1.3.1 Турбулентность потока в КС двигателя

В фазе сгорания интенсивность турбулентности растет с частотой вращения и с коэффициентом наполнения — факторами, усиливающими турбулентность в ходе наполнения, и остается почти неизменной при увеличении в широких пределах степени сжатия — от 4 до 10 [120, 121].

Повышение частоты вращения должно усиливать турбулентность в фазе сгорания не только в результате повышения интенсивности турбулентности, создаваемой в ходе наполнения, но и благодаря сокращению длительности хода сжатия, т.

и, м/сек м 1 1 г К

Г| I 1 \ 1 % 1 \

• V 3

ч*г- V \

V -Ж

• ' 1 1/ 1 1

. 1 X > .л —

1

1 t 1 7 В 5 4 3 2 1

1

Л

/

ОI WQ

60

120 60

О

<р°ПКВ

Рисунок 1 6-Изменение и и послезакры-

[й12.3 9 U

тия впускного клапана 1 - и , 2 с учетом кь е - 6,900 МИН1; Ца = 0,71; г = 23 мм [120]

Как следует из рисунка 1.6 [120], особенно резко интенсивность турбулентности падает в первой половине хода сжатия, с последующим подъемом к ВМТ, по-видимому, благодаря частичному перераспределению энергии крупных вихрей на пульсации высоких частот при уменьшении объема камеры. Еще более сильно возрастает энергия турбулентных пульсаций на единицу объема заряда вследствие повышения его плотности к ВМТ. В итоге обеспечивается необходимое усиление турбулентности как раз в фазе, отводимой для сгорания, и более сильное повышение вихревых и турбулентных скоростей в этой фазе с числом частоты вращения, чем в ходе всасывания. Показано что в ВМТ: й - конвективная скорость пото-

ка, в ВМТ и ~п215;

- турбулентная скорость потока, в ВМТ ~ п125

/=7Г

В пределах фазы сгорания (+15° ВМТ) значения VM и и мало изменяются и во времени и с расстоянием от оси цилиндра. Можно поэтому принять, что сгорание развивается в условиях почти стационарного и одинакового по всему объему камеры турбулентного движения заряда. Резкое же ослабление турбулентности в ходе расширения, видное на рисунке 1.6, подтверждает, помимо других соображений, необходимость завершения процесса сгорания до начала заметного расширения заряда [120]. В работе [116], проведен анализ влияния газодинамических характеристик потока при впуске на турбулентность смеси при сгорании топлива, в работе показано, что турбулентность при подходе к ВМТ в значительной мере зависит от скорости вихревого движения заряда в цилиндре двигателя, которое задается при впуске. При подходе к ВМТ крупные вихри под действием нарастающего давления разрушаются и увеличивают турбулентность потока, но для двигателей с высокой степенью сжатия более 9, в ВМТ наблюдается сильное ослабление, как вихревого движения, так и турбулентности потока, которое связано со значительным повышением давления и плотности потока.

Полученные Соколиком данные по турбулентности потока, хорошо согласуются с современными исследованиями, проводимыми с использованием лазерного измерителя скорости потока [11, 15, 18, 34].