Математическое моделирование пуска дизеля с учётом подогрева воздуха во впускной системе

Обложка


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.

Об 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, Тула

Роман 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, Тула

Список литературы

  1. 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.
  2. Козлов А.А. К вопросу о повышении эффективности пуска дизеля // Вестник СибАДИ. 2018. Т. 15, № 5. С. 650-659.
  3. 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.
  4. Харитонов В.В. Повышение эффективности пуска автотракторного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха: автореф. дисс…канд. техн. наук. Москва, 2005.
  5. 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.
  6. Акимов С.В., Чижков Ю.П. Электрооборудование автомобилей: учебник для ВУЗов. М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2007.
  7. Елагин М.Ю. Термодинамика открытых систем. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.
  8. Елагин М.Ю., Хмелев Р.Н. Основы математического моделирования рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания: учеб. пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2023.
  9. 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
  10. 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
  11. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Расчётная схема ДВС.

Скачать (58KB)
3. Рис. 2. Изменение мгновенной и средней частоты вращения коленчатого вала в режиме прокрутки двигателя стартером и последующего пуска.

Скачать (150KB)
4. Рис. 3. Изменение температуры в цилиндре и во впускной системе в режиме прокрутки двигателя стартером и последующего пуска.

Скачать (264KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».