Numeryczna i eksperymentalna analiza wpływu długości układu dolotowego na moment obrotowy silnika

• Autorzy: Nowakowski J.

Warianty tytułu

EN

Numerical and experimental analysis influence length of inlet system on engine torque

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Doboru układu dolotowego można dokonać poprzez badania doświadczalne lub obliczenia numeryczne. W artykule przedstawiono fizyczny i matematyczny model zasilania powietrzem czterosuwowego silnika o zapłonie iskrowym. W oparciu o modele opracowano program numeryczny umożliwiający dobór parametrów geometrycznych układu dolotowego. Obliczenia numeryczne zweryfikowano w badaniach doświadczalnych. Badania modelowe i doświadczalne przeprowadzono dla silnika zasilanego paliwem w systemie MPI z układem dolotowym z pojedynczymi przewodami dolotowymi. Przepływ powietrza przez układ dolotowy potraktowano jak jednowymiarowy przepływ falowy. Model fizyczny został zbudowany w oparciu o zasadę zachowania masy, zasadę zachowania momentu i zasadę zachowania energii.

EN

Inlet system choice can be done by experiments or numerical analysis. There is physical and mathematical models of filling with air a four-stroke engine, spark ignition, in this article. Based on these models was elaborationed software enabling the choice of geometrical parameters. The main statement is that for initial numerical choice of an inlet system, theoretical analysis can be limited to dynamic phenomena in this inlet system and process of load charge, compression and decompression. Model verification was done by engine experiments. Modelling and experiments were carried out for four-stroke two cylinder engine with carburetor which has been adopted MPI system. For adoption inlet system with separate pipes was made. The results obtained show the real advantages of the dynamic charge in the range of the performances. Experiments and modeling were limited to the length of pipes. The physical model of the process was based on the following points: 1). The air in both inlet system and cylinder is treated as the perfect gas. 2). The air motion is one dimensional wave flow. Mathematical model was formulated using: mass conservation law, momentum conservation law, energy conservation lav. 3). The first law of thermodynamics was used to describe phenomena in the engine cylinder. As the result the mathematical model consists of differential equations which describe phenomena in both inlet system and cylinder as well as several additional relations. The following conclusions were made: 1. Length of inlet system influences maximum torque and rotary speed. 2. The longer inlet system the higher torque and smaller rotary speed.3. The main statement was proved. Using the model and worked out software the initial choice of the inlet system can be made both to a new designed engine as well as to the modified engine.

Słowa kluczowe

PL

charakterystyka silnika; silniki spalinowe; układy dolotowe silników

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 7, nr 2
• Strony: 93--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.,Tab., wykr.,

Twórcy

autor

Nowakowski J.

• Akademia Techniczno-Humanistyczna, 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2, Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów,

Bibliografia

• [1] Benajes J., Reyes E., Galindo J., Peidro J.: Predesign Model for Make Mamfolds in Internat Combustion Engines. SAE Pap. 970055.
• [2] Bulaty T., Widenhorn M., Corberan J.M.: Berechnung der instationaren Strömung in verzweigten Auspuffsystemen. MTZ 4/1993.
• [3] Chapra S.C., Canale R.P.: Numerical methods for enginers. Mc Graw Hill, London1988.
• [4] Codan E.: Ein programm zur Simulation des thermodynamischen Arbeitsprocesses des Diesel motors. MTZ 5/1996.
• [5] Engels H.R., Main J.J.: Neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Antriebsregelung für Personenwagen. MTZ 12/1985.
• [6] Lenz H.P., Duelli A.: Neue stufenlos längenvariable Sauganlage für optimalen Drehmomentverlauf eines Einspritzmotors. ATZ 6/1987.
• [7] Lenz H.P.: Gemischbildung bei Ottomotoren. Springer-Verlag, Wien - New York 1990.
• [8] Matsumoto I., Ohata A.: Variable Induction Systems to Improve Volumetrie Efficiency at Low and/or Medium Engine Speeds. SAE Pap. 860100.
• [9] Nowakowski J., Sobieszczanski M.: Met System Choice of Spark Ignition Engine Based on Numerical Analysis of Filling a Cylinder. SAE Papers Ser, 1999,91-100.
• [10] Pischinger R., Kraßnig G., Taucar., Sams Th.: Thermodynamik der Verbrenmmgs-Kraftmaschine. Springer-Verlag, Wien - New York 1989.
• [11] Seifert H.: Erfahrungen mit einen mathematischen Modell zur Simulation von Arbeitsverfaheren in Verbrennungsmotoren. MTZ 7,8/1978 (T.I), MTZ 12/1978 (T.II).
• [12] Sobieszczanski M.: Równania ruch cieczy dla obliczen przepływu paliwa przez przewód wtryskowy silnika o zaplonie samoczynnym. Zeszyty Naukowe Politechniki Poznanskiej, Poznan, Zeszyt 18/1981.
• Prace niepublikowane
• [13] Nowakowski J.: Analiza modelowa i doswiadczalna zjawisk dynamicznych w ukladzie dolotowym silnika ZI z wtryskiem paliwa. Praca doktorska, Politechnika Lódzka Filia w Bielsku - Bialej, Bielsko-Biala 1998.
• [14] Sprawozdanie z wykonania projektu badawezego Komitetu Badan Naukowych nr 9-S604-017-06 Zasady ksztaltowania cyfrowego algorytmu sterowania elektronicznym zaplonem i wtryskiem paliwa w silnikach o zaplonie iskrowym. Politechnika Lódzka Filia w Bielsku - Bialej 1996.