Введение
Глава 1. Физическая картина движения рабочего тела и теплообмена в газовоздушных каналах головки цилиндра 10
1.1. Физические представления о процессах, протекающих во впускных и выпускных каналах головок цилиндров быстроходных ДВС 13
1.1.1. Газодинамика рабочего тела и теплообмен в ГВК 20
1.2. Анализ существующих методов моделирования газодинамических процессов в системах впуска-выпуска ДВС 23
1.2.1. Нульмерный подход 25
1.2.2. Одномерный подход 26
1.2.3. Двумерные и трехмерные подходы 30
1.3. Анализ методов моделирования процессов теплопередачи в ДВС и ГВК головок цилиндров 34
1.3.1. Исследования конвективного теплообмена в рабочих полостях ДВС 36
1.4. Выводы 42
1.5. Постановка задачи исследования 43
Глава 2. Расчет параметров истечения газа в трубопроводах системы впуска и выпуска методом характеристик 45
2.1. Определение параметров рабочего тела в цилиндре 56
2.1.1. При закрытых клапанах (закрытая система) 56
2.1.2. При процессе газообмена (открытая система) 58
2.2. Граничные условия 63
2.3. Начальные условия 64
2.4. Описание программы - Главный блок 66
2.5. Некоторые результаты программирования замкнутого рабочего цикла ..69
2.6. Выводы 76
Глава 3. Физические основы и методика определения мгновенных локальных коэффициентов теплоотдачи на поверхностях ГВК 77
3.1. Основные допущения модели движения и термодинамики рабочего тела в ГВК Уравнения движения рабочего тела в ГВК 77
3.2. Общие принципы построения конечно-элементной схемы решения 85
3.2.1. Подход к построению уравнений МКЭ и аппроксимация граничных условий 86
3.3. Конечно-элементная формулировка задачи гидродинамики 88
3.3.1. Конечно-элементная запись системы уравнений Эйлера в переменных «скорость — давление» 88
3.3.2. Построение конечно-элементной модели ГВК двигателя ... 90
3.4. Методика расчета локального теплообмена на поверхностях ГВК 93
3.4.1. Теплообмен при открытом клапане 93
3.4.2. Теплообмен при закрытом клапане 101
3.5. Выводы 105
Глава 4. Экспериментальное исследование температурного состояния головки цилиндров автомобильного двигателя 107
4.2. Цель экспериментального исследования 107
4.3. Описание экспериментальной установки 119
4.4. Методика проведения экспериментального исследования -Погрешностей измерения и расчета 120
4.5. Результаты эксперимента 126
4.6. Выводы 134
Глава 5. Расчетное исследование теплового состояния головки цилиндров двигателя ВАЗ-2108 136
5.1. Выбор модели и метода расчета температурного состояния головки цилиндров .138
5.2. Результаты моделирования замкнутого рабочего процесса и определения термодинамических параметров газа в ГВК, скоростные граничные условия 141
5.3. Результаты расчетов скоростных полей во впускном и выпускном каналах 149
5.4. Результаты расчетов моделирования граничных условий теплообмена на поверхностях элементов головки цилиндров двигателя ВАЗ-2108 159
5.4.1. Моделирование граничных условий теплообмена со стороны газовоздушных каналов 159
5.4.2. Моделирование локальных граничных условий конвективного теплообмена со стороны камеры сгорания 164
5.4.3. Моделирование граничных условий теплообмена в полостях охлаждения 166
5.5. Результаты расчетного исследования теплового состояния головки цилиндров двигателя ВАЗ-2108 169
5.6. Сравнение с другими методами 171
5.7. Выводы 173
Заключение 175
Список литературы 177
