Главная » 2014 » Август » 31 » Скачать Регрессионное моделирование как средство интенсификации доводки рабочего процесса малооборотного дизеля. Рогалев, Владимир бесплатно
21:36
Скачать Регрессионное моделирование как средство интенсификации доводки рабочего процесса малооборотного дизеля. Рогалев, Владимир бесплатно
Регрессионное моделирование как средство интенсификации доводки рабочего процесса малооборотного дизеля
Диссертация
Автор: Рогалев, Владимир Владимирович
Название: Регрессионное моделирование как средство интенсификации доводки рабочего процесса малооборотного дизеля
Справка: Рогалев, Владимир Владимирович. Регрессионное моделирование как средство интенсификации доводки рабочего процесса малооборотного дизеля : диссертация кандидата технических наук : 05.04.02 Брянск, 1984 186 c. : 61 85-5/275
Объем: 186 стр.
Информация: Брянск, 1984
Содержание:
Введение
1 Методы моделирования рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания Современное состояние вопроса, и постановка задачи
11 Использование методов моделирования при исследованиях рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания ^
12 Применение регрессиоонного моделирования при исследованиях двигателей внутреннего сгорания ^
13 Использование регрессионных моделей в ходе доводки рабочего процесса дизелей ^
14 Постановка задачи исследования
2 Методика использования регрессионных моделей при совершенствовании рабочего процесса дизелей
21 Разработка алгоритма и программы построения регрессионных моделей рабочего процесса
22 Методика построения регрессионных моделей
23 Выводы по главе ^
3 Разработка регрессионных моделей рабочего процесса малооборотных дизелей ^
31 Экспериментальные исследования рабочего процесса малооборотных дизелей
32 Корреляционный анализ параметров рабочего процесса малооборотных дизелей
33 Построение регрессионных моделей рабочего процесса
34 Исследование рабочего процесса малооборотных дизелей в широком диапазоне эксплуатационных режимов нагружения с помощью регрессионных моделей
35 Обобщенные универсальные характеристики малооборотных дизелей ^
36 Номографирование регрессионных моделей № УЛ» Выводы по главе
4 Регрессионные модели процесса тепловыделения малооборотных дизелей
41 Обобщенная кривая тепловыделения для режима длительной эксплуатационной мощности малооборотных дизелей
42 Регрессионная модель процесса тепловыделения в цилиндрах малооборотного дизеля 6ДКРН 67/140
43 Выводы по главе
5 Применение регрессионного моделирования при совершенствовании рабочего процесса малобборотных дизелей
51 Регрессионная модель, используемая при доводке рабочего процесса дизеля 6ДКРН 67/140
52 Разработка мероприятий, направленных на совершенствование рабочего процесса дизеля
6ДКРН 67/140
53 Экспериментальная проверка рекомендаций по совершенствованию рабочего процесса дизеля
6ДКРН 67/140
54 Статистический анализ влияния конструктивных факторов на рабочий процесс дизеля 9ДКРН 80/160-41^
55 Выгоды по главе IS
Введение:
Решениями ХХУ1 съезда КПСС предусматривается дальнейшая интенсификация экономики, улучшение потребительских и техникоэкономических свойств, совершенствование конструкций продукции машиностроения, поставлены задачи проведения всемерной экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов всеми отраслями народного хозяйства. В соответствии с программой ГКНТ СССР по решению проблемы 0.13,07 в нашей стране ведется большая работа по созданию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), отличающихся улучшенной топливной экономичностью.Решение поставленных задач в области двигателестроения предполагает как создание новых перспективных двигателей внутреннего сгорания, так и совершенствование существующих, значительное улучшение их технико-экономических характеристик. Повышение топливной экономичности, увеличение удельной мощности и ресурса работы, снижение токсичности отработанных газов и другие улучшения важнейших показателей работы ДВС достигаются за счет совершенствования рабочего процесса двигателей. Интенсификация доводочных работ позволяет наиболее быстрым и экономичным путем обеспечивать требуемое улучшение технико-экономических характеристик двигателей. Это делает актуальной проблему разработки методов повышения эффективности доводочных работ, уменьшения сроков доводки и обеспечения высокой экономичности процесса исследований.При решении задач по совершенствованию рабочего процесса малооборотных судовых дизелей, отличающихся уникальными размерами и мощностью, целесообразно применять расчетные методы исследований. Математические методы исследования находят в настоящее время широкое применение в самых различных областях машиностроения. Эти методы заменяют дорогостоящие натурные экспериментальные работы расчетными, которые позволяют сократить затраты на исследования, экономить материалы, ускорять время разработок, оценивать аварийные ситуации, оперировать параметрами, непосредственный контроль которых при натурных испытаниях затруднен или даже невозможен, и многое другое. В конечном счете, использование математических методов позволяет конструктору принять оптимальное решение наиболее быстрым и экономичным путем. Это и предопределило необходимость применения таких методов для интенсификации проектирования и доводки двигателей внутреннего сгорания.Новые возможности для этого открыло широкое применение в последние десятилетия электронно-вычислительных машин, обладающих высоким быстродействием и большим объемом оперативного запоминающего устройства. Появились методики, позволяющие расчетным путем определять характер различных процессов, протекающих в двигателе, механические и температурные напряжения в его деталях, организацию газообмена, процесса сгорания, рассчитывать динамику двигателя и многое другое.Разработка методик, позволяющих моделировать организацию рабочего процесса в цилиндрах двигателей, всегда стояла при этом на одном из первых мест. Этому вопросу посвящено большинство опубликованных работ по расчетным исследованиям, доводке и проектированию двигателей внутреннего сгорания, так как именно рабочий процесс определяет такие важнейшие технико-экономические показатели любого двигателя, как удельный расход топлива, среднее индикаторное давление, мощность, максимальное давление цикла, жесткость работы, расход воздуха, токсичность отработанных газов и другие. I. МЕТОДЫ МОДЕЖРОВАНИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ I.I. Использование методов моделирования при исследованиях рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания Под моделированием обычно подразумевается процесс конструирования модели реальной системы и постановки экспериментов на этой модели с той или иной целью /I/. Таким образом, моделирование - это процесс, вклюяающий как конструирование, т.е. создание модели, так и аналитическое применение этой модели для решения конкретной проблемы. При этом модель реальной системы, в частности - дизеля, является представлением исследуемого объекта в некоторой форме, отличной от формы существования системы. Модель служит средством, помогающим достоверно ответить на вопрос о поведении дизеля при изменении каких-либо условий (например, таких, как режим работы, конструкция отдельных узлов и деталей, условия эксплуатации и т.п.) без проведения натурных экспериментов. Модель, следовательно, может принимать разнообразные формы, но наиболее важной и широко распространенной является математическая модель, выражающая посредством совокупности уравнений существенные черты изучаемой системы.В настоящее время существует ряд математических моделей, описывающих рабочий процесс в цилиндре дизеля /2, 3, 4, 5 и др./. Зти модели базируются на современных термодинамических представлениях о рабочем процессе ДВС и успешно применяются при решении самых различных задач по исследованиям двигателей внутреннего сгорания.Рабочий цикл дизеля может быть с высокой точностью описан с помощью системы дифференциальных уравнений. Например, метод ЦНИДИ /З/ в качестве математической модели использует систему четырех уравнений: закон сохранения энергии, скорость изменения количества чистого воздуха и чистых продуктов сгорания в цилиндре на основании двух уравнений массового баланса и уравнение состояния для содержимого цилиндра в произвольный момент времени. Такая система описывает рабочий процесс с учетом обратных течений (забросов) газа и при различном характере протекания продувки цилиндра. Система уравнений решается на ЭВМ в численном виде, поэтому подобные модели получили название методов "численного моделирования". Численное моделирование представляет собой воспроизведение текущих параметров, количества и состава рабочего тела в цилиндре путем непрерывного итерационного решения на ЭВМ при заданных начальных и граничных условиях систем дифференциальных уравнений, описывающих рабочий процесс. Большая сложность этих моделей объясняется трудностью установления взаимосвязей между многочисленными определяющими факторами и выходными параметрами дизеля, сложностью происходящих в двигателе процессов. Кроме того, хар?1ктеристики рабочего цикла во многом зависят от процессов наполнения и очистки цилиндра, конструкции системы наддува и осуществления теплоотвода от рабочего тела. Поэтому дальнейшее развитие методов численного моделирования связано с учетом все большего количества факторов, влияющих на работу две. В частности, модель / V обеспечивает моделирование рабочего процесса дизеля с наддувом с учетом процессов, происходящих в выпускном коллекторе. Модель состоит из системы шести квазистационарных уравнений. Необходимость учета все большего числа факторов и взаимосвязей приводит к значительному усложнению моделей. Модель /5/, включающая сложную систему дифференциальных уравнений, предусматривает для ускорения и облегчения процесса вычислений применение метода малых отклонений. Линеаризация методом малых отклонений позволяет свести исходную систему уравнений к неоднородной системе алгебраических полиномов первой степени.В модели /6/ расчет производится путем непрерывного итерационного решения на ЭВМ системы уравнений, описывающих рабочий процесс при заданных начальных и граничных условиях.Применена пространственная модель испарения и сгорания распыленного топлива. Модель /7/ позволяет проводить анализ неустановившихся процессов в системах впуска и выпуска ДВС с целью разработки рекомендаций по конструктивным мерам, обеспечивающим эффективное протекание рабочего процесса. Еще более сложная модель описывается в работе /8/. Она позволяет исследовать влияние ряда нестационарных факторов на характеристики дизеля с турбонаддувом. Эта модель включает систему из 30 нелинейных дифференциальных уравнений, решаемую численно методом Рунге-Кутта. В модели учитывается волновой характер процессов в ДВС. Существуют также и другие модели рабочего процесса, например /9, 10, II и др./, однако они в своих основах во многом схожи с рассмотренными.Методы численного моделирования позволяют с достаточной для решения практических задач точностью оценивать расчетным путем численную величину основных характеристик процесса и производить сравнение различных вариантов организации рабочего цикла. Модели рабочего процесса широко применяются при самых разнообразных исследованиях в области рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания /12, 13, 14, 15 и др./.Дальнейшее развитие методов моделирования привело к разработке кибернетико-термодинамических моделей /16, 17/, в которых объект исследования представляется в виде сложной системы с выделением управляющих (входных) и фазовых (выходных) параметров. Модель /16/ устанавливает связи между входными и выходными параметрами через функцию запаздывания, используя, наряду с теплофизическими, некоторые статистические характеристики. Системный подход в данном случае представляет собой синтез технической термодинамики и ключевых элементов кибернетической методологии.При выполнении работ по улучшению технико-экономических характеристик дизелей необходима максимальная интенсивность выполнения расчетов, так как решения о перспективных направлениях вносимых конструктивных изменений необходимо принимать непосредственно в ходе доводочных испытаний. Применение для этой цели рассмотренных выше методов численного моделирования рабочего процесса позволяет получить требуемый результат, однако не обеспечивает максимального уменьшения сроков расчетных исследований, %оме того, при использовании методов численного моделирования необходимо проводить расчеты в вычислительных центрах, оборудованных большими современными ЭВМ второго и третьего поколения, что также затрудняет процесс принятия решений непосредственно в ходе доводочных испытаний. Проектировочные расчеты двигателей основаны на использовании схематизированных циклов, поэтому центр тяжести работ по созданию новых образцов ДВС смещен именно на доводочные мероприятия, учитывающие индивидуальные особенности данного дизеля /18/. Учет индивидуальных особенностей двигателей при использовании методов численного моделирования рабочего процесса затруднен из-за необходимости выполнения большого числа сложных измерений конструктивных элементов конкретного двигателя. Работа дизеля носит стохастический характер, что также не учитывается рассматриваемым классом математических моделей и предполагает необходимость использования вероятностной концепции доводки / 1 9 / .Затраты на доводку поршневой машины - наибольшие из всех затрат на ее создание / 2 0 / . Задача интенсификации доводочных работ приводит к необходимости использовать такие методы расчетов, которые обладают высокой точностью, учитывают индивидуальные особенности дизелей и вероятностный характер их работы, позволяют оперативно без применения сложной вычислительной техники производить надежную оценку параметров рабочего процесса исследуемых ДВС, учитывают действие случайных факторов, не требуют больших затрат на производство исследований .
