CC BY
22АНАЛИЗ ВПУСКНОЙ СИСТЕМЫ С РЕСТРИКТОРОМ Губайдуллина Р.Р.1, Минашин В.С.2
1 Губайдуллина Римма Ринатовна — магистрант;
Минашин Владислав Сергеевич — студент, факультет авиационных двигателей, энергетики и транспорта, Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа
Аннотация: в статье выполнен обзор профильной литературы, а также запатентованных изобретений в области двигателей внутреннего сгорания с волновым наддувом. Ключевые слова: обзор, ДВС (двигатели внутреннего сгорания), компрессор, волновой наддув, рестриктор, Garrett.
УДК 621.43.052
Улучшение показателей двигателей давно является актуальной проблемой машиностроения и на сегодняшний день эта проблема остается не до конца разрешенной, в частности, улучшение и формирование внешней скоростной характеристики двигателя, а именно, коэффициента наполнения и литрового момента. При проектировании болидов для студенческих инженерных соревнований Формула «Студент» используются высокооборотные двигатели. А регламент ограничивает их мощностные возможности требованием установки рестриктора во впускной системе.
На рисунке 1 представлена впускная система двигателя Yamaha.
Рис. 1. Впускная система с рестриктором, разработанная в СКБ «Формула «Студент»» в программе
«SolidWorks»
Рис. 2. Впускная система с рестриктором, разработанная в СКБ «Формула «Студент»» в программе
«SolidWorks», в разрезе
+ (знак плюс) — волна сжатия; — (знак минус) — волна разрежения; перетекание воздуха между трубами; — перетекание воздуха между трубой и емкостью (рабочей камерой двигателя, атмосферой); — положения волн сжатия (+) и разрежения (—) (расстояние I от времени X)
Рис. 3. Схема распространения волн сжатия и разрежения во впускной системе
Рассматривая совмещенную схему анализа впускного тракта и движения волн и газов в нем можно увидеть вредные вторичные волны сжатия и разрежения, отмеченные жирным шрифтом, которые могут препятствовать всасыванию свежего заряда из атмосферы в ресивер. Эти волны могут возникнуть из-за отраженной волны сжатия.
Были проанализированы волновые эффекты во впускной системе с рестриктором. Основываясь на теорию газообмена предполагается, что конструктивное исполнение данной впускной системы имеет отрицательные эффекты, а конкретно отрицательный эффект будет оказывать то, что впускные трубы направлены непосредственно на узкое сечение (на рестриктор), откуда должно происходить всасывание свежего заряда. На такте всасывания свежий воздух из впускной трубки начинает поступать в цилиндр, в следствии чего во впускной трубке возникнет волна разрежения, которая достигнув ресивера, отразится волной сжатия и вернется обратно к моменту закрытия клапана. От почти закрытого и закрытого клапана волна отразится с тем же знаком (т.е. волной сжатия) и пойдет в обратном направлении в сторону ресивера.
Схема движения волн во впускной системе представлена на рисунке 3. Жирным выделены линии волн, создающие негативный эффект.
Известно, что волна сжатия формирует струю, а так как впускные трубы направлены на рестриктор, вылетающая из трубы струя будет формировать в расширяющейся по основному ходу движения воздуха в трубе третичную волну сжатия и препятствовать всасыванию свежего заряда в ресивер. В свою очередь эта волна, достигнув открытого конца впускной системы, отразится волной разрежения и пойдет в обратном направлении и достигнув ресивера, следствием этой волны разрежения будет отсасывание свежего заряда оттуда обратно к открытому концу впуска и «выплевывание» его в атмосферу, что также негативно отразится на работе впускной системы.
Список литературы
1. Рудой Б.П. Теория газообмена ДВС: учеб. пособие. Уфа: УАИ, 1978.110 с.
2. Рудой Б.П. Основы теории газообмена ДВС: учеб. пособие. Уфа: УАИ, 1977. 104 с.
