Математическое моделирование пуска дизеля с учётом подогрева воздуха во впускной системе
- Авторы: Елагин М.Ю.1, Хмелев Р.Н.1
-
Учреждения:
- Тульский государственный университет
- Выпуск: Том 17, № 3 (2023)
- Страницы: 209-216
- Раздел: Тепловые двигатели
- URL: https://ogarev-online.ru/2074-0530/article/view/249921
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-375320
- ID: 249921
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Одной из основных причин затруднённого пуска холодного дизеля в условиях отрицательных температур окружающей среды является низкая температура воздушного заряда. Для надёжного пуска дизеля необходимо, чтобы температура в конце такта сжатия превышала температуру самовоспламенения топлива. Поскольку температура в конце такта сжатия определяется в первую очередь температурой в конце такта впуска, то указанное условие можно выполнить за счёт предварительного подогрева воздуха, поступающего в цилиндр.
Цель — решение задачи, связанной с разработкой математической модели дизеля, учитывающей подогрев воздуха во впускной системе и обеспечивающей моделирование предпускового режима, пуска и работы дизеля в условиях низких отрицательных температур окружающей среды.
Метод. В статье предлагается усовершенствованная математическая модель дизеля, базирующаяся на тепломеханике (термодинамике открытых систем), которая отражает основные особенности двигателя внутреннего сгорания (ДВС) как системы, преобразующей энергию во времени. Система уравнений математической модели основывается на законах сохранения энергии, массы, уравнениях движения твёрдых звеньев и включает дифференциальные уравнения скоростей изменения температуры и плотности рабочего тела в цилиндре, во впускной системе и в картере ДВС, идеально-газовое уравнение состояния, а также дифференциальные уравнения изменения угловой скорости и угла поворота вала двигателя.
Результаты. Математическая модель апробирована на примере многоцелевого дизеля 1Ч9,5/8,0 с воздушным охлаждением. В статье представлены результаты расчётов предпускового режима, пуска и работы дизеля с учётом подогрева воздуха во впускной системе.
Заключение. Реализация в конструкции дизелей подогрева воздуха на впуске является наиболее эффективным способом обеспечения их пуска при низких отрицательных температурах окружающей среды. Полученные результаты позволяют выработать рекомендации по выбору мощности и режимов работы устройств подогрева для обеспечения пуска и работы дизелей в условиях низких отрицательных температур окружающей среды.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Михаил Юрьевич Елагин
Тульский государственный университет
Email: elaginmy@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0007-3865-1326
SPIN-код: 6970-8013
Scopus Author ID: 57193742538
https://tulsu.ru/employees/986
профессор, д-р техн. наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и процессы»
Россия, ТулаРоман Николаевич Хмелев
Тульский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: aiah@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-2156-1075
SPIN-код: 9759-6413
Scopus Author ID: 57193747213
ResearcherId: AAA-8065-2021
https://tulsu.ru/employees/992
доцент, д-р техн. наук, профессор кафедры «Транспортно-технологические машины и процессы», ведущий научный сотрудник
Россия, ТулаСписок литературы
- Бабичев А.А., Смолин А.А. Мероприятия по улучшению пуска поршневого двигателя при низких температурах // Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации. Материалы международного конгресса. Омск: СибАДИ, 2013. С. 26–29.
- Козлов А.А. К вопросу о повышении эффективности пуска дизеля // Вестник СибАДИ. 2018. Т. 15, № 5. С. 650-659.
- Павлов Д.В., Хмелев Р.Н. Особенности эксплуатации малоразмерных дизельных двигателей в условиях Арктики // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2016. Т. 3. № 3 (6). С. 241–247.
- Харитонов В.В. Повышение эффективности пуска автотракторного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха: автореф. дисс…канд. техн. наук. Москва, 2005.
- Павлов Д.В. Улучшение пусковых качеств малоразмерных дизелей с воздушным охлаждением в условиях отрицательных температур до минус 60 °С принудительной подачей и подогревом воздушного заряда: автореф. дисс…. канд. техн. наук. Тула, 2022.
- Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей: учебник для ВУЗов. М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2007.
- Елагин М.Ю. Термодинамика открытых систем. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.
- Елагин М.Ю., Хмелев Р.Н. Основы математического моделирования рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2023.
- Агуреев И.Е., Елагин М.Ю., Хмелев Р.Н., и др. Математическое моделирование предпускового режима работы малоразмерного дизеля в условиях низких отрицательных температур // Двигателестроение. 2022. 4(290). С. 82–89. doi: 10.18698/jec.2022.4.0-00
- Елагин М.Ю., Павлов Д.В., Хмелев Р.Н. Разработка и апробация математической модели предпускового режима работы дизеля при низких температурах окружающей среды // Известия МГТУ “МАМИ“. 2020. Т. 14. №2. C. 78–84. doi: 10.31992/2074-0530-2020-44-2-78-84
- Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ, Патент РФ № 2020661037 / 17.09.2020. Платонов К.Ю., Павлов Д.В., Хмелев Р.Н. Динамическая модель быстроходного дизеля с воздушным охлаждением. [дата обращения: 02.05.2023] Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2020661037&TypeFile=html
Дополнительные файлы
