ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ
Seria; TRANSPORT z. 6 Nr k o l . 9Gu
________ -.388
J a n FILIPCZYK B . SENDYKA,
WYBRANE ASPEKTY MOŻLIWOŚCI SYMULACJI PRACY GAŹNIKA
S t r e s z c z e n i e , J e d n ą z m etod o ce n y now ej k o n s t r u k c j i g a ź n ik a może by ć s y m u la c ja p r a c y p r z y o k r e ś l e n i u o d d z ia ły w a n ia o t o c z e n i a ro z u m ia nego w u j ę c i u systemow ym . R o z p a tr u j ą c p r a c ę g a ź n ik a Ja k o c i ą g ł ą zm ia
n ę sta n ó w s y s te m u u z a le ż n io n e g o od d z i a ł a ń z e w n ę trz n y c h , u k ła d n a le ż y tr a k to w a ó J a k o o tw a r t y s y s te m d e t e r m i n i s t y c z n y . B a d a n ia s y m u la c y jn e nowych k o n s t r u k c j i g aźn ik o w y ch mogą m ięó z a s to s o w a n ie w f a z i e p r o j e k to w a n ia . Ze w z g lę d u na z ło ż o n o ś ć p ro c e s ó w z a c h o d z ą c y c h p o d c z a s tw o r z e n i a m ie s z a n k i p a łlw o w o - p o w ie tr z n e j o r a z w zajem ne p o w ią z a n ia e l e mentów s y s te m u d ro g a - p o ja z d - k ie r o w c a n a jo d p o w ie d n i e js z ą fo rm ą p ro g ram u sy m u la c y jn e g o J e s t budowa m odułow a.
P ro g ram sy m u la c y jn y p o w in ie n u w z g lę d n ia ć zarów no s t a n y u s t a l o n e , j a k i n i e u s t a l o n e p r a c y g a ź n ik a p r z y u w z g lę d n ie n iu r u c h u p o ja z d u w r ó ż n y c h w a ru n k ach drogow ych i a tm o s f e r y c z n y c h . W a r t y k u l e p r z e d s t a w iono podstaw ow e p ro b le m y budowy p ro g ra m u s y m u la c y jn e g o ,
1 . Wstęp
D ynam iczny ro z w ó j o r a z ro z p o w s z e c h n ie n ie t e c h n i k i k o m p u tero w ej u m o ż liw i
ł y p o w szech n e z a s to s o w a n ie e l e k t r o n i c z n e j t e c h n i k i o b li c z e n i o w e j w p r o c e s i e p r o j e k to w a n ia nowych r o z w ią z a ń k o n s t r u k c y jn y c h .
J e d n ą z m etod o c e n y now ej k o n s t r u k c j i g a ź n ik a może b y ć s y m u la c ja p r a c y p r z y o k r e ś l e n i u o d d z ia ły w a n ia o t o c z e n i a . S y m u la c ja p r a c y n aw et z n a c z n i e u - p ro s z c z o n e g o m o d e lu , tra k to w a n e g o Ja k o z b i ó r i n f o r m a c j i o s y s te m ie z e b r a n y ch w c e l u Je g o z b a d a n i a , u m o ż liw ia m o d y f ik a c ję s y s te m u w f a z i e p r o j e k t o w an ia [1 , 4 ] ,
B a d a n ie g a ź n ik a w u j ę c i u systemowym n a l e ż y ro z u m ie ć ja k o o p i s w s z y s t k ic h o b ie k tó w , a tr y b u tó w i d z i a ł a ń w d a n e j c h w i l i c z a s u . A n a liz u j ą c zm ian y s t a n u s y s te m u , ja k im j e s t g a ź n i k , n a le ż y w y o d rę b n ić zm iany z a c h o d z ą c e w je g o o t o c z e n i u i w p ły w a ją c e na s y s te m o r a z d z i a ł a n i a s y s te m u p o w o d u jące zm iany n ie w p ły w a ją c e b e z p o ś r e d n io n a s y s te m . D la te g o n a l e ż y d o k ła d n i e o k r e ś l i ć g r a n i c e m ięd zy system em a je g o o to c z e n ie m [5] , co J e s t d e te rm in o w a n e p r z e z c e l b a d a n ia s y m u la c y jn e g o .
Ze w zg lęd u n a t o , i ż p r a c a g a ź n ik a ja k o c i ą g ł a zm iana sta n ó w sy ste m u j e s t u z a l e ż n i o n a od d z i a ł a ń z e w n ę trz n y c h , g a ź n ik n a l e ż y tr a k to w a ó ja k o o tw a r t y s y s te m d e t e r m i n i s t y c z n y .
22 J . F i l i p c z y k , B. Sendyka
2 . N a .1 is to tn le .1 s z e p ro b le m y sym ulac.1l p r a c y g a ź n ik a w s t a n a c h n i e u s t a l o nych
P r o c e s tw o r z e n i a m ie s z a n k i p a liw o w o - p o w ie tr z n e j w s i l n i k u z gaźnikowym u kładem z a s i l a n i a j e s t z w ią z a n y z fu n k cjo n o w an iem u k ła d u g a ź n ik - k a n a ł do
lo to w y - c y l i n d e r . J e s t t o p r o c e s n ie z w y k le z ło ż o n y , w ram ach k tó r e g o można w y o d rę b n ić podstaw ow e o p is y z ja w is k fiz y k o c h e m ic z n y c h , J a k im i s ą : dozow anie p a liw a i p o w i e t r z a , r o z d r o b n i e n i e c z ą s t e k p a li w a , m ie s z a n ie p a liw a z p o w ie tr z e m , o d p a ro w a n ie i k o n d e n s a c ja p a r p a l i w a , p o d g r z a n ie m ie s z a n k i p a liw o w ó - - p o w i e t r z n e j , tr a n s p o r t o w a n i e c i e k ł e j b ło n y p a liw o w e j od g a ź n ik a do c y l i n drów s i l n i k a .
O g ó ln ie zn an a J e s t z ło ż o n o ś ć b a d a ń e k s p e r y m e n ta ln y c h i m atem aty czn eg o o - p i s u p ro c e s ó w tw o r z e n ia m ie s z a n k i d l a u s t a l o n y c h sta n ó w p r a c y s i l n i k a . Wa
r u n k i n i e u s t a l o n e w j e s z c z e w iększym s t o p n i u k o m p lik u ją o p i s m atem aty czn y z uw agi na z ło ż o n o ś ć z a l e ż n o ś c i w zajem nych o d d z ia ły w a ń t y c h p ro c e s ó w .
Do czy n n ik ó w c h a r a k t e r y z u j ą c y c h w a ru n k i tw o r z e n i a s i ę m ie s z a n k i w s i l n i k a c h z gaźnikow ym układem z a s i l a n i a , m a ją c y c h d e c y d u ją c y wpływ na ja k o ś ć p r a c y w w aru n k ach n i e u s t a l o n y c h , n a l e ż ą : w ie lo f a z o w o ś ć m ie s z a n k i p a liw o w o - - p o w i e t r z n e j , n ie je d n a k o w y c z a s p rz e b y w a n ia m ie s z a n k i w k a n a le dolotow ym , t u r b u l e n c j a 1 m ie js c o w e z a w iro w a n ie s t r u m i e n ia m i e s z a n k i , n ie ró w n o m ie rn o ś ć p rz e p ły w u p a liw a w k a n a ła c h g a ź n ik a , p o d g rz e w a n ie m i e s z a n k i , z a k r e s zm ian p a ra m e tró w m ie s z a n k i w k a n a le dolotow ym i n ie ró w n o m ie rn o ść r o z p y l e n i a p a l i wa ,w p o w ie tr z u .
Także w u s t a lo n y c h w aru n k ach p r a c y s t r u m ie ń m ie s z a n k i w k a n a le dolotow ym j e s t n i e s t a b i l n y . Uwarunkowane j e s t t o je g o p u l s a c j ą , spowodowaną c y k l i c z - n o ś c i ą p r a c y s i l n i k a i o k r e ś lo n ą k o l e j n o ś c i ą p r a c y c y li n d r ó w , g e o m e tr ią k a n a ł u d o lo to w e g o , m iejscow ym i o p o ram i p rz e p ły w u w g a ź n ik u i k a n a le dolotow ym , w yw ołującym i a s y m e tr ię s t r u m i e n i a .
We w s z y s t k ic h s t a n a c h p r a c y s i l n i k a zm ienny c h a r a k t e r ma t a k ż e wpływ p a li w a z r o z p y l a c z a . O tw ory r o z p y l a c z a głów nego i w sp o m ag ający ch system ów do
zo w an ia u r z ą d z e ń g a ź n ik a p o ło ż o n e s ą w s t r e f a c h o r ó ż n y c h p o d c i ś n i e n i a c h p u l s u ją c e g o s t r u m i e n i a p o w ie t r z a .
P r o c e s r o z d r a b n i a n i a s t r u g i p a liw a na k r o p l e j e s t n ie z w y k le złożonym p r o cesem fiz y c z n y m , z a le ż n y m od w ie lu c z y n n ik ó w , t a k i c h J a k : a e ro d y n a m ic z n e s i ł y o d d z i a ł u j ą c e na s t r u g ę p a liw a i k r o p l e , s i ł y o dśrodkow e p o w s ta ją c e p r z y p r z e j ś c i u s t r u m i e n ia m ie s z a n k i p a liw o w o - p o w ie tr z n e j p r z e z z a k r z y w ie n ia k a n a ł u d o lo to w e g o .
C zęść k r o p e l o s a d z a s i ę na ś c ia n k a c h komory m ieszan k o w ej g a ź n ik a i na w e w n ę trz n e j p o w ie r z c h n i k a n a łu d o lo to w e g o , tw o rz ą c b ło n ę p a liw o w ą .
W z a l e ż n o ś c i od p r ę d k o ś c i o b r o t o w e j , o b c i ą ż e n i a , in t e n s y w n o ś c i p o d g r z e w an ia i in n y c h c z y n n ik ó w , g ru b o ś ć i p r ę d k o ś ć p r z e m ie s z c z a n ia s i ę b ło n y p a liw o w e j może z m ie n ia ć s i ę naw et w z n a c z n y c h p r z e d z i a ł a c h .
B ło n a t a n i e t y l k o w c h ła n ia , a l e t a k ż e o d d a je k r o p l e do s t r u m i e n i a m ie
s z a n k i p a łi w o w o - p o w le t r z n e j .
Wybrane a s p e k t y m o ż liw o ś c i. 23
W w yniku ty c h z ja w is k w n i e u s t a l o n y c h w arunkach p r a c y z o s t a j e n a ru s z o n y b i l a n s p om iędzy i l o ś c i ą p a liw a podaw aną p r z e z g a ź n ik a i l o ś c i ą p a liw a d o s t a j ą c ą s i ę do c y lin d r ó w s i l n i k a :
G / G (1 )
Pg PO
P r z y jm u ją c , i ż b ło n a w każdym p u n k c ie k a n a łu d o lo to w eg o ma jed n ak o w ą g ru b o ś ć
G - G = d l p , (2 )
p g pc P p o . ’
g d z ie :
d - ś r e d n i c a k a n a łu d o lo to w e g o , 1 - d łu g o ś ć k a n a łu d o lo to w e g o , Pp ~ g ę s t o ś ć p a li w a ,
h - ś r e d n i a g ru b o ś ć b ło n y p a liw o w e j, 1
h = y | h j » (2 a )
o
g d z ie :
- g ru b o ś ć b ło n y p a liw o w e j w i- t y m m ie js c u k a n a łu d o lo to w e g o . D la k a n a łu d o lo to w e g o można z a p i s a ć z a le ż n o ś ć :
i t d l dh - g d d t - gk d t - Vb « dh d t , (3 )
g d z ie :
g d ~ o b ję t o ś c i o w a i l o ś ć p a liw a podaw ana do g a ź n ik a w J e d n o s tc e c z a s u ,
” ^ J ę t o ś c i o w a i l o ś ć p a liw a w y p aro w u jąca w j e d n o s t c e c z a s u z w arstw y p r z y ś c i e n n e j k a n a łu d o lo to w e g o ,
Vb - ś r e d n i a p rę d k o ś ć zm ian g r u b o ś c i b ło n y p a liw o w e j.
Po p r z e k s z t a ł c e n i u ró w n a n ie ( 3 ) p r z y b i e r z e p o s t a ć :
H ♦ ~ f h “ ( g d " gk } (4 )
ró w n a n ia o b r a z u ją c e g o a k u m u la c y jn e d z i a ł a n i e k a n a łu d o lo to w e g o .
T w o rz e n ie m ie s z a n k i p r z e b i e g a tym e f e k t y w n i e j , im w ię k s z e j e s t p a ro w a n ie i b a r d z i e j ró w n o m iern e r o z p y l e n i e p a liw a w s t r u m i e n iu p o w i e t r z a .
24 J. Fillpczyk, B. Sendyka P o b ie ż n a a n a l i z a z ja w is k z a c h o d z ą c y c h p o d c z a s p rz e p ły w u m ie s z a n k i p r z e z k a n a ł d o lo to w y w ykazuje,, żc s y m u l a c p r a c y g a ź n ik a Ja k o e le m e n tu s k ła 4 o ~ wegc s i l n i k a b e z u w z g lę d n ie n ie wpływu d z i a ł a n i a k a n a łu d o lo to w e g o J e s t z n a c z n ie zub o żo n a i n i e p e ł n a .
P rz y z m ia n ie p o ło ż e n i a p r z e p a s t n i c y p r o c e s tw o r z e n i a m ie s z a n k i c h a r a k t e r y z u j e s i ę s z e r e g ie m s p e c y f ic z n y c h w ł a ś c i w o ś c i . P o d c z a s o t w i e r a n i a p r z e p u s t - n i c y i l o ś ć p a liw a w y c ie k a ją c e g o z r o z p y l a c z a z w ię k s z a s i ę , J e d n a k ż e n i e ob
s e r w u je s i ę p r z y tym ró w n ie g w ałtow nego n a r a s t a n i a momentu o b ro to w eg o s i l n i k a .
Na p o c z ą tk u r o z b i e g u można n i e k i e d y zauw ażyć z m n i e js z a n ie s i ę momentu o b ro to w eg o w p o ró w n a n iu z momentem obrotow ym w y jś c io w e g o , u s t a lo n e g o s t a n u p r a c y , spowodowane czasowym zu b o żen iem m ie s z a n k i d o s t a j ą c e j s i ę do c y l i n
drów .
S k ła d m ie s z a n k i p a liw o w o - p o w ie tr z n e j w kom orze m ie sz a n k o w e j g a ź n ik a nj.e od p o w iad a j a k o ś c i m ie s z a n k i w c y l i n d r z e . Do c y l i n d r a d o c h o d z ą t y l k o n a j d r o b n i e j s z e k r o p l e p a l i w a . Ze w z g lę d u n a m ałą masę ł a t w i e j u n o sz o n e s ą w p o to k u p o w ie tr z a i z n a c z n i e s z y b c i e j o d p a ro w u ją . J e d n o c z e ś n ie o b s e rw u je s i ę gw ałtow ne z w ię k s z e n ie i l o ś c i b ło n y p a liw o w e j, k t ó r a o s i a d a n i e t y l k o na ś c ia n k a c h komory m ieszan k o w ej g a ź n i k a , a l e t a k ż e n a p r z e p u s t n i c y .
Z w ię k s z e n ie w s p ó łc z y n n ik a n a d m ia ru p o w i e t r z a w c y l i n d r a c h s i l n i k a n a p o c z ą t k u r o z p ę d z a n ia z w ią z a n e z p r z y r o s te m masy b ło n y p a liw o w e j może tr w a ć 1 , 5 - 4 s . Po tym o k r e s i e o b s e rw u je s i ę w z b o g a c a n ie m ie s z a n k i w c y l i n d r a c h spowodowane odparow aniem c z ę ś c i p a liw a z b ło n y p ł y n ą c e j po ś c i a n k a c h k a n a łu d o lo to w e g o .
Można p r z y p u s z c z a ć , i ż a n a liz o w a n a n ie ró w n o m ie rn o ś ć r o z p y l e n i a p a li w a w n i e u s t a l o n y c h s t a n a c h p r a c y s i l n i k a j e s t n a stę p stw e m z ja w is k g a z o d y n a m ic z - n y c h i f r a k c jo n o w a n ia p a li w a w p r o c e s i e tw o r z e n i a 1 m i e s z a n k i .
T w o rz e n ie m ie s z a n k i w u s t a l o n y c h s t a n a c h p r a c y s i l n i k a J e s t u z a le ż n io n e t a k ż e od p o d g r z a n ia m ie s z a n k i w k a n a l e dolotow ym .
W p rz y p a d k u zam ykania p r z e p u s t n i c y g w a łto w n ie z m n ie js z a s i ę p o d c i ś n i e n i e w d y f u z o r z e , a z w ię k s z a w k a n a le d o lotow ym . P rz y p r a c y u k ła d u p r z e j ś c i o w e go i b ie g u ja ło w e g o wypływ p a liw a p r z e z głów ny s y s te m d o z u ją c y m a le je l u b c a ł k o w ic i e z a n i k a .
W w yniku dopływ u do c y l i n d r a m n i e j s z e j i l o ś c i p a li w a z n a c z n i e z m n ie js z a s i ę moment o b ro to w y s i l n i k a p r z y je d n o c z e sn y m w o ln ie js z y m sp ad k u p r ę d k o ś c i o b r o t o w e j .
J e ż e l i moc in d y k o w a n a , k t ó r ą r o z w i j a s i l n i k , J e s t n i e d o s t a t e c z n a d l a z a p e w n ie n ia o d p o w ie d n ie j p r ę d k o ś c i o b ro to w e j w ału k o rb o w eg o , a r u c h j e s t wy
n ik ie m e n e r g i i k i n e t y c z n e j k o ła sam ochodowego 1 masy sam ochodu, wówczas można mówić o p r o c e s i e p rz e jś c io w y m nazywanym sta n e m wymuszonego b ie g u j a ło w e g o .
Na J a k o ś ć tw o r z e n i a m ie s z a n k i o r a z w ie lk o ś ć n a p e ł n i e n i a ma wpływ p r o c e s p o d g rz e w a n ia św ie ż e g o ła d u n k u m ie s z a n k i r o b o c z e j p r z e z e le m e n ty s i l n i k a .
Wybrane aspekty możliwości. 25 Z ró w n a n ia b i l a n s u c ie p l n e g o
( 5 )
w y n ik a , że p r z y r o s t te m p e r a t u r y ś w ie ż e j m ie s z a n k i j e s t rów ny:
T - t
(
6)
g d z ie :
ot - ś r e d n i w c z a s i e p rz e p ły w u m ie s z a n k i ( t n a p ) w s p ó łc z y n n ik p rz e w o d n o ś
c i c i e p l n e j od elem en tó w u k ła d u d o lo to w e g o do m i e s z a n k i , F - p o w ie r z c h n ia elem en tó w u k ła d u d o lo to w e g o ,
To - u ś r e d n io n a t e m p e r a t u r a elem en tó w u k ła d u d o lo to w e g o , c - p o jem n o ść c i e p l n a m ie s z a n k i,
T2 - t e m p e r a t u r a p r z e p ł y w a j ą c e j m i e s z a n k i .
D la s t a ł y c h , n i e z m ie n ia ją c y c h s i ę w arunków p r a c y p o d g rz e w a n ie m ie s z a n k i b ę d z ie tym I n t e n s y w n i e j s z e , im w yższa b ę d z ie te m p e r a t u r a p o w ie rz c h n i ele m e n tó w . T e m p e r a tu ra z n a c z n i e z m ie n ia s i ę z e zm ian ą s t a n u p r a c y s i l n i k a , r o ś n i e ze w zro stem p r ę d k o ś c i o b ro to w e j w ału korbow ego i z e z w ię k sz e n ie m o b c ią ż e n i a .
Każdemu u s ta lo n e m u s ta n o w i p r a c y s i l n i k a odpow iada o k r e ś lo n a te m p e r a t u r a Jeg o elem en tó w i te m p e r a t u r a p o z o s t a ł e j c z ę ś c i gazów .
P r z e j ś c i e z je d n e g o s t a n u p r a c y w d r u g i n a r u s z a równowagę m ięd zy c ie p łe m doprow adzanym do elem en tó w a c ie p łe m od n i c h o d b ie ra n y m .
Nowa rów nowaga c i e p l n a n i e może n a s t ą p i ć od r a z u po z m ia n ie s t a n u p r a c y , n ie z b ę d n y j e s t c z a s d la u s t a l e n i a s i ę rów now agi w y n ik a ją c y z b e z w ła d n o ś c i c i e p l n e j .
Z uw agi na z ło ż o n o ś ć z ja w is k a pow yższy p r o c e s można o p i e r a ć na a n a l i z i e t y l k o z dużym p r z y b l i ż e n i e m .
P a ra m e tr y p r o c e s u s s a n i a l u b w ydechu u z a le ż n i o n e s ą od c i ś n i e n i a w k a n a l e dolotow ym P ^ , c i ś n i e n i a w c y l i n d r z e P c i c i ś n i e n i a b ęd ą c e g o s k u tk ie m b e z w ła d n o ś c i s t r u m i e n i a P ^ .
W ie lk o ś c i t e d l a o d p o w ie d n ic h sta n ó w u s t a l o n y c h 1 n i e u s t a l o n y c h mogą p r z y b i e r a ć r ó ż n e w a r t o ś c i . J e ż e l i z a le ż n o ś ć w y s tę p u ją c a m ięd zy c i ś n i e n i a m i w s t a n i e u s ta lo n y m ( u ) 1 n ie u s ta lo n y m ( n ) można o p i s a ć n ie r ó w n o ś c ią :
t o e f e k t w lo tu w w a ru n k ach n i e u s t a l o n y c h b ę d z ie b a r d z i e j w id o c z n y .
26 J . F l l l p c z y k , B. Sendyka
Z uw agi na n i e w i e l k i e r ó ż n i c e m ięd zy P i P ( s ą b a rd z o m ałe) można
n °u
p r z y j ą ć , i ż P aj P . K ie ru n e k d z i a ł a n i a s i ł y w ypadkow ej z a le ż n y J e s t od
n °u
z a l e ż n o ś c i w y s tę p u ją c y c h m iędzy P rf i P , o r a z P. i Pb .
n “ u n u
J e ż e l i p r z y s ta ły m p o ło ż e n i u p r z e p u s t n i e y z m ie n ia s i ę p rę d k o ś ć o b ro to w a w ału lu b p r z y s t a ł e j p r ę d k o ś c i z m ie n ia s i ę o d p o w ie d n io p o ło ż e n i e p r z e p u s t - n i c y , Pd z m n ie js z a s i ę . R ó ż n ic a m iędzy P ^ i Pd J e s t m n ie js z a p r z y pełnym o tw a r c iu p r z e p u s t n i e y i w z r a s t a w m ia rę j e j z a m y k a n ia .
W w arunkach u s t a lo n y c h P^ j e s t p r o p o r c j o n a l n e do p r z y s p i e s z e n i a t ł o k a v , k t ó r e p r z y s t a ł e j p r ę d k o ś c i k ą to w e j w a łu korbow ego w = c o n s t , w y n o si:
v = ru > 2 (c o so c + X c o s 2 o c ) (7 )
J e ż e l i , j a k t o ma m ie js c e p r z y r o z b i e g u , p rę d k o ś ć k ą to w a z m ie n ia s i ę w c z a s i e , t o :
g d z ie :
r - p ro m ie ń k o rb y ,
% - s to s u n e k p ro m ie n ia k o rb y do d łu g o ś c i r a m ie n i a . Ot - k ą t o b r o tu w ału korb o w eg o .
Z pow yższych rów nań w y n ik a n a s t ę p u j ą c a z a le ż n o ś ć :
3 . S t r u k t u r a p ro g ram u sy m u la c y jn e g o
F u n k cjo n o w an ie g a ź n ik a w s y s te m ie k ie r o w c a - s iln ik - s a m o c h ó d - d r o g a można u j ą ć w sc h e m a c ie z a l e ż n o ś c i w y s tę p u ją c y c h m ięd zy g a ź n ik le m a o to c z e n ie m
( r y s . 1 ) .
P ra c a g a ź n ik a J e s t i n t e g r a l n i e z w ią z a n a z fu n k c jo n o w a n ie m u k ła d u d o l o t o w ego. Model w zajem nych o d d z ia ły w a ń , c h a r a k t e r y z u j ą c y n i e u s t a l o n y s t a n p r a c y u k ła d u d o lo to w eg o ( r y s . 2) [2 ] , może b y ć p r z e d s ta w io n y a n a l o g i c z n i e do s y stem u au to m a ty c z n e g o s t e r o w a n ia k ie r o w c a - s il n ik - s a m o c h ó d - d r o g a .
u
(
8)
P, ss r u) (c o s o e + Xcos2oc) + rtó (s in o c + ■» sin 2 o c), 2
n 2
( 9 )
(
1 0)
Wybrane aspekty możliwości.,. 27
R ys. 1 . S chem at u k ła d u z a l e ż n o ś c i w y s tę p u ją c y c h m ięd zy g a ź n ik ie m a o t o c z e niem
F ig . 1 . Scheme o f t h e s y s te m o f r e l a t i o n s b e tw e e n a c a r b u r a t o r and e n v ir o n m ent
D la ro z p a try w a n e g o s y s te m u można w y ró ż n ić n a s t ę p u j ą c e s t a n y :
- r u c h p o ja z d u ze s t a ł ą p r ę d k o ś c i ą , o k re ś lo n y m p r z e ł o ż e n ie m i niezm iennym o tw a rc ie m p r z e p u s t n i c y lu b r u c h ze s t a ł ą p r ę d k o ś c i ą w s t a n i e p r a c y wymu
szo n eg o b ie g u Jało w eg o (w a ru n k i u s t a l o n e - r y s . 3 ) ,
- p r a c a s i l n i k a w p r o c e s a c h p r z e j ś c i o w y c h , k ie d y moc s i l n i k a n i e odp o w iad a sum ie w ew n ętrzn y ch i z e w n ę trz n y c h oporów (n a d m ia r l u b n ie d o b ó r mocy s i l n ik a c h a r a k t e r y z u j ą n i e u s t a l o n e w a ru n k i p r a c y - r y s . 4 ) .
P e łn a s y m u la c ja p r a c y g a ź n lk a p o w in n a u w z g lę d n ia ć s t a n y u s t a l o n e ( r y s . 3 ) i n i e u s t a l o n e ( r y s . 4 ) p r a c y s i l n i k a [2] .
2g Q>
— N
1 * s ? g1
ñ
c ■'PO o
s
O a c
Fazy
o p alania
Toksyczność
X
p\
t j
0 o2* “O
X
- 1
O L II
0
H
"5 łO»
X
S p a la n ie
Z E
Bezwładn.
c i e p l n a
procesy
robocze
Nicroumow/łter ro2dziqłu
m ie « .a n k i
W s p o to y v i n n i k nadvub r u p o w .
TwOr2Gvii€
m i GS2ankt
Fbu>etr2e Pary
p a liw a
X
K r o p le IMona
paliwowa
UJ*kainiki in d yka to r.
X
Współc2yvi"
n i k i
sprawności
~ ł Elastyczność
s i ln ik a
Wy*naqav»a stawiane Silnikowi
2
5-g
Z L
01 - 0 s f
s
$ • § ?
4
*a - 0
O- r
j r l a - a uj
aa;
£ 0
X 0
CC L i O
T> Í
8 3-3
Í- 1 ■ .Ł
wOD
SILNIK
KIEROWCA
WARUNKI EKSPLOATACJI
dNobr
d t Obciążenie
d n
■ j r
P ^ d k o s c o b ro to w a
SAMOCHÓD
DROGA
ekonomicznośc
O p o r y
2ewn^fr2vie
O p o ry
ueunętr2ne
R-2yspi«S2fi‘
n ie
«ivnooViodu
prądkosc.
savnocV iodu
Droga
p rzeb yta
príC2 savw
R ys. 2 . Model w zajem nych o d d z ia ły w a ń c h a r a k t e r y z u j ą c y c h s t a n y n i e u s t a l o n e F ig . 2 . A model o f r e a c t i o n s c h a r a c t e r i z i n g t r a n s i e n t S t a t e s
Filipczyk, tu Sendyka
Wybrane a s p e k t y m o ż liw o ś c i. 29
R ys. 3 . Schem at p o d z ia ł u u s t a l o n y c h sta n ó w p r a c y s i l n i k a F i g , 3 . Scheme o f d i s t r i b u t l o n o f t h e e n g in e s t e a d y s t a t e s
4 . W nioski
A n a liz u j ą c m atem aty czn e o p is y z ja w is k f i z y c z n y c h w y s tę p u ją c y c h p o d c z a s d z i a ł a n i a g a ź n ik a można p r z y j ą ć , że n a jo d p o w ie d n i e js z ą fo rm ą p ro g ram u symu
la c y j n e g o b ę d z ie budowa m odułow a.
K ażdy z modułów - podprogram ów p o w in ie n fu n k c jo n o w a ć n i e z a l e ż n i e od i n nych po w p ro w ad zen iu d o datkow ych i n s t r u k c j i w e jś c i a i w y jś c i a .
Ja k o głów ne m oduły można w y o d rę b n ić p ro g ra m y :
- s y m u lu ją c y zm ianę p a ra m e tró w f iz y k o c h e m ic z n y c h p o w i e t r z a i p a liw a w z a l e ż n o ś c i od w arunków o t o c z e n i a ,
- s y m u lu ją c y zm iany oporów p rz e p ły w u p r z e z g a r d z i e l ,
- s y m u lu ją c y zm ianę J a k o ś c i tw o r z o n e j m ie s z a n k i p a li w o w o - p o w ie t r z n e j, - s y m u lu ją c y p r a c ę p o s z c z e g ó ln y c h uk ład ó w g a ź n ik a ,
- s y m u lu ją c y zm ianę p a ra m e tró w m i k r o s t r u k t u r y m i e s z a n k i .
Każdy z podprogram ów p o w in ie n u w z g lę d n ia ć s t a n y u s t a l o n e i podstaw ow e n i e u s t a l o n e ( r y s . 4 ) p r a c y g a ź n ik a .
M odel w zajem nego o d d z ia ły w a n ia elem en tó w s y s te m u c h a r a k t e r y z u j ą c y s t a n p r a c y g a ź n ik a Ja k o e le m e n tu u k ła d u d o lo to w e g o p o w in ie n u w z g lę d n ić d l a w szy
s t k i c h sta n ó w p r a c y d z i a ł a n i e : - sy s te m u c h ł o d z e n i a ,
- r e g u l a t o r a w y p rz e d z e n ia z a p ło n u ,
- o g ra n ic z n ik ó w p o d c i ś n i e n i a i p r ę d k o ś c i o b r o t o w e j, - k a n a łu d o lo to w e g o ,
- g a ź n ik a ja k o u k ła d u p o d staw ow ego,
- u k ła d u pom pki p r z y s p i e s z e n i a , r o z r u c h u , b ie g u ja ło w e g o i w z b o g a c a n ia m ie
s z a n k i .
30 J . F i l i p c z y k , B. Sendyka
R ys. 4 . K l a s y f i k a c j a n i e u s t a l o n y c h sta n ó w p r a c y s i l n i k a F ig . 4 . C l a s s i f i c a t i o n o f t h e e n g in e t r a n s i e n t s t a t e s
LITERATURA
[1] A c k o ff R .L .: D e c y z je o p ty m a ln e w b a d a n ia c h sto so w a n y c h
[2] A r c h a n g i e l s k i j B .M ., Z ł o t k i n G .N .: R ab o ta k a r b u r a t o r n y c h d w i g a t i e l e j na n le u s ta n o w u w s z ic h s a re ż im a c h . M a s z i n o s t r o j e n i j e , Moskwa 1979.
[3] G ordon G .: S ym ulacja sy stem ó w . WNT, Warszawa 1974.
[4] P o la ń s k i Z .: P lan o w an ie d o św iad czeń w te c h n i c e . PWN, Warszawa 1984.
[5] S t a r k R .M ., N i c h o l l s L .: M atem atyczne p o d sta w y p r o j e k to w a n ia i n ż y n i e r s k i e g o . PWN-, W arszawa 1979.
R e c e n z e n t:
D oc. d r h a b . i n ż . S ta n i s ł a w J a r n u s z k ie w ic z
W płynęło do R e d a k c ji 4 .0 9 .1 9 8 6 r .
ŻI3EPAHHNE nPOBJIEMhl B03M03KH0CTH CHMyjHUHH KAPBBPATOPA
P e 3 10 m e
0.HHHM H3 M e T O A O B O h e H K H H O B O0 K OHCTpyKU,IIH K a p S m p a T O p a MOJKeT S H T b C H M y - j i h u h h p a Ó o i H n p a o n p e f l e j i e H H H B O 3 A e 0 C T B H a o K p y x a i o i n e k c p e ^ n , n o H H M a e M o r o b K a i e r o p n a x c n c i e M H o r o n o A x o . u a . P a c c M a i p u B a s p a ó o i y ¡ c a p ó m p a T o p a ¡ t a x H e n p e - p u B H o e H 3 M e H e H H e c o c t o h h h h C H C T e M b i n o A B O 3 A e 0 C T B H e M BH emH H X $ a K T o p o B , y c -
W y b ra n e aspekty możliwości. 31
ipokcTBO Heo6xoAHMo paccMaTpaBaTb KaK ciKpbiTyio AeiepMHHacTCKyKi CHCTeMy• C u- MyAaiiHOKHUe HCCJieAOBaHHS HOBbIX KOHCTpyKIlHa KapSiOpaT opos MOryT SblTb npHMe- HeHH Ha s r a n e npoeKiiipoBaHHH, B BHAy c a o x h o c th nponeccoB hmoioihhx M ecio bo BpeMH nOJiyHeHHH TOnjIHBHO-B0 3AymHOa CMeOH a TaKKe B BHAy Ha B3aHMHUe CBH3H ojieMeHTOB CHCTeMbi s o p o ra - Mamana - BOAHTejib, caMoii Aynmeii gopMOH OHMyjia- UHOHHoii nporpaMMH HBjiHeiOH MOAyjibHoe nooTpoeuHe.
CHMyJifliłHOHHaH n p o r p a M M a A O J ix H a y H H T U B a T b y C T a H O B H B n m e C H a H e y c T a H O B H B -
mHeoH c o c to h h h h p a c o m K a p O io p a T o p a c yneroM A B iia t e H H H M a m n H H b p a3n i« H b D c a o - pOXHHX H a T M O O $ e p H b IX y O A O B H H X .
B o raT b e npeACTaBAeHH ochobhh6 npobAeMH KOHCipyKAHH cuMyAHi^HOHHoii npo
r p a M M H <
the sim u la tio n o f th e carburator working c o n d it io n s and t h e ir sel ec te d a s p e c t s
S u m m a r y
One o f t h e e s t i m a t i o n m ethods o f t h e new c a r b u r a t o r c o n s t r u c t i o n seem s t o be i t s w o rk in g s i m u l a t i o n when t h e e n v iro n m e n t i n f l u e n c e i s c o n s i d e r e d a s a s y s te m . The c a r b u r a t o r f u n c t i o n e e r i n g c a n be a l s o c o n s id e r e d - a s a c o n t i n u o u s ch an g e o f c o n d i t i o n s b e in g a s y s te m and b e c a u s e i t d ep en d s on t h e o u t s i d e o n e s , t h i s schem e i s t o be t r e a t e d a s an o p en d e te r m in iz e d s y s te m . T hese s i m u l a t i o n t e s t s c a n be a p p l i e d i n t o t h e new c a r b u r a t o r d e s i g n w o rk . But t h e m ix tu r e c r e a t i o n p r o c e s s i s much c o m p lic a te d and i t h a s to be c o n s i d e r e d a s b e in g compound i n t o s u c h s y s te m e le m e n ts , a s t h e w a y - c a r - d r i v e r r e l a t i o n , so t h e seg m en t s t m e tu r e a p p e a r s t h e m ost a d e q u a te form o f t h e s i m u la tio n p ro g ram m in g .
T h is programm s h o u ld a l s o c o n t a i n a s w e ll th e s t a b i l i z e d a s t h e u n s t a b i l i z e d w o rk in g c o n d i t i o n s b e c a u s e t h e c a r movement d e p e n d s on v a r i o n s t r a f f i c and a tm o s p h e ric c h a n g e s .
T h ere a r e p r e s e n t e d t h e b a s i c p ro b le m s o f t h i s s i m u l a t i o n programm and i t s c r e a t i n g w o rk .
