автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Теплообмен в газовоздушных каналах головок цилиндров быстроходных ДВС

кандидата технических наук
Зайцев, Алексей Борисович
город
Санкт-Петербург
год
1994
специальность ВАК РФ
05.04.02
Автореферат по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Теплообмен в газовоздушных каналах головок цилиндров быстроходных ДВС»

Автореферат диссертации по теме "Теплообмен в газовоздушных каналах головок цилиндров быстроходных ДВС"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

• Г ^АН^^ТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

- 6 Ш «95

На правах рукописи УДК 621.43.016:632.542

, Зайцев Алексей Борисович

ТЕПЛООБМЕН В ГАЗОВОЗДУШНЫХ КАНАЛАХ ГОЛОВОК ЦИЛИНДРОВ БЫСТРОХОДНЫХ две

Специальность 05.04.02 - тепловые двигатели

. Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРВУРГ - 1994

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом университете, >на кафедре двигателей внутреннего сгорания . _ „

«Я * 1»

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент А.Ю. Шабанов , .

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор A.B. Николаенко;

- кандидат технических наук,

заведующий лабораторией A.A. Сидоров

Ведущая организация - Научно-технический центр Волжского автозавода

Защита состоится О МАРТА 1996 г. в 16 часов на заседании диссертационного Совета К.063.38.01 Санкт-Петербургского государственного технического университета по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, главный корпус, ауд. 251.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просьба направлять по адресу: 195251, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая 29, ученому секретарю диссертационного Совета К. 063.38.01 .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГТУ. Автореферат разослан января 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., профессор ^-"'Т/ Грянко Л.П.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертации. Проблема надежности двигателя внутреннего сгорания во многом связана с теплонапряженностью его основных деталей, в частности - головни цилиндра. Сложность конструктивных форм, а также нестационарный и локальный характер теп-ювого нагружения головок обуславливает высокие временные и мате-зиальные еатраты, требуемые для получения приемлемых показателей 1адежности. Одним из перспективных способов снижения сроков и потения качества проектирования этих деталей двигателя является знедрение методов математического моделирования процессов гепло-юго и механического нагружения головок, которые в сочетании с :редствами конструкторской машинной графики реализуют основу системы автомативированного проектирования теплонапряженных деталей 1ВС. Поэтому создание расчетно-теорегических методов исследования теплового состояния и, в частности, локального теплообмена в ДВС шляется актуальной проблемой.

Цель работы. Создание и опытная проверка методики расчета юкального теплообмена в газовоздушных каналах головок цилиндров ¡ыстроходных ДВС.

Задачи исследования. В соответствии с целью работы были подавлены следующие задачи исследования:

- провести анализ современных представлений о процессах в •азовоздушных каналах ( ГВК ), соответствующих методик расчета (гновенных параметров газа и теплообмена в каналах;

- создать целостную методику расчета локального теплообмена I ГВК, интегрированную в систему комплексного анализа двигателя;

• - экспериментально проверить разработанную методику;

- выполнить расчетное-экспериментальное исследование тепловой 1апряженности головки цилиндров конкретного двигателя с целью от->аботки методики проектирования этих деталей с использованием средств автоматизации проектирования.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые разработана методика расчета локального распреде-¡ения тепловых потоков по поверхности ГВК с учетом формы канала и 1гновенных условий на его границах в двумерной постановке;

- предложена и реализована математическая модель определения 1гновенных термодинамических параметров газового потока в кана-:ах;

- разработан, апробирован и внедрен программный продукт, тавший частью системы автоматизации проектирования ДВС.

Практическая ценность. Разработан метод расчета теплообмена ГВК, пригодный для решения инженерных задач на стадии проекти-

рования нового двигателя.

Достоверность научных положений и выводов определяется:

- применением общих систем уравнений термо- и газодинамики, тепло- и массообмена, основанных на фундаментальных законах сохранения энергии и количества движения, а также апробированных методик, разработанных ранее в СШГТУ, МГТУ и других организациях;

- анализом принятых допущений и связанных с этим погрешностей расчета;

- согласованием расчетных результатов, полученных на основе разработанных методик, с данными натурного эксперимента.

Практическая реализация. Теоретические и расчетные результаты исследования использованы научно-исследовательских работах, выполненных на кафедре ДВС СПСГТУ по заказам ведущих предприятий отрасли, как ВАЗ, ЗМЭ, МеМЗ. Внедрение подтверждено актами предприятий.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всесоюзном межотраслевом научно-техническом семинаре "Рабочий процесс, теплообмен, теплонапряженностъ деталей ДВС", Санкт-Петербург, 1992 г.

Публикации, Основное содержание диссертации опубликовано в 2-х печатных работах, а также в окончательном отчете по хоздоговорной НИР ЛПИ за 1990 Г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы из 115 наименований, приложения. Она содержит 188 страниц, в том числе: 57 рисунков, 16 таблиц, 3 фотоснимка и 118 страниц основного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы создания машинно-ориентированных расчетных методов исследования теплового состояния деталей ДВС, перечислены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится аналитический обзор литературы пс вопросам теплопередачи в ДВС и ГВК, ставятся задачи «следования.

Работоспособность двигателя внутреннего сгорания во много1 определяется теплонапряжеиным состоянием деталей, ограничивают» камеру сгорания. При этом к числу наиболее теплонагруженных относятся головки ( крышки ) цилиндров и клапаны газораспределительного механизма. При моделировании теплонапряженного состояния го ловок цилиндров возникает ряд трудностей. Основные ив них связан! со сложностью геометрических форм крышек и с заданием услови

- б -

теплообмена на границах деталей.

В отношении крышки цилиндра более или менее решенными можно считать только вопросы теплоподвода от рабочего тела к огневому днищу головки цилиндра и теплоотвода к охлаждающей жидкости в полостях головки. Для ГВК физически обоснованных методов решения задачи о теплообмене практически не существует.

В литературном обзоре рассмотрены вопросы моделирования термо- и газодинамических процессов, а также процессов теплопередачи от газов к стенкам, ограничивающим объемы ГВК. Рассмотрены вопросы структуры основного потока газов, структуры и стабильности пограничного слоя.'

Проведенный анализ методов и подходов к решению задач газодинамики и теплообмена в ГВК позволил сделать следующие выводы:

1. Для получения характеристик локального теплообмена на поверхностях ГВК необходимо учитывать сложный объемный и нестационарный характер течения газа, что предопределяет применение достаточно сложных газодинамически моделей.

2. Процессы теплообмена в ГВК исследовались рядом авторов ( С.С.Кутателадэе, М.Г.Круглов, В.И.Ивин, Л.В.Грехов, Л.А.Васильев, Г.Б.Розенблит ), однако разработанные на основе этих исследований расчетные методы не позволяют получить достаточно детальную картину распределения параметров теплообмена, в основном по причинам того, что полученные зависимости базируются большей частью на экспериментальном материале.

3. Процессам теплообмена во впускных системах уделялось мало внимания, в то время как они имеют большое значение, как с точки зрения теплового нагружения элементов головки, так и о точки зрения-наполнения цилиндра и процессов смесеобразования в бензиновых двигателях. ^

Вторая глава посвящена описанию аналитической методики определения параметров теплообмена в ГВК.

Числа Рейнольдса для обоих ГВК составляют порядок 105-106, поэтому движение газа в ядре потока можно считать потенциальным и описать системой уравнений"Эйлера. Причем, поскольку толщина скоростного пограничного слоя меньше линейных размеров канала как минимум на три порядка, можно считать, что ядро потока целиком занимает объем канала и границы ядра совпадают с его геометрическими границами.

Оценки критерия Струхаля показали, что для достаточно коротких ( до 0.3 м ) каналов транспортных ДВС при характерных скоростях газового потока влияние нестационарности не превышает 10-20Z. Это позволяет считать движение газа в коротких каналах квазистационарным. Основываясь на данных исследований газодинамических

процессов, проводимых в СПОГТУ и МГТУ можно утверждать, что неравномерность полей давлений и температур в выпускных каналах не превышает 10-15 %, следовательно, газодинамические процессы в ГВК квазиравновесны.

Приведенные допущения позволяют разделить газодинамическую задачу на две составляющие! термодинамическую, в нульмерном представлении и скоростную, поскольку указанные порядки погрешностей вполне допустимы при определении тепдофизических характеристик рабочего тела.

Общая схема построения математической модели выглядит следующим образом:

1. Система "цилиндр - газовоздушные каналы" представляется в виде пяти объемов ( цилиндр, два канала и два патрубка ), где параметры рабочего тела считаются переменными. Параметры на впуске ( атмосфера ) и выпуске ( коллектор большого объема ) считаются постоянными.

В общем случае для каждого выделенного объема можно записать уравнения первого закона термодинамики для разомкнутой системы:

где: dQ - подведенное тепло; PdV - полезная работа; U - внутреняя энергия системы; М - масса рабочего тела в объеме; lo - энтальпия рабочего тела на входе (выходе) из системы; dQw - тепло, отведенное в стенки.

В результате преобразований исходного уравнения можно получить дифференциальное уравнение скорости изменения давления в выделенном объеме raso-воздушного канала головки цилиндров:

Здесь: Р, Т, М - текущие давление, температура и масса газа в канале; ср, су - текущие удельные теплоемкости газа при постоянном давлении и объеме; Та, Тг - температуры втекающего и вытекающего из канала газа; сЙИь сЗМг. - приращения массы газа.

Уравнение для скорости изменения давления дополняется зависимостями для изменения температуры и массы рабочего тела, а также для ускорений потока на срезах каналов.

На первом этапе определяются:

- индикаторные показатели рабочего цикла;

- текущие термодинамические параметры газа в выделенных объ-

dQ + IodM - d(MU) + PdV + dQw ,

dQw dq>

?мах ГВК;

- текущие теплофизические характеристики газа в каналах;

- скоростные граничные условия ( ГУ ) на срезах каналов.

2. Для того, чтобы получить локальные коэффициенты теплоот-;ачи, необходимо знать локальные значения касательных скоростей к эбтекаемой поверхности. Решение задачи ведется в потенциальной юстановке :

'де: Г - поверхность области, V* - ваданные скорости на входе 1 выходе из канала, п*, пу - направляюще косинусы к внешней -ранице.

Решение уравнения ведется с использованием аппарата метода сонечных элементов.

В результате моделирования скоростного потока получаем знание касательной скорости в любой точке криволинейной поверхности канала.

3. Знание скоростей обтекания основных поверхностей каналов юэволяет перейти к определению локальных параметров теплообмена. 1ля основных поверхностей%ГВК ( головка и клапан ) мгновенный ло-сальный коэффициент теплоотдачи определяется по соотношению:

'де: Nus - безразмерный ' критерий Нуссельта, построенный вдоль фиволинейной поверхности; Res - безразмерный критерий Рейноль-\са, также построенный вдоль криволинейной поверхности канала; Рг ■ безразмерный критерий Прандтля; m - показатель градиентности югока в окрестности рассматриваемой точки; Ф(ш,Рг) - табулированная функция; Kt - поправочный множитель.

Интенсивность теплообмена между газом и стенками при закрытых клапанах определяется по эмпирическим зависимостям, получениям в МГТУ. Параметры нестационарного контактного теплообмена по [искам седел и клаланаов расчитываются по формулам, разработанным

d4 d4

dx.z dyz

граничными условиями :

Nus - Ф(т,Рг) • Res0-5 • Kt ,

Г. Б. Роаенблитом.

Построений на баее описанной математической модели алгоритм расчета средней локальной интенсивности реализован в виде программного комплекса ГВК2.0 ( рис. 1 ) .

Программы комплекса ГВК?..О функционально и физически при помощи файлов связаны с расчетными блоками конечно-элементного компжчсса и другими программами, обеспечивающими обработку экспериментальных данных, определение граничных условий теплообмена по поверхностям головки цилиндров, методики расчета которых не входят в область рассмотрения данной работы, а Также визуализацию результатов расчетов. Функциональные связи комплекса ГВК2.0 обеспечивают максимально возможную степень автоматизации и минимальное вмешательство в процесс счета и обработки результатов самого расчетчика.

Блок расчета рабочих циклею и параметров гааа в ГЕК

Программа подготовки файлов и/д

Файл исх. данных

Программа расчета раб. цикла (КР_б)

Файлы, содержащие текущие параметры гааа в цилиндре и ГВК

Обработка индикаторной диаграммы и результатов эксперимента

Параметры цикла, скоростные ГУ |— файлы стыковки о гр. пакетом

Данные по -—р

тепловыделению в цилиндре

1

гр.пакет

Блок расчета скоростей

Программа расчета касат. скоростей

Файл касательных скоростей к поверхностям головки и клапана

К/э модель канала

Программы конечно-элементного комплекса 1—г~

Файлы поля скоростей в канале Графический файл

и потенциальная Ъ-я.

J '

ь

Программы расчета ГУ теплообмена со стороны КС и ОЖ

Программа расчета граф.| локального тепло- файлы обмена в ГВК

Елок расчета ГУ теплообмена в ГВК

Тепловые ГУ со стороны ГВК

7

Графический пакет

Рис. 1. Структура комплекса ГВК2.0 и функциональные связи в расчетах теплового состояния головки цилиндров.

Третья глава посвящена описанию экспериментального исследования температурного состояния головки цилиндра бензинового двигателя. В качестве метода исследования было принято прямое измерение стационарных температур н теле детали.

В задачу эксперимента входило:

- снятие характеристик двигателя с одновременным индицирова-нием цилиндра для получения реальных параметров тепловыделения;

- получение стационарного распределения температур в теле головки цилиндров;

- сравнение результатов расчетов с полученными данными.

Экспериментальная работа проведена на кафедре ДВС СПбГТУ на

испытательном стенде с автомобильным двигателем МеМЗ-245. Препарирование головки цилиндров выполнено автором на кафедре двигателей Нижегородского технического университета под руководством к.т.н. Линденбаума М.Б.

Индицирование двигателя осуществлялось при помощи охлаждаемого пьезомшрцевого датчика-свечи. Для измерения стационарных температур в головке использовано 12 хромель-копелевых термопар, расположенных вдоль меридиональных сечений впускного и выпускного клналоп.

Основными варьируемыми величинами в эксперименте были параметры родима: частота вращения коленчатого вала п и нагрузка двигателя М0. Замеры проводились как по окоростным, так и по нагру-аочным характеристикам в диапазоне чисел оборотов от 2000 до 5000 1/мин и нагрузок от 30 до 100 X. Проведено два цикла измерений, что позволило получить достоверный экспериментальный материал, необходимый для проверки теоретической методики.

■ Большое внимание уделено в главе обработке результатов эксперимента и оценке погрещуостей.

В четвертой главе приводятся данные расчетного исследования, которое проводилось с целью проверки математической модели теплообмена в Г'ВК сопоставлением расчетных данных с результатами эксперимента и возможного внесения корректировок в разработанную модель, а также с целью отработки методов проектирования головок цилиндров с использованием элементов САПР ДВС. Немаловажной частью данного исследования явилось определение области применимости предлагаемого подхода.

Для идентификации математической модели теплообмена расчетное исследование выполнено на шести экспериментальных режимах по скоростным и нагрузочным характеристикам. Для оценки работоспособности головки цилиндров и клапанов проведена расчетная экстраполяция для режима номинальной мощности ( п-6600 мин"1, Н0-Б3 л.с. ).

При моделировании теплового состояния головки цилиндров использован метод конечных элементов, При формировании КЭ моделей использовался метод плоских сечений. Такой подход для определения температурного состояния элементов головки вполне оправдан, поскольку стенки в рассматриваемой зоне достаточно тонки ( 4+6 мм ) и тепловой поток будет направлен в основном перпендикулярно стенкам. Для моделирования теплового состояния клапанов использована осесимметричная постановка с несимметричными граничными условиями.

Моделирование теплового состояния элементов головки и клапанов включило в себя:

- синтез индикаторных процессов в цилиндре двигателя с использованием кривых тепловыделения, полученных экспериментальным путем; определение текущих термодинамических и теплофизических параметров газа в ГВК;

- расчет скоростей потока газа в каналах с определением локальных касательных скоростей к границам каналов и клапанов;

- расчет локальной интенсивности теплообмена по границам каналов и клапанов по разработанной методике;

- расчет граничных условий теплообмена по другим тепловосп-ринимающим поверхностям головки ( камера сгорания, полости охлаждения );

- расчеты полей температур в элементах головки и клапанах с использованием расчетных граничных условий теплообмена;

- проведение серии стыковочных и уточняющих расчетов температурного состояния исследуемых деталей.

На рис. 2 и 3 представлено изменение параметров газа во впускных и выпускных каналах,а также среднерасходных скоростей на срезах ГВК ( режим п-5000 мин"1, 100 % нагрузки ). На рис. 4 и 5 представлены графики изменения параметров газа во впускном патрубке по внешней скоростной и нагрузочной при п-3500 1/мин характеристикам в сравнении с результатами эксперимента. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных по индикаторному процессу и параметрам гааа в патрубках показал, что термодинамическая модель обладает достаточной точностью и может использоваться для определения текущих теплофизических параметров газа в каналах,

В результате моделирования скоростного поля и процессов теплопередачи получены параметры локальной средней за цикл и мгновенной средней по площади теплоотачи в ГВК. Характерное изменение средней по площади интенсивности теплообмена для поверхностей головки и клапанов приведены на рис. 6 и 7. На рис. 8 и 9 показаны характерные эпюры локальной средней за цикл интенсивности теплообмена для расчетных границ выпускного канала, которые показывают

Т,К Р.МПа 1500 .£5 г

.075

300 .05

т,к

500

100

100 180 260 340 420 'р, °п.к.в.

300 380 460 540 620 <?, °п.К.В.

Рис. 2. Кривые изменения параметров газа в выпускном канале.

Рис. 3. Кривые изменения

парауг-тров газа во впускном канале.

Р.МПа Т.К

п, мин"1

Рис. 4. Изменение параметров газа во впускном патрубке по -внешней скоростной характеристике.

Р.МПа Т.К

.100340

.095335

.090330

.085 325

30 40 50 60 70 Ма, н-м

Рис. 5. Изменение параметров газа во впускном патрубке по нагрузочной характеристике для режша п -3500 1/мин.

ВтЛг-К

1800

1200

600

л

Ля Л""/?-

КЛИМ ^ к

140 320 500 680 140

Вт/м2-К

600

400

200

О1-

МАП. г~

¡!г ч V

т Л тт.

о

П. К. В.

348 628 708 168 348 Ф, °П. к. в.

Рис. 6. Кривые изменения средней интенсивности теплообмена по поверхностям выпускного канала и клапана

Рис. 7. Кривые изменения средней интенсивности теплообмена по поверхностям впускного канала и клапана

«, Вт/ы2-К 800

600 400 200 О

1

«Л к

N. .

О 0.2 0.4 О.а 0.8 1.0

3

«, ВТ/м^-К 800

600 400 200 О

6 / V, ✓ ч

О 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

3

Рис. 8. Распределение среднего Рис. 3, Распределение среднего локального коэффициента тепло- локального коэффициента тепло-

отдачи й для внешних поверхностей выпускного канала.

отдачи а для поверхностей выпускного клапана.

Рис. 10. Распределение температур в головке цилиндров и клапане по меридиональному сечению выпускного канала ( п - БООО мин"1 ).

значительную неравномерность распределения тепловой нагрузка вдоль границ каналов и клапанов.

Основываясь на полученных расчетных значениях локальной интенсивности теплотдачи произведены расчеты температурного состояния головки цилиндров и клапанов. В качестве примера, на рис. 10 показано распределение изотерм в области выпускного канала с указанием значений температур в экспериментальных точках. Аналогичные распределения получены и для области впускного канала.

Анализ полученных изотерм на шести расчетных режимах показал, что наименьшее расхождение расчета и эксперш№н?а;наблюдает-ся на тонких стенках, отделяющих область ГВК.от ззалЬсщохлаждения. Для областей, где имеется наибольшая масса металла (бобышки, район седел клапанов ) имеется завышение расчетных температур, что вполне объясняется особенностью применяемого метода плоских сечений. Тем не менее, ошибка не превышает 6+7 X.

Полученные расчетные результаты как по параметрам на впуске и выпуске, так и по значениям стационарных температур в теле головки цилиндров и их удовлетворительная сходимость с результатами натурного эксперимента позволяют говорить о достоверности и точности разработанной методики в целом.

В результате проведенных расчетных исследований, опираясь на данные натурного эксперимента, введены следующие корректировки по моделированию процесса теплопередачи в ГВК:

1. Точное решение уравнения теплопроводности дает явно заниженный результат по причине неучета тангенциальной составляющей скорости при повороте потока в канале, и поправку Кт следует искать в виде функции от режима течения в ядре потока. Проведенное исследование позволяет представить ее в следующем виде;

Kt - Red°-15 ,

где: Red - число Рейнольдса, построенное по гидравлическому диаметру канала и среднеобъемной скорости.

Степень при числе Рейнольдса 0.15 можно считать справедливой для рассматриваемого класса двигателей.

2. Основываясь на экспериментальных данных по параметрам газа во впускном тракте, функция для среднего коэффициента теплоотдачи рекомендована в виде:

At с <«>so Dr \0,67 п -я ос - 0.28 - --• Рг0'33 .

Dr v vtp >

3. Для части впускного тракта, расположенного в головке цилиндров следует ввести корректировку на удаленность данной области от входа потока в патрубок, поскольку толщина пограничного слоя здесь будет значительно выше, чем у входа. Средний коэффициент теплоотдачи для впускного канала головки цилиндров определится следующим образом:

1*

«Г - «п

2-1п + 1к

где: «г - коэффициент теплоотдачи для канала в головке цилиндров; «п - коэффициент теплоотдачи для патрубка; 1К - осевая длина канала в головке; 1п - осевая длина впускного патрубка.

ВЫВОДЫ

1. Анализ современных представлений о процессах, протекающих во впускных и выпускных системах транспортных ДВС показал, что структура газового потока имеет сложный объемный и нестационарный характер. Тем не менее, учитывая реальные геометрические размеры ГВК современных быстроходных двигателей, с определенной степенью точности ( 10-20 X ) для целей определения параметров теплообмена, можно использовать квазистационарное приближение течения газа в каналах.

2. Теплообмен между газом и стенками гаговоедушных каналов вносит существенную долю в тепловое нагружение головки цилиндров, поскольку уровень интенсивности теплообмена в каналах соизмерим с интенсивностью теплообмена между рабочим т лом и стенками камеры сгорания. Значительную часть тепловой нагрузки головки составляет контактный теплообмен в паре фаска клапана - фаска седла, несмотря на относительно малую площадь соприкосновения. Для впускных и выпускных клапанов указанные тепловые нагрузки также являются определяющими.

3. Теплоподвод от газов к стенкам на выпуске составляет на различных режимах работы двигателя от 20 до 40 X от величины теп-лоподвода к стенкам камеры сгорания. Тепловой поток, направленный от стенок к поступающей в цилиндр смеси на впуске, имеет величину на порядок меньшую и не оказывает значительного влияния на тепловое состояние головки цилиндров, Однако процесс теплопередачи на впуске существенно влияет на процессы наполнения и смесеобразования. Таким образом, уточняя знание параметров газа перед впускным клапаном, можно уточнить и параметры рабочих циклов.

4. Произведенные оценки показали, что как в выпускном, так и во впускном каналах на стенках образуется ламинарный пограничный слой, который также можно считать квазистационарным. Ламинарный пограничный слой сохраняет свою структуру на всем протяжении ГВК включая патрубки. Исключение составляют только зоны отрыва потока от стенок.

5. Для определения параметров локального теплообмена в ГВК необходимо учитывать реальную форму каналов, что возможно при решении задачи нахождения поля скоростей, как минимум, в двумерной постановке вдоль меридионального сечения канала. Для двумерной постановки газодинамической задачи необходимо вносить дополнительный множитель к теоретическому локальному коэффициенту теплоотдачи, учитывающий тангенциальную составляющую скорости.

6. Выполненная на двигателе МеМЗ-245 экспериментальная рабо-

та подтвердила в целом правильность и обоснованность теоретических разработок. На основании результатов эксперимента в исходную методику внесен ряд изменений и уточнений, касающихся определения как локальных, так и средних по поверхности коэффициентов теплоотдачи в ГВК.

Основные положения диссертации опубликованы в'Следующих ра-

1. Зайцев А.Б., Шабанов А.Ю. Упрощенная модель теплообмена в га-зовоздушиых каналах головок цилиндров. Геаисы к докл. / Материалы 12-го Всесоюзного межотраслевого научно-технического семинара. - Санкт-Петербург, 1992. - с. 29.

2. Зайцев А.Б., Шабанов А.Ю. Расчет параметров газа в газовоздушных каналах головок цилиндров быстроходных ДВС. - Деп. рук. ЦНИИТЭИавтопром, 1992. - 17 е., ИЛ.

3. Расчет условий теплообмена в газовоздушных каналах крышки цилиндра как элемент системы автоматизированного проектирования цилиндра-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания. / Виколайнен В.Э., Ермакова Н.Ю., Зайцев A.B. и др. - Деп. рук. ЦНИИТЭИавтопром, 1990. - 7 е.! ил.

ботах:

/

А.Б.Зайцев 30.11.94 г.