Газодинамика и локальная теплоотдача во впускной системе поршневого ДВС тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Плотников Леонид Валерьевич

ГАЗОДИНАМИКА И ЛОКАЛЬНАЯ ТЕПЛООТДАЧА ВО ВПУСКНОЙ СИСТЕМЕ ПОРШНЕВОГО ДВС

Специальности: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника; 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2009

003467899

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» на кафедрах «Теоретическая теплотехника» и «Турбины и двигатели».

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Жилкин Борис Прокопьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Буланов Николай Владимирович; Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Шароглазов Борис Александрович

Ведущая организация: ОАО «НИИ автотракторной техники»,

г. Челябинск

Защита диссертации состоится 22 мая 2009 г. в 15-30 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (УГТУ-УПИ) по адресу: г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5 (8-й учебный корпус УГТУ-УПИ), ауд. Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета университета.

Тел.: (343) 375-45-74, факс.: (343) 374-38-84, e-mail: lta_ugtu@mail.ru, plotnikovlv@mail.ru.

Автореферат разослан «М » апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

/

Аронсон К.Э.

Актуальность темы. Эффективность работы двигателей внутреннего сгорания в значительной степени зависит от совершенства процессов, протекающих в их газовоздушных трактах и прежде всего - во впускных каналах. Исследованию и оптимизации впускных систем двигателей внутреннего сгорания посвящены труды многих авторов. Однако эти исследования проводились в основном методами численного моделирования или экспериментально в статическом режиме. Сведения о динамике процесса впуска очень ограничены и весьма противоречивы. Таким образом, получение экспериментальных данных (в нестационарных условиях) по газодинамике и локальной теплоотдаче в процессе впуска поршневого ДВС является одной из актуальных задач в развитии двигателестроения. Информация о газодинамике, расходных характеристиках и мгновенной локальной теплоотдаче позволит расширить теоретическое представление о динамических явлениях, происходящих во время процесса впуска, что в свою очередь будет способствовать созданию более корректных математических моделей и инженерных методик для расчета рабочего процесса в ДВС, а через это -улучшению качества проектирования и повышению технико-экономических показателей моторов в целом.

Целью работы является установление закономерностей изменения газодинамических и тепловых характеристик процесса впуска воздуха от геометрических и режимных факторов.

Научная новизна основных положений работы заключается в том, что автором впервые:

- установлены амплитудно-частотные характеристики пульсационных эффектов, возникающие в потоке во впускном коллекторе (трубе) поршневого ДВС;

- разработан способ увеличения расхода воздуха (в среднем на 24 %), поступающего в цилиндр с помощью профилированных вставок во впускном коллекторе, что приведет к повышению удельной мощности двигателя;

- установлены закономерности изменения мгновенного локального коэффициента теплоотдачи во впускной трубе поршневого ДВС;

- показано, что применение профилированных вставок снижает подогрев свежего заряда при впуске в среднем на 30 %, что улучшит наполнение цилиндра;

обобщены в виде эмпирических уравнений полученные экспериментальные данные по локальной теплоотдаче пульсирующего потока воздуха во впускном коллекторе.

Достоверность результатов основывается на надежности экспериментальных данных, полученных сочетанием независимых методик исследования и подтвержденных воспроизводимостью результатов измерений, их хорошим согласованием на уровне тестовых опытов с данными других авторов, а также применением комплекса современных методов исследования, подбором измерительной аппаратуры, ее систематической поверкой и тарировкой.

Практическая значимость работы заключается:

- в области приборной техники для теплофизического эксперимента - в разработке оригинальной схемы термоанемометра, которая защищена патентом РФ;

- по научному направлению - в создании способа повышения расхода воздуха, конструктивная реализация которого защищена патентом РФ;

- в получении и обобщении данных по мгновенной локальной теплоотдаче воздуха, необходимых для расчета величины подогрева свежего заряда и температурных напряжений, возникающих во впускном тракте;

- в раскрытии возможности энергосбережения при производстве поршневых ДВС для решения задачи генерации определенной мощности.

Полученные экспериментальные данные создают основу для разработки инженерных методик расчета впускных систем двигателей, а также расширяют теоретические представления о газодинамике и локальной теплоотдаче воздуха в процессе впуска, необходимые при разработке

конструкции поршневых ДВС. Отдельные результаты работы приняты к реализации на ООО «Уральский дизель-моторный завод» при проектировании и модернизации двигателей 6ДМ-21Л и 8ДМ-21Л.

Автор защищает:

- методики определения скорости и расхода пульсирующего потока воздуха во впускной трубе двигателя, а также интенсивности мгновенной локальной теплоотдачи в ней;

- экспериментальные данные по газодинамике и мгновенному локальному коэффициенту теплоотдачи во впускном канале ДВС;

- результаты обобщения данных по локальному коэффициенту теплоотдачи воздуха во впускном канале ДВС в виде эмпирических уравнений;

- практические рекомендации по увеличению расхода воздуха через впускную систему поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Личный вклад автора состоит в том, что им на основе анализа литературных источников поставлены задачи исследования, разработаны основные методики, спроектированы и отлажены экспериментальные установки, проведены опыты, обработаны и проанализированы полученные экспериментальные данные. Автором предложены оригинальная схема термоанемометра и способ увеличения расхода воздуха через впускную систему ДВС.

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на «Отчетных конференциях молодых ученых», г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ (2006 - 2008); научных семинарах кафедр «Теоретическая теплотехника» и «Турбины и двигатели», г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ (2006 - 2008); научно-технической конференции «Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин», г. Челябинск: Челябинское высшее военное автомобильное командно-инженерное училище (военный институт) (2008); научно-технической конференции «Развитие двигателестроения в России»,

г. Санкт-Петербург (2009); на научно-техническом совете при ООО «Уральский дизель-моторный завод», г. Екатеринбург (2009); на научно-техническом совете при ОАО «НИИ автотракторной техники», г. Челябинск (2009).

Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в том числе в 1 статья в источнике, рекомендованном ВАК. Получены 2 патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований, и 5 приложений. Она содержит 158 страниц, 87 рисунков и 1 таблицу по тексту.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор направления исследований и его цели, определен круг основных задач исследований, показаны актуальность, научная и практическая значимость решаемых проблем, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор литературных источников, которые посвящены проблемам проектирования и исследования процессов во впускных системах ДВС, а именно газодинамике и теплообмену потока в них. Рассматриваются известные конструкции впускных систем, влияние их элементов на расходные характеристики и теплоотдачу, а также методы исследований процесса впуска в ДВС и применяемая для этого измерительная аппаратура.

На основе литературных данных и с учетом сложившихся подходов к исследованию рассматриваемых процессов сформулированы следующие задачи:

1) разработать методики, создать экспериментальные установки с системой автоматического сбора данных для исследования газодинамики и локальной теплоотдачи во впускном канале ДВС в статических и динамических режимах;

2) установить влияние конфигурации впускного коллектора и присутствия фильтрующего элемента на газодинамику и расходные характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания, а также выявить гидродинамические факторы теплообмена пульсирующего потока со стенками канала впускного тракта;

3) разработать способ увеличения расхода воздуха через впускную систему поршневого ДВС;

4) найти основные закономерности изменения мгновенной локальной теплоотдачи во впускном тракте поршневого ДВС в условиях гидродинамической нестационарности в классическом цилиндрическом канале, а также выяснить влияние конфигурации впускной системы (профилированных вставок и воздушных фильтров) на этот процесс;

5) обобщить экспериментальные данные по мгновенному локальному коэффициенту теплоотдачи во впускном коллекторе поршневого ДВС.

Во второй главе приводится описание методик исследований и экспериментальных установок.

Для исследования процесса впуска была разработана автором и изготовлена с его непосредственным участием экспериментальная установка, показанная на рис. 1. Она представляет собой натурную модель поршневого двигателя внутреннего сгорания размерности 7,1/8,2.

Механизм газораспределения экспериментальной установки заимствован у двигателя автомобиля ВАЗ 11113.

Коленчатый вал установки приводится во вращение асинхронным двигателем, частота вращения которого регулируется преобразователем частоты Altivar 31 фирмы Shneider Electric (на рисунке не показан) в диапазоне п=600 - 3000 об/мин с точностью ±0,1 %.

Фазы газораспределения и подъем клапанов экспериментальной установки соответствуют таковым для двигателя ВАЗ-ОКА.

Рис. 1. Продольный разрез экспериментальной установки: 1 - асинхронный двигатель; 2 - упругая муфта; 3 - стойка натяжителя; 4 - ролик; 5 - масленка; 6 - кольцо фторопластовое; 7 - щека; 8 - шатунная шейка; 9 — коренная шейка; 10 - анкерный болт с резиновой прокладкой; И - противовес

В связи со слабой изученностью проблемы в качестве исходной базы был выбран классический прямой канал с круглым поперечным сечением (рис. 2).

К головке цилиндра была пристыкована на шпильках сменная вставка 3 длиной 150 мм. К ней при помощи хомутов крепился измерительный канал 4 длиной 250 мм и диаметром d=32 мм. В измерительном канале имелось несколько отверстий (до четырех контрольных сечений) на разных расстояниях от входа воздуха в канал 1Х для установки датчиков термоанемометра 5, 6. При этом минимальное расстояние от входа в измерительный канал до датчика термоанемометра составляло 1Х=40 мм, а максимальное - 210 мм.

250 150

Рис. 2. Конфигурация впускного тракта экспериментальной установки: 1 - впускной клапан; 2 - впускной канал в головке цилиндра; 3 - сменная вставка; 4 - измерительный канал; 5 - датчик термоанемометра для определения локального коэффициента теплоотдачи; 6 - датчик термоанемометра для измерения скорости потока воздуха

Использовались сменные вставки с поперечным сечением в форме круга, квадрата и равностороннего треугольника. Во всех случаях эквивалентный (гидравлический) диаметр оэ равнялся 32 мм, а длина составляла приблизительно 30 % от общей длины впускного тракта (от входа в измерительный канал до седла клапана), равной 540 мм.

Для осуществления необходимых замеров на базе аналого-цифрового преобразователя фирмы Ь-Сагс1 была создана автоматизированная система, передающая опытные данные в персональный компьютер. В ней для определения средней по сечению скорости потока воздуха м и локального коэффициента теплоотдачи о^ использовался термоанемометр постоянной температуры оригинальной конструкции, содержащей блок защиты нити от перегрева. Чувствительным элементом датчиков термоанемометра в обоих случаях была нихромовая нить диаметром 5 мкм и длиной 5 мм. Отличие состояло в том, что для измерения скорости потока воздуха использовался зонд со свободной нитью, размещенной по оси впускного канала. Тогда как

при определении ах применялся датчик с нитью, лежащей на фторопластовой подложке, который монтировался заподлицо со стенкой впускного канала. Систематическая ошибка измерения и> составляла 5,4 %, а локального коэффициента теплоотдачи - 10,0 %. Замер частоты вращения и индикация прохождения поршнем ВМТ и НМТ производились тахометром, состоящим из закрепленного на валу зубчатого диска и индуктивного датчика, закрепленного на опорной плите.

В третьей главе рассматриваются газодинамические и расходные характеристики процесса впуска в двигателе внутреннего сгорания при различных конфигурациях впускного коллектора (трубы).

Перед экспериментальным исследованием в целях установления характера и диапазона изменения контрольных величин было проведено численное моделирование с помощью программного комплекса ДИЗЕЛЬ-РК, разработанного в МГТУ им. Н. Баумана.

Результаты моделирования представлены на рис. 3, где показан расход воздуха через впускные органы двигателя 24 7,1/8,2 в зависимости от угла поворота коленчатого вала (р. Обращает на себя внимание наличие провала (I) сразу после открытия клапана и существование зоны перегибов (II) на участке ускорения потока, которые не фиксировались на осциллограммах [1]. Согласно численному анализу, с угла (р > 400° изменение расхода становится менее выраженным.

С,, кг/с

Рис. 3. Расчетная зависимость расхода воздуха Се от угла поворота коленчатого вала (р при частоте вращения коленчатого вала 1500 мин'1

Следует указать, что при экспериментальном исследовании газодинамики замеры производились одновременно с помощью двух датчиков термоанемометра, отстоящих на расстояние 100 мм, что предоставляло возможность однозначно проследить возможные обратные течения воздушного потока и другие пульсационные эффекты на участке от входа в канал до седла клапана.

Полученные зависимости средней по контрольному сечению скорости воздуха и; во впускном канале круглого поперечного сечения без использования фильтра от угла поворота коленчатого вала <р при разных частотах вращения коленчатого вала п показаны на рис. 4.

а

нмт вмт нмт вмт вмт

Рис. 4. Зависимость скорости воздуха м> во впускном канале круглого поперечного сечения без использования фильтра от угла поворота коленчатого вала ср при разных частотах вращения коленчатого вала: а - п=600 мин"1; б - п=3 ООО мин'1;

1 - сигнал с первого по ходу потока термоанемометра; 2 - сигнал со второго термоанемометра

Сразу отметим, что на экспериментальных осциллограммах проявились зоны (I) и (II), ранее полученные при численном анализе. Оказалось, что динамика процесса впуска усложняется с увеличением частоты вращения коленчатого вала. Скорость воздуха во впускном канале нарастает по мере увеличения частоты вращения коленчатого вала и достигает приблизительно 100 м/с. Одновременно усиливаются пульсационные эффекты. При максимальной частоте вращения (рис. 4, б) процесс впуска начинается уже при наличии переходных процессов во впускном канале, что может отрицательно влиять на процесс наполнения цилиндра, тогда как при малых частотах вращения коленчатого вала (рис. 4, а) он развивается фактически с установившегося состояния.

После закрытия впускного клапана (завершения процесса впуска) наблюдаются сильные колебательные явления со смещением пиков сигналов от разных датчиков. Примечательно, что экстремум скоростей потока во впускном канале, фиксируемый дальним от входа в измерительный канал зондом, может опережать таковой от ближнего датчика, что свидетельствует о наличии возвратного течения в тракте (рис. 4, б, области А и Б).

При исследовании влияния поперечного профилирования на газодинамические характеристики впускного тракта часть его заменялась выше описанной сменной вставкой. Таким образом, проверялась гипотеза о том, что возникающие в каналах, лишенных полной симметрии, устойчивые вихревые течения [2] могут повлиять на газодинамику, а отсюда и на теплоотдачу во впускном тракте двигателя внутреннего сгорания.

Оказалось (рис. 5), что при всех формах поперечного сечения существуют небольшой провал скорости (I) в начале процесса наполнения и зона перегибов (II) функции н>=/(<р) на участке ускорения потока. Описанные выше пульсации после закрытия впускного клапана сглаживаются при использовании квадратной и особенно треугольной вставок. Обсуждаемый колебательный процесс в воздухе, содержащемся во впускной системе двигателя внутреннего сгорания, может отрицательно влиять на наполнение

свежим зарядом соседних цилиндров в многоцилиндровых двигателях, поскольку в результате этого процесса создается дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому более быстрое затухание пульсационных эффектов после закрытия впускного клапана при использовании впускной системы с профилированными вставками должно положительно повлиять на наполнение цилиндра двигателя. Вероятно, механизм этого эффекта гашения колебательного процесса связан со стабилизирующим влиянием продольных вихревых структур, образующихся в углах треугольного и квадратного профилей [2].

м>, М/С

ш С ' I 1 1К Щ I "1 1 □ зи---г--------1 Г-------ЮГТГк—Т-----1----------1---

15

О 180 360 510 720 щ град. акА

НМТ ВМТ НМТ ВМТ НМТ

Рис. 5. Зависимость скорости воздуха во впускном канале с различными вставками от угла поворота коленчатого вала (р при частоте вращения коленчатого вала 1500 мин"1 (форма сечения вставки: 1 - круг; 2 - квадрат; 3 - равносторонний треугольник)

Влияние фильтрующего элемента на газодинамику процесса впуска изучалось на различных его видах, обладающих разным коэффициентом сопротивления. В качестве базового использовался стандартный воздушный автомобильный фильтр с коэффициентом сопротивления £=7,5, а альтернативного - тканевый фильтр с коэффициентом £=32. Величина коэффициента сопротивления определялась стандартным способом посредством статической продувки.

Было установлено, что в присутствии любого фильтра сохраняется зона перегибов функции на участке ускорения потока (рис. 6). Вместе с тем

I 1 — 1" I "л т 1 Т- —Йч 1 1 1 ит* -1- ■,— й Т - 1 (Эть. 1 1 1

1 11 [/ ч 1 | 1 I; 1 1 1 Г ' || а 1 1 закрытие ^¡пцскногэ клташ | (" 1/1

1 II 1 11 1 1 7 ' 1 ---2 1

1 II —Л? - л .11 офгшлие Олисхногок/юйм! I Мш 1 и Ь I ---} 1 ¡V -1 -> р „ 1 1

1 \| 1 У^Кл-1 11 я 1 111 гаи ! «млЛл л !

1

О 180 360 540 720 (р.

НМТ ВМТ НМТ ВМТ НМТ

при тканевом фильтре пульсационные эффекты после закрытия впускного клапана хоть и сохраняются, но затухают быстрее, чем при стандартном образце. Кроме того, при использовании тканевого фильтра происходит снижение максимальной скорости потока воздуха и угасание динамики процесса в целом, тогда как стандартный воздушный фильтр практически не влияет ни на уровень максимальной скорости, ни на динамику ее изменения.

В целом во впускной системе с «квадратной» и «треугольной» вставками влияние фильтра на газодинамику процесса впуска аналогично влиянию фильтра во впускной системе с круглым поперечным сечением.

v,M/C

MIT ВИТ ИНТ ВНТ НМТ

Рис. 6. Зависимость скорости воздуха w во впускном канале с круглой формой поперечного сечения от угла поворота коленчатого вала <р при частоте вращения 1500 мин'1: 1 - без фильтра; 2 - стандартный фильтр; 3 - тканевый фильтр

Основным техническим параметром, характеризующим качество процесса впуска, является расход воздуха через впускную систему поршневого ДВС, поскольку он определяет мощность и динамику двигателя.

При этом под объемным расходом V, м3/с, понимался объем воздуха, поступивший в цилиндр за время т= 1с, который равен сумме единичных объемов Ve всех тактов всасывания, прошедших за указанный период. Значение Ve определялось путем численного интегрирования зависимости w=f((p) для отдельного такта впуска и далее умножалась на их число за время г. Величина Vc находилась как средняя по выборке отдельных тактов впуска за весь период измерений. Затем параметр V пересчитывался на нормальные технические условия.

Было установлено (рис. 7), что наибольший объемный расход воздуха через впускную систему при всех частотах вращения коленчатого вала получается при применении вставки с треугольным поперечным сечением. Это превышение (в среднем на 24 %) в какой-то мере связано с наибольшей среди всех прочих площадью поперечного сечения данной вставки при равных <з?э- Но этот фактор не может быть определяющим, поскольку вставка занимает по протяженности небольшую часть канала и создает дополнительное гидравлическое сопротивление. Вероятно, обсуждаемый эффект вызван стабилизирующим влиянием вихрей, образующихся в углах несимметричных профилей, которые наиболее сильны в данном случае для треугольного профиля, имеющего острые углы. На стабилизацию указывает и более быстрое угасание пульсаций после закрытия впускного клапана во впускной системе с вставкой с треугольным поперечным сечением (см. рис. 5).

У-10!,м'/с_

- / ---г /- г*

— ♦— з %У У У У уУ ^ л

/ " у / у г**"

(/ / уЛ У уГ У /

г *

---\-- -1 1 1 -1

500 1000 1500 2000 2500 п, мин'1

Рис. 7. Зависимость объемного расхода воздуха V через впускную систему с вставками с различной формой поперечного сечения от частоты вращения коленчатого вала п без использования фильтрующего элемента (форма поперечного сечения вставки: 1 — круг; 2 - квадрат; 3 - равносторонний треугольник)

Весьма важным обстоятельством в аспекте рабочих показателей двигателя является более резкое возрастание крутизны расходной характеристики в области 1800<и<2800 мин"1 во впускной системе со вставкой треугольного поперечного сечения, по сравнению с «круглой» и «квадратной», что должно привести к более быстрому набору мощности двигателем в основном по п диапазону эксплуатации двигателя. В свою очередь впускная система с «квадратной» вставкой обладает другим достоинством - линейной расходной характеристикой, что может обеспечить плавный набор мощности двигателем и позволит иметь более равномерные термомеханические нагрузки на главные элементы двигателя, и естественно, повысить ресурс мотора.

Как и следовало ожидать, установка фильтра снижает объемный расход V при всех конфигурациях вставок. Падение V составляет 10 - 50 %, монотонно возрастая с увеличением частоты вращения коленчатого вала.

В четвертой главе обобщаются результаты исследования мгновенной локальной теплоотдачи во впускном тракте поршневого ДВС в условиях гидродинамической нестационарности (ускорение и замедление потока воздуха) в классическом цилиндрическом канале, а также рассматривается влияние конфигурации впускной системы (профилированных вставок и воздушных фильтров) на этот процесс.

Напомним, что данные о мгновенной локальной теплоотдаче практически отсутствуют, что заставляет производить проектные расчеты в виде оценок по показателям стационарных продувок. Вместе с тем известно, что коэффициент теплоотдачи в нестационарных условиях может отличаться от стационарного случая в три-четыре раза [3, 4]. Это различие объясняется динамической перестройкой структуры течения в пограничном слое.

Опыты проводились для описанной конфигурации рабочего участка (см. рис. 2) в статическом и динамическом режимах продувки. При статическом режиме, выполненном как базовый, впускной клапан отсутствовал, а движение воздуха создавалось небольшим эксгаустером, отсасывающим

воздух из полости цилиндра. В динамическом, реальном режиме при вращении коленчатого вала электродвигателем клапаны открывались и закрывались согласно штатным фазам газораспределения.

а

б

Рис. 8. Зависимости скорости потока воздуха (1) и локального (4=110 мм) коэффициента теплоотдачи ах (2) от угла поворота коленчатого вала ср во впускном канале при разных частотах вращения коленчатого вала: а - и=600 мин"1; б - я=3000 мин"'

Полученные данные (рис. 8) свидетельствуют, что интенсивность изменения и сам уровень локального коэффициента теплоотдачи сильно зависят от частоты вращения коленчатого вала. Темп изменения теплоотдачи и максимальное значение ах увеличиваются с ростом п. Наблюдается зависящее от частоты вращения запаздывание интенсивности процесса теплоотдачи от вариации скорости потока воздуха по углу на величину Л (р. Так, отставание по ср составляет 50° в диапазоне 600<п<7500 мин"1, тогда как

при и=3000 мин"1 Лф уменьшается до 30°. Это свидетельствует о том, что, начиная с «=1500 мин"1, в пограничном слое формируются более активные турбулентные структуры, ускоряющие динамику процесса теплоотдачи.

а

ах, Вт/(м 2К)

200

100

О

0 180 360 5Î0 (р, град. п. к А НМТ ВМТ НМТ ВМТ

б

ах, Вш/(м2К!

—i-1—i--1——i-1-—

j j | стадия стадия спада (II)

1 I 1 подъема (1) 1 i

2оо----------j—j-----------г i-----'-------------

африте Впуааф ){шана V" Спускного клапша

100 -------i-'p-l-------------------

i | j _

° 0 180 360 5W <p, град. акА.

НМТ ВМТ НМТ ВМТ

Рис. 9. Зависимость мгновенных локальных коэффициентов теплоотдачи ах от угла поворота коленчатого вала <р во впускном канале при разных частотах вращения коленчатого вала: 1 - п=600 мин"1; 2 - п=1500 мин"1; 3 - л=3000 мин"1 (расстояние от входа в канал: а - 4=110 мм; б - 4=210 мм)

Примечательно, что заметный подъем ах при всех и и во всех контрольных сечениях начинается приблизительно при одном и том же угле поворота коленчатого вала 275°<^<280°, и максимального значения ах достигает также в одной области 380°<ç><420°. Вариации мгновенного локального коэффициента теплоотдачи практически угасают на çt=720° при всех и и во всех контрольных сечениях (рис. 9). Все это свидетельствует об

п г

! I

I I -X-

открытие Ьпускна^о Цапана i | i i i

—i--------1 г----

i i i

■—i_______—

■—i---—•-i-rf—-

_1_

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 L. L L 1 стадия 1 1 стадия спада (II)

подъема (7) i i Л L

1 1 1 открытие bnycmûp ¿(плана 1 Г - -Л- закрытие Ьпискнога клапана

i N i 1

г г г 1 1 1 1 1 1 № ^ ^ 1 / ^^—1 7 1

1 1 ----- 1 1

общей закономерности изменения ах от угла ср во впускном канале ДВС при всех частотах вращения коленчатого вала и по всей длине канала.

Сопоставление величин локальных коэффициентов теплоотдачи в статическом и в динамическом режимах показало (рис. 10), что при одной и той же скорости потока воздуха во впускном тракте ДВС нестационарность приводит к сильному снижению теплоотдачи, которое может достигать в сравнении со стационарным течением 2,5 раз.

ах, Вт/(и2-К)

—-3

/ г

/ 1 А*——А

--\-1 -1

0 20 40 60 80 щ м/с

Рис. 10. Зависимость локального (4=110 мм) коэффициента теплоотдачи ах от скорости потока воздуха ж 7 - п-600 мин"1; 2 - и=1500 мин"1; 5-и=3000мин'1;

----стационарный поток; -пульсирующий поток

В результате аппроксимации экспериментальных данных, проведенной методом наименьших квадратов, были получены уравнения для расчета локального коэффициента теплоотдачи при стационарном и динамическом режимах во впускном канале двигателя размерности 7,1/8,2 с погрешностью (среднеквадратичным отклонением) 12 %. При этом для того, чтобы получить более простые выражения для динамического режима, зависимость ах = /(<?) была разбита на два участка: подъема (I) и спада (И) (см. рис. 9).

Для стадии подъема (280°<<p<400°) расчетное уравнение для с^, Вт/(м2'К) имеет вид

а1х = 35,1 • я0,31 • /°Д 1 [<р - 275)0'82 • (l+3,3 • 103 • (Т - 273)} Кф, (1)

для стадии спада (400°<^<720о): а? = 8,1 • 105 • л0'31 • 1-{<р-275У1'25 ■ (l + 3,3• 103 ■ (Т-273))-Кф, (2)

где п - частота вращения коленчатого вала, мин'1 (600<и<3000); ср - угол поворота коленчатого вала, град (280°<ф<720°); Т- температура окружающей среды, К (233<Г<313), 1Х - расстояние от входа в канал до расчетного сечения, м (0,10</д<0,22); Кф - поправочный коэффициент на форму поперечного сечения профилированной вставки. Для «квадратной» вставки Кф=/(п)=0,9-0,94; для «треугольной» -Кф=/(п)=0,78-0,9.

В итоге за счет снижения интенсивности подвода тепла (^<1) и увеличения расхода воздуха V подогрев свежего заряда (перепад температур) во впускной системе поршневого ДВС с профилированными вставками уменьшается, согласно проведенной оценки, в среднем на 30 %.

В целом, по результатам проведенного исследования можно заключить, что мгновенный локальный коэффициент теплоотдачи наиболее сильно зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Показано, что провести точный расчет подогрева свежего заряда в процессе впуска, определить распределения температуры в элементах тракта, а затем найти температурные напряжения во впускном коллекторе (трубе) можно только на основе эмпирических уравнений, описывающих динамику данного процесса.

В пятой главе рассмотрены вопросы практической реализации предлагаемого метода повышения расхода воздуха через впускную систему ДВС. Проанализированы существующие конструкции впускных труб отечественных и зарубежных автомобильных двигателей. Показана возможность создания описанного выше профилированного участка во впускной трубе широкого ряда известных конструкций ДВС, в частности для двигателей автомобилей ВАЗ-ОКА и BMW.

Также в данной главе рассмотрены вопросы энергосбережения. Показано, что выполнение Программы малой энергетики Свердловской области путем применения дизель-генераторов с модернизированной по предложенному способу впускной системой позволит снизить на 6,2 % общую затрату топливо-энергетических ресурсов при изготовлении поршневых ДОС с целью генерации определенной мощности.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Разработаны методики, спроектирована, изготовлена и отлажена натурная экспериментальная установка для исследования газодинамики и теплообмена процесса впуска в поршневом ДВС, оснащенная системой измерений, в состав которой входит термоанемометр оригинальной конструкции. Проведенный на ней и дополнительных стендах комплекс исследований дал следующие основные результаты:

1. Установлено влияние конфигурации впускного коллектора (с воздушным фильтром и без него) на его газодинамические характеристики. Выявлены частота и амплитуда изменения скорости при колебательном, возвратно-поступательном течении воздуха во впускной системе ДВС после закрытия впускного клапана, что позволит уточнить методы расчета рабочего процесса поршневого ДВС.

2. Показано, что путем размещения во впускном канале профилированных вставок (с поперечным сечением в форме квадрата или равностороннего треугольника) можно в сравнении с традиционной трубой постоянного круглого сечения приобрести ряд преимуществ: увеличение в среднем на 24 % объемного расхода воздуха, поступающего в цилиндр (а это повысит мощность ДВС); возрастание крутизны зависимости расхода воздуха от частоты вращения коленчатого вала в рабочем диапазоне п (что приведет к более быстрому набору мощности двигателем) или линеаризацию этой зависимости (расходной характеристики) во всем диапазоне частот вращения вала (это позволит иметь более равномерные термомеханические нагрузки на

главные элементы ДВС); подавление высокочастотных пульсаций воздушного потока во впускном канале (что улучшит процесс смесеобразования).

3. Выявлены закономерности влияния воздушного фильтра (в сочетании с профилированными вставками и без них) на газодинамические и теплообменные характеристики процесса впуска в поршневом ДВС.

4. Установлено, что существуют значительные отличия в закономерностях изменения локальных коэффициентов теплоотдачи ах при стационарном и пульсирующем течениях воздуха в канале, характерном для впускных систем ДВС. При этом гидродинамическая нестационарность снижает интенсивность теплоотдачи до 2,5 раз.

5. Показано, что применение профилированных вставок снижает подогрев свежего заряда при впуске в среднем на 30 %, улучшая тем самым наполнение цилиндра двигателя.

6. В результате обобщения данных были получены эмпирические уравнения для расчета мгновенного локального коэффициента теплоотдачи во впускном канале двигателя внутреннего сгорания как для статических, так и для динамических условий течения при различных конфигурациях впускной системы.

7. Отдельные положения работы приняты к реализации на ООО «Уральский дизель-моторный завод» при модернизации двигателей 6ДМ-21Л и 8ДМ-21Л.

Список цитированной литературы

1. Драганов Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей внутреннего сгорания/ Б.Х. Драганов, М.Г. Круглов, B.C. Обухова - Киев: Вища шк. Головное изд-во, 1987. - 175 с.

2. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: справочное пособие/ С.С. Кутателадзе - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

3. Краев В.М. Теплообмен и гидродинамика турбулентных течений в условиях гидродинамической нестационарности/ В.М. Краев //Изв. вузов. Авиационная техника. 2005. №3, С. 39-42.

4. Бухаркин В.Б. Влияние гидродинамической нестационарности на теплообмен и гидравлическое сопротивление в трубе/ В.Б. Бухаркин,

22

В.М. Краев// Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: тр. XV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева, 23-27 мая 2005г, Калуга, Россия. М.: МЭИ, 2005. С. 71-74.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Плотников Л.В. Влияние фильтрующего элемента на газодинамические характеристики поршневого ДВС при различных конфигурациях впускного тракта/Л.В. Плотников, Б.П. Жилкин// Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: материалы научно-технической конференции, посвященной 40-летию кафедры двигателей. - Челябинск: ЧВВАКИУ, 2008. - С. 84-89.

2. Экспериментальное исследование газодинамических процессов в системе впуска поршневого ДВС/ Б.П. Жилкин, Л.В. Плотников, С.А. Корж, И.Д. Ларионов// Двигателестроение. - 2009. - №1. - С. 24-27.

3. Жилкин Б.П. Динамические характеристики процесса впуска в поршневом ДВС/ Б.П. Жилкин, Л.В. Плотников// Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - 2009. - №1. - С. 135-143.

4. Пат. 81338 RU, МПК G01P5/12. Термоанемометр постоянной температуры/ Плохов С.Н., Плотников Л.В., Жилкин Б.П. №2008135775/22; заявл. 03.09.2008; опубл. 10.03.2009 Бюл. №7.

5. Пат. 81263 RU, МПК F02B29/02. Впускная система поршневого двигателя/ Жилкин Б.П., Плотников Л.В., №2008134035/22; заявл. 18.08.2008; опубл. 10.03.2009 Бюл. №7

Подписано в печать Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Плоская печать Усл. печ. л. 1,3

Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 Заказ 175

Ризография НИЧ УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Состояние проблемы и постановка задач исследования.

1.1. Основные элементы впускных систем поршневых ДВС.

1.2. Газодинамика течения во впускных каналах и методы исследования процесса впуска в поршневых ДВС.

1.3. Характеристики теплообменных процессов во впускной системе поршневого ДВС.

1.4. Выводы и постановка задач исследования.

2. Описание экспериментальной установки и методов измерения.

2.1. Экспериментальная установка для исследования процесса впуска в поршневом ДВС.

2.2. Измерение частоты вращения и угла поворота коленчатого вала.

2.3. Измерение мгновенного расхода всасываемого воздуха.

2.4. Система для измерения мгновенных коэффициентов теплоотдачи.

2.5. Система сбора данных.

3. Газодинамика и расходные характеристики процесса впуска в двигателе внутреннего сгорания при различных конфигурациях впускной системы. элемента.

3.2. Влияние фильтрующего элемента на газодинамику процесса впуска при различных конфигурациях впускной системы.

3.3. Расходные характеристики и спектральный анализ процесса впуска при различных конфигурациях впускной системы с разными фильтрующими элементами.

4. Теплоотдача во впускном канале поршневого двигателя внутреннего сгорания.

4.1. Тарировка измерительной системы для определения локального коэффициента теплоотдачи.

4.2. Локальный коэффициент теплоотдачи во впускном канале двигателя внутреннего сгорания при стационарном режиме.

4.3. Мгновенный локальный коэффициент теплоотдачи во впускном канале двигателя внутреннего сгорания.

4.4. Влияние конфигурации впускной системы двигателя внутреннего сгорания на мгновенный локальный коэффициент теплоотдачи.

5. Вопросы практического применения результатов работы.

5.1. Конструктивное и технологическое исполнение.

5.2. Энерго- и ресурсосбережение.

Основной задачей в развитии и совершенствовании поршневых двигателей внутреннего сгорания является улучшение наполнения цилиндра свежим зарядом (или другими словами повышение коэффициента наполнения двигателя). В настоящее время развитие ДВС достигло такого уровня, что улучшение какого-либо технико-экономического показателя хотя бы на десятую долю процента с минимальными материальными и временными затратами является настоящим достижением для исследователей или инженеров. Поэтому для достижения поставленной цели исследователи предлагают и используют разнообразные способы среди самых распространенных можно выделить следующие: динамический (инерционный) наддув, турбонаддув или нагнетатели воздуха, впускной канал переменной длины, регулирование механизма и фаз газораспределения, оптимизация конфигурации впускной системы. Применение этих способов позволяет улучшить ' наполнение цилиндра свежим зарядом, что в свою очередь повышает мощность двигателя и его технико-экономические показатели.

Однако использование большинства из рассматриваемых способов требуют значительных материальных вложений и существенной модернизации конструкции впускной системы и двигателя в целом. Поэтому одним из самых распространенных, но не самым простым, на сегодняшний день способов повышения коэффициента наполнения является оптимизация конфигурации впускного тракта двигателя. При этом исследование и совершенствование впускного канала ДВС чаще всего выполняется методом математического моделирования или статическими продувками впускной системы. Однако эти способы не могут дать корректных результатов на современном уровне развития двигателестроения, поскольку, как известно, реальный процесс в газовоздушных трактах двигателей является трехмерным неустановившимся со струйным истечением газа через щель клапана в частично заполненное пространство цилиндра переменного объема. Анализ литературы показал, что информация по процессу впуска в реальном динамическом режиме практически отсутствует.

Таким образом, достоверные и корректные газодинамические и теплообменные данные по процессу впуска можно получить исключительно при исследованиях на динамических моделях ДВС или реальных двигателях. Только такие опытные данные могут дать необходимую информацию для совершенствования двигателя на современном уровне.

Целью работы является установление закономерностей изменения газодинамических и тепловых характеристик процесса наполнения цилиндра свежим зарядом поршневого ДВС от геометрических и режимных факторов.

Научная новизна основных положений работы заключается в том, что автором впервые:

- установлены амплитудно-частотные характеристики пульсационных эффектов, возникающие в потоке во впускном коллекторе (трубе) поршневого ДВС;

- разработан способ увеличения расхода воздуха (в среднем на 24 %), поступающего в цилиндр с помощью профилированных вставок во впускном коллекторе, что приведет к повышению удельной мощности двигателя;

- установлены закономерности изменения мгновенного локального коэффициента теплоотдачи во впускной трубе поршневого ДВС;

- показано, что применение профилированных вставок снижает подогрев свежего заряда при впуске в среднем на 30 %, что улучшит наполнение цилиндра; обобщены в виде эмпирических уравнений полученные экспериментальные данные по локальной теплоотдаче пульсирующего потока воздуха во впускном коллекторе.

Достоверность результатов основывается на надежности экспериментальных данных, полученных сочетанием независимых методик исследования и подтвержденных воспроизводимостью результатов опытов, их хорошим согласованием на уровне тестовых опытов с данными других авторов, а также применением комплекса современных методов исследования, подбором измерительной аппаратуры, ее систематической проверкой и тарировкой.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные создают основу для разработки инженерных методик расчета и проектирования впускных систем двигателей, а также расширяют теоретические представления о газодинамике и локальной теплоотдаче воздуха в процессе впуска в поршневых ДВС. Отдельные результаты работы приняты к реализации на ООО «Уральский дизель-моторный завод» при проектировании и модернизации двигателей 6ДМ-21Л и 8ДМ-21Л.

Автор защищает:

- методики определения расхода пульсирующего потока воздуха во впускной трубе двигателя и интенсивности мгновенной теплоотдачи в ней;

- экспериментальные данные по газодинамике и мгновенному локальному коэффициенту теплоотдачи во впускном канале ДВС в процессе впуска;

- результаты обобщения данных по локальному коэффициенту теплоотдачи воздуха во впускном канале ДВС в виде эмпирических уравнений;

- практические рекомендации по увеличению расхода воздуха через впускную систему поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на «Отчетных конференциях молодых ученых», г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ (2006 - 2008); научных семинарах кафедр «Теоретическая теплотехника» и «Турбины и двигатели», г. Екатеринбург, УГТУ-УПИ (2006 — 2008); научно-технической конференции «Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин», г. Челябинск: Челябинское высшее военное автомобильное командно-инженерное училище (военный институт) (2008); научно-технической конференции «Развитие двигателестроения в России», г. Санкт-Петербург (2009); на научно-техническом совете при ООО «Уральский дизель-моторный завод», г. Екатеринбург (2009); на научно-техническом совете при ОАО «НИИ автотракторной техники», г. Челябинск (2009).

Основные положения диссертации опубликованы в 5 печатных работах, в том числе в 1 статья в источнике, рекомендованном ВАК. Получены 2 патента РФ.

Диссертационная работа была выполнена на кафедрах «Теоретическая теплотехника и «Турбины и двигатели».

Автор выражает благодарность своему научному руководителю: д. ф.-м. н., профессору Жилкину Б.П. за доброжелательное отношение и плодотворную совместную работу.

Автор благодарит Ларинова И.Д., Плохова С.Н., за техническую поддержку и доброжелательное отношение.

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВПУСКНЫХ СИСТЕМ ПОРШНЕВЫХ две

ИССЛЕДОВАНИЯ

На сегодняшний день существует большое количество литературы [1-8], в которой рассматривается конструктивное исполнение различных систем поршневых двигателей внутреннего сгорания, в частности, отдельных элементов впускных систем ДВС. Однако в ней практически отсутствует обоснование предлагаемых конструктивных решений путем анализа газодинамики и теплообмена процесса впуска. И только в отдельных монографиях [9,10] приводятся экспериментальные или статистические данные по результатам эксплуатации, подтверждающие целесообразность того или иного конструктивного исполнения. В связи с этим, можно утверждать, что до недавнего времени уделялось недостаточное внимание исследованию и оптимизации впускных систем поршневых двигателей.

В последние десятилетия в связи с ужесточением экономических и экологических требований к двигателям внутреннего сгорания, исследователи и инженеры начинают уделять все больше внимания совершенствованию впускных систем как бензиновых, так и дизельных двигателей, полагая, что их рабочие характеристики в значительной степени зависят от совершенства процессов, протекающих в газовоздушных трактах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработаны методики, спроектирована, изготовлена и отлажена натурная экспериментальная установка для исследования газодинамики и теплообмена процесса впуска в поршневом ДВС, оснащенная системой измерений, в состав которой входит термоанемометр оригинальной конструкции. Проведенный на ней и дополнительных стендах комплекс исследований дал следующие основные результаты:

1. Установлено влияние конфигурации впускного коллектора (с воздушным фильтром и без него) на его газодинамические характеристики.

Выявлены частота и амплитуда изменения скорости при колебательном, возвратно-поступательном течении воздуха во впускной системе ДВС после закрытия впускного клапана, что позволит уточнить методы расчета рабочего процесса поршневого ДВС.

2. Показано, что путем размещения во впускном канале профилированных вставок (с поперечным сечением в форме квадрата или равностороннего треугольника) можно в сравнении с традиционной трубой постоянного круглого сечения приобрести ряд преимуществ: увеличение в среднем на 24 % объемного расхода воздуха, поступающего в цилиндр (а это повысит мощность ДВС); возрастание крутизны зависимости расхода воздуха от частоты вращения коленчатого вала в рабочем диапазоне п (что приведет к более быстрому набору мощности двигателем) или линеаризацию этой зависимости (расходной характеристики) во всем диапазоне частот вращения вала (это позволит иметь более равномерные термомеханические нагрузки на главные элементы ДВС); подавление высокочастотных пульсаций воздушного потока во впускном канале (что улучшит процесс смесеобразования).

3. Выявлены закономерности влияния воздушного фильтра (в сочетании с профилированными вставками и без них) на газодинамические и теплообменные характеристики процесса впуска в поршневом ДВС.

4. Установлено, что существуют значительные отличия в закономерностях изменения локальных коэффициентов теплоотдачи а* при стационарном и пульсирующем течениях воздуха в канале, характерном для впускных систем ДВС. При этом гидродинамическая нестационарность снижает интенсивность теплоотдачи до 2,5 раз.

5. Показано, что применение профилированных вставок снижает подогрев свежего заряда при впуске в среднем на 30 %, улучшая тем самым наполнение цилиндра двигателя.

6. В результате обобщения данных были получены эмпирические уравнения для расчета мгновенного локального коэффициента теплоотдачи во впускном канале двигателя внутреннего сгорания как для статических, так и для динамических условий течения при различных конфигурациях впускной системы.

7. Отдельные положения работы приняты к реализации на ООО «Уральский дизель-моторный завод» при модернизации двигателей 6ДМ-21JI и 8ДМ-21Л.

1. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учеб. / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высш. шк., 1995. — 319 е.: ил.

2. Карасик А.Б. Конструирование и оценка прочности основных деталей двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 265 с.

3. Двигатели внутреннего сгорания: Учеб. для вузов / А.С. Хачиян, К.А. Морозов, В.Н. Луканин и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 2-е изд. М.: Высш. шк., 1985.-311 с.

4. Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др. Основы конструкции автомобиля. — М. ООО «Книжное издательство «За рулем», 2005.-336 е.: ил.

5. Глаголев Н.М. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины / Н.М. Глаголев, В.В. Водолажченко, А.А. Куриц, Е.Т. Бартош — 2-е издание, перераб. и доп. — М. Транспорт, 1965 — 400 е., ил.

6. Быстроходные поршневые двигатели внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко, С.Н. Дашков, B.C. Мусатов, П.М. Белов, Ю.И. Будыко; Под ред. Н.Х. Дьяченко М. Ленинград, 1962 — 360 е., ил.

7. Дизели: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп./ Под общ. ред. В.А. Ваншейдта, Н.Н. Иванченко, Л.К. Коллерова и др. Л.: Машиностроение, 1977. 480с.

8. Драганов Б.Х., Круглов М.Г., Обухова B.C. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей внутреннего сгорания — К.:Вища школа. Головное изд-во, 1987. 175 с.

9. Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей-М.: Машиностроение, 1982. 151 е., ил.

10. Круглов М.Г., Меднов А.А. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». — М.: Машиностроение, 1988. — 360 с.

11. Calculation of three-dimentioal current in input pipe of cylinder head of diesel. Liu Botang, Gan Xianshan, Zou Guoping, Hu Jingrong// Huazhong ligong daxue xuebao=J. Huazhong Univ. Sci. abd Technol. -1999. -27., №11 -c.42-44.

12. CDF based shape optimization of 1С engine: Recontressci: IFP "Model multidimensionnelle ecoulements mot.", Ruel-Malmaison, 3-4 dec., 1998/ Trigui N., Griaznov V., Affes H., Smith D. //Oil and Gas:Rev. Inst. fr. petrole. -1999.-54, №2.-c.297-307.

13. Эфрос В.В., Голев Б.Ю. Численное исследование впускных каналов // Двигателестроение №4, 2007. стр. 24 27.

14. Кухаренок Г.М. Рабочий процесс высокооборотных дизелей. Методы и средства совершенствования. Минск: БГПА, 1999. — 180 с.

15. Круглов М.Г., Меднов А.А. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». — М.: Машиностроение, 1988. 360 с.

16. Портнов Д. А. Быстроходные турбопоршневые двигатели с воспламенением от сжатия. Теория, рабочий процесс и характеристики. М. Машгиз, 1963 - 640 е., ил.

17. Глаголев Н.М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания. Новый метод расчета. М. Машгиз, 1950 - 480 е., ил.

18. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах. Под ред. А.С. Орлина. 2-е изд., T.l. М., Машгиз, 1957, 396с.

19. Characterizatio of swirl under steady flow in a single cylinder diesel engine with different inlet conditions. Gazeaux J., Thomas D.G. (59313 VALENCIENNES Cedex 9 France). Entropie. 2001. 37, №234, c.12-19.

20. Tumble-Brennverfabren fur DL-Ottomotoren. Wolters Peter, Geiger Jose, Baumgarten Henning. MTZ: Motortechn. Z. 2000.61, №11, c.758-767.

21. Романченко А.Ф. Информационно-измерительные системы нестационарного энергетического состояния. Уфа, 2000, 173 С.

22. Патент США 5218866. Способ и устройство для измерения скорости потока среды // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1995, №3.

23. Патент Японии 6043906. Измеритель скорости потока газа // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1997, №9.

24. Патент Германии 4342235. Анемометр с питающим напряжением // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1997, № 3.

25. Патент Франции 2728071. Массовый расходомер с нитью накала // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1997, № 20.

26. Патент Японии 6046164. Устройство измерения расхода воздуха для системы управления двигателем внутреннего сгорания // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1997, № 10.

27. Патент Японии 6046165. Устройство измерения расхода воздуха для системы управления двигателем // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1997, № 10.

28. Фреймут П. «Теория регулирования с обратной связью для термоанемометров постоянной температуры» //Приборы для научных исследований. 1967. №5, стр. 98.

29. Dreidimensionale fur 4-takt-Verbrennungsmotoren mit Ein. — Ventilstenerung nach dem Prinzip von Bernoulli: Заявка 10161689 Германия , МПК F 02 F 1/24, F 02 F 1/42. Kludszuweit Alfred.

30. Засухин И.Н., Булыгин В.П., Вернадский В.Г., Волосенцев Б.С. Термоанемометр. А.С.650014 (СССР), 1979,Б.И. №8.

31. Окунь И.З. Термоанемометр постоянной температуры. А.С.788004 (СССР), 1980, Б.И. №46.

32. Вавилов В.Д., Сарычев С.В., Чумаков В.И., Матвеев В.И., Яковлев В.П. Термоанемометр. А.С.834524 (СССР), 1981, Б.И. №20.

33. Дубовский В.В. Термоанемометрическое устройство, пат. 2017157 (РФ), 1994, заявка: 4761881/10.

34. Хинце И.О. «Турбулентность» М., Физматгиз, 1963 г., 680 стр. силл.

35. Повх И. JI. Аэродинамический эксперимент в машиностроение. Изд. 3-е, доп. и исправл. Л., «Машиностроение» (Ленингр. Отд-ние), 1974. 480 с.

36. Брэдшоу П. «Введение в турбулентность и ее измерение» М. 1974. 282 стр.

37. Патент США 5383357. Датчик массового расхода воздуха // Реферативный журнал «Изобретения стран мира». 1996, №5.

38. Патент Японии 6054252. Тепловой датчик расхода воздуха с импульсным управлением // Реферативный журнал «Изобретения стран мира», 1997, №14.

39. Романченко А.Ф., Ахметов P.P., Вежнин В.П. Термоанемометрический преобразователь. А.С.638896 (СССР), 1978, Б.И. №47.

40. Романченко А.Ф., Клишко А.Р. Термоанемометрический датчик. А.С.775701 (СССР), 1980, Б.И. №40.•.: . 164;49.' Системы,; управления- дизельными- . двигателями. Перевод с немецкого. Первое русское издание. М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 20041 — 480 е.: ил.

41. Системы управления бензиновыми двигателями; Перевод с немецкого; Первое:русское издание. М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2005. - 432 е.: ил. ,

42. Березин С.Р. Исследование динамического наддува четырехтактного; двигателя; внутреннего сгорания.-Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Москва, 1980 16 с.

43. Крайнюк А.И., Сторчеус Ю;В. . Системы газодинамического наддува. Монография. — Луганск: Изд-во Восточноукр. нац. уни-та, 2000. — с. 224 ' ; :'; " ' ■ ' ^ '• ' ' ' ; .•

44. Matsumoto 1. , Ohara A. Variable: induction systems to improve volumetric efficiency at low and/or medium engine speeds / "SAE Techn. Pap. Ser.", 1986-№860100 pp.1-1:1. V i . :

45. Грехов Л.В^ Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления; дизелей: Учебник для вузов.- Mi: Легион-Авто дата, 2004.- 344 с.

46. Vorrichtung zur Beeinflussung' der Ansaugstromung bei cinem Verbrcnnungs-motor: заявка 19830859 Германия, МПТС F 02 В 31/06, F 02 F 09/10. FischerChristian, l;ilterwerk Mann+Hummel Gmb H.

47. Kolbenbrennkraft mashine mit unterteiltcm Gseinlabkanal: Заявка 19960626 Германия, Ml TK F 02 В 31/08. FEV Motorentechnik Gmb H. Wolters Peter (Patentan walte Maxton&Langmaack, 50968 Koln);

48. Einlabkanalsystem fur eine Brennkraftmaschine: Заявка 19856309 Германия, МГЖ F 02 В 31/04. Ottowitz Alfred, Bandel Clemens;AUDI AG.

49. I.e. engine inlet port with flat wall portion;: Заявка 2332709 Великобритания, МПК F 02 F 1/42. Brignall Allan, Capon Geoffrey Charles, Ford Global Technologies, Inc.

50. I.e. engine inlet port with sharp-edged swirl lip: Заявка 2332708 Великобритания, МПК F 02 F 1/42. Brignall Allan; Turner Paul Niger, Baker Philip; Ford Global Technologies, Inc.

51. Свещенский B.O. Устройство для регулирования вихреобразования в цилиндре ДВС; Пат. 2131055 Россия, МГЖ F 02 М 29/08; Алт.техн.ун-т.

52. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 367 с.

53. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. Изд. 1-е. М., «Государственное энергетическое издательство», 1958.

54. The effect of intake valve alignment on swirl generation' in a DI disel engine /Kang Kern Y., Reitz Rolf D. //Exp. Therm, and Fluid Sci. -1999-20, №2.-c.94-103.

55. Поваляев В.А. Улучшение показателей работы тракторного дизеля совершенствованием впускных каналов: Автореф. дис. . канд. техн. наук / ЮУрГУ. Челябинск, 2007. 185 с.

56. Янович Ю.В. Разработка и исследование регулируемого вихреобразования на впуске автомобильного двигателя с распределенным впрыскиванием бензина: Автореф. дис. . канд. техн. наук / ВлГУ. Владимир, 2002. 190 с.

57. An experimental study of spray mixing in a direct ijection engine. Probst D.M., Ghandhi J.B. (Engine Research Center, University of Wisconsinn -Madison, USA). Int. J. Engine Res. 2003. 4, № 1, c/27-45.

58. Макаревич П.С. Повышение технического уровня четырехтактных дизелей снижением скорости рабочего тела в проходных сечениях клапанов: Автореф. дис. . канд. техн. наук /ЮУрГУ. Челябинск, 2006. 132 с.

59. Diesel R. Theorie und Konstruktion eines rationellen Wannenmotors zum Ersatz der Dampfmaschine und der heute bekanten Warmenmotoren.-Berlin, Springer-Verlag, 1893.-96 S.

60. Гриневецкий В. И. Тепловой расчет рабочего процесса, Москва, типо литография «И.Н. Кушнерев и КО», 1907. С. 569-594.

61. Nusselt W. Der Warmeubergan in der Verbrennungskrafi maschinen/ATDI -Forschungsheft, №264.-1923.- S.47-54.

62. Брилинг H.P. Исследование рабочего процесса и теплопередачи в двигателе. Государственное научно-техническое издательство. Москва, Ленинград. 1931. 320 с.

63. Гришин Ю.А., Манджгаладзе А.А. Принцип профилирования выпускных каналов и впускных патрубков двигателей внутреннего сгорания// Изв. вузов. Машиностроение. 1982. - №9. - С.95-98.

64. Грудский Ю.Г., Чирик П.И., Шведов В.Ф. Методы оценки совершенства выпускных каналов дизелей// Тр. НАМИ. 1979. — Вып. 176. — С.130-140.

65. Ивин В.И., Васильев Л. А. Структура и интегральные характеристики потока в выпускном канале двигателя при стационарных и нестационарных условиях// Двигателестроение. 1985. - №1. — С. 14-17.

66. Седач B.C. Газовая динамика выпускных систем поршневых машин. -X.: Вища школа. Головное изд-во, 1974. 171 с.

67. Woschni G., Kawtaradse R.S., Zelinger К. Dralluntersuchung im Vierventil-Dieselmotor mit Hilfe stationarer Durchstromung. LVK TU-Munchen, 1995.-49 S.

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

69. Stieper К., Polej A. Brennraumseitige ortliche thermische Randbedingungen fur Verbrennungsmotoren//MTZ. №7-8, 1998. S.500-505.

70. Петриченко M.P., Валишвили H.B., Кавтарадзе Р.З. Пограничный слой в вихревом потоке на неподвижной плоскости// РАН. Сибирское отделение. Теплофизика и аэромеханика. Том 9, № 3, 2002. -С. 411-421.

71. Краев В.М. Теплообмен и гидродинамика турбулентных течений в условиях гидродинамической нестационарности. / Изв. вузов. Авиационная техника. 2005. №3, стр. 39-42.

72. Володин Ю.Г., Федоров К.С., Яковлев М.В. Нестационарные эффекты и теплообмен в пусковом режиме энергетических установок// Изв. ВУЗов. Авиационная техника. 2006. - №4. - С. 41-43.

73. Обслуживаем и ремонтируем ВАЗ-1111, BA3-11113 «Ока». Правовая информация. Правила оказания услуг. — М.: ACT: Астрель, 2006. — 346 е.: ил.

74. McAdams W.H., Heat Transmission, 3-е изд., стр. 260, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, 1954. ( Имеется русск. перевод: Мак-Адамс В., Теплопередача, ОНТИ, М., 1936.)

75. Rasmussen C.G., Madsen В.В. A hot-wire and hot-film anemometry. An introduction to the theory and applicaton of the DISA constant tempreture anemometr.

76. Kramers H., Physica, 12, 61 (1946).

77. Идельчик И.Е. Некоторые эффекты и парадоксы в аэродинамике и гидравлики. -М.: Машиностроение, 1982. 96 е., ил.

78. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. — М.: Энергия, изд. 2-е допол. и перераб., 1967. — 616 е., ил.

79. Тревис Дж. LabVIEW для всех / Джеффри Тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. М.: ДМК Пресс; яприборКомплект, 2005. - 544 е.: ил.

80. Густав Олссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. — Спб.: Невский Диалект, 2001. — 557 е.: ил.

81. Бабич Н.П., Жуков И.А. Основы цифровой схемотехеники: Учебное пособие. М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К.: «МК-Пресс», 2007. - 480 е., ил.

82. Жилкин Б.П. Экспериментальное исследование газодинамических процессов в системе впуска поршневого ДВС/ Б.П. Жилкин, JI.B. Плотников, С.А. Корж, И.Д. Ларионов// Двигателестроение №1, 2009. С. 9-12.

83. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. -М.: Высш. шк., 1995. 368 е.: ил.

84. Королев В.Н. Термодинамика поршневых двигателей внутреннего сгорания. Учебное пособие. Екатеринбург: УГТУ, 1997. 76 с.

85. Жилкин Б.П., Плотников Л.В. Динамические характеристики процесса впуска в поршневом ДВС // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. №1, 2009. С. 135-143.

86. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: Пер. с англ. — М.: Мир, 1983.-512 е., ил.

87. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов, Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1975.

88. Михеев М.А. Основы теплопередачи. — Изд. 3-е перераб. — М., «Государственное энергетическое издательство», 1956.

89. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Изд. 5-е перераб. и доп. — М.: Атомиздат, 1979, 416 с.

90. Новиков И.И., Воскресенский К.Д. Прикладная термодинамика и теплопередача. Изд. 2-е. М., Атомиздат, 1977, 352 с.

91. Ханин Н.С. Автомобильные двигатели с турбонаддувом М.: Машиностроение, 1991. 336 е.: ил.

92. Каталог: Топливно-энергетический комплекс Уральского федерального округа (УрФО). Издательство: Реал-медиа. Территориально-промышленный маркетинг. 2006.

93. Данилов Н.И. Основы энергосбережения: учебник / Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков / Под ред. Н.И. Данилова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007, 346 с.