Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук. Уфа, 2010. - 19 с.
Специальность: 05.04.02 – Тепловые двигатели. Работа выполнена на кафедре: Двигатели внутреннего сгорания ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет.
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Еникеев Рустэм Далилович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Неговора Андрей Владимирович, каф. тракторы и автомобили, Башкирский государственный аграрный университет
доктор технических наук, профессор Гимранов Эрнст Гайсович, каф. прикладной гидромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет
Ведущая организация: ГСКБ «Трансдизель (г. Челябинск) Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методики параметрической идентификации модели газообмена в ГВТ 2-тактных ПДВС, включающей этапы идентификации и верификации идентифицированной модели.
В соответствии с целью формулировались задачи исследования:
Разработать и обосновать методику параметрической идентификации одномерной модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС, использующую данные об интегральных показателях и индикаторные диаграммы базовых образцов исследуемых двигателей.
Исследовать и доказать возможность параметрической идентификации модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС по предложенной методике, используя для этого экспериментально определенные величины интегральных показателей и индикаторные диаграммы базовых образцов исследуемых двигателей.
Верифицировать модель, полученную идентификацией параметров по методике, определив величины отклонений расчетных значений интегральных показателей от измеренных для ПДВС с выпускными системами, существенно отличающимися от базовых. Методы исследования. При выполнении работы использованы следующие методы исследования:
методы математического моделирования процессов в сложных технических системах, включая методы численного решения систем обыкновенных дифференциальных и алгебраических уравнений;
экспериментальные исследования на полноразмерных ПДВС;
методы решения задач многопараметрической оптимизации. Исследование носило расчетно-экспериментальный характер. Методика параметрической идентификации одномерной модели процессов газообмена в ГВТ 2-тактных ПДВС проверялась на достоверность сравнением прогнозируемых расчетных показателей с экспериментальными данными. Экспериментальные данные получены измерениями на полноразмерных ПДВС. Научная новизна
Впервые разработана методика параметрической идентификации рациональной одномерной модели процессов в ГВТ ПДВС, в которой в качестве варьируемых параметров выступают параметры замыкающих соотношений вида уравнений в обобщенных переменных.
Теоретически обоснована правомерность использования интегральной характеристики продувки-наполнения рабочей камеры для параметрической идентификации модели газообмена в ГВТ 2-тактного ПДВС.
На классе 2-тактных ПДВС с волновыми эффектами в ГВТ доказано, что методика позволяет в несколько раз повысить точность расчетных интегральных показателей двигателей как для базового варианта ГВТ, так и для варианта с существенно отличными конструктивными размерами. Практическая ценность
Разработанная методика, а также результаты расчетных исследований внедрены в промышленности – ОАО УМПО (г. Уфа) и в учебный процесс УГАТУ (г. Уфа).
Результаты исследований имеют практическую ценность, а именно позволяют:
Повысить точность прогнозирования показателей двигателя при сквозном моделировании по одномерной модели процессов в ГВТ.
Использовать предложенную методику в рамках расчетных работ, направленных на параметрический синтез ГВТ.
Улучшать характеристики 2-тактных ПДВС при проектировании и доводке для удовлетворения требованиям к их форсированности и экономичности. На защиту выносится:
Методика параметрической идентификации модели процессов в ГВТ ПДВС, в которой в качестве варьируемых выступают параметры зависимостей в обобщенных переменных, привлекаемых для замыкания уравнений рациональной одномерной модели процессов в ГВТ.Использование параметров продувочной характеристики, замыкающей двухзонную модель течения в рабочей камере в период продувки, в качестве варьируемых параметров для параметрической идентификации модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС. Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основывается на:
применении признанных научных положений, апробированных методов
и средств исследования, современного математического аппарата;
корректном использовании фундаментальных уравнений механики жидкости и газа, теории рабочих процессов ДВС и рациональных одномерных моделей газообмена;
сопоставлении результатов расчетов с данными экспериментов на реальных ПДВС в стендовых условиях. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на пятой всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2010), на всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2009, на межрегиональной научно-технической конференции на тему «Повышение эффективности колесных и гусеничных машин многоцелевого назначения (г. Челябинск, 2010), на XXXVI международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2010), на Юбилейной научно-технической конференции «Двигатель - 2010» (г. Москва, 2010), на
межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы
развития поршневых ДВС» (г. Санкт-Петербург, 2010). Личный вклад соискателя в разработку проблемы: все основные идеи работы сформулированы лично автором. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 2005 по 2010 годы. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах, в том числе в 3 публикациях в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх в, основных выводов, приложения и списка литературы. Содержит 146 страниц машинописного текста, включающего 123 рисунка, 8 таблиц и библиографический список из 83 наименований.
Специальность: 05.04.02 – Тепловые двигатели. Работа выполнена на кафедре: Двигатели внутреннего сгорания ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет.
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Еникеев Рустэм Далилович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Неговора Андрей Владимирович, каф. тракторы и автомобили, Башкирский государственный аграрный университет
доктор технических наук, профессор Гимранов Эрнст Гайсович, каф. прикладной гидромеханики, Уфимский государственный авиационный технический университет
Ведущая организация: ГСКБ «Трансдизель (г. Челябинск) Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка методики параметрической идентификации модели газообмена в ГВТ 2-тактных ПДВС, включающей этапы идентификации и верификации идентифицированной модели.
В соответствии с целью формулировались задачи исследования:
Разработать и обосновать методику параметрической идентификации одномерной модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС, использующую данные об интегральных показателях и индикаторные диаграммы базовых образцов исследуемых двигателей.
Исследовать и доказать возможность параметрической идентификации модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС по предложенной методике, используя для этого экспериментально определенные величины интегральных показателей и индикаторные диаграммы базовых образцов исследуемых двигателей.
Верифицировать модель, полученную идентификацией параметров по методике, определив величины отклонений расчетных значений интегральных показателей от измеренных для ПДВС с выпускными системами, существенно отличающимися от базовых. Методы исследования. При выполнении работы использованы следующие методы исследования:
методы математического моделирования процессов в сложных технических системах, включая методы численного решения систем обыкновенных дифференциальных и алгебраических уравнений;
экспериментальные исследования на полноразмерных ПДВС;
методы решения задач многопараметрической оптимизации. Исследование носило расчетно-экспериментальный характер. Методика параметрической идентификации одномерной модели процессов газообмена в ГВТ 2-тактных ПДВС проверялась на достоверность сравнением прогнозируемых расчетных показателей с экспериментальными данными. Экспериментальные данные получены измерениями на полноразмерных ПДВС. Научная новизна
Впервые разработана методика параметрической идентификации рациональной одномерной модели процессов в ГВТ ПДВС, в которой в качестве варьируемых параметров выступают параметры замыкающих соотношений вида уравнений в обобщенных переменных.
Теоретически обоснована правомерность использования интегральной характеристики продувки-наполнения рабочей камеры для параметрической идентификации модели газообмена в ГВТ 2-тактного ПДВС.
На классе 2-тактных ПДВС с волновыми эффектами в ГВТ доказано, что методика позволяет в несколько раз повысить точность расчетных интегральных показателей двигателей как для базового варианта ГВТ, так и для варианта с существенно отличными конструктивными размерами. Практическая ценность
Разработанная методика, а также результаты расчетных исследований внедрены в промышленности – ОАО УМПО (г. Уфа) и в учебный процесс УГАТУ (г. Уфа).
Результаты исследований имеют практическую ценность, а именно позволяют:
Повысить точность прогнозирования показателей двигателя при сквозном моделировании по одномерной модели процессов в ГВТ.
Использовать предложенную методику в рамках расчетных работ, направленных на параметрический синтез ГВТ.
Улучшать характеристики 2-тактных ПДВС при проектировании и доводке для удовлетворения требованиям к их форсированности и экономичности. На защиту выносится:
Методика параметрической идентификации модели процессов в ГВТ ПДВС, в которой в качестве варьируемых выступают параметры зависимостей в обобщенных переменных, привлекаемых для замыкания уравнений рациональной одномерной модели процессов в ГВТ.Использование параметров продувочной характеристики, замыкающей двухзонную модель течения в рабочей камере в период продувки, в качестве варьируемых параметров для параметрической идентификации модели процессов в ГВТ 2-тактных ПДВС. Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основывается на:
применении признанных научных положений, апробированных методов
и средств исследования, современного математического аппарата;
корректном использовании фундаментальных уравнений механики жидкости и газа, теории рабочих процессов ДВС и рациональных одномерных моделей газообмена;
сопоставлении результатов расчетов с данными экспериментов на реальных ПДВС в стендовых условиях. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на пятой всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2010), на всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2009, на межрегиональной научно-технической конференции на тему «Повышение эффективности колесных и гусеничных машин многоцелевого назначения (г. Челябинск, 2010), на XXXVI международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2010), на Юбилейной научно-технической конференции «Двигатель - 2010» (г. Москва, 2010), на
межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы
развития поршневых ДВС» (г. Санкт-Петербург, 2010). Личный вклад соискателя в разработку проблемы: все основные идеи работы сформулированы лично автором. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 2005 по 2010 годы. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах, в том числе в 3 публикациях в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх в, основных выводов, приложения и списка литературы. Содержит 146 страниц машинописного текста, включающего 123 рисунка, 8 таблиц и библиографический список из 83 наименований.