельных моторов, предкамерные дизели встречаются чаще. Форкамерные дизельные двигатели имеют низкое давление впрыска сравнительно с другими дизельными агрегатами. Использование форкамеры в дизеле позволило снизить дымность силовой установки на разных режимах работы агрегата. Еще одним плюсом предкамеры на дизельном моторе выступает меньшая требовательность таких двигателей к качеству дизтоплива.
Главным недостатком предкамерного дизеля считается затрудненный пуск холодного мотора. Дело в том, что для уверенного пуска необходим качественный прогрев форкамеры. Использование электрических калильных свечей для эффективного нагрева воздуха в полости предкамеры не всегда обеспечивает облегченный пуск двигателя.
Сравнение различных систем
Недостатки двигателей с предкамерой, касающиеся шума, более заметны при работе холодного двигателя. Недостаточное смесеобразование, вызванное не только рассеянием тепла стенками камеры сгорания, приводит к относительно длительному периоду задержки воспламенения и к детонационным шумам при сгорании.
При прогреве двигателя двиг атель с вихревой камерой также имеет тенденцию к повышенному шуму в диапазоне низких нагрузок и низких оборотов. Метод с предкамерой, с другой стороны, имеет преимущества, касающиеся температуры камеры и задержки воспламенения.
Главное преимущество системы непосредственного впрыска состоит в уменьшении расхода топлива до 20% по сравнению с двигателями с разделенной камерой сгорания. Недостатками систем непосредственного впрыска являются, однако, повышенный шум при работе (в частности, при разгоне) и ограниченные максимальные обороты. Система с непосредственным впрыском всегда требует повышенных давлений впрыска и, таким образом, более сложной системы впрыска топлива.
Преимуществами системы непосредственного впрыска являются преобладающими для таких условий работы, где решающими являются расход топлива и экономия, а вопросы комфорта играют второстпенную роль. Интенсивные исследования работы в области смесеобразования, которые включают усовершенствование систем впрыска, в скором времени приведут к возможности использования систем с непосредст венным впрыском топлива в двигателях легковых автомобилей.
Форкамера: что это такое? — Автосервис
Как вы знаете, сегодня многие производители ищут варианты того, как увеличить экономичность двигателей внутреннего сгорания. Они нашли один из возможных выходов из этого затруднительного положения. Метод заключается в том, чтобы мотор работал на топливных смесях, содержащих меньший процент горючего.
При таком подходе не только удастся увеличить топливную экономичность, но и, более того, сократить выброс вредных отходов. Но в этом способе есть изъян: когда смесь содержит небольшое количество горючего, она хуже воспламеняется.
Поэтому разработчики пришли к выводу, что для стабильной работы мотора нужен начальный очаг горения, от которого распространение огня произойдёт быстро по всему пространству топливно-воздушного заряда.
По итогу сейчас существуют два варианта получения подобного очага: искра повышенной энергии и послойное распределение смеси (к тому времени, как производится искра образуется легковоспламеняющаяся смесь).
Второй путь включает в себя несколько вариантов. Мы же сегодня рассмотрим подробнее вариант под названием форкамерно-факельное зажигание.
Полость, находящаяся в голове цилиндров двигателя внутреннего сгорания, именуется форкамерой, или же предкамерой. Она, используя один или несколько каналов, соединяется с главной камерой сгорания горючего. Этот тип мотора выступает как в формате дизельного, так и бензинового. Вообще промежуточная камера может носить и другое название: вихрекамера.
Исходя из названия, нам становится ясным то, что топливо в такой камере закручивается. Этот эффект содействует лучшему перемешиванию горючего с воздухом.
Но, описывая работу ДВС с форкамерой, важно отметить, что изначально горючее, попадая в предварительную полость, сталкивается с её стеночками и перемешивается с воздухом, в этом этот вид мотора уступает своему подобию.
Воспламеняясь, топливо быстро направляется в ключевую камеру, используя уже известные нам каналы соединения.
Отличным фактором, которым обладают такие каналы, в сравнении со своими аналогами, выступает то, что сечения в них согласованы так, чтобы между форкамерой и ключевым цилиндром создавалась существенная разница давлений.
Топливо разливается по всей площади предкамеры и сгорает там почти полностью. Заключительная фаза — это сгорание горючего в главной камере, точнее сказать его остатков.
Из-за того, что в главном отсеке солярка уже догорает и ей уже не нужно продолжать свой путь, параметры углублений в поршнях небольшие.
Принцип сгорания топлива в дизельном двигателе
В системе с предкамерой (форкамерой), используемой для дизельных двигателей легковых автомобилей, топливо впрыскивается в горячую предкамеру (дополнительную камеру). Здесь начинается предварительное воспламенение, чтобы достичь образования качественной смеси и уменьшения задержки воспламенения для основного процесса сгорания.
Топливо впрыскивается с помощью игольчатой форсунки при относительно низком давлении (до 300 бар). Специально разработанная поверхность экрана в центре камеры распределяет струю топлива, которая разбивается на части и интенсивно перемешивается с воздухом.
Сгорание начинается и продвигает частично воспламененную топливо-воздушную смесь через отверстия на нижнем конце предкамеры в основную камеру сгорания над поршнем и смесь нагревается в процессе еще больше.
При этом имеет место интенсивное перемешивание топлива с воздухом в основной камере сгорания, сгорание продолжается и завершается.
Малый период задержки воспламенения и контролируемое высвобождение энергии при общем низком уровне давления в основной камере сгорания приводит к «мягкому» сгоранию с небольшим шумом и уменьшением нагрузки на двигатель.
Оптимизированная версия предкамеры обеспечивает сгорание с пониженным содержанием токсичных соединений в выхлопных газах и уменьшение выбросов в среднем на 40%. Модифицированная форма предкамеры с углублением для испарения и измененная форма и положение поверхности экрана (шаровой стержень) обеспечивают специфическое завихряюшее действие на воздух, после того как он поступает из цилиндра в предкамеру после сжатия. Топливо впрыскивается под углом в 5° относительно оси предкамеры.
Рис. Системы с предкамерой
Накальная свеча располагается ниже воздушного потока для предотвращения помех при сгорании. Управляемый последующий накал в течение времени до 1 минуты после запуска холодного двигателя (в зависимости от температуры охлаждающей жидкости) служит для уменьшения состава выхлопных газов и уменьшения шумов при прогреве двигателя.
Востребованность форкамер
Форкамера дает возможность контролировать воздушные массы, она устанавливается непосредственно перед системой очистки. Например, форкамера в электровозе – это небольшое помещение, через которое фильтруется воздух и позже по системе вентиляции попадает в вагоны, где им пользуется кондиционеры. Иными словами, благодаря этому в систему попадает предварительно отфильтрованный воздух.
В помещении предусмотрена возможность разделения воздушных масс на каналы. Если нужно, чтобы воздух был теплым, там ставят термостат, который позволяет регулировать температуру воздушных потоков и контролировать ее. В зимнее время системы вентиляции в поездах и больших помещениях используют как систему отопления. Радиатор в данном случае будет не нужен: в каналах для воздушных потоков устанавливают специальные решетки, и этого достаточно для полного контроля над помещениями.
При необходимости воздух в форкамере можно подвергнуть технической обработке, например, санитарной.
Приспособление применяется для вентиляционных систем закрытого и полузакрытого типа при учете их большой площади. Закладка такого помещения происходит при строительстве здания, однако если его нет, форкамеру можно достроить или превратить в нее пустующую комнату.
Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много.
Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.
Устройство топливной системы дизельного двигателя
Принцип работы дизельного двигателя обуславливает важность подачи в камеру сгорания строго дозированной порции смеси в определенный момент времени и под четко рассчитанным давлением.
Система впрыска включает в себя следующие основные компоненты.
Топливный насос высокого давления (ТНВД).
Этот элемент предназначается для забора порции горючего от расположенного в баке насоса подкачки и поочередной раздачи дозированных порций в индивидуальные трубопроводы форсунок на каждый цилиндр. Конструкция таких распылителей подразумевает их открытие при повышении давления в топливных магистралях. В зависимости от технологических решений различают следующие типы ТНВД:
- Многоплунжерные рядные. Этот вариант насоса состоит из отдельных секций, по одной на цилиндр. Как правило, блоки имеют рядную сборку. Каждая секция снабжена гильзой и плунжером, который приводится в движение мотором через кулачковый вал. Давление в подаваемом горючем зависит от частоты оборотов коленвала. Специфика конструкции такого насоса обуславливает высокий уровень шума при его работе и сложность в соблюдении актуальных экологических норм.
- Распределительные. Этот тип насосов поддерживает необходимое давление в соответствии с режимом эксплуатации двигателя и отличаются равномерностью подачи горючего по цилиндрам, а также – стабильной работой на высоких оборотах. Конструкции данного типа имеют один плунжер, который перемещается в двух плоскостях. Поступательные движения обеспечивают нагнетание порции горючего, а вращательные – распределяют его по форсункам. Специфика распределительных насосов обуславливает требовательность к качеству топлива, так как оно служит для смазки трущихся деталей, а прецизионные элементы имеют минимально допустимые зазоры.
Конструкции данного типа имеют один плунжер, который перемещается в двух плоскостях. Поступательные движения обеспечивают нагнетание порции горючего, а вращательные – распределяют его по форсункам. Специфика распределительных насосов обуславливает требовательность к качеству топлива, так как оно служит для смазки трущихся деталей, а прецизионные элементы имеют минимально допустимые зазоры.Топливные фильтры.
Эта деталь дизельного двигателя предназначается для отделения и последующего отвода воды из заправленного в бак горючего, для чего используется сливная пробка в нижней части. Удаление воздуха из системы производится с помощью ручного насоса, расположенного на верхней стороне корпуса. Несмотря на относительную простоту конструкции, фильтр требует внимательного подбора по таким параметрам, как пропускная способность, тонкость очистки и т.д. Для предотвращения забивания кристаллизующимися парафинами и облегчения запуска в холодное время года система может снабжаться электроподогревом.
Турбонаддув.
Этот элемент предназначен для нагнетания в цилиндры дополнительного объема воздуха, что позволяет увеличить подачу горючего и повысить мощность силового агрегата. Принцип работы дизельного двигателя подразумевает высокое давление выхлопных газов, которое дает возможность обеспечить эффективность наддува с низких оборотов и при этом избежать эффекта «турбо-ямы». Отсутствие дроссельной заслонки в силовых агрегатах этого типа упрощает схему управления компрессором и позволяет поддерживать эффективность наполнения цилиндров во всем диапазоне оборотов. В первую очередь, наддув позволяет оптимизировать процессы сгорания смеси в ситуациях, в которых атмосферный силовой агрегат будет испытывать нехватку воздуха. Наличие турбины обеспечивает повышение мощности при меньшем рабочем объеме и меньшей массе мотора. При этом снижается жесткость его работы. Установка дополнительного интеркулера – промежуточного охладителя воздуха, позволяет дополнительно повысить мощность силового агрегата на 15% и более за счет увеличения массового наполнения цилиндров.
Специфика работы турбины обуславливает срок ее эксплуатации, значительно меньший, чем ресурс самого дизельного двигателя. При этом, в связи с форсированием, снижается и срок работы силового агрегата, в камерах сгорания которого постоянно поддерживается повышенная температура, требующая охлаждения подаваемым через дополнительные форсунки маслом. Эта конструктивная особенность влечет за собой критическую требовательность мотора к качеству смазочных материалов.
Форсунки
. Этот элемент топливной системы предназначен для подачи строго отмеренной дозы горючего в точно рассчитанный момент времени. Появление электронного управления подачей топлива позволило организовать его двухступенчатую подачу неравномерными порциями. При воспламенении первичной дозы повышается температура в камере, после чего в нее поступает основной «заряд» на этот цикл. Такая схема дала возможность исключить скачкообразное нарастание давления и снизить шум работы двигателя. В зависимости от конструкции различают два типа распылителей.
- Насос-форсунки. Эта конструкция объединяет в себе распылитель и плунжерный насос. Данный элемент устанавливается по одному на каждый цилиндр и приводится в действие толкателем, соединенным с кулачком распредвала. Линии подачи и слива горючего представляют собой технологические каналы в головке блока, благодаря чему может быть достигнуто давление до 2200 бар. Электронный блок управления отвечает за дозирование порции топлива и контроль угла опережения впрыска путем отправки сигналов на запорные пьезоэлектрические или электромагнитные клапаны. Конструкция насос-форсунок позволяет эксплуатировать их в многоимпульсном режиме, совершая от 2 до 4 впрысков за один цикл. Такая технология позволяет смягчить работу силового агрегата и снизить токсичность выхлопа.
- Common Rail. Эта конструкция представляет собой общую топливную магистраль (рампу), в которой накапливается горючее, после чего по команде электронного управляющего блока впрыскивается через пьезоэлектрические или электромагнитные форсунки. Конструкция данного типа подразумевает применение ТНВД только для нагнетания давления в аккумуляторе, не используя его для регулировки момента впрыска и дозирования порций топлива. Такое конструктивное решение позволило сократить расход горючего до 20% при одновременном возрастании крутящего момента на малых оборотах до 25%. Электронный блок управления распылителями контролирует длительность фазы впрыска и оптимальный момент ее проведения по показателям ряда датчиков – температурного режима мотора, текущей нагрузки на него, давления в рампе, положение педали акселератора и т.д.
Конструкция данного типа подразумевает применение ТНВД только для нагнетания давления в аккумуляторе, не используя его для регулировки момента впрыска и дозирования порций топлива. Такое конструктивное решение позволило сократить расход горючего до 20% при одновременном возрастании крутящего момента на малых оборотах до 25%. Электронный блок управления распылителями контролирует длительность фазы впрыска и оптимальный момент ее проведения по показателям ряда датчиков – температурного режима мотора, текущей нагрузки на него, давления в рампе, положение педали акселератора и т.д.Сочетания турбины и системы Common Rail на сегодняшний день считается наиболее эффективным способом увеличения мощности дизельного двигателя при одновременном уменьшении токсичности его выхлопа.
Виды форсунок
Для чего выполняют удаление егр?
Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок
- Электромагнитные форсунки;
- Электрогидравлические форсунки;
- Пьезоэлектрические форсунки.
Устройство электромагнитной форсунки
1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 – пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 – уплотнение; 9 — сопло форсунки.
Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.
Как работает электромагнитная форсунка
Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.
Устройство электрогидравлической форсунки
1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.
Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.
Как работает электрогидравлическая форсунка
Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.
Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель.
Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.
Устройство пьезоэлектрической форсунки
1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.
Пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.
Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)
Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.
Системы впрыска
Механический впрыск
Самая простая система впрыска дизельного топлива- это механическая с обычным механическим ТНВД (рядным либо распределенного впрыска) и механическими форсунками, которые открываются под давлением, создаваемым топливным насосом. Система надёжная, эффективная, но довольно устаревшая- невозможно точно дозировать топливо и момент впрыска, так как производится всего один впрыск. Эти системы пытались модернизировать, устанавливая электронику на насос, но толку от этого было мало, разница между механической топливной системой и Common Rail, как между карбюратором и инжектором, поэтому в настоящее время применяется только на каких-нибудь дешёвых китайских грузовиках.
Насос-форсунки
Более прогрессивная система, форсунка сама нагнетает топлива, сама и впрыскивает.
Располагается под крышкой головки цилиндров и приводится в действие распредвалом- кулачок давит на плунжер, нагнетая давление топлива, а открывается форсунка с помощью электронной системы, что даёт возможность качественно дозировать количество топлива, поступаемого в цилиндр и момент впрыска, что даёт стабильную работу двигателя.
Common Rail
Эта система чем-то похожа на бензиновый инжектор- топливный насос высокого давления нагнетает дизельное топливо в аккумулирующую рейку, а оттуда топливо поступает к форсункам. Давление в рейке поддерживается постоянное и может достигать 2000 бар, а на последних моделях двигателей даже больше.
Форсунки управляются электроникой, и могут осуществлять несколько впрысков за раз- от 4-х на старых образцах, до 7-ми на последних двигателях. Топливо впрыскивается до достижения ВМТ- подготовительные впрыски, чтобы разогреть камеру, в районе ВМТ- основной впрыск и во время движения поршня вниз- небольшой пшик вдогонку.
Это обеспечивает мягкую бесшумную работу двигателя, почти как на бензиновых, отличную мощность и крутящий момент.
Современные дизели не уступают своим бензиновым аналогам в мощности, но всё так же экономичны.
Штрих к портрету — Авторевю
Не тот Mercedes, говорите? После ретротеста, в котором Toyota Corona Mark II и Mercedes 230 в кузове W123 легко обыграли Волгу ГАЗ-24, нас засыпали комментариями: дескать, некорректное сравнение, и по-хорошему с «двадцать-четверкой» нужно сравнивать более ранний Mercedes серии W115 образца 1968 года.
Да будет так! А чтобы дать Волге фору, в пару к «сто пятнадцатому» я нашел более поздний ГАЗ-24-10, который добрался до конвейера к 1985 году. Клавишная ручка двери, велюр сидений, пластик передней панели, глубокий вдох… В этом газгольдере, похоже, утечка.
К 1987 году, когда в Нижнем Новгороде был выпущен именно этот светло-серый седан, модели ГАЗ-24 уже не должно было существовать. Ведь за пять лет до этого появился ГАЗ-3102 с дисковыми тормозами, измененной геометрией передней подвески, двигателем с экзотическим форкамерно-факельным зажиганием, новой внешностью и роскошным по тем временам интерьером.
Но партия сказала «надо»: надо, чтобы солидная «ноль вторая» не потеряла в статусе и осталась транспортом исключительно партийной элиты.
Пышная передняя панель неплохо соответствует статусу Волги, но качество пластика хуже, чем в Жигулях. Высокий рычаг переключения передач радует четкостью, широкие передние сиденья не требовательны к фигуре и удачно распределяют нагрузку
Мягкий задний диван прекрасен: подушка не раскачивается на пружинах, как в «двадцать-четверке», а места очень много
Так и родилась модернизированная Волга ГАЗ-24-10. Ну как модернизированная… Поставить дисковые тормоза от ГАЗ-3102 не вышло: они были сырыми и ненадежными. Форкамерно-факельное зажигание оказалось мертворожденным, поэтому обновленный двигатель с индексом ЗМЗ-402 отличался от прежнего 24Д лишь головкой блока цилиндров с увеличенным ходом клапанов, которые наконец-то получили маслосъемные колпачки.
А в интерьере от «ноль второй» Волги — только форма передней панели: пластик дубовый. Однако сиденья с высокой спинкой, конечно, удобнее прежних. А руль хоть и смотрит вбок, но меньшего диаметра и с более хватким ободом.
Тахометра у 24-10 не появилось, а собранные в один блок второстепенные указатели оформлены однотипно и плохо читаются при беглом взгляде
«Кооперативный» бортовой компьютер: на экранчике можно увидеть напряжение в бортовой сети или обороты двигателя
Однако внешность… Когда я вижу эту пластиковую решетку радиатора, плоские колпаки и простые бамперы, мне кажется, что изящный образ «двадцать четверки» не освежили, а неумело загримировали. В декоре почти нет хрома — и вместо того чтобы омолодиться, Волга стала рыхлее и постарела.
ГАЗ-3102 должен был стать новой массовой моделью завода: солидный внешний вид, комфортный интерьер.
Но руководство страны посчитало его слишком роскошным для продажи и работы в такси
Особенно на фоне легендарного Мерседеса W115 работы Поля Брака. Гениальный поджарый профиль с приземистой крышкой багажника — сбоку Mercedes напоминает немецкую овчарку, чуть присевшую на задние лапы. Высокие окна, красивый парашют крыши. А пропорции — настоящее золотое сечение в автомобильном дизайне. Даже «сто двадцать третий» на этом фоне простоват. К тому же именно седаны поколения W114/W115 стали первыми послевоенными Мерседесами на новой платформе с задними косыми рычагами вместо оригинальной подвески с шарнирной балкой заднего моста и поперечной «дестабилизирующей» пружиной. В номерной табличке даже появилось обозначение «/8» — по первому году выпуска: 1968. За это седаны прозвали Strich Acht, «черточка восемь». И пусть вас не смущает двойственность в описании серии: индексом W114 помечали машины с шестицилиндровыми двигателями, а W115 — с «четверками». У нас как раз такой, с мотором М115 объемом 2,2 л мощностью 105 л.
с.
Полная версия доступна только подписчикамПодпишитесь прямо сейчас
я уже подписанФоркамерно-факельное зажигание в Ф1. Как у «Волги» ГАЗ-3102…
Необходимость извлекать максимальное количество мощности при минимально потраченной энергии побудила инженеров Формулы 1 обратиться к технологии, используемой на больших грузовиках. Технический эксперт AUTOSPORT Крэг Скарборо описал принцип работы форкамерно-факельного зажигания, который применили в Mercedes и Ferrari, и который ранее использовался на… правительственных «Волгах» в СССР.
..
Были времена, когда гонщика Ф1 запросто могли уволить за одно лишь сравнение машин Больших Призов с грузовиками. Но ирония состоит в том, что сейчас как минимум половина пелотона пользуется технологией повышения эффективности сгорания топлива, которая применяется на большегрузах…
С момента введения в гонках Гран При нового турбированного регламента в 2014 году вступило ограничение и на максимально доступное количество топлива на гонку – сейчас это 100 кг, а со следующего года будет 105 кг.
Это, в свою очередь, ограничило максимально допустимый мгновенный расход горючего и предельное давление, под которым топливо подается в камеру сгорания. Для инженеров подобные жесткие рамки стали настоящим вызовом – им необходимо было придумать способ в условиях этих ограничений добиться прежней выходной мощности силовых установок.
Но придумывать ничего не пришлось – специалисты вовремя вспомнили, что на больших грузовиках уже давно применяется технология форкамерно-факельного зажигания, позволяющая поджигать очень обедненную топливную смесь – практически неподжигаемую.
Сегодня всё говорит о том, что именно к этой технологии обратились в Mercedes и Ferrari, а на подходе и остальные производители…
Традиционное зажигание
В двигателе с традиционной системой зажигания топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания внутри цилиндра. В момент сжатия и воспламенения топливно-воздушной смеси возникает эффект расширения объема, что обеспечивает ход поршня и очередной рабочий такт коленвала.
Этой технологии уже много десятков лет, и работает она прекрасно до тех пор, пока смесь можно поджечь свечой зажигания, то есть пока она в достаточной степени обеспечена топливом. Если же смесь становится обедненной, поджечь при помощи традиционной свечи ее становится проблематично, и двигатель теряет мощность.
Что же делать?
Нынешние требования технического регламента ограничивают топливный поток в пределах 100 кг/час, а давление впрыска горючего не должно превышать 500 бар. А с учетом высоких оборотов и давления наддува современных силовых агрегатов Ф1 просто не хватает времени, чтобы естественным путем получить топливно-воздушную смесь, необходимую для эффективного сгорания.
Таким образом, требуется какой-то способ эффективного воспламенения смеси в рамках нынешних ограничений регламента, включающих в себя также наличие лишь одной свечи на цилиндр и единственной форсунки.
В какой-то момент показалось, что выходом в этой ситуации может быть использование технологии компрессионного воспламенения однородной смеси (HCCI). Это метод, при котором воспламенение топливной смеси осуществляется не только за счет искры от свечи зажигания, но и от высокой температуры и давления, подобно дизельным двигателям.
И хотя эта технология вполне применима в условиях Формулы 1, нашелся более легкий и простой способ увеличить КПД силовой установки. Всего три слова – форкамерно-факельное зажигание.
Что же такое форкамерно-факельное зажигание?
Форкамерно-факельное зажигание обычно используется на дизельных моторах большого объема. Эффективное заполнение богатой топливно-воздушной смесью больших цилиндров там затруднено, в связи с чем было решено разделить проблему надвое.
Была создана дополнительная маленькая камера сгорания, в которой и были установлены форсунка и свеча зажигания. В свою очередь эта камера была связана узким каналом с основной камерой сгорания цилиндра. Именно эта небольшая предварительная камера и получила название форкамеры.
А теперь разберемся, при чем тут факел.
В момент первого такта двигателя – впуск – значительно обедненная топливно-воздушная смесь впрыскивается при помощи форсунки в цилиндр, заполняя его слабовоспламеняемыми парами.
После этого небольшой объем форкамеры заполняется обогащенной смесью, достаточной для воспламенения свечой зажигания – непосредственно перед тактами сжатия и рабочего хода цилиндра.
Само воспламенение, как вы уже поняли, происходит не в основной камере, а во вспомогательной форкамере. Эту обогащенную смесь благодаря ее характеристикам поджечь не так сложно, а в результате этой реакции образуются языки пламени (а вот вам и факел!), которые проникают через отверстие в основную камеру и эффективно поджигают обедненную смесь.
Это можно сравнить с эффектом воспламенения обедненной смеси при помощи сразу нескольких свечей зажигания. Важно также и то, что при таком методе зажигания топливная смесь в основном цилиндре сгорает быстрее, увеличивая общий КПД двигателя.
Таким образом, форкамерно-факельное зажигание позволяет инженерам работать с обедненной топливно-воздушной смесью и не выходить за жесткие рамки технического регламента: форсунка одна, свеча зажигания одна – все правила соблюдены.
Применение технологии в Формуле 1
С учетом того, что эта технология довольно широко распространена, ни о каком грифе секретности здесь можно не говорить. За последние три года в Формуле 1 потребление топлива было снижено более чем на 30%, но инженерам этого мало, и они готовы покорять все новые и новые вершины технологической мысли.
И тогда как практически все специалисты сходятся во мнении, что в современных моторах Ф1 применяется технология форкамерно-факельного зажигания, никаких подтверждений этого факта в командах не давали.
Известно, что Ferrari сотрудничает с компанией Mahle и пользуется технологиями этого брэнда, среди которых числится и форкамерное зажигание. Есть предположения о том, что значительный шаг в плане мощности итальянского двигателя в этом году обусловлен именно применением упомянутой технологии.
Команда Mercedes отказалась от комментариев по поводу использования обсуждаемой системы зажигания, отметив при этом, что они не пользуются наработками компании Mahle.
Но у Mercedes достаточно и своего опыта строительства больших коммерческих двигателей, так что они вполне могли справиться и своими силами. На прошлогоднем Гран При Италии команда не отрицала, что ей удалось сделать серьезный шаг в области работы двигателя, и есть предположение, что они намекали именно на применение системы форкамерно-факельного зажигания.
Теперь слово за мотористами Renault и Honda, которые в настоящий момент вряд ли используют нетрадиционную систему зажигания в своих силовых установках. К тому же, оба производителя заявили о готовящихся обновлениях мотора.
При этом французские мотористы опробовали новый силовой агрегат уже на прошедших на этой неделе тестах в Барселоне – и вполне вероятно, что они испытывали именно эту новинку. А японцы собираются представить обновленный двигатель уже в Канаде…
А ВЫ ЗНАЛИ, ЧТО…
…в советском легковом автопроме технология форкамерно-факельного зажигания впервые была применена на автомобиле «Волга» ГАЗ-3102? Разработанный на основе автомобиля ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 должен был стать её преемником.
Однако по целому ряду политических и экономических причин данный автомобиль выпускался мелкой серией (около трех тысяч машин в год), вместо массового производства, исключительно как служебная машина советской номенклатуры среднего звена – для заместителей министров, директоров крупных трестов и предприятий, руководителей известных театров, генералов, видных академиков-лауреатов, редакторов изданий и режиссёров.
Перевел и адаптировал материал: Александр Гинько
7 мифов про «народный Мерседес» — журнал За рулем
Эта машина всегда выпускалась ограниченным тиражом.
Но выпускалась около тридцати лет.
ГАЗ-3102 — моя любимая отечественная машина. Со всеми ее плюсами и минусами. Ездил, чинил, тюнинговал, переделывал, радовался, злился — всё было. И так делали тысячи владельцев. А десятки тысяч завидовали, что они такую машину не могли купить. Нет ничего странного в том, что про модель рассказывали… назовем это «разное».
Миф 1. ГАЗ-3102 срисовали с Мерседеса
Материалы по теме
Это и правда, и неправда.Правда состоит в том, что такое указание было. Модель 3102 изначально должна была сменить на конвейере «24-ку», сделав при этом, по указанию свыше, шаг в направлении Мерседеса S-класса W116 начала семидесятых. Был когда-то такой красавец — на него и сегодня приятно посмотреть.
Но что реально могли сделать газовцы? Двигатель на первых порах стоял необычный — форкамерный, а тормоза стали дисковыми, но в остальном ограничились, по большей части, внешними эффектами. Кузов получил клиновидное оперение, «мягкую» переднюю панель, очень симпатичные сиденья и бензобак за спинкой заднего сиденья.
Пассивная безопасность — примерно как у W116. Причем на самых-самых ранних моделях бак был еще под брюхом, но, глядя на заведомо «правильный мерс», это быстренько поправили.
А неправда состоит в том, что итоговое сходство с мерседесом выразилось разве что в стремлении сделать машину лучше, чем она была. Изначально конструкторы были зажаты рамками той же «двадцатьчетверки», а потому ни до какого «передирания» дело просто не дошло. Да и не могло дойти.
| Похожа на Мерседес? Да нет, не похожа. Но если сравнивать по статусу в былые времена — вполне! Похожа на Мерседес? Да нет, не похожа. Но если сравнивать по статусу в былые времена — вполне! | Mercedes-Benz W116 Mercedes-Benz W116 |
Миф 2. Такую Волгу не продавали частным лицам
Это тоже и правда, и неправда. Точнее, поначалу было правдой, но потом всё изменилось.
Материалы по теме
Дело в том, что новая Волга получилась, скажем так, слишком привлекательной — хотя и не напоминала Мерседес.
Машина настолько понравилась чиновникам, что сама мысль о том, что такие же автомобили будут хотя бы изредка продаваться простым профессорам и народным артистам, показалась им политически ошибочной. Купить «Волгу» ГАЗ-24 и без того было почти невозможно, но «ноль-вторую» решили поставить особняком, резко ограничив ее тираж. А простым смертным, добившимся-таки разрешения приобрести дорогую игрушку в личное пользование, стали предлагать нечто среднее — ГАЗ 24–10. Приборная панель — жесткая, тормоза — барабанные, морда — пластиковая…Но после развала СССР всё поменялось. Очумевшие от переизбытка средств чиновники радостно накупили настоящих мерседесов, а потому Волге пришлось шагнуть в народ. Тут-то и выяснилось, что 3102 получилась настолько удачной, что сможет продержаться на плаву очень долго. Более того, для нее придумали замечательный термин: «Представительская»! Начиная с этой модели, «Волги» существовали в двух обличьях: престижная 3102 и остальные. И если за последующие четверть века вместо ГАЗ-24 появилась 24–10, а затем — 31029, 3110, 31105, то все это были как бы «простые волги».
А вот 3102 все это смутное время просуществовала вне календаря и пространства — как комод красного дерева или кузнецовский фарфор. При этом она потихоньку получала измененную переднюю подвеску, мощный впрысковый мотор, пятиступенчатую коробку, гидроусилитель руля, современный салон и т.п.
Фильм «Следствие ведут знатоки. Дело 22. Мафия», 1989 год. Герой Пороховщикова — глава преступной группировки. Он всесилен — в его распоряжении есть даже автомобиль ГАЗ-3102, который, как известно, никому не продается.
Миф 3. Самую «редкую» Волгу выпускали дольше, чем любую другую
Это правда. Первые «ноль-вторые» появились в конце 1981 года, а последние были выпущены в 2008.
Миф 4. Бензобак переехал от спинки заднего сиденья под днище, потому что модель 3102 провалила тест по безопасности.
Материалы по теме
Это неправда. История с бензобаком довольно длинная, но безопасность тут ни при чем. На самых-самых первых «ноль-вторых» бак висел под брюхом, как у ГАЗ-24, но потом посмотрели на W116 и сделали «правильно». На фото старых 3102 видно, что лючок бензобака размещен в верхней части левого заднего крыла. Такие машины изредка встречаются и сегодня, сразу выдавая этой деталью возраст. При этом колесо было под полом, а багажник представлял собой почти что образцовый параллелепипед.Но тут в дело вмешалась табель о рангах. Как уже отмечалось, машина так понравилась Большим Начальникам, что в личное пользование ее решили не продавать. А тем, кто ездит на заднем сиденье, расположение бака и форма багажника глубоко безразличны. При этом массовой оснастки под нормальный 70-литровый бак на заводе не было. Поэтому смотреть на «мерседес» вскоре перестали, а на 3102 поставили древний бак от 24-ки, унифицировав заднюю часть кузова с «плебейским» вариантом типа ГАЗ-31029, поступавшим в розничную продажу.
Позднее 55-литровые баки потихоньку стали заменяться на 70-литровые — внешне они различались числом продольных штамповок. Но место их расположения при этом не изменилось.
Миф 5. На ГАЗ-3102 специального назначения устанавливали двигатели с форкамерно-факельным зажиганием.
Это неправда. О специальном назначении речь не шла: поначалу на все 3102 устанавливали новый движок — ЗМЗ-4022.10 с форкамерно-факельным зажиганием и ступенчатой системой впуска воздуха. Экономичный, необычный, инновационный мотор должен был снизить прожорливость Волги на пару литров. К сожалению, эйфория длилась недолго, и новичка потихоньку «уволили»: его тепловой режим получился очень напряженным, а карбюратор то и дело требовал настройки. Для «волжанок» это было в диковинку, потому что изначально машины славились равнодушием к своевременности и качеству обслуживания, исправно наматывая сотни тысяч километров. В итоге такой движок просуществовал примерно до 1992 года — в производстве он соседствовал с «обычным» ЗМЗ-402.
10, после чего от него отказались. Позднее под капотом «ноль-вторых» поселились впрысковые ЗМЗ-406. А в конце конвейерной жизни появились и «ноль-вторые» с двигателем Chrysler.
Фильм «ТАСС уполномочен заявить», 1984 год по произведению Юлиана Семенова. Проезд сотрудника КГБ от Спасской башни до площади Дзержинского, конечно же, на ГАЗ-3102.
Миф 6. Тормоза никуда не годились
Это и правда, и неправда. Тормоза, по директиве министерского начальства, позаимствовали с «Москвича» в угоду унификации. Конструкторы упирались, как могли: мол, машина-то куда тяжелее. Но указание «еще раз все просчитать» выполнили. Оказалось: выдержат, но на пределе. Автомобиль успешно прошел все положенные испытания, но позже начались аварии. Да не простые, а с лицами из высших эшелонов власти. После нескольких ДТП с внезапно отказавшими от перегрева тормозами пришлось даже выпустить засекреченную инструкцию, как и насколько часто менять тормозную жидкость. Оказалось, что со временем она впитывала влагу, а потому кипение наступало раньше положенного. Директива приказывала перед заливкой проверять ее «на вшивость», то бишь на реальную температуру кипения. Мол, соответствует ли ГОСТу? А в книге Н. А. Пугина «50 лет с Горьковским автомобильным: Воспоминания. Размышления» по этому поводу было сказано, что механики, дескать, самовольно заливали жидкость БСК, кипящую при температуре чуть выше 90 градусов. Проблемы исчезли с появлением новых тормозных жидкостей DOT-3, DOT-4.
Миф 7. Кузов «ноль-вторых» опаивался снаружи.
Это частичная правда. Владел автомобилем ГАЗ-3102 образца 2000 года, в ПТС которого была запись: «С опайкой швов кузова». Но целиком весь кузов, конечно же, никто припоем не покрывал.
Всех, кто хочет поделиться своим мнением о ГАЗ-3102, приглашаем высказаться чуть ниже.
Фото: из архива автора и Анастасия Аверина
| Краткая история перевоплощений ЗМЗ-24Д Прообраз двигателя ЗМЗ-24Д был создан в
шестидесятых годах 20 века для автомобиля ГАЗ-21. В конце 60-х Горьковский
автозавод начал осваивать производство новой
Волги — ГАЗ-24. Для этой модели на ЗМЗ был разработан новый
двигатель — ЗМЗ-24Д. Двигатель
являлся дальнейшей модификацией двигателя ГАЗ-21
и имел сходную конструкцию, но был существенно
обновлен. Была изменена конструкция блока
цилиндров и головки, повышена степень сжатия под
93 бензин, изменен ход поршней, новая конструкция
картера позволила уменьшить расход масла, была
применена закрытая система вентиляции картера а
так же проведены некоторые другие изменения. Несколько позднее на ЗМЗ был освоен выпуск двигателя ЗМЗ-2401. Двигатель отличался от ЗМЗ-24Д только головкой — была уменьшена степень сжатия. Двигатель предназначался для установки в основном на такси и работал на 76 бензине. В середине 80-х, в связи с выпуском на ГАЗе
новой модификации Волги — ГАЗ-2410,
двигатель вновь был подвергнут модернизации, в
результате чего вышел в свет двигатель ЗМЗ-402, выпускающийся
до настоящего времени. Однако на сей раз
изменения были не слишком принципиальными -
основные детали, такие как коленчатый вал,
распредвал, поршневая группа, клапана и многие
другие детали остались взаимозаменяемыми с
ЗМЗ-24Д, что во многом определило его высокую
ремонтопригодность. Отдельно в семействе двигателей ГАЗ-24
стоит ЗМЗ-4022. Этот двигатель
производился в начале 90-х годов для ГАЗ-3102 и
отличался головкой, которая обеспечивала модное
тогда форкамерно-факельное зажигание.
Copyright© V. |
Это был передовой по тем
временам двигатель мощностью 75 лошадиных сил,
отвечающий требованиям времени. Двигатель ГАЗ-21
и сегодня прекрасно работает на сорокалетних 21-х
Волгах. Дополнительно продлила жизнь 21-му движку
установка его на УАЗ-469, продолжавшаяся и в 70-х и в
80-х годах.
Мощность двигателя возросла до 95 л.с. И все же
внешне в ЗМЗ-24Д угадывается несколько
видоизмененный 21-й движок.
Bulkin
E-mail: long-vehicle.narod.ru
Анализ горения послойной форкамерной системы зажигания с помощью нульмерной модели турбулентности и скорости пламени
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2021.111526Получить права и содержание В работе анализируется процесс горения внутри послойной форкамерной системы зажигания. Форкамера установлена на машине быстрого сжатия-расширения (RCEM) и работает при различных комбинациях коэффициента эквивалентности топлива и воздуха в основной камере, а также в форкамере, которая контролируется впрыском топлива во время сжатия. Инсульт.Для детального анализа результатов предлагается нульмерная модель форкамеры. Во-первых, модель K-k-ϵ разрабатывается и калибруется в соответствии с трехмерным моделированием в условиях движения, выполненным в вычислительном гидродинамическом решателе (Converge). Затем термодинамическая модель, включающая массообмен между обеими камерами, а также потери тепла на стенки, используется для расчета мгновенной скорости тепловыделения в форкамере.
Обе части информации объединяются для оценки эффективной скорости распространения пламени, а также для разделения эффектов с точки зрения ламинарной скорости пламени, взаимодействия турбулентности с пламенем и скорости газа из-за эффектов расширения в продуктах сгорания.Полученные значения скорости пламени согласуются, когда соотношение эквивалентности в форкамере сохраняется, независимо от условий в основной камере, в то время как значительное ухудшение наблюдается, когда в форкамере появляется обедненная смесь. Наконец, скорость пламени сравнивается со средней скоростью распространения, оцененной по тестам визуализации широкополосной хемилюминесценции, что показывает хорошее соответствие предсказаниям модели.Ключевые слова
Форкамера
Турбулентность
Скорость пламени
Тепловыделение
Рекомендованные статьиСсылка на статьи (0)
Показать полный текст © 2021 The Combustion Institute.Опубликовано Elsevier Inc. Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Frontiers | CFD-оптимизация геометрии предкамеры бензинового двигателя с искровым зажиганием
Введение
Турбулентное струйное зажигание (TJI) (Attard et al., 2010; Toulson et al., 2010; Alvarez et al., 2018) является одним из многообещающих технология, обеспечивающая сверхбедное сгорание с высокой энергоэффективностью и низким уровнем выбросов. В системе TJI используется предкамера со свечой зажигания и опциональными топливно-воздушными форсунками, которые уже используются в двигателях с искровым зажиганием, работающих на природном газе (Mastorakos et al., 2017). Как правило, стехиометрическая топливно-воздушная смесь может подаваться в форкамеру для обеспечения успешного воспламенения, в то время как основная камера может вмещать достаточно обедненную смесь для существенного повышения теплового КПД. Для активной конструкции форкамеры, в которой установлены как топливные, так и воздушные форсунки, для форкамеры может быть подготовлена точная топливно-воздушная смесь без рециркуляции отработавших газов..png){kind=avatar}
Недостатком этого варианта с активной предкамерой является то, что требуется дополнительная топливная система, что увеличивает стоимость и сложность управления, упаковки и охлаждения.В случае пассивной форкамеры внутри форкамеры не устанавливается топливная форсунка, поэтому топливно-воздушная смесь должна полагаться на естественную продувку во время такта впуска, чтобы попасть в форкамеру. Следовательно, пассивная конструкция форкамеры затрудняет точную подготовку заряда внутри форкамеры, что может привести к более серьезной нестабильности сгорания и более высокой вероятности пропусков зажигания. В обоих вариантах топливно-воздушная смесь в форкамере воспламеняется свечой зажигания. Температура и давление внутри форкамеры быстро увеличиваются.Следовательно, большая разница давлений между форкамерой и основной камерой вытесняет горячие продукты сгорания через небольшие отверстия в конце форкамеры, образуя горячую турбулентную струю, воспламеняющую сжатый обедненный заряд в основной камере сгорания.
Горение, вызванное этой горячей реагирующей турбулентной струей, происходит намного быстрее из-за пространственно распределенных фронтов пламени (Attard et al., 2010). К деталям двигателя передается меньше тепла из-за быстрого сгорания и обедненной смеси.По сравнению с обычными двигателями SI, которые работают в стехиометрических условиях и ограничены детонацией двигателя, бедная смесь в основной камере не имеет детонации в большинстве условий и, следовательно, обеспечивает гораздо более высокую степень сжатия. Кроме того, относительно низкая температура сгорания в обедненной основной камере значительно снижает выбросы NOx и твердых частиц (ТЧ).
TJI был тщательно исследован как экспериментально, так и численно. Тулсон и его коллеги провели серию фундаментальных исследований TJI с использованием машины быстрого сжатия с оптическим доступом (RCM).Тулсон и др. (2012) сравнили обычное искровое зажигание и TJI в оптическом одноцилиндровом двигателе и продемонстрировали, что TJI обеспечивает более быстрое сгорание благодаря множеству широко распределенных мест воспламенения.
Генц и др. (2015) исследовали влияние размера отверстия на TJI в машине быстрого сжатия (RCM). Было обнаружено, что при соотношении воздуха и топлива, близком к стехиометрическому, большое сопло, создающее более пространственно распределенные струи, приведет к более быстрому протеканию сгорания. Однако в более бедных условиях для инициирования сгорания требуется сопло меньшего диаметра, которое создает более быструю и мощную струю.Gentz and Toulson (2016) дополнительно сравнили активную и пассивную заправку топливом в TJI. Для пассивной подачи топлива одинарное отверстие имеет лучшие характеристики, чем двойное отверстие с той же площадью поперечного сечения. Карими и др. (2014) провели экспериментальный и расчетный анализ воспламенения горячей струи в камере сгорания. Горячая струя характеризуется тремя различными струями: пристенной струей, падающей на стенку струей и свободной струей. Ли и др. (2019) провели экспериментальное исследование TJI в RCM и одноцилиндровом двигателе.Исследование показало, что в форкамерах в зависимости от диаметра отверстий существует две схемы зажигания: пламенная схема с большим диаметром отверстия и схема самовоспламенения с меньшим диаметром отверстия.
Бисвас и др. (2016) выявили два механизма зажигания в основной камере: струйное зажигание и пламенное зажигание. Biswas и Qiao (2016) провели экспериментальное исследование воспламенения ультрабедных предварительно смешанных смесей h3/воздух от горячей струи, испускаемой форкамерой со стехиометрической смесью, визуализированное с помощью одновременной высокоскоростной шлирен-фотографии и хемилюминесценции OH*.Сравниваются три геометрии сопла (прямая, сужающаяся и сужающаяся-расширяющаяся). Наблюдались алмазные ударные структуры в сверхзвуковых струях и высокотемпературная зона за скачками, что может снизить предел воспламеняемости в основной камере. Неустойчивость горения становится заметной вблизи условий обедненного предела. Biswas и Qiao (2018) дополнительно исследовали влияние положения искры и коэффициента эквивалентности в форкамере на схему воспламенения в основной камере. Эффективное соотношение, описывающее положение искры, определяет динамику пламени в форкамере.Болла и др. (2019) смоделировали продувочную предкамеру размером с автомобиль, установленную в головной части машины быстрого сжатия-расширения, с использованием RANS и LES.
Показано, что наклонное сопло отверстия форкамеры создает закрученный поток внутри форкамеры. Бенекос и др. (2020) провели двухмерное DNS-исследование процесса воспламенения в основной камере. Численно исследовано влияние теплового граничного условия стенки, начальной температуры смеси и коэффициента эквивалентности в основной камере.Установлено, что горячая струя из форкамеры может разбиваться на мелкие ядра при холодном состоянии основной камеры или образовывать пламенный факел при горячем состоянии. Мюллер и др. (2018) исследовали механизм воспламенения в основной камере. Было обнаружено, что для процесса воспламенения от горячей струи важны как кинетические, так и тепловые эффекты. Наблюдаются сильные корреляции между гидродинамикой, перемешиванием и горением. Ахтар и др. (2017) исследовали влияние геометрии отверстия на производительность форкамеры с помощью шлирен-визуализации.Рассматривались круглые и щелевые формы с одинаковой площадью поперечного сечения. Было обнаружено, что щелевая форкамера может ускорить распространение пламени на ранних стадиях.
Фриман и др. (2020) разработали новую конструкцию форкамеры с помощью 3D CFD горения. Результаты CFD показывают, что двигатель SI с форкамерой имеет хорошие улучшения по сравнению с обычным бензиновым двигателем SI, особенно в отношении экономии топлива. Основываясь на разнице давлений между основной камерой и предкамерой, процесс газообмена между ними можно описать четырехступенчатым процессом.Шах и др. (2015) экспериментально исследовали влияние объема форкамеры и диаметра сопла на результирующие характеристики воспламенения. Было обнаружено, что большая форкамера обеспечивает более высокую энергию воспламенения, что приводит к сокращению угла развития пламени и продолжительности горения. При заданном объеме форкамеры на продолжительность горения в основном влияет диаметр сопла. Хлаинг и др. (2020) раскрывает двухступенчатый механизм горения в основной камере, при этом считается, что последняя стадия способствует воспламенению основного заряда основной камеры.Тепловыделение форкамеры коррелирует с плотностью смеси форкамеры, которая влияет на фазировку форкамерного сгорания и начальное тепловыделение в основной камере.
Танг и др. (2020) использовали одновременную отрицательную PLIF и хемилюминесценцию OH для визуализации процесса газообмена и струи пламени из сопел форкамеры, которая показала, что длина проникновения струи пламени намного меньше, чем у форкамерной струи. Предложен трехстадийный процесс газообмена.Когда коэффициент эквивалентности форкамеры увеличивается от бедной до слегка богатой, разница давлений между основной камерой и форкамерой, время зажигания и время пиковой разницы давлений сначала увеличиваются, а затем достигают плато. Ким и др. (2019) сравнили модели турбулентного горения (многозонный реактор с хорошим перемешиванием и G-уравнение) для форкамерного зажигания. Модель G-уравнения дает лучшие прогнозы, чем модель реактора с хорошим перемешиванием. С учетом вышеизложенного, несмотря на то, что для понимания и прогнозирования форкамерного искрового зажигания была проведена обширная вычислительная и экспериментальная работа, конструкция форкамеры по-прежнему в значительной степени основана на опыте, и отсутствует общая стратегия, которая могла бы обеспечить руководство по оптимальному дизайн.
Чжан и др. (2020) провели всесторонний анализ 3D CFD бензинового двигателя малой грузоподъемности с пассивной предкамерой. Предложена трехфазная феноменологическая модель для описания поведения воспламенения пламени при форкамерном струйном горении. Предварительная камера с вихревыми соплами создает организованное и повторяемое вихревое движение, которое может быть полезным для сгорания. Угол и ориентация зонта сопла форкамеры могут быть дополнительно оптимизированы для данной системы сгорания, чтобы добиться снижения потерь тепла при сгорании.Хуа и др. (2021) сравнили четыре конструкции форкамер, пассивную и активную подачу топлива при испытаниях двигателей. Они обнаружили, что объем и количество струйных отверстий являются двумя ключевыми параметрами для оптимизации структуры форкамеры. Форкамера меньшего объема имеет лучший IMEP и экономию топлива из-за меньшего тепловыделения и потерь при сгорании в форкамере. Исследуемая форкамера с одним отверстием создает более сильную горячую струю, чем форкамера с 7 отверстиями, что эффективно улучшает скорость горения и расширяет предел обедненной смеси.
С точки зрения производства и механического проектирования компания MAHLE Powertrain является ведущим разработчиком в области применения TJI для силовых агрегатов легковых автомобилей. Аттард и др. (2010) продемонстрировали на одном одноцилиндровом двигателе, что TJI может работать с массовой долей разбавителя до 54%, что приводит к улучшению экономии топлива на 18%. Аттард и Парсон (2010) показали, что тип свечи зажигания, ориентация и зазор между электродами практически не влияют на горение при струйном воспламенении. Они пришли к выводу, что это частично связано с тем, что искровой разряд в форкамере занимает гораздо большую часть камеры по сравнению с обычным искровым зажиганием.Они также обнаружили, что наибольший эффект имеет вылет свечи зажигания, который не очень важен для обычных двигателей SI.
В сочетании с генетическим алгоритмом трехмерная вычислительная гидродинамика сгорания широко используется при разработке двигателей (Shi et al., 2011). Ге и др. (2009) и Ge et al.
(2010) разработали процессы автоматизированного расчета для оптимизации топливной системы, камеры поршня и коэффициента завихрения. Ге и др. (2010) разработали метод оптимизации, который одновременно оптимизирует несколько рабочих условий путем разделения проектных параметров на аппаратные параметры и рабочие параметры.Ге и др. (2011) и Lee et al. (2012) объединили законы масштабирования с методом оптимизации в (Ge et al., 2010) для оптимизации сгорания двигателя. Методы машинного обучения применялись во многих областях сгорания двигателя. Мойз и др. (2018) объединили машинное обучение с генетическим алгоритмом и 3D CFD для оптимизации сгорания двигателя. Метод был применен к дизельному двигателю большой мощности. Кодавасал и др. (2018) использовали методы машинного обучения для анализа управляющего фактора изменения от цикла к циклу в бензиновом двигателе с искровым зажиганием.Пробст и др. (2019) использовали два метода машинного обучения (процесс Гаусса и SuperLearner) для прогнозирования сгорания в двигателе. Сравнивались различные методы оптимизации. Были рекомендованы оптимизация роя частиц, дифференциальная эволюция, алгоритм GENOUD и микрогенетический алгоритм (GA). Бадра и др. (2020) оптимизировали систему сгорания бензинового двигателя с воспламенением от сжатия с использованием CFD и алгоритма градиента сетки машинного обучения. Шах и др. (2019) использовали методы машинного обучения для прогнозирования задержки воспламенения, скорости пламени, октанового числа и фазы сгорания многокомпонентных заменителей бензина в двигателях с воспламенением от сжатия с однородным зарядом.
Конструкция форкамеры является наиболее важным компонентом двигателей этого типа, который остается сложной задачей. В литературе обычно исследуется влияние одного или нескольких конструктивных параметров на характеристики двигателя. Однако систематическое изучение геометрии форкамеры отсутствует. В настоящей статье сообщается об автоматизированном методе оптимизации конструкции форкамеры с использованием трехмерного CFD горения. DOE, GA, машинное обучение в сочетании с 3D CFD сгорания для оптимизации конструкции форкамеры для двигателя с искровым зажиганием.Сравниваются разные модели машинного обучения. Оптимальный проект сравнивается с усредненным проектом и плохим проектом, чтобы понять, как параметры проекта физически влияют на работу двигателя.
Конфигурации двигателя и численные методы
Был смоделирован двигатель с искровым зажиганием с трехмерным впрыском топлива (PFI), который является одним из примеров CONVERGE. В таблице 1 перечислены параметры конфигураций двигателя. Для всех случаев глобальный коэффициент эквивалентности принимается равным единице.В оригинальном двигателе свеча зажигания установлена в центре головки блока цилиндров. В настоящей работе свеча зажигания заменена системой TJI (см. рис. 1), нижняя часть которой имеет размер свечи зажигания. Таким образом, вся предкамера может быть установлена непосредственно на двигатель SI без изготовления новой ГБЦ. Было проведено моделирование полного цикла всех случаев двигателя, т. Е. Начиная с EVO (открытие выпускного клапана, что составляет -579,8 ° ATDC) до EVO (140,2 ° ATDC). Имитируется процесс газообмена.При IVC (закрытии впускного клапана) массовая доля CO2 и h3O во всей камере (включая основную и предкамерную) составляет 1,83%, что эквивалентно примерно 5,4% EGR.
ТАБЛИЦА 1 . Конфигурации двигателя.
РИСУНОК 1 . Поверхность одного форкамерного двигателя СИ.
В настоящей статье коммерческое программное обеспечение CFD CONVERGE (Richards et al., 2017) использовалось для моделирования двигателя, основанного на методе конечных объемов. В таблице 2 перечислены основные модели, используемые в настоящем моделировании.Адаптивное уточнение сетки (AMR) и фиксированное встраивание использовались, чтобы сбалансировать эффективность и точность. Использовалась модель реальной жидкости, уравнение состояния Редвича-Квонга. Модель сгорания SAGE с механизмом PRF (Liu et al., 2012) использовалась для всех симуляций двигателей SI, в которых топливом является газообразный бензин. Для моделирования машины быстрого сжатия топливом является метан. Использовалась модель горения SAGE с механизмом GRI 3.0. Модель горения SAGE рассматривает каждую вычислительную ячейку как реактор с идеальным перемешиванием, т.е.е., нет явных моделей турбулентного химического взаимодействия (TCI). Недавно Дамс и соавт. (2019) провели асимптотический анализ, который показал наличие неявного TCI в многозонной модели SAGE. Неявный TCI означает, что производительность модели сгорания зависит от размера сетки, числовых значений и т. д. TCI может быть полностью восстановлен с помощью модели SAGE, когда размер сетки и временной шаг приближаются к размеру DNS. Хотя существующий размер сетки и шаг по времени недостаточно малы для полного восстановления TCI, локальное измельчение сетки вблизи фронта пламени может в значительной степени восстановить TCI.Кроме того, турбулентные эффекты учитываются через турбулентную диффузию, через которую ТКЭ влияет на процессы смешения энергии, частиц и импульса. Таким образом, настоящее моделирование улавливает определенный уровень влияния турбулентности на процесс горения. Все модели горения используют нестационарную RANS с моделью k–ε RNG (Han and Reitz, 1995). Предполагались постоянные коэффициенты диффузии с турбулентным числом Прандтля 0,9 и турбулентным числом Шмидта 0,78.В форкамере пренебрегали геометрией свечи зажигания. Как в обычном двигателе SI, так и в форкамере искровое зажигание моделировалось с использованием точечного источника. Базовый размер сетки установлен на 4 мм. К AMR было применено трехуровневое вложение, основанное на температуре и скорости. Граница форкамеры была уточнена до 0,5 мм с помощью фиксированной заделки. Для сопловой и околосопловой струйной области использовались пятиуровневая и трехуровневая неподвижная заделка соответственно. Третий уровень AMR активируется как градиентом температуры, так и градиентом скорости.
ТАБЛИЦА 2 . Вычислительные модели.
Модель стены Launder and Spalding (Launder and Spalding, 1974) используется для обработки границ сплошных стен. Температура поршня, гильзы, головки блока цилиндров, предкамеры, дна выпускного клапана, штока выпускного клапана, выпускного канала, впускного канала, дна впускного клапана и штока впускного клапана установлена на 450, 400, 400, 450, 525, 425. , 400, 300, 480 и 350 К соответственно. На входе впускного отверстия фиксируется давление 1 атм и устанавливается идеальная стехиометрическая смесь газообразного бензина и воздуха.Давление на выходе из выпускного отверстия тоже установлено 1 атм. На выходе выпускного окна подается обратный поток с температурой 610 К и смесью N2 (71,9 % по массе), CO2 (19,2 %) и h3O (8,9 %). В начале моделирования (-579,8 ° ATDC, что соответствует EVO) предполагается, что смеси в основной камере и форкамере представляют собой N2 (71,9% по массе), CO2 (19,2%) и H3O (8,9%). ). Путем моделирования всего цикла охвачен процесс очистки основной камеры и предварительной камеры. Прогнозируемые остатки в основной камере и форкамере более надежны.Та же численная модель использовалась для моделирования случая TJI с одним соплом MSU, который успешно воспроизвел изображения внутри цилиндра и кривую усредненного давления в главной камере, которые будут представлены в следующем разделе. Это означает, что настоящая численная модель и сетка способны воспроизвести процессы воспламенения и горения в форкамере и основной камере. На рис. 1 показана поверхность одного форкамерного двигателя СИ. Впускные и выпускные отверстия находятся на двух сторонах направления x , т.е.е., двигатель примерно симметричен y -плоскости ( y = 0). На рис. 2 показана типичная сетка форкамерного двигателя СИ при −2,5° ВМТ. За счет дополнительного объема форкамеры степень сжатия форкамерного двигателя SI снижена с 10,0 у базового двигателя. Впрыском топлива для упрощения пренебрегают. Предполагается, что всасываемая воздушно-топливная смесь идеально перемешана.
РИСУНОК 2 . Расчетная сетка одного случая при −2,5 ° ВМТ.
Форкамера имеет 6 отверстий.Размер отверстия и нормальное направление выхода сопла фиксированы. В настоящем исследовании оптимизирована только геометрия над соплом. Предполагается осесимметричная форма верхней части форкамеры, находящейся над сопловой частью. Таким образом, геометрия верхней части может быть упрощена до симметричного 2D-профиля. Затем половинный профиль параметризуется и аналитически описывается с использованием 11 расчетных параметров. На рис. 3 (слева) показан эскиз примера конструкции с 11 параметрами конструкции. Точка А фиксируется и соединяется с сопловой частью форкамеры.Точки B, C, D и E являются гибкими. Точка B имеет ту же радиальную координату, что и точка A, т. е. часть AB вертикальна. Вертикальная координата точки B определяется расчетным параметром «bz». Точки C и D имеют одинаковые радиальные координаты, что определяется расчетным параметром «cr». Их вертикальные координаты определяются «cz» и «dz». Координаты точки Е определяются расчетными параметрами «er» и «ez». Радиус верхней части форкамеры больше размера свечи зажигания, чтобы в форкамеру можно было установить обычную свечу зажигания.Таким образом, радиальная координата точки Е имеет минимальное значение. Расчетный параметр «xde» используется для определения кривизны DE. Расчетные параметры «gz», «hz» и «θ» используются для определения кривой между точками B и C. В таблице 3 перечислены диапазоны этих 11 расчетных параметров. На угол нанесены кривые Безье для обеспечения плавных переходов. Параметры «bz», «dz», «gz», «hz» и «θ» физически находятся в пределах [0,1]. За исключением тета, все установлены на [0,01, 0,99], чтобы избежать потенциальной проблемы сингулярности. Для «θ» диапазон [0.2, 0,8] выбран, чтобы избежать слишком острых углов для кривой BC. Минимальное значение параметра «er» указывает на радиальный размер обычной свечи зажигания, т. е. форкамера должна быть как минимум достаточной для размещения свечи зажигания. Его максимальное значение установлено на 1,8 на основе опыта. Параметр «cr» указывает отношение радиусов в точке C и точке E, поэтому он больше 1. Его минимальное значение равно 1,02, чтобы оставить достаточно места для кривой DE. Его максимальное значение установлено на 1,2 на основе опыта.Минимальное значение параметра «ez» указывает на минимальную высоту установки обычной свечи зажигания. Его максимальное значение установлено на 3,0 на основе опыта. Параметр «cz» является нормированным параметром, описывающим высоту точки С. Его минимальное значение ограничено расстоянием до головки блока цилиндров, т. е. чтобы избежать пересечения с головкой блока цилиндров и сохранить достаточную толщину стенки форкамеры. Его максимальное значение установлено на уровне 2,0 на основе опыта авторов. Параметры кривизны «xbc» и «xde» имеют неотрицательные значения: 0 для прямой линии и 1 для круговой кривой.Они установлены в диапазоне [0,1, 2,0], чтобы покрыть разумное разнообразие кривизны. На рис. 3 (справа) показаны три примера конструкции. Черная сплошная линия указывает на конструкцию со всеми минимальными параметрами. Красной пунктирной линией показан проект со всеми срединными параметрами (это проект DOE56 в разделе «Анализ горения оптимального проекта»). Синяя пунктирная линия указывает на все максимальные параметры.
РИСУНОК 3 . Слева: расчетные параметры форкамеры. Справа: схема со всеми минимальными параметрами (черная сплошная линия), всеми медианными параметрами (красная пунктирная линия) и всеми максимальными параметрами (синяя пунктирная линия).
ТАБЛИЦА 3 . Диапазоны расчетных параметров форкамеры.
На рис. 4 показана схема метода оптимизации, основанного на байесовской стратегии обновления (Энрайт и Франгопол, 1999). Стратегия байесовского обновления — это подход «обучение на практике», в котором теорема Байеса используется для обновления вероятности гипотезы по мере поступления дополнительных данных или информации. В настоящем приложении модуль машинного обучения обновляется, когда становится доступным больше результатов CFD.Оптимизация начинается с DOE (дизайна эксперимента) всех параметров проекта. В настоящей работе размер DOE установлен равным 56, что представляет собой матрицу DOE небольшого размера с 11 расчетными параметрами. Матрица DOE создается с использованием метода дискретизации латинского гиперкуба в Matlab. Все конструкции в этом DOE смоделированы с использованием 3D CFD горения. Эти результаты CFD формируют первую базу данных, которая используется в модуле машинного обучения (ML) для обучения данным. Таким образом, модуль ML может заменить 3D CFD горения в процессе оптимизации.Затем для оптимизации используется генетический алгоритм (ГА) в сочетании с обученным модулем ML, который рекомендует один «оптимальный» дизайн (ы). «Оптимальная» конструкция дополнительно подтверждается в 3D CFD горения. Таким образом, роль подхода ML+GA состоит в том, чтобы предлагать потенциально хорошие схемы, а не точно предсказывать объективный CA50. Все конструкции, предложенные в рамках подхода ML+GA, будут дополнительно подтверждены моделированием 3D CFD. Другими словами, мы оцениваем алгоритм машинного обучения на основе предложенного им дизайна, а не предсказанного им CA50.Преимущество ML заключается в сокращении общего количества дорогостоящих вычислительных 3D-симуляций CFD. Таким образом, машинное обучение не обязательно должно быть инструментом количественного прогнозирования. Вместо этого качественное предсказание результатов CFD с помощью ML будет достаточным и на самом деле более важным, чем количественное предсказание. Результаты этих «оптимальных» планов добавляются в базу данных для дальнейшего повышения точности модуля ML. По сравнению со случаями трехмерной CFD горения, которые обычно занимают около 20 часов с использованием 72 ядер, время вычислений варианта GA + ML составляет всего около нескольких минут с использованием ноутбука, что совершенно незначительно.Таким образом, этот метод значительно снижает вычислительные затраты за счет замены 3D CFD горения модулем ML в оптимизации. Модуль машинного обучения также помогает сузить оптимальную область во всем пространстве проектирования и сократить общее количество запусков трехмерного CFD горения. Байесовский подход к обновлению сокращает общее количество итераций. Учитывая характер ГА, окончательный «оптимальный» план — это лучший из всех рассмотренных планов, а не точный оптимум во всем пространстве дизайна (Shi et al., 2011).
РИСУНОК 4 . Схема байесовского метода оптимизации обновления.
Результаты и обсуждение
Валидация модели
Трехмерная модель горения CFD проверена в одном корпусе MSU RCM с форкамерой, которая работает в условиях, подобных двигателю (Gholamisheeri et al., 2017). В этом случае диаметр сопла составляет 3,0 мм и λ = 1,25. Начальное давление и температура как для экспериментов, так и для моделирования были равны 1.04 бар и 80°C соответственно. Топливо — метан. В модели SAGE используется скелетный механизм 30 видов, основанный на GRI3.0 (Lu and Law, 2008). За исключением механизма реакции, все модели и настройки такие же, как описано в разделе «Конфигурации двигателя и численные методы». На рис. 5 показано сравнение прогнозируемого и измеренного (Gholamisheeri et al., 2017) давления в главной камере, достигающее очень хорошего совпадения. На рисунке 6 показано сравнение экспериментальных изображений хемилюминесценции (Gholamisheeri et al., 2017) и спрогнозировали температурный контур в основной камере при одинаковых временах горения. Принципиальная форма горячей струи, выходящей из форкамеры, улавливается разумно. Из-за характера модели RANS предсказанная горячая струя намного более гладкая, чем измеренная. В целом, настоящая численная модель способна воспроизвести горение TJI.
РИСУНОК 5 . Сравнение расчетного и измеренного давления в основной камере.
РИСУНОК 6 .Сравнение экспериментальных изображений хемилюминесценции (вверху) и прогнозируемого контура температуры (внизу) в основной камере при одинаковой продолжительности горения.
Оценка моделей машинного обучения
Настоящая CFD-модель затем применяется для моделирования корпусов двигателей SI, работающих на бензине и с форкамерой (см. рис. 1). Все последующие результаты и анализ основаны на моделировании бензинового двигателя SI с пассивной предкамерой.В настоящей работе для оптимизации используются модуль ML (регрессионный обучающий модуль) и модуль GA в Matlab. CA50, угол поворота коленчатого вала, соответствующий 50% расходу топлива, для простоты принят в качестве единственного показателя производительности двигателя. При том же моменте зажигания меньший CA50 указывает на более быстрое сгорание, что дает больше возможностей для замедления зажигания и повышения экономии топлива. Для модуля ML используется перекрестная проверка с 5 кратностями. На первом этапе тестируются все модели машинного обучения, доступные в модуле регрессионного обучения.Все параметры конструкции, перечисленные в таблице 3, принимаются в качестве входных данных модулей ML. Предсказываемый CFD CA50 устанавливается в качестве выходных данных. В таблице 4 показаны среднеквадратичные отклонения всех протестированных моделей машинного обучения. Образцы представляют собой результаты матрицы DOE, которая в общей сложности составляет 56 образцов. В целом экспоненциальный георадар имеет самое низкое среднеквадратичное значение 2,628. Среди каждой категории для дальнейших оценок выбирается одна модель, включая надежную линейную модель (Ronchetti et al., 1997), грубую древовидную модель (Breiman et al., 1984), среднюю гауссовскую SVM (Xu et al., 2009 г.), модель дерева в мешках (Тинг и Виттен, 1997 г.) и экспоненциальный георадар (Уильямс и Расмуссен, 2006 г.). На рис. 7 показано сравнение предсказанного и фактического CA50 с использованием этих пяти выбранных моделей. Ось x указывает фактический CA50. Ось y указывает прогноз CA50 с использованием моделей машинного обучения. Видно, что в целом все модели имеют низкое качество подгонки. Одна из причин связана с небольшим числом выборок (= 56). Разница в подгонке между разными моделями машинного обучения более очевидна.В частности, грубая модель дерева имеет очень плохую подгонку. Используя метод, показанный на рисунке 4, эти пять моделей машинного обучения тестируются с 24 итерациями. Каждая итерация дает один «оптимальный» дизайн для каждой модели. На рис. 8 показан прогноз CA50 с помощью CFD для «оптимальных» проектов из этих выбранных моделей машинного обучения. Можно видеть, что относительно средняя гауссовская модель SVM (SVM) дает наиболее оптимизированный дизайн с этими 24 итерациями. Таким образом, средняя гауссовская модель SVM используется для оптимизации следующего этапа.
ТАБЛИЦА 4 . RMSE моделей машинного обучения.
РИСУНОК 7 . Сравнение прогнозируемых и фактических значений CA50 с использованием пяти выбранных моделей машинного обучения с 56 образцами из DOE. (A) Надежная линейная модель, (B) Грубая модель дерева, (C) Средний гауссов SVM, (D) дерево в мешках и (E) экспоненциальный GPR.
РИСУНОК 8 . Сравнение предсказанного CFD CA50 из пяти выбранных моделей машинного обучения.
Средняя гауссовская модель SVM обучается с использованием всех результатов CFD (включая те, которые используются в других моделях машинного обучения). Используется тот же метод, что и на рисунке 4. Спустя 10 поколений не найдено лучшей конструкции, чем конструкция «СВМ67» (67 — номер поколения). На рис. 9 показан CA50, предсказанный CFD для всех поколений. Ось x указывает номер поколения. Символы «*» обозначают 56 выборок матрицы DOE. Квадратные символы обозначают результаты средней гауссовой модели SVM.Символы кружков обозначают результаты других моделей машинного обучения. Таким образом, для дальнейшего анализа выбрана конструкция «SVM67», которая имеет самый низкий CA50, равный 2,9° ВМТ. В следующем разделе этот проект сравнивается с проектом «RegTree64», который представляет наихудший CA50 (22,2° ATDC). Помимо этих двух крайних точек, в детальном анализе также рассматривается проект «DOE56», который представляет собой усредненный проект (все параметры проекта являются усредненными значениями по всему их диапазону). Его CA50 равен 6.5° ВМТ. С этими тремя точками можно наблюдать более четкую тенденцию.
РИСУНОК 9 . CFD-прогноз CA50 всех поколений.
На рис. 10 показано сравнение прогнозируемых и фактических значений CA50 с использованием среднего гауссова SVM для всех 184 образцов. По сравнению со средним гауссовским графиком SVM на рисунке 7, который основан на 56 образцах, качество подгонки было улучшено. Соответствующее среднеквадратичное отклонение было уменьшено с 2,6349 до 2,2618. Хотя оптимизация началась с матрицы DOE минимального размера и, следовательно, начальное качество подгонки было низким, оно постепенно улучшалось за счет добавления большего количества образцов из моделирования CFD в базу данных для обучения.В целях оптимизации, если подход ML+GA может уловить правильную тенденцию, направление оптимизации будет правильным. Даже иногда подход ML + GA предлагает несколько плохих проектов, он не разрушит весь процесс оптимизации, поскольку проекты будут подтверждены в моделировании CFD. Для дальнейшего анализа и разработки оборудования будут серьезно рассматриваться только результаты CFD, а не результаты, предсказанные моделью машинного обучения. Таким образом, качественного прогнозирования результатов CFD с помощью модели машинного обучения будет достаточно для настоящих приложений оптимизации.
РИСУНОК 10 . Сравнение предсказанных и фактических значений CA50 с использованием среднего гауссова SVM для всех 184 образцов.
Следует отметить, что нынешняя «оптимальная» конструкция является оптимальной только с точки зрения CA50 на основе угла опережения зажигания -15° ATDC и без геометрии свечи зажигания. С учетом других целей и/или ограничений оптимальный проект будет другим. Успешная оптимизация CA50 обеспечит прямое руководство по оптимальной экономии топлива.
Анализ сгорания оптимальной конструкции
Чтобы лучше понять, как параметры конструкции влияют на характеристики двигателя, сравниваются три выбранные конструкции. На рис. 11 показаны профили следа давления и скорости тепловыделения (HRR) основной камеры и форкамеры. Конструкция SVM67 имеет самый ранний рост давления, что указывает на более быстрое сгорание. Конструкция RegTree64 имеет самое низкое пиковое давление и слабый HRR, что свидетельствует о слабом сгорании как в форкамере, так и в основной камере.Однако прямо перед моментом зажигания (CA = -15 ° ATDC) конструкция RegTree64 имеет более высокое давление в цилиндрах, чем две другие конструкции. Это связано с меньшим объемом форкамеры, чем у двух других конструкций (см. рис. 12), и, следовательно, с более высокой степенью сжатия. При одинаковом давлении наддува и температуре конструкция RegTree64 с более высокой степенью сжатия имеет более высокое давление и температуру в цилиндрах, чем две другие конструкции, что является более благоприятным термодинамическим условием для более быстрого сгорания.Однако CA50, кривая давления и HRR указывают на то, что RegTree64 имеет самое медленное сгорание. По-видимому, процесс зажигания конструкции RegTree64 не выиграл от более повышенных термодинамических условий во время зажигания. Конструкция DOE56 также имеет немного более высокое давление и температуру, чем конструкция SVM67, в момент зажигания, а процесс воспламенения у нее медленнее, чем у конструкции SVM67. Это означает, что для существующих процессов горения термодинамика не является самым доминирующим фактором. Усредненные массовые доли СО2 форкамеры в момент зажигания равны 0.0246 (SVM67), 0,0230 (DOE56) и 0,0207 (RegTree64) соответственно. Конструкция SVM67 имеет самую высокую концентрацию CO2 в форкамере, что также не способствует более быстрому сгоранию, чем две другие конструкции. Таким образом, термохимическое состояние всей форкамеры также не является определяющим фактором.
РИСУНОК 11 . Профили следов давления основной камеры (слева) и форкамеры (справа) .
РИСУНОК 12 .Сравнение распределений z-скорости конструкций SVM67 (слева) , DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −15° ATDC.
На рис. 13 показано сравнение распределения CO2 для конструкций SVM67 (слева), DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при -15° ATDC. Контурные графики представляют собой массовую долю CO2 на срезе размером x , который проходит через центр сопла ( x = 0). Символ «+» указывает на место искры. Массовые доли СО2 в месте искры в этот момент равны 0.02334 (SVM67), 0,0216 (DOE56) и 0,02734 (RegTree64). Высокая концентрация CO2 в месте искры в конструкции RegTree64 является одной из причин самого медленного процесса воспламенения. По сравнению с конструкцией SVM67 концентрация CO2 в конструкции DOE56 в месте искры ниже, что способствует воспламенению и распространению пламени. Однако общий процесс воспламенения у него медленнее, чем у конструкции SVM67. Таким образом, все термохимические условия конструкции СВМ67 не благоприятствуют более быстрому процессу воспламенения.Это должно быть связано с другим физическим механизмом, помимо термохимических условий.
РИСУНОК 13 . Сравнение распределения CO2 конструкций SVM67 (слева) , DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −15° ATDC.
На рис. 12 показаны распределения скоростей z внутри форкамеры во время зажигания в трех выбранных конструкциях. Контурные графики находятся на срезе размером x , который проходит через центр сопла ( x = 0).При перемещении поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) газ из основной камеры через сопла поступает в форкамеру. Следовательно, внутри форкамеры формируются струйные течения. Благодаря большему объему форкамеры струя в конструкции СВМ67 держится дольше, чем в двух других конструкциях. Поле течения внутри форкамеры имеет более сложную конструкцию SVM67, чем две другие конструкции. В конструкции SVM67 образуется множество вихрей, создающих более сильную турбулентность, усиливающую распространение пламени.Скорости z в месте искры составляют 14,5, 52,9 и 23,0 м/с соответственно. Относительно небольшая скорость восходящего потока в конструкции SVM67 способствует распространению пламени вниз. Рядом с местом искры находится область с сильным нисходящим потоком, который переносит ядро пламени вниз. Конструкция DOE56 имеет очень сильный восходящий поток рядом с местом искры, который подтолкнет ядро пламени к потолку форкамеры, что вызовет большее гашение пламени. На рис. 14 показаны контурные графики турбулентной кинетической энергии (ТКЭ) внутри форкамеры при моменте зажигания для выбранных трех конструкций.Конструкция SVM67 имеет явно более высокий ТКЕ, чем две другие конструкции. И его распределение в пространстве более однородно. Более высокий ТКЕ увеличивает скорость турбулентного пламени и ускоряет распространение пламени.
РИСУНОК 14 . Сравнение распределений TKE конструкций SVM67 (слева) , DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −15° ATDC.
На рисунках 15 и 16 показаны контурные графики температуры конструкций SVM67 (слева), DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −12.5° и −10° ВМТ соответственно. В верхней строке показаны результаты для среза размером x , проходящего через центр сопла ( x = 0), а в нижней строке показаны результаты для среза размером x ( y = 0). . Видно, что пламя в конструкции SVM67 распространяется гораздо быстрее, чем в двух других конструкциях. Направления распространения пламени слабо коррелируют с областями с высоким ТКЕ. Кроме того, относительно сильный нисходящий поток вблизи места искры перемещает все горящее облако вниз, т.е.е., дальше от верха форкамеры и меньше стенка закалки. Поскольку струйный поток из сопла, направленного вверх, все еще существует, пламя не может распространяться в центральную область форкамеры. Вместо этого он распространяется вдоль боковой стенки. В конструкции DOE56 ядро пламени распространяется на верхнюю часть форкамеры. Это происходит из-за относительно низкого TKE и сильного восходящего потока, как показано на рис. 12. Можно видеть, что ядро пламени частично гасится стенкой.Его пламенное ядро распространяется в область боковых стенок с относительно более сильным нисходящим потоком. Ядро пламени конструкции RegTree64 имеет разумный размер на ранней стадии (ср. правый график на рис. 15), почти сравнимый с размером ядра конструкции DOE56. Частично это связано с его относительно слабым восходящим потоком. Тем не менее, по сравнению с двумя другими конструкциями ядро пламени конструкции RegTree64 не сильно распространяется. Его форма не сильно искажается потоком, как две другие конструкции.Это должно быть связано с его гораздо более низкой величиной скорости и TKE, чем у двух других конструкций. В конце концов, конструкция RegTree64 имеет очень медленный процесс воспламенения внутри форкамеры и, следовательно, очень медленное сгорание внутри основной камеры. Таким образом, можно сделать вывод, что интенсивность турбулентности и структура течения внутри форкамеры являются критическими для процесса воспламенения. Для лучшей работы двигателя предпочтительны сильная турбулентность и большая скорость нисходящего потока.
РИСУНОК 15 .Сравнение температурных распределений конструкций SVM67 (слева) , DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −12,5° ATDC. Верхний ряд: x-срез. Нижний ряд: y-срез.
РИСУНОК 16 . Сравнение температурных распределений конструкций SVM67 (слева) , DOE56 (в центре) и RegTree64 (справа) при −10° ATDC. Верхний ряд: x-срез. Нижний ряд: y-срез.
Регрессионный анализ проектных параметров
Регрессионный анализ проводится для выявления того, как проектные параметры влияют на цель, которой в данном исследовании является CA50.На рисунках 17 и 18 показаны корреляции между CA50 и всеми параметрами конструкции. Более высокий коэффициент детерминации ( R 2 ) указывает на более сильные корреляции. Таким образом, можно сделать вывод, что конструктивные параметры «cr», «er» и «ez» оказывают наиболее заметное влияние на CA50. Параметры «cr» (наибольший радиус, равный «cr», умноженному на радиус в точке E) и «er» (радиус в верхней части форкамеры) определяют радиусы верхней и нижней частей форкамеры соответственно. .Параметр «ez» определяет высоту форкамеры. Их отрицательные наклоны указывают на то, что больший радиус и/или высота уменьшают СА50, т. е. более быстрое сгорание. Это согласуется с предыдущим анализом сгорания, согласно которому больший объем способствует воспламенению. Форкамера имеет примерно цилиндрическую форму. Его объем в основном зависит от радиуса и высоты. Это объясняет, почему эти три параметра оказывают относительно более последовательное влияние на CA50. Поскольку объем пропорционален квадрату радиуса, наклоны «cr» и «er» больше, чем параметр «ez».Но так как радиус зависит и от «cr», и от «er», то результирующие коэффициенты детерминации этих двух параметров ниже, чем «ez». Расчетный параметр «θ» определяет уклон между верхней и нижней частью форкамеры. Большая тета приводит к более крутому склону. Корреляция показывает, что крутой уклон предпочтительнее для лучшей работы двигателя. Его относительный коэффициент детерминации предполагает сильное взаимодействие с другими параметрами конструкции. Параметры, определяющие высоту форкамеры, «cz», «dz», «hz», «gz» и «bz», показывают слабые корреляции с СА50 из-за их низких коэффициентов детерминации.
РИСУНОК 17 . Корреляции между CA50 и параметрами дизайна (bz, cr, cz, dz, er и ez).
РИСУНОК 18 . Корреляции между CA50 и параметрами дизайна (gz, hz, theta, xbc и xde).
Параметры «xbc» и «xde» определяют кривизну вокруг углов. Их влияние относительно незначительно. Настоящее открытие согласуется с наблюдением Shah et al. (2015), что больший объем форкамеры улучшает процесс форкамерного зажигания.Для двигателей сгорания обычно термодинамика является наиболее доминирующим фактором. При сохранении всего остального без изменений больший объем форкамеры приводит к более низкой степени сжатия, что обычно снижает эффективность двигателя и замедляет сгорание из-за более низкой температуры в цилиндре и давления в момент зажигания. Настоящая заявка показывает, что существует конкуренция во влиянии термодинамики и гидродинамики на форкамерное сгорание двигателя. При определенных условиях гидродинамика может обогнать термодинамику и стать наиболее доминирующим фактором для форкамерного сгорания в двигателе.Термодинамика может стать наиболее доминирующим фактором, если объем форкамеры превышает определенный предел. Когда объем форкамеры слишком велик, это приводит к низкой КТ, чрезмерным потерям тепла в форкамере (Hua et al., 2021) и слабому выходу горячей струи в основную камеру. В этом случае CR следует фиксировать во время оптимизации геометрии форкамеры, чтобы изолировать ее влияние.
Во избежание потенциальной систематической ошибки в линейном регрессионном анализе применяется метод бутстрэппинг-ресемплинга.Всего 184 точки данных случайным образом передискретизируются 1000 раз, и к каждой выборке применяется линейный регрессионный анализ. На рис. 19 показана диаграмма рассеяния наклона и коэффициента детерминации (RSQ) всех параметров конструкции, рассчитанных на основе 1000-кратной начальной загрузки. Результаты показывают ту же тенденцию, что и на рисунках 17 и 18, с точки зрения наклона и коэффициента детерминации. Наибольший коэффициент детерминации имеют параметры «cr», «er» и «ez». Это означает, что предыдущего анализа линейной регрессии достаточно для сравнения относительной важности различных параметров конструкции для производительности двигателя.Результаты подбора модели линейной регрессии представлены в дополнительных материалах.
РИСУНОК 19 . Наклон и коэффициент детерминации (RSQ) всех расчетных параметров 1000-кратной начальной загрузки.
Заключение
В этой работе разработан эффективный метод оптимизации, основанный на байесовской стратегии обновления, для трехмерной CFD-оптимизации двигателей внутреннего сгорания. Метод объединяет DOE, генетический алгоритм и метод машинного обучения.Метод применяется для оптимизации конструкции форкамеры двигателя с искровым зажиганием. Геометрия форкамеры определяется 11 конструктивными параметрами. CA50 берется в качестве основной цели оптимизации. Создается матрица DOE этих проектных параметров. Конструкции в матрице DOE моделируются с использованием 3D CFD сгорания, который создает базу данных, используемую для обучения моделей машинного обучения. Различные модели машинного обучения оцениваются в два этапа. Первый этап основан на RMSE моделей машинного обучения.Второй этап основан на итерациях с генетическим алгоритмом и 3D CFD горения. Оптимальная конструкция сравнивается с усредненной конструкцией, чтобы понять влияние конструкции форкамеры на характеристики двигателя. На основании настоящей статьи можно сделать следующие выводы:
1) Предлагаемый байесовский метод оптимизации, основанный на 3D модели горения, параметризации, DOE, ГА и машинном обучении, эффективен и применим для разработки двигателей.
2) Средняя гауссовская модель SVM оказалась лучшей моделью машинного обучения в Matlab для настоящего приложения.
3) Анализ горения выбранных конструкций показал, что интенсивность турбулентности и структура потока внутри форкамеры имеют решающее значение для процесса искрового зажигания. Больший объем форкамеры приводит к более сильному струйному течению в форкамеру и, как следствие, к более сильной турбулентности и нисходящему течению, что ускоряет процессы воспламенения и распространения пламени.
4) Был проведен простой линейный регрессионный анализ. Результаты показывают, что радиус и высота форкамеры оказывают очевидное влияние на CA50.Это три основных конструктивных параметра, определяющих объем форкамеры. Большой радиус верхней части форкамеры способствует воспламенению. Высота форкамеры меньше влияет на характеристики двигателя. Крутой уклон между верхней частью и нижней частью форкамеры благоприятен для процесса воспламенения.
4) Больший объем форкамеры приводит к более низкой степени сжатия, более низкому давлению и температуре в момент зажигания и более высокой остаточной концентрации в форкамере, что не способствует более быстрому воспламенению/сгоранию.Таким образом, термохимические условия противоречат гидродинамическим условиям. Выбор правильного дизайна заключается в том, чтобы найти золотую середину, которая компрометирует эти два разных механизма.
В будущем во внимание будут приниматься дополнительные конструктивные параметры, включая количество отверстий форсунки, размер отверстия форсунки, направление отверстия форсунки, ориентацию отверстия форсунки, момент зажигания и камеру поршня. Должен быть изучен более широкий диапазон проектных параметров. Геометрия свечи зажигания должна быть включена в модель CFD.Дополнительные цели (например, CA10, TKE и доля остаточного газа в форкамере, выбросы) и ограничения (например, пиковое давление, скорость нарастания пикового давления) могут быть приняты во внимание с использованием многокритериальных методов оптимизации.
Заявление о доступности данных
Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без неоправданных оговорок.
Вклад авторов
HG и PZ внесли равный вклад в настоящую статью.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы выражают признательность Convergent Science Inc. за поддержку этого исследования, предоставив бесплатную академическую лицензию CONVERGE. Авторы признательны Центру высокопроизводительных вычислений (HPCC) Техасского технологического университета в Лаббоке за предоставление ресурсов для высокопроизводительных вычислений, которые способствовали получению результатов исследований, изложенных в этой статье.Авторы благодарят рецензентов за их ценные комментарии.
Дополнительный материал
Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmech.2020.599752/full#supplementary-material.
Ссылки
Ахтар М.С., Сун С., Ма X., Шен Ю., Шуай С.-Дж. и Ван З. (2017). Влияние геометрии отверстия форкамеры на воспламенение и распространение пламени в свече зажигания, работающей на природном газе. Технический документ SAE 2017-01-2338.doi:10.4271/2017-01-2338
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Альварес, К.Е.К., Коуто, Г.Е., Розо, В.Р., Тириет, А.Б., и Валле, Р.М. (2018). Обзор форкамерных систем зажигания как технологии обедненного сгорания для двигателей SI. Заяв. Терм. англ. 128, 107–120. doi:10.1016/j.applthermaleng.2017.08.118
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Аттард В. П., Фрейзер Н., Парсонс П. и Тулсон Э. (2010). Система предкамерного сгорания с турбулентным реактивным зажиганием для значительного улучшения экономии топлива в трансмиссии современного автомобиля. Международный SAE. Дж. Инж. 3, 20–37. doi:10.4271/2010-01-1457
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Аттард В. П. и Парсонс П. (2010). Разработка ядра пламени для системы форкамерного сгорания с искровым инициированием, способной работать при высокой нагрузке, с высокой эффективностью и почти нулевым выбросом NOx. Международный SAE. Дж. Инж. 3, 408–427. doi:10.4271/2010-01-2260
CrossRef Full Text | Google Scholar
Бадра Дж., Халед Ф., Сим Дж., Пей Ю., Вайоллет Ю., Пал П., и другие. (2020). Оптимизация системы сгорания легкого двигателя GCI с использованием CFD и машинного обучения. Технический документ SAE 2020-01-1313. doi:10.4271/2020-01-1313
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бенекос С., Фрузакис С. Э., Яннакопулос Г. К., Болла М., Райт Ю. М. и Булуучос К. (2020). Предкамерное зажигание: предварительное двухмерное DNS-исследование влияния начальной температуры и состава основной камеры. Горение. Пламя 215, 10–27. дои: 10.1016/j.combustflame.2020.01.014
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бисвас С. и Цяо Л. (2018). Воспламенение ультрабедной предварительно смешанной смеси водорода и воздуха с использованием нескольких горячих турбулентных струй, образующихся при форкамерном сгорании. Заяв. Терм. англ. 132, 102–114. doi:10.1016/j.applthermaleng.2017.11.073
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бисвас С. и Цяо Л. (2016). Форкамерное струйное зажигание сверхбедных смесей водорода с воздухом: влияние сверхзвуковых струй и неустойчивость горения. Международный SAE. Дж. Инж. 9, 1584–1592. doi:10.4271/2016-01-0795
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Болла М., Шапиро Э., Тайни Н., Киртатос П., Котзагианни М. и Булуучос К. (2019). Численное моделирование форкамерного горения в оптически доступном RCEM. Технический документ SAE 2019-01-0224. doi:10.4271/2019-01-0224
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Брейман Л., Фридман Дж., Стоун С.Дж. и Олшен Р.А. (1984). Деревья классификации и регрессии .Бока-Ратон: CRC Press.
Google Scholar
Дамс Р. Н., Чен Дж. Х., Нгуен Т. и Рит М. (2019). «Разработка моделей фундаментальных процессов сгорания», на Ежегодном собрании по оценке достижений Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США.
Google Scholar
Энрайт М.П. и Франгопол Д.М. (1999). Прогноз состояния разрушающихся бетонных мостов с использованием байесовского обновления. Дж. Структура. англ. 125, 1118–1125.
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Фриман, К., Эндрес Дж., Робинсон Дж., Парамесваран С., Ге Х. и Чжао П. (2020). Разработка форкамерной системы зажигания для двигателей внутреннего сгорания с использованием CFD. Междунар. J. Силовые агрегаты 11, 23–27. doi:10.1515/9783486736366-027
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ge, H.W., Lee, C.W., Shi, Y., Reitz, RD, and Willems, W. (2011). Сочетание законов масштабирования и вычислительной оптимизации для разработки рекомендаций по уменьшению размеров дизельного двигателя. Технический документ SAE 2011-01-0836.doi:10.4271/2011-01-0836
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ge, H.W., Shi, Y., Reitz, R.D., Wickman, D., and Willems, W. (2010). Разработка двигателя с использованием многомерной CFD и компьютерной оптимизации. Технический документ SAE 2010-01-0360. doi:10.4271/2010-01-0360
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ge, H.W., Shi, Y., Reitz, R.D., Wickman, D.D., and Willems, W. (2009). Оптимизация дизельного двигателя HSDI для легковых автомобилей с использованием многокритериального генетического алгоритма и многомерного моделирования. Международный SAE. Дж. Инж. 2, 691–713. doi:10.4271/2009-01-0715
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ge, HW, Shi, Y., Reitz, RD, и Willems, W. (2010). Оптимизация дизельного двигателя HSDI при работе с малой нагрузкой с использованием многокритериального генетического алгоритма и детальной химии. Проц. Инст. мех. англ. Часть D Ж. Автомоб. англ. 224, 547–563. doi:10.1243/09544070JAUTO1351
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Генц Г., Телен Б., Gholamisheeri, M., Litke, P., Brown, A., Hoke, J., et al. (2015). Исследование влияния диаметра отверстия на систему воспламенения турбулентной струи путем визуализации сгорания и определения рабочих характеристик в машине быстрого сжатия. Заяв. Терм. англ. 81, 399–411. doi:10.1016/j.applthermaleng.2015.02.026
CrossRef Full Text | Google Scholar
Генц, Г. Р., и Тулсон, Э. (2016). Экспериментальные исследования воспламенителя турбулентной струи на жидком пропане, работающего на вспомогательном топливе, в машине быстрого сжатия. Международный SAE. Дж. Инж. 9, 777–785. doi:10.4271/2016-01-0708
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Голамишири, М., Вичман, И.С., и Тулсон, Э. (2017). Исследование поля течения турбулентной струи в системе воспламенения турбулентной струи (TJI), работающей на метане. Горение. Пламя , 183, 194–206. doi:10.1016/j.combustflame.2017.05.008
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Хан З. и Рейц Р. Д. (1995). Моделирование турбулентности двигателей внутреннего сгорания с использованием ГСЧ κ–ε моделей. Горение. науч. Технол. 106, 267–295. doi:10.1080/001022095082
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Хлаинг П., Эчеверри Маркес М., Сингх Э., Альматрафи Ф., Сенкер Э., Бен Хуиди М. и др. (2020). Влияние обогащения форкамеры на концепцию сгорания форкамеры с искровым зажиганием бедной смеси с геометрией узкого горла. Технический документ SAE 2020-01-0825. doi:10.4271/2020-01-0825
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хуа Дж., Чжоу Л., Гао, К., Фэн, З., и Вэй, Х. (2021). Влияние конструкции форкамеры и параметров впрыска на характеристики двигателя и характеристики сгорания в двигателе с турбулентным реактивным зажиганием (TJI). Fuel 283, 119236. doi:10.1016/j.fuel.2020.119236
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Карими А., Раджагопал М. и Налим Р. (2014). Зажигание поперечной струи в камере сгорания постоянного объема. Дж. Инж. Gas Turbines Power , 136, 041506. doi:10.1115/1.4025659
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ким Дж., Scarcelli, R., Som, S., Shah, A., Biruduganti, M.S., и Longman, D.E. (2019). «Оценка моделей турбулентного сгорания для моделирования форкамерного зажигания в двигателе, работающем на природном газе», на осенней технической конференции ASME ICED, стр. V001T06A12. doi:10.1115/ICEF2019-7278
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Кодавасал Дж., Абдул Мойз А., Амин М. и Сом С. (2018). Использование машинного обучения для анализа факторов, определяющих колебания от цикла к циклу в бензиновом двигателе с искровым зажиганием. Дж. Энергетический ресурс. Технол. 140, 13–19. doi:10.1115/1.4040062
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Лаундер, Б. Э., и Сполдинг, Д. Б. (1974). Численный расчет турбулентных течений. Вычисл. Методы Прил. мех. англ. 3, 269–289.
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Lee, C.W., Ge, H.W., Reitz, R.D., Kurtz, E., and Willems, W. (2012). Вычислительная оптимизация дизельного двигателя в уменьшенном масштабе, работающего в обычном режиме диффузионного сгорания, с использованием многокритериального генетического алгоритма. Горение. науч. Технол. 184, 78–96. doi:10.1080/00102202.2011.620051
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ли Ф., Чжао З., Ван Б. и Ван З. (2020). Экспериментальное исследование форкамерного воспламенения струи в машине быстрого сжатия и одноцилиндровом двигателе, работающем на природном газе. Междунар. J. Рез. двигателя 146, 47–53. doi:10.1177/1468087419883783
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Лю, Ю.-Д., Цзя, М., Се, М.З., и Панг, Б. (2012). Усовершенствование скелетной кинетической модели окисления первичного эталонного топлива с использованием методологии полурасцепления. Энергетическое топливо 26, 7069–7083. doi:10.1021/ef301242b
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лу, Т., и Ло, С.К. (2008). Критерий, основанный на вычислительном сингулярном возмущении для идентификации квазистационарных видов: редуцированный механизм окисления метана с химией NO. Горение. Пламя 154, 761–774. doi:10.1016/j.combustflame.2008.04.025
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Масторакос Э., Эллисон П., Джусти А., Де Оливейра П., Бенекос С., Райт Ю. и др. (2017). Основные аспекты реактивного зажигания для двигателей, работающих на природном газе. Международный SAE. Дж. Инж. 10, 2429–2438. doi:10.4271/2017-24-0097
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мойз А. А., Пал П., Пробст Д., Пей Ю., Чжан Ю., Сом С. и др. (2018). Подход на основе машинного обучения и генетического алгоритма (ML-GA) для быстрой оптимизации с использованием высокопроизводительных вычислений. Международный SAE. Дж. Комм. Вех. 11, 291–306.doi:10.4271/2018-01-0190
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мюллер М., Фриман К., Чжао П. и Ге Х. (2018). «Численное моделирование механизма зажигания в основной камере турбулентной струйной системы зажигания», осенняя техническая конференция ASME ICED. doi:10.1115/icef2018-9587
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Пробст Д. М., Раджу М., Сенекал П. К., Кодавасал Дж., Пал П., Сом С. и др. (2019). Оценка стратегий оптимизации для моделирования двигателей с использованием эмуляторов машинного обучения. Дж. Инж. Газовые турбины Power , 141, 124–129. doi:10.1115/1.4043964
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ричардс К., Сенекал П. и Помранинг Э. (2017). КОНВЕРГ 2.4 руководство . Мэдисон, Висконсин: Convergent Science, Inc.
Google Scholar
Ronchetti, E., Field, C., и Blanchard, W. (1997). Надежный выбор линейной модели путем перекрестной проверки. Дж. Ам. Стат. доц. 92, 1017–1023. doi:10.2307/2965566
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Шах А., Тунестал, П., и Йоханссон, Б. (2015). Влияние объема форкамеры и диаметра сопла на форкамерное зажигание в двигателях, работающих на природном газе, работающих в тяжелых условиях. Технический документ SAE 2015-01-0867. doi:10.4271/2015-01-0867
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шах Н., Чжао П., ДельВесково Д. и Ге Х. (2019). Прогнозирование свойств самовоспламенения и пламени многокомпонентных топлив с использованием методов машинного обучения. Технический документ SAE 2019-01-1049. doi:10.4271/2019-01-1049
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ши Ю., Ge, HW, и Reitz, RD (2011). Вычислительная оптимизация двигателей внутреннего сгорания . Лондон: Спрингер. doi:10.1007/978-0-85729-619-1
CrossRef Full Text
Tang, Q., Sampath, R., Marquez, ME, Hlaing, P., Sharma, P., Ben, M., et др. (2008). Одновременная негативная хемилюминесцентная визуализация PLIF и OH* газообмена и струи пламени из форкамеры с узким горлом. Технический документ SAE 2020-01-2080, (2020). doi:10.4271/2020-01-2080
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Тинг, К.М. и Виттен, И. Х. (2020). Модели с мешками и зубьями для штабелирования . Новая Зеландия: Гамильтон Пресс.
Google Scholar
Toulson, E., Huisjen, A., Chen, X., Squibb, C., Zhu, G., Schock, H., et al. (2012). Визуализация искрового зажигания пропана и природного газа и турбулентного струйного зажигания. Международный SAE. Дж. Инж. 5, 1821–1835 гг. doi:10.4271/2012-32-0002
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Тулсон Э., Шок Х. Дж. и Аттард В.П. (2010). Обзор систем горения с форкамерным инициированием реактивного зажигания. Технический документ SAE 2010-01-2263. doi:10.4271/2010-01-2263
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Williams, CK, and Rasmussen, CE (2006). Гауссовские процессы для машинного обучения . Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
Google Scholar
Сюй З., Дай М. и Мэн Д. (2009). Быстрые и эффективные стратегии выбора модели гауссовой машины опорных векторов. IEEE Trans Syst Man Cybern B Cybern , 39, 1292–307.doi:10.1109/TSMCB.2009.2015672
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Чжан А. К., Ю X., Инженер Н., Чжан Ю. и Пей Ю. Дж. (2020). Численное исследование форкамерного горения в легком бензиновом двигателе. ASME ICEF2020-2997. doi:10.1115/ICEF2020-2997
CrossRef Полный текст | Google Scholar. Абстрактный
РЕЗЮМЕ Разработан эксперимент по исследованию характеристик воспламенения ультрабедных предварительно смешанных смесей H₂/воздух сверхзвуковой горячей струей.Горячая струя создается за счет сгорания стехиометрической смеси в небольшой форкамере. Аппарат имел двухкамерную конструкцию, в которой форкамера малого объема (1% от объема основной камеры) была установлена внутри основной камеры большого объема. Небольшое отверстие (сопло) соединяет две камеры. Горение, инициированное искрой внутри форкамеры, вызывает повышение давления и выталкивает газы через сопло, в результате чего образуется горячая струя, которая воспламеняет бедную смесь в основной камере. Для визуализации проникновения струи и процессов воспламенения внутри основной камеры применялись одновременная высокоскоростная шлирен-фотография и хемилюминесценция ОН*.Пирометрия с горячей проволокой (HWP) использовалась для измерения распределения температуры нестационарной горячей струи. Новый метод измерения скорости, основанный на шлирен-PIV (SPIV), также был разработан для характеристики локального поля течения. Были изучены три геометрии сопла (прямая, сужающаяся и сужающаяся-расширяющаяся), чтобы понять их влияние на вероятность воспламенения и характеристики. Результаты показывают, что сверхзвуковая струя с использованием сужающегося-расширяющегося сопла может воспламенять более бедные смеси, чем струя, создаваемая прямым соплом с такой же площадью горловины (т.г., предел воспламенения снижен до ϕ = 0,22 с 0,35). Кроме того, инфракрасное изображение и хемилюминесценция OH* выявили алмазные ударные структуры в сверхзвуковых струях и высокотемпературную зону после ударных волн. Эта высокотемпературная зона, вероятно, является причиной дальнейшего снижения предела воспламеняемости основной камеры. Наконец, нестабильность горения становится заметной вблизи условий обедненной смеси для всех трех типов форсунок, что влияет на структурную целостность камеры сгорания.Наблюдались две нестабильные частотные моды, собственная частота камеры сгорания 180 Гц и более высокая мода 2400 Гц.
Информация о журналеSAE International Journal of Engines — это научный рецензируемый исследовательский журнал, посвященный науке и технике двигателей внутреннего сгорания. Журнал освещает инновационные и архивные технические отчеты по всем аспектам разработки двигателей внутреннего сгорания, включая исследования, проектирование, анализ, контроль и выбросы.Стремясь стать международно признанным окончательным источником для исследователей и инженеров в области исследований и разработок двигателей, журнал публикует только те технические отчеты, которые, как считается, имеют значительное и долгосрочное влияние на разработку и проектирование двигателей
. Информация об издателеSAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и соответствующих технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой отраслях промышленности.Основными компетенциями SAE International являются обучение на протяжении всей жизни и добровольная разработка согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является Фонд SAE, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и серию Collegiate Design Series.
Предкамерный механизм воспламенения: Моделирование нестационарного самовоспламенения в слое смешения между реагентами и частично сгоревшими продуктами
Марбл, Ф., Адамсон, Т.С. Младший: воспламенение и горение в ламинарном слое смешения.В: Избранные проблемы горения, стр. 111–131. Butterworth (1954)
Mastorakos, E.: Принудительное зажигание турбулентного распыленного пламени. В: Proceedings of the Combustion Institute (2016)
Ballal, D., Lefebvre, A.: Общая модель искрового зажигания газообразных и жидких топливно-воздушных смесей. Симпозиум (международный) по горению 18 (1), 1737–1746 (1981)
Статья Google Scholar
Масторакос, Э.: Воспламенение турбулентного пламени без предварительного смешения. прог. Энергетическое сгорание. науч. 35 (1), 57–97 (2009)
Статья Google Scholar
Ши, С., Шиу, Ю., Цзян, Л., Лю, К., Минаев, С.: Измерение и масштабирование перехода минимальной энергии зажигания для искрового зажигания в условиях интенсивной изотропной турбулентности от 1 до 5 банкомат проц. Сгорел. Инст. 36 (2), 1785–1791 (2017)
Статья Google Scholar
Карпио, Дж., Иглесиас, И., Вера, М., Санчес, А.Л., Линьян, А.: Критический радиус для горячего воспламенения водородно-воздушных смесей. Междунар. J. Hydrogen Energy 38 (7), 3105–3109 (2013)
Статья Google Scholar
Горбани, А., Штейнхилбер, Г., Маркус, Д., Маас, У.: Воспламенение переходными горячими турбулентными струями: исследование механизмов воспламенения с помощью метода PDF/REDIM. проц. Сгорел. Инст. 35 (2), 2191–2198 (2015)
Статья Google Scholar
Масторакос, Э., Эллисон, П., Джусти, А., Де Оливейра, П., Бенекос, С., Райт, Ю., Фрузакис, К., Булуучос, К.: Основные аспекты струйного зажигания природного газа двигатели. САЕ Интерн. J. Двигатели 10 (5), 2429–2438 (2017)
Артикул Google Scholar
Тулсон, Э., Шок, Х.Дж., Аттард, В.П.: Обзор систем горения с форкамерным инициированием реактивного зажигания, 10 (2010)
Бисвас, С., Tanvir, S., Wang, H., Qiao, L.: О механизмах воспламенения предварительно смешанных Ch5/воздух и h3/воздух с использованием горячей турбулентной струи, создаваемой форкамерным сгоранием. заявл. Терм. англ. 106 , 925–937 (2016)
Статья Google Scholar
Шлаттер, С., Шнайдер, Б., Райт, Ю.М., Булуучо, К.: Сравнительное исследование систем зажигания для двигателей, работающих на обедненной смеси, в оптически доступной машине расширения с быстрым сжатием, 9 (2013)
Phillips, H.: О передаче взрыва через зазор, меньший, чем расстояние гашения. Сгорел. Пламя 1 , 129–135 (1963)
Артикул Google Scholar
Sidey, J., Mastorakos, E.: Моделирование ламинарного пламени метана без предварительного смешения с горячими продуктами сгорания в качестве окислителя. Сгорел. Flame 163 , 1–11 (2016)
Статья Google Scholar
Сайди, Дж., Масторакос, Э., Гордон, Р.: Моделирование самовоспламенения и ламинарного предварительно перемешанного пламени в смесях метан/воздух, разбавленных горячими продуктами. Сгорел. науч. Технол. 186 , 4–5 (2014)
Статья Google Scholar
де Жоаннон, М., Сабиа, П., Соррентино, Г., Кавальер, А.: Численное исследование мягкого горения в режиме горячего разбавленного диффузионного зажигания (HDDI). проц. Сгорел. Инст. 32 (2), 3147–3154 (2009)
Статья Google Scholar
де Жоаннон, М., Матараццо, А., Сабиа, П., Кавальер, А.: Мягкое горение в режиме диффузионного воспламенения гомогенного заряда (HCDI). проц. Сгорел. Инст. 31 (2), 3409–3416 (2007)
Статья Google Scholar
Масторакос, Э., Тейлор, А., Уайтлоу, Дж.: Гашение турбулентного противоточного пламени реагентами, разбавленными горячими продуктами. Сгорел. Flame 102 (1), 101–114 (1995)
Артикул Google Scholar
Коритон, Б., Смук, М.Д., Гомес, А.: Влияние состава потока горячего продукта на квазистационарное гашение пламени предварительно смешанной смеси. Сгорел. Flame 157 (11), 2155–2164 (2010)
Артикул Google Scholar
Коритон, Б., Франк, Дж.Х., Гомес, А.: Влияние скорости деформации, турбулентности, стехиометрии реагентов и тепловых потерь на взаимодействие турбулентных предварительно смешанных пламен со стехиометрическими противоточными продуктами сгорания.Сгорел. Flame 160 (11), 2442–2456 (2013)
Артикул Google Scholar
Триантафиллидис, А., Масторакос, Э., Эггельс, Р.: Моделирование сильного вихря принудительного воспламенения метанового пламени без предварительного смешения с обтекаемым телом с условным замыканием момента. Сгорел. Flame 156 (12), 2328–2345 (2009)
Артикул Google Scholar
Смит Г.П., Голден, Д.М., Френклах, М., Мориарти, Н.В., Эйтенир, Б., Гольденбург, М., Боуман, К.Т., Хэнсон, Р.К., Сонг, С., Гардинер, В.К. Jr, Lissianski, VV, Qin, Z.: GRI Mech 3.0
Rotexo-Softpredict-Cosilab GmbH and Co. KG Bad Zwischenahn (Германия), COSILAB (2012)
Law, CK: Физика горения. Издательство Кембриджского университета, Нью-Йорк (2006)
Влияние геометрии предкамерного отверстия на воспламенение и распространение пламени с помощью свечи зажигания, работающей на природном газе
Образец цитирования: Ахтар, М., Сун, С., Ма, X., Шен, Ю. и др., «Влияние геометрии предкамерного отверстия на воспламенение и распространение пламени с помощью свечи зажигания, работающей на природном газе», Технический документ SAE 2017-01-2338, 2017 г., https://doi.org/10.4271/2017-01-2338.Скачать Цитата
Автор(ы): Мухаммад Сакиб Ахтар, Шуайшуай Сун, Сяо Ма, Итао Шен, Ши-Цзинь Шуай, Чжи Ван
Филиал: Университет Цинхуа, Харбинский технологический институт
Страницы: 8
Событие: Международная встреча по силовым агрегатам, топливу и смазочным материалам
ISSN: 0148-7191
Электронный ISSN: 2688-3627
%PDF-1.6 % 2323 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 2323 103 0000000016 00000 н 0000007546 00000 н 0000007755 00000 н 0000007888 00000 н 0000007926 00000 н 0000008549 00000 н 0000008587 00000 н 0000008749 00000 н 0000008894 00000 н 0000009057 00000 н 0000009202 00000 н 0000009494 00000 н 0000011207 00000 н 0000012409 00000 н 0000013605 00000 н 0000014797 00000 н 0000015615 00000 н 0000015724 00000 н 0000015835 00000 н 0000016107 00000 н 0000016650 00000 н 0000016740 00000 н 0000016995 00000 н 0000017534 00000 н 0000017637 00000 н 0000018341 00000 н 0000018908 00000 н 0000019001 00000 н 0000019288 00000 н 0000019834 00000 н 0000021337 00000 н 0000022675 00000 н 0000023898 00000 н 0000025172 00000 н 0000026415 00000 н 0000027609 00000 н 0000028870 00000 н 0000030068 00000 н 0000031341 00000 н 0000078730 00000 н 0000134406 00000 н 0000143379 00000 н 0000146794 00000 н 0000147051 00000 н 0000147463 00000 н 0000195507 00000 н 0000195729 00000 н 0000195821 00000 н 0000251038 00000 н 0000251303 00000 н 0000251883 00000 н 0000252356 00000 н 0000252617 00000 н 0000253030 00000 н 0000260406 00000 н 0000260447 00000 н 0000296372 00000 н 0000296413 00000 н 0000296750 00000 н 0000296841 00000 н 0000296979 00000 н 0000297796 00000 н 0000297837 00000 н 0000315468 00000 н 0000315592 00000 н 0000315870 00000 н 0000317071 00000 н 0000317163 00000 н 0000317431 00000 н 0000317740 00000 н 0000317823 00000 н 0000317949 00000 н 0000318024 00000 н 0000318267 00000 н 0000318339 00000 н 0000318450 00000 н 0000318565 00000 н 0000318639 00000 н 0000318782 00000 н 0000318856 00000 н 0000318991 00000 н 0000319065 00000 н 0000319251 00000 н 0000319325 00000 н 0000319476 00000 н 0000319613 00000 н 0000319756 00000 н 0000319828 00000 н 0000320004 00000 н 0000320076 00000 н 0000320187 00000 н 0000320356 00000 н 0000320507 00000 н 0000320579 00000 н 0000320716 00000 н 0000320788 00000 н 0000320860 00000 н 0000321053 00000 н 0000321125 00000 н 0000321197 00000 н 0000321271 00000 н 0000321345 00000 н 0000002356 00000 н трейлер ]/предыдущая 3274896>> startxref 0 %%EOF 2425 0 объект >поток hXw\Sٶ$ADzBH