Влияние формы впускных каналов на эффективные и экологические показатели среднеоборотного дизеля

1 / 15

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
DOI: 10.18698/0236-3941-2015-6-59-73
УДК 621.434:536
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ВПУСКНЫХ КАНАЛОВ НА ЭФФЕКТИВНЫЕ
И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СРЕДНЕОБОРОТНОГО ДИЗЕЛЯ
Р.З. Кавтарадзе, А.А. Зеленцов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Проведено численное исследование организации вихревого движения во впуск-
ной системе среднеоборотного дизеля, а также процессов смесеобразования
и сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания. Математическая мо-
дель основана на осредненных по Рейнольдсу уравнениях переноса количества
движения, энергии, массы и концентрации реагирующих веществ, которые
дополняются (k − ζ − f)-моделью турбулентности и моделью сгорания (CFM-
моделью когерентного пламени) для определения скорости химической реакции
окисления топлива. Задача решена в два этапа: сначала разработана форма
впускных каналов, обеспечивающая интенсификацию вихревого движения по-
тока в горизонтальной плоскости цилиндра, после чего рассчитаны эффектив-
ные и экологические показатели двигателя с модифицированной конструкцией
впускных каналов в крышке.
Ключевые слова: среднеоборотные дизели, математическое моделирование, ви-
хревое число, эффективные показатели.
INFLUENCE OF INTAKE PORT SHAPE ON EFFECTIVE
AND ECOLOGICAL PARAMETERS OF MIDDLE-SPEED DIESEL ENGINE
R.Z. Kavtaradze, A.A. Zelentsov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
The paper presents the numerical analysis of swirl motion generation inside the
intake system of a middle-speed diesel engine. It also analyzes the processes of both
mixture formation and air-fuel mixture combustion in the combustion chamber. The
mathematical model is based on the three-dimensional non-stationary equations of
momentum, energy, motion, mass transfer, and consistency of reacting substances in
the Reynolds form with the addition of k− ζ− f turbulence model and the Coherent
Flame Model (CFM), which are used for estimating the combustion chemical reaction
rate. The authors solved the problem as follows: at first, an intake port shape with a
higher swirl number was developed, and then effective and ecological parameters of
the diesel engine with a modified shape of the intake ports in the cylinder head were
calculated.
Keywords: middle-speed diesel engine, mathematical modeling, swirl number,
effective parameters.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания остаются на сего-
дняшний день основой силовых установок для наземного транспор-
та. Обеспечение высоких эффективных и экологических показателей
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 6 59