Определение параметров газов в системе выпуска турбопоршневого двигателя методами энергетического и динамического балансов (часть 2) |
Двигатели с турбонаддувом |
Полученная система дифференциальных уравнений в конечно-разностной форме [(10), (11), (12)], решаемая совместно с уравнениями расхода газа из цилиндра и трубопровода, сводится к системам уравнений с одним неизвестным параметром времени г, определяющим протекание остальных величин. Хотя уравнения имеют линейную форму по отношению к зависящим от времени G, G, v и т.д., алгебраическое решение данной системы оказывается невозможным вследствие сложных функциональных зависимостей этих величин от т. Поэтому решение данной системы возможно в численной форме. Изложенная приближенная методика позволяет с достаточной для практики инженерных расчетов точностью определять на стадии проектирования двигателей с турбонаддувом закон изменения параметров выпускных газов в коллекторах с учетом большинства факторов реальных процессов. Об этом свидетельствует сопоставление приведенных на рис.20 графиков для двигателя типа 8ЧН 13/14 с простейшей компоновкой систем турбонаддува, характерной наличием двух выпускных коллекторов, каждый из которых собирает газ одного ряда цилиндров. Практическое отсутствие нерегулярных возмущений обгоняется подбором турбины, в минимальной степени отражающей набегающие волны, т.е. с небольшим волновым сопротивлением. Расчет позволяет определить интегральную работу турбины за полный цикл изменения параметров потока, и, что не менее важно, дифференцировано исследовать протекание процессов выпуска из каждого цилиндра, а потому проводить анализ протекания процессов газообмена и затрат энергии на насосные хода полноразмерного, многоцилиндрового двигателя. Потери работы расширения вследствие опережения открытия выпускных клапанов относительно невелики. Влияние вариации фаз значительно. Как видно из графиков на рис.21, у восьмицилиндровых двигателей с турбонаддувом, выполненных по данной схеме, протекание процессов выпуска из разных цилиндров значительно отличается, что сказывается как па топливной экономичности, так и на напряженности деталей, а также па дымности и токсичности отработавших газов. Приведенная балансовая методика позволяет рассчитывать не только вариацию параметра давления, но и скорости и температуры потока. Если колебание скорости может быть учтено путем параллельного замера статического и полного давления торможения потока, то замер колебаний температур представляет трудную методическую задачу. Расчет показывает, что цикловая вариация температур газа в системе выпуска составляет 600 К при отсутствии продувки и 800 К при продувке. Newer news items:
Older news items:
|