Труды 4-й РНКТ (2006). Том 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях

Бакулин В.Н., Ладоша Е.Н., Потопахин В.А., Яценко О.В.
Оценка энергетических и токсических характеристик поршневых двигателей на основе детальной модели внутрицилиндровых процессов

Институт прикладной механики РАН, Россия
Донской государственный технический университет, Россия
НИИ прикладной математики и механики МГТУ им. Н.Э. Баумана, Россия

Аннотация

Усовершенствованы модели—прототипы рабочего процесса в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Выполнено сопряжение динамики внутрицилиндровых процессов с внешними условиями — нагружения, теплообмена и топливоподачи, а также разработан дополнительный модуль, позволяющий воспроизводить кинетику образования и гибели окислов азота. Кинетическое описание горения в двигателе структурировано с использованием асимптотических методов и привязано к опытным данным методами статистики. Детализированная таким образом модель позволяет рассчитывать химический состав отработавших газов на различных режимах, включая переходные. По сравнению с прототипами повышены как химическое разрешение модели, так и точность количественных оценок содержания отдельных токсичных веществ в выхлопе. Результаты вычислительного эксперимента согласуются с данными непосредственных измерений и неплохо объясняют их.

Заключение

Рассмотрение внутрицилиндровых процессов с позиций кинетики открытых газовых сред с реакциями и многомасштабным переносом позволяет рассчитывать токсичность выхлопа ДВС, в т.ч. на переходных режимах и при использовании различных топлив. Усовершенствованная авторами модель воспроизводит ряд важных фактов и обстоятельств, среди которых: 1) немонотонная зависимость содержания СО в ОГ при типичном изменении нагрузки ДВС и 2) образование окислов азота, альдегидов, углеводородов в процессе горения моторных топлив. Несмотря на то, что модель уже позволяет решать весьма актуальные и сложные задачи защиты воздушного бассейна от негативных воздействий транспорта [1,2,8,9], авторами ведутся работы по включению в модель механизмов образования сажи и бенз(&alfa;)пирена.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 05-08-33433) и Мин. образования и науки РФ

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Беднов С.М., Быков В.И., Диев М.Д. Математическое моделирование процессов закоксовывания проточных каналов систем охлаждения двигателей в результате термического разложения углеводородного топлива .