Технические науки/4. Транспорт

Смолин А.А., Воробьёв Е.В.

Омский автобронетанковый инженерный институт

Физическое моделирование процесса подачи сжатого воздуха в цилиндры двигателя для диагностирования цилиндропоршневой группы.

Оценивая характер процесса подачи сжатого воздуха в цилиндр двигателя, следует отметить, что приходится иметь дело с потоком вещества, то есть с открытой термодинамической системой. Однако, сделав предположение о квазистационарности (это предположение относится ко второму порядку приближения), можно воспользоваться уравнениями термодинамики для равновесных состояний и получить основные характеристики процессов. [1, 2]

Рассмотрим поток воздуха при его движении от момента выхода из воздушного баллона до момента выхода из цилиндра двигателя в впускные трубопроводы.

Воздух находится в воздушном баллоне (рисунок 1 ) с давлением и температурой .

0

М_кр

Рисунок 1 - Принципиальная схема подачи пускового воздуха

Воздух из баллона поступает к воздухораспределителю. При этом температура воздуха в воздухораспределителе и давление воздуха в воздухораспределителе ,принимая во внимание допущения не изменяются, т.е. и . Воздухораспределитель производит наполнение цилиндров двигателя воздухом в зависимости от порядка их работы. Особенностью холодной пусковой прокрутки является то, что при подаче сжатого воздуха в цилиндры двигателя впускные и выпускные клапаны МГР закрыты. Таким образом, воздух, поступивший в цилиндр, расходуется на совершение работы по перемещению поршня m_н и проникает в картер двигателя в виде утечек через неплотности ЦПГ m_ув. [3, 4]

Рассмотрим изменение потока энергии, происходящее при холодной пусковой прокрутке. Структура изменения энергии сжатого воздуха в процессе холодной пусковой прокрутки представлена на рисунке 2.

Воздух, находящийся в воздушном баллоне обладает запасом энергии :

; (1)

где потенциальная энергия упругой деформации молекул воздуха;

внутренняя энергия молекул воздуха.

Рисунок 2 - Структура изменения энергии сжатого воздуха в процессе холодной пусковой прокрутки

При открытии вентиля воздушного баллона и нажатии кнопки воздухопуска происходит перемещение воздушного заряда из воздушного баллона к воздухораспределителю, а затем к цилиндрам двигателя.[4]

При этом основную часть энергии потока воздуха составляет потенциальная энергия молекул воздуха:

(2)

Внутренняя энергия молекул сжатого воздуха определяется:

(3)

где изохорная теплоемкость воздуха;

При попадании в цилиндр двигателя, энергия потока воздуха затрачивается на:

- работу по перемещению поршня ;

- потери энергии связанные с выходом воздуха через выпускные клапаны

- механические потери ;

- потери энергии, связанные с утечкой воздуха через неплотности ЦПГ .

Так как, давление и объем воздушного баллона постоянны, т.е. и то при прочих равных условиях, очевидно, что значения не будут изменяться с течением времени.

Таким образом, на значение непосредственное влияние будет оказывать изменение , являющееся в конечном итоге результатом износа ЦПГ ДВС.

Литература:

1. Ананьин, А.Д. Диагностика и техническое обслуживание машин. [Текст]: / А.Д. Ананьин, В.М. Михлин // М.: 2008, - 432с.

2. Бельских, В.И. Диагностика технического состояния и регулировка тракторов. [Текст]: – М.: Колос, 1980. – 495 с.

3. Дизельные двигатели – устройство, обслуживание, ремонт, поиск и устранение неисправностей. [Текст]: – М.: Петит, 2004. – 384 с.