Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка методики расчета тепловых характеристик свечей зажигания карбюраторных двигателей

Диссертация: Разработка методики расчета тепловых характеристик свечей зажигания карбюраторных двигателей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Безразмерные комплексы из конструктивных и эксплуатационных параметров свечи, входящие в уравнения математической модели, позволяют получить температурные поля одновременно для целого ряда свечей зажигания. Установлено влияние материала центрального электрода и зазора между ним и изолятором на температурное поле теплового конуса. Определены условия теплообмена между данными деталями. Дальнейшие… Читать ещё >

Содержание

  • 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБЩИЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Краткий обзор и анализ работ по исследованию теплового состояния свечей зажигания
    • 1. 2. О теплообмене в цилиндре двигателя
    • 1. 3. Выводы
    • 1. 4. Цель и задачи исследования
  • 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
    • 2. 1. Математическая модель процесса теплопередачи в свече зажигания
    • 2. 2. Условия теплообмена в цилиндре двигателя
      • 2. 2. 1. Скоростное поле газа на поверхности камеры сгорания
      • 2. 2. 2. Распределение коэффициента теплоотдачи на поверхности камеры сгорания
      • 2. 2. 3. Влияние рабочего процесса на коэффициент теплоотдачи
      • 2. 2. 4. Алгоритм расчета коэффициента теплоотдачи на поверхности камеры сгорания
    • 2. 3. Численный пример расчета коэффициента теплоотдачи на поверхности камеры сгорания
    • 2. 4. Основные результаты теоретического исследования
  • 3. РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЖТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ
    • 3. 1. Термометрирование свечи зажигания
      • 3. 1. 1. Объект испытаний и экспериментальная установка
      • 3. 1. 2. Программа и методика испытаний
      • 3. 1. 3. Аппаратура и методика измерений
      • 3. 1. 4. Погрешности измерений и расчетов
    • 3. 2. Использование метода конечных элементов при исследовании температурных полей свёчей зажигания
    • 3. 3. Теплообмен в свечах зажигания
      • 3. 3. 1. Определение коэффициентов теплоотдачи на боковой поверхности и нижнем основании теплового конуса свечи зажигания
      • 3. 3. 2. Условия теплообмена на верхнем основании теплового конуса и поверхности канала центрального электрода
    • 3. 4. Расчет калильного числа свечи зажигания
    • 3. 5. Основные результаты расчетно-экспериментального исследования
  • 4. МЕТОДИКА ПОДБОРА СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ К ДВИГАТЕЛЮ
    • 4. 1. Исходные данные для подбора свечи к двигателю
    • 4. 2. Номограмма для подбора свечи к двигателю
    • 4. 3. Примеры подбора свечи к двигателю
    • 4. 4. Методика расчета свечи зажигания
    • 4. 5. Расчет экономической эффективности от внедрения результатов работы
    • 4. 6. Выводы

Разработка методики расчета тепловых характеристик свечей зажигания карбюраторных двигателей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В решениях ХХУ1 съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года указывается на необходимость дальнейшего укрепления материально-технической базы автомобильного транспорта, совершенствования структуры парка автомобилей, повышения удельного веса машин большей грузоподъемности, специализированных и малотоннажных автомобилей [l, 2, З] .Для решения вышеуказанных задач необходимо оснастить транспорт мощными, высокоэкономичнымж, надежными и долговечными двигателями внутреннего сгорания. При нормальной работе свечи температура теплового конуса изолятора должна находиться в сравнительно узком диапазоне температур. Этот диапазон ограничен, с одной стороны, температурой самоочищения свечи, равной 720−770 К, а с другой — температурой, вызывающей калильное зажигание (II701220 К) [54, 65] .При температуре теплового конуса ниже 770 К происходит постепенное шунтирование искрового промежутка токопроводящим слоем нагара, и свеча перестает выполнять свои функции, Если же температура теплового конуса свечи выше 1220 К, то возникает калильное зажигание — самовоспламенение рабочей смеси за счет соприкосновения ее с перегретыми частями свечи. При калильном зажигании резко повышаются механические нагрузки на детали кривошипно — шатунного механизма, наблюдаются падение мощности двигателя и перерасход топлива. Кроме того, повышенная тепловая напряженность свечи при калильном зажигании уменьшает ее долговечность: наблюдается оплавление электродов и растрескивание теплового конуса изолятора [65, 8 7 ] .Современное двигателестроение следует по пути дальнейшего форсирования двигателей внутреннего сгорания, что приводит к увеличению теплонапряженности как самого двигателя, так и его свечей зажигания. Иначе говоря, требования, предъявляемые к свече зажигания со стороны рабочего процесса, ужесточают- 6 ся. в связи с этим возникает необходимость более точного подбора свечи к двигателю, что, в свою очередь, требует исследования температурных полей свечей зажигания. Настоящая работа посвящена вопросу дальнейшего совершенствования расчета свечи зажигания и разработке методики подбора ее к двигателю. Особенностью работы является то, что расчет тепловой характеристики свечи ведется на основе решения дифференциального уравнения теплопроводности. Н, а у ч н, а я н о в и з н, а р, а б о т ы заключается в том, что при оценке теплового состояния коэффициент теплоотдачи от газов к свече зажигания определяется на базе современных представлений о теплообмене в цилиндре двигателя и основных положений теории пограничного слоя, а также Б том, что впервые предложена методика аналитического подбора свечи к двигателю. Предлагаемая методика позволяет подбирать свечи зажигания как для существующих конструкций двигателей, так и для двигателей, находящихся в стадии разработки. — 7.

4.6. Выводы.

1. Создана методика расчета свечи зажигания с заранее заданной тепловой характеристикой.

2. Разработана инженерная методика подбора свечи к двигателю, позволяющая по основным показателям режима работы карбюраторного двигателя выбрать свечу зажигания, которая бы соответствовала тепловой напряженности рабочего процесса.

3. Предлагаемая методика дает возможность определить свечу зажигания как для существующих конструкций двигателей, так и для двигателей, находящихся на стадии разработки.

1. Предложена математическая модель теплового состояния свечи зажигания, учитывавшая размеры и материал теплового конуса и центрального электрода, а также величину зазора междо ними и условия теплоотвода через корпус свечи.

2. Безразмерные комплексы из конструктивных и эксплуатационных параметров свечи, входящие в уравнения математической модели, позволяют получить температурные поля одновременно для целого ряда свечей зажигания.

3. Для различных конструкций свечей определены условия теплообмена между тепловым конусом и верхней частью изолятора.

4. Установлено влияние материала центрального электрода и зазора между ним и изолятором на температурное поле теплового конуса. Определены условия теплообмена между данными деталями.

5. На основе современных представлений о теплообмене в цилиндре ДВС разработан способ определения коэффициентов теплоотдачи от газов к свече зажигания, учитывающий основные конструктивные параметры двигателя, режим его работы, а также расположение свечи в камере сгорания.

6. Создана инженерная методика расчета калильного числа свечи зажигания. Разработан метод расчета свечи с заранее заданными свойствами.

7. Предложена номограмма, позволяющая по основным показателям работы карбюраторного двигателя выбрать свечу зажигания, которая бы соответствовала тепловой напряженности его рабочего процесса. Данный способ дает возможность определить свечу зажигания как для существующих конструкций двигателей, так и для двигателей, находящихся на стадии разработки.

8. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в направлении уточнения влияния на температурное поле свечи распределения коэффициента теплоотдачи по длине теплового конуса.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Проект ЦК КПСС к ХХУ1 съезду Коммунистической партии Советского Союза «Основные направления экономического и социального развития СССР на 1981−1985 годы и на период до 1990 года». — Правда, 1980, 2 декабря.
  2. Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. -В кн.: Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., Политиздат, 1981, с. 131−205.
  3. В.М., Вихерт М. М., Воинов А. Н. и др. Автомобильные двигатели (под общ. ред. Ховаха М.С.) М.: Машиностроение, 1967. — 496 с.
  4. .А., Ионов В. В. Тепловой ряд свечей зажигания с резьбой на корпусе М 14×1,25. Труды НИИ автоприборов. Вып. 2/36/. -М.: изд. НИИавтоприборов, 1975, с. 39−55.
  5. .А., Яхутль Д. Р. Теоретическое и экспериментальное исследование теплового поля в свечах зажигания. -Труды НИИавтоприборов. Вып. 42. М.: изд. НИИавтоприборов, 1977, с. 23−41.
  6. Г. и Эрдейи А. Высшие трансцендентные функции, т. 2. М.: Наука, 1966. — 296 с.
  7. Н.Р. Исследование рабочего процесса и теплопередачи в двигателе дизель. М.-Л.: ГНТИ, 1961. -320 с.
  8. В.М. Теплопередача в судовых энергетических установках. Л.: Судостроение, 1967. — 376 с.
  9. В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Л.: Судпромгиз, 1968. — 456 с.
  10. Ю.Н. Системы и оборудование охлаждения поршневых ГПА компрессорных станций. Дис. докт. техн. наук. — М., 1974. — 287 с.
  11. И.И. Новое в рабочем цикле двигателей. -Москва-Свердловск: Машгиз, 1962. 271 с.
  12. А.К., Домань П. Н. Определение коэффициента теплоотдачи от гильзы цилиндра дизельного двигателя к охлаждакь щей воде с помощью электротепловой аналогии. Известия ВУЗов. Машиностроение, 1967, № 3, с. 59−61.
  13. Р.С., Овчинский Б. В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970. — 432 с.
  14. Г. А., Овсянников М. К. Температурные напряжения в деталях судовых дизелей. Л.: Судостроение, 1962. -247 с.
  15. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. ГОСТ 14 846–69. М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1974. — 38 с.
  16. Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и продуктам их сгорания. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. -288 с.
  17. Н.Х. и др. Теория двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1965. — 459 с.
  18. Н.Х., Дашков С. Н. и др. Теплообмен в двигателях и теплонапряженность их деталей. Л.: Машиностроение, 1969. — 248 с.
  19. В.Г., Корисов Н. А. О перспективах развития энергетических установок легковых автомобилей. В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. Вып. 31. Респ. межвед. научн.-техн. сб. — Харьков: Вища школа. Изд. Харьк. ун-та, 1980, с. 3−8.
  20. И.Ф., Лукьянов А. Т. Математическое моделирование уравнений типа теплопроводности с разрывными коэффициентами. М.: Энергия, 1968. — 56 с.
  21. Н.М., Мундштуков Д. А. Особенности некоторых математических моделей движения среды в ДВС. Двига-телестроение, 1980, № 8, с. 21−24.
  22. Н.Н., Бученков А. И. и Петриченко М.Р.
  23. К вопросу об определении коэффициента теплоотдачи от газов к головке цилиндров четырехтактного двигателя. Труды ЦНИДЙ. Вып. 69. — Л.: изд. ЦНИДИ, 1975, с. 129−136.
  24. Н.В., Кошкин В. К. Процессы сгорания в двигателях. М.: Машгиз, 1949. 344 с.
  25. И.А. Программирование для ЭВМ «Наири». -М.: Статистика, 1975. 192 с.
  26. Л.А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1975. 227 с.
  27. Л.А. Электрическое моделирование явлений тепло- и массопереноса. М.: Энергия, 1972. — 296 с.
  28. А.И., Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1980. — 400 с.
  29. А.П., Шестопалов Е. В. Основы физического эксперимента и математическая обработка результатов измерений. М.: Атомиздат, 1977. — 200 с.
  30. А.К., Ларионов В. В., Михайлов Л. И. Тепло-нацряженность двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие. Л.: Машиностроение, 1979^ - 222 с.
  31. А.К., Михайлов А. И. Методика расчета теплоотдачи от рабочего тела в стенки камеры сгорания. Энергомашиностроение, 1976, № 12, с. 15−17.
  32. А.К., Михайлов Л. И., Сазаев Ж.0. Экспериментальное исследование локального теплообмена в цилиндре высокооборотного дизеля. Двигателестроение, 1982, № 4,с. 12−15.
  33. А.К., Михайлов Л. И., Славиньски 3. Оценка точности задания граничных условий при расчете теплонапряжен-ности поршней. Двигателестроение, 1982, № 7, с. 10−12.
  34. А.В., Яров Б. С. Аналитический расчет температурного поля днища поршня двигателя автомобиля «Москвич-412».- Автомобильная промышленность, 1973, № 5, с. 6−8.
  35. Краткое описание и инструкция по эксплуатации электропневматического стробоскопического индикатора модели МАИ-2А.- М., 1969. 34 с.
  36. B.C., Синдеев И. М. Электрификация самолетов. Зажигание в авиационных двигателях, т. 1У. М.: ВВИА, 1952. — 136 с.
  37. Л.Г. Ламинарный пограничный слой. М.: Физматгиз, 1962. — 479 с.
  38. Методы определения теплопроводности и температуро-цроводимости (под ред. Лыкова А.В.). М.: Энергия, 1973. 336 с.
  39. К.А., Шипетин Л. И. Теплотехнические измерительные приборы. М.: Машгиз, 1958. — 896 с.
  40. А.Ф. О подборе свечи зажигания к двигателю. Саратов, 1981. — 7 с. Рукопись представлена Саратовским политехническим институтом. Деп. в НИИНавтоцром 10 марта 1981, В Д 593.
  41. А.Ф., Маслов Ю. Н. Использование метода электротепловой аналогии для исследования калильного числа свечи зажигания. Саратов, 1981, — 5 с. Рукопись представлена Саратовским политехническим институтом. Деп. в НИИНавто-пром 10 марта 1981, № Д 592.
  42. А.Ф., Юдин Ю. Н. Исследование температурного поля свечи зажигания методом электротепловой аналогии.
  43. В сб.: Исследование двигателей внутреннего сгорания, транспортных машин и агрегатов. Саратов, 1977, с. 18−23. Рукопись представлена Саратовским политехническим институтом. Деп. в НИИНавтопром 14 сентября 1977, № Д 272.
  44. К.А., Черняк Б. Я., Синельников Н. И. Особенности рабочих процессов высокооборотных карбюраторных двигателей. М.: Машиностроение, 1971. — 100 с.
  45. Г. А. Теплотехнические измерения. М.: Энергия, 1963. — 584 с.
  46. Е.И. Методы математической физики. М.: Просвещение, 1977. — 200 с.
  47. М.К. и Давыдов Г.А. Тепловая напряженность судовых ДВ С.-Л.: Судостроение, 1975. 256 с.
  48. ОсиповаВ.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.-Л.: Энергия, 1964. — 328 с.
  49. P.M., Петриченко М. Р. Конвективный теплообмен в поршневых машинах. Л.: Машиностроение, 1979. — 232 с.
  50. P.M. Математическое моделирование конвективного теплообмена как элемент автоматизации проектирования ДВС. Двигателестроение, 1980, № 9, с. 14−17.
  51. И.В., Романов В. Г., Скрябин Г. Н. Установка для тарировки искровых свечей зажигания. Автомобильная промышленность, 1971, № 12, с. 10−12.
  52. И.В., С1фябин Г.Н. Способы оценки тепловых свойств свечей зажигания. Труды НИИавтоприборов. Вып. 44. -М.: изд. НИИавтоприборов, 1978, с. 108−126.
  53. В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971. — 215 с.
  54. Д.Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. М.: Машиностроение, 1971. — 536 с.
  55. И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М.: Высшая школа, 1975. — 320 с.
  56. Г. Б. Особенности расчета и задания граничных условий цри моделировании температурных полей в клапане и крышке цилиндра дизеля. Двигателестроение, 1982, Ш 9, с. 21−24.
  57. Г. Б. Теплопередача в дизелях. М.: Машиностроение, 1977. — с. 215.
  58. П.И. Теплообмен и трение при градиентном течении жидкостей. М.: Энергия, 1971. — 567 с.
  59. В.Н., Скрябин Г. Н. К вопросу повышения стабильности тепловых характеристик свечей зажигания, А 23 и, А 17 ДВ. Автотракторное электрооборудование, 1979, 9, с. 5−9.
  60. Г. И., Сигитов Е. В., Козловский А. В. Практикум по программированию на алгоритмических языках. -М.: Наука, 1980. 320 с.
  61. Свечи зажигания искровые. ГОСТ 2043–74. М.: Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1974. -20 с.
  62. Г. Н., Минеев А. Н., Арустамов Л. Х. К вопросу подбора искровых зажигательных свечей к карбюраторным двигателям. Автомобильная промышленность, 1970, № 6, с. 9-II.
  63. Славиньски 3. К оценке локальных значений параметров теплообмена со стороны камеры сгорания. Двигателестрое-ние, 1980, № 2, с. 58−59.
  64. О.А. Перспективы развития применения на автомобилях принципиально новых видов двигателей и источников энергии. В сб.: Вопросы развития автомобильных транспортных средств. — М.: Транспорт, 1978, с. I05−117.
  65. .С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей. М.: Машиностроение, 1978. — 127 с.
  66. В.П. Исследование влияния процесса смесеобразования на показатели рабочего цикла газового двигателя. -Дис.. канд. техн. наук. Саратов, 1963. — 146 с.
  67. А.Д. Исследование влияния основных параметров режимов эксплуатации автомобильного двигателя на условия работы свечей зажигания. Дис.. канд. техн. наук. — М., 1955. — 171 с.
  68. Л.Ф., Панчишин В. И. Интеграторы ЭГДА. Моделирование потенциальных полей на электропроводной бумаге. -Киев: изд. АН УССР, 1961. 171 с.
  69. М.С., Стефановский B.C., Новенников А. Л., Родионов В. А. Метод расчета локальных тепловых потоков в головках цилиндров дизелей. Известия ВУЗов. Машиностроение, 1972, № 2,с. 190−192.
  70. А.В. Исследование процесса выделения тепла при сгорании топлива в карбюраторных ДВС. Дис.. канд. техн. наук. — Саратов, 1982. — 144 с.
  71. П. Отрывные течения, т. 3. М.: Мир, 1973. -334 с.
  72. B.C. Теплопроводность промышленных материалов. М.: Машгиз, 1962. — 247 с.
  73. Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. — 742 с.
  74. Экономика автомобильной промышленности и тракторостроения / под ред. Власова Б. В. и Каза Г. Б. М.: Высш. школа, 1978. — 328 с.
  75. Ю.Н. Исследование процесса наполнения 4-х тактного автомобильного двигателя при работе на сжатом газес различными методами смесеобразования. Дис.. канд. техн. наук. — Саратов, 1956. — 147 с.
  76. В.П. Условия работы автотракторных свечей и определение калильных чисел их. Дис.. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 1949. — 156 с.
  77. Beesch 0. Berteltung, and Ausuaht des Warme-urertes von Zundherzen fur Ottomotoren Boschtechni -SChe Berichte, 1972 47−51.
  78. Bosch Super-Zundkerze mit erweiterem Warme-uertbereich-MTZ, 1977, 33, N2, s. 58.
  79. S3. Federrath E., Fischer К ШгтеиеН und Worme-wertbereich von ZilndkcrzenrKraftfahrzeuytechnik, 1975, N3, 3. 78 80 .
  80. Si Federrath H. Methoden zur Bestimmu^ de$ Wcirmeviertes von Zmdkerzen-Hermstorf. techn. Mitt., {977, 17, N47, a t№-№.
  81. Gory G. Les bougies, teurs particularltes, ел^/я/ Auto -vott, {972, WW, p. 31−46.
  82. Mutter E Ziindschwiertykeiten durch He ben-schliisse an den Ziindherzen besonders bei Zweitakt-motorenKraftfahrzeuytechmh, Ш, Ж1, J34 J56.
  83. Steiyrover H. Over bougies en ontstekinqs -problemenAutoen mo tor techn., Ш, 3?, Nl0, p.970−978.
  84. Van den Pot E. Warme-overdrachtsprobtematiek in zutyerverbrandismotoren (H).-Schip en Werf, #70, 46, N24, p.508 -516.
  85. Woschni 6. Experimented Bestimmunq des orttich qemittelten Warmeiiberqanpkoeffizienten im Ottomotor- N12,1981, 42, N6, sM9-m .
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?