РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕТОНАЦИИ В СОВРЕМЕННОМ ДВС

Аннотация

Рассматриваются недостаточно изученные аспекты управления двигателем внут- реннего сгорания, такие как использование детонации. При детонации вместо постоянно- го фронтального пламени в зоне сгорания образуется детонационная волна, несущаяся со сверхзвуковой скоростью. В волне сжатия детонируют топливо и окислитель. Этот про- цесс, с точки зрения термодинамики, повышает коэффициент полезного действия двига- теля. В двигателях внутреннего сгорания существуют два различных режима распро- странения горения топливо воздушной смеси: дефлаграция и детонация. Двигатели рабо- тающий в режиме детонационного сгорания в настоящее время не используются и их воз- можности наиболее интересны. Современные двигатели внутреннего сгорания плохо пере- носят режим детонации, но возможность непродолжительного сгорания части топливо- воздушной смеси с детонацией заложена в их конструкции. Ситуация возникновения дето- нации в настоящее время постоянно изучается, к ней относятся, как к вредной состав- ляющей процесса горения, для борьбы с которой необходимо совершенствовать двигатель, его управление и использование современного топлива. Предлагается использовать этот, считающийся случайным, процесс для повышения крутящего момента и мощности двига- тель внутреннего сгорания. Рассматривается возможность использования детонационно- го сгорания топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, как полезной части рабочего процесса и делается предположение о возможности управления горением топливо-воздушной смеси в смешенном режиме, позволяющем улучшить индикаторные показатели. Высказаны предположения для создания модели и произведено моделирование давления в цилиндре на этапе горения топливовоздушной смеси с частичной детонацией. Произведено определение способа расчета тепловыделения, который является одним из важнейших этапов создания математической модели, поскольку от этого зависит точ- ность и адекватность рассчитываемых параметров, как для режимов дефлаграционого горения топливовоздушной смеси, так и с использованием использования детонационного сгорания. Предложенная процедура расчета параметров рабочего цикла ДВС позволяет проводить вычисления в реальном времени и учесть влияние состава бинарного топлива на показатели мощности, экономичности, механической и динамической нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма, а также термической нагрузки на двигатель.