4 ¦¦¦¬¦-¦-¦-_¦-¦-¦-TА¦-TБ¦¦¦¬

В 4 главе описываются основные положения по моделированию рабочего процесса
дизельного двигателя Д-240 в широком диапазоне нагрузочных режимов. Также
представлены результаты и сравнительная характеристика тепловыделения по ANSYS
FORTE с методикой расчета по Разлейцеву. Проведена качественная оценка формулы
А.И. Толстова для расчета ПЗВ как одного из факторов, влияющих на выбросы NOx с
данными по ANSYS FORTE. Показан сравнительный анализ моделирования в ANSYS
FORTE традиционной системы и на давлениях 100 и 200 МПа, в целях преимуществ
перехода к системе Commonrail.

3.

Период задержки воспламенения по ANSYS FORTE
Период задержки воспламенения (ПЗВ, Ignition Delay — ID) в моделировании дизельного
двигателя в ANSYS Forte — это один из ключевых параметров, который сильно влияет на
весь процесс сгорания, особенно на выбросы NOx.
ПЗВ — это время (или угол поворота коленчатого вала, °CA) между началом впрыска топлива
(SOI — Start of Injection) и началом сгорания (SOC — Start of Combustion).
В Forte это физический + химический процесс:
Физическая часть: распыление, испарение, смешивание топлива с воздухом.
Химическая часть: предпламенные реакции (низкотемпературное окисление).
В дизеле типичное значение ПЗВ — 5–20° CA (зависит от режима).
в ANSYS FORTE, ПЗВ можно расчитать как ПЗВ= SOC - SOI, (в с или град. п.к.в.)
SOI — значение, которое задается в панели Injection (опционально 10° СА ATDC(p.s. «at top
dead center»)) .
SOC — момент, когда HRR(«heat release rate») резко растёт ( CA10 — 10 % выгоревшей
массы).

4.

Период задержки воспламенения по А.И.Толстову
Точная оригинальная формула 1955 г. в современных источниках приводится редко, но на её базе
разработана и широко применяется модифицированная формула Толстова (используется в программах
типа Diesel-RK А.С. Кулешова и в отечественных расчётах),
;
pн, Tн – давление (МПа) и температура (К) заряда цилиндра в момент
начала впрыскивания топлива; Ei – условная энергия активации предпламенных реакций,
Ei=(21…25)·103 кДж/кмоль; R – универсальная газовая постоянная, R=8,312 кДж/(кмоль·К)

5.

Сравнение результатов по ANSYS FORTE и расчету по формуле А.И.Толстова
ANSYS FORTE
Формула А.И.Толстова
Режим
Значение τi
,c
Режим
Значение τi
,c
600 об/мин
0,005
600 об/мин
0,0079
1700 об/мин
0,0016
1700 об/мин
0,0063
1900 об/мин
0,001
1900 об/мин
0,006
Вывод: Формула Толстова использует только средние p и T, множество эмпирики, тогда как ANSYS FORTE
учитывает локальные T, Р, турбулентность и химическую модель и параметры сетки.

4 ¦¦¦¬¦-¦-¦-_¦-¦-¦-TА¦-TБ¦¦¦¬

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.