Математическое моделирование процесса функционирования одноцилиндрового дизеля с воздушным охлаждением с учетом расхода картерных газов

В настоящее время наиболее эффективным методом исследования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Использование вычислительного эксперимента позволяет существенно сократить материальные и временные затраты при исследовании, проектировании и доводке ДВС. В тоже время, несмотря на высокий уровень применяемых математических моделей, практически отсутствуют исследования, направленные на установление закономерностей влияния состояния цилиндропоршневой группы (ЦПГ) на расход картерных газов и другие показатели работы двигателя на установившихся и переходных режимах. Настоящая статья посвящена решению актуальной задачи, связанной с разработкой теоретической базы, обеспечивающей комплексное имитационное моделирование установившихся и переходных режимов работы дизеля с учетом расхода картерных газов. В статье представлена математическая модель дизеля, базирующаяся на тепломеханике, которая отражает основные особенности двигателя как системы, преобразующей энергию во времени. Система уравнений математической модели основывается на законах сохранения энергии, массы, уравнениях движения твердых звеньев и включает дифференциальные уравнения скоростей изменения температуры и плотности рабочего тела в цилиндре и в картере ДВС, идеально-газовое уравнение состояния, а также дифференциальные уравнения изменения угловой скорости и угла поворота вала двигателя. Математическая модель апробирована на примере малоразмерного одноцилиндрового дизеля 1Ч9,5/8,0 с воздушным охлаждением. Данный тип двигателей широко применяется для средств малой механизации в сельском хозяйстве, генераторных установок и т.д. В статье представлены результаты расчетов ряда режимов работы двигателя в сравнении с результатами натурных испытаний, проведенных на стенде.

дизель, расход картерных газов, математическое моделирование