Schéma výpočtu v softwaru Wave: - SIMULACE PRACOVNÍHO OBĚHU MOTORU

6. SIMULACE PRACOVNÍHO OBĚHU MOTORU

6.2 Schéma výpočtu v softwaru Wave:

Na obrázku 23 je vidět schéma pro výpočet termodynamických veličin motoru, výkonových charakteristik atd. Potřebné veličiny byly získány z manuálu výrobce motoru, od pana Ing. Václava Rychtáře Ph.D. a zbytek podle Help manuálu SW Wave.

Na následujících obrázcích jsou vidět vypočtené parametry motoru.

Obrázek 23:Schéma motoru v prostředí Wave Karburátor s nátrubkem Sací kanály Výfukové kanály

kanály

Výfukové potrubí Tlumič výfuku s koncovkou

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

p[bar]

V[cm³]

P-V DIAGRAM 6.3 Vypočtené parametry

Jak lze vidět na obrázku 24, nejvyššího výkonu motor dosahuje při 10000 min^-1. Při těchto otáčkách je motor nejvíce tepelně zatížen, a proto se tyto otáčky zvolily pro další výpočty. Tyto otáčky navíc spadají do intervalu nejvyužívanějších otáček při závodě.

Následující grafy jsou právě pro 10000min^-1.

Obrázek 25: p-V diagram

Obrázek 24: Vnější otáčková charakteristika

Obrázek 26: Průběh teploty a tlaku v závislosti na pootočení KH

Obrázek 27: Průběh součinitele přestupu tepla v závislosti na pootočení KH

6.4 Rozdělení tepelných toků do jednotlivých partií motoru, které jsou ve stálém kontaktu s náplní válce

Díky měnícím se vlastnostem náplně ve válci se určují střední hodnoty hustoty tepelných toků. Z nich se vypočítají jednotlivé tepelné toky. Střední hodnota hustoty tepelného toku, při níž je směs ve stálém kontaktu se stěnami, se vypočte jako integrál přes celý pracovní cyklus:

𝑞̇ = 1

Střední hodnota součinitele přestupu tepla se spočte jako:

𝛼̅ = 1

720∫ 𝛼(𝜑)

720

𝑑𝜑

Střední hodnota teploty náplně válce:

Střední hodnota hustoty tepelného toku:

𝑞̇ = 𝛼̅(𝑇̅_𝑔𝑎𝑠− 𝑇_𝑤)

Ze střední hodnoty hustoty tepelného toku se potom vypočte tepelný tok:

𝑄̇ = 𝑞̇𝑆

Kde S je plocha partie, která je v kontaktu s náplní válce. Střední teplota a střední hodnota součinitele přestupu tepla byla vypočtena z hodnot ze SW Wave. Jelikož teploty stěny jsou neznámé, tak byly tyto teploty odhadnuty. V těchto výpočtech jde tedy o odhady tepelných toků.

Tepelný tok do hlavy:

𝑄_ℎ̇ = 𝑞̇𝑆_ℎ= 𝛼̅𝑆_ℎ(𝑇̅_𝑔𝑎𝑠− 𝑇_𝑤) = 815 ∙ 4,04 ∙ 10⁻³∙ (1061 − 423) = 2100𝑊

6.5 Určení tepelného toku do válce

Vzhledem k tomu, že náplň válce není ve stálém kontaktu s vložkou po celém jejím vývrtu, bylo třeba k určení toku přistupovat jinak než v předešlých výpočtech. Tepelný tok do válce se skládá ze čtyř dílčích toků: tepelný tok z náplně válce 𝑸̇_𝑔𝑙, který není konstantní po celé délce vývrtu, potom teplo vzniklé třením díky kontaktu pístu, pístní kroužků a válce 𝑸̇_𝑓𝑟𝑙. Dále pak teplo, které přestupuje z pístu do vložky 𝑸̇_𝑝𝑙. Posledním je teplo odvedené vlivem odpařování paliva ze stěny válce.

Platí tedy:

𝑸̇_𝑙= 𝑸̇_𝑔𝑙+ 𝑸̇_𝑓𝑟𝑙+ 𝑸̇_𝑝𝑙+ 𝑸̇_𝑣𝑙

Tepelný tok z náplně válce byl vypočten tak, že zdvih válce byl rozdělen na 39 vrstev.

Průběh teploty a součinitele 𝛼 byl rozdělen do 156 kroků (4 doby x 39 vrstev).

Jednotlivé tepelné toky do všech vrstev byly vypočteny tak, že když byla vrstva v daném kroku v kontaktu s náplní válce, přidělila se jí okamžitá teplota a okamžitý součinitel 𝛼. Pokud byla vrstva v daném kroku v zákrytu s pístem, tak se jÍ přidělily hodnoty 𝛼=2000W·m^-2·K^-1 a teplota 373K. Tyto hodnoty odpovídají tomu, že plochy jsou smáčené olejem. Teplo, které jde do válce díky tření, bylo spočteno v SW Wave, viz strana 39. Podle literatury [12] teplo, které je vedeno z pístu do válce, bylo zjednodušeně určeno tak, že se předpokládá, že teplo které je vedeno do pístu se rozdělí podle poměru ploch, které jsou v kontaktu s válcem a ploch které jsou v kontaktu s olejovou mlhou. Tento poměr je zhruba 0,3. To znamená, že 30 % jde z pístu do válce. Toto teplo bylo rovnoměrně rozděleno po celé délce zdvihu.

Obrázek 28: Průběh tepelného toku po délce vývrtu válce 0

Průběh tepelného toku od náplně,tření a z pístu po délce zdvihu

Díky tomu, že je použito u tohoto motoru palivo metanol, které má vysokou hodnotu výparného tepla, je zde velký chladící účinek. Hodnoty tohoto tepla byly převzaty z [12].

Model válce byl rozdělen na dvě části. První částí vývrtu, je část, na kterou směřují sací kanály a druhou částí je zbytek, viz obrázek 30. V tomto modelu se předpokládá, že až 60 % přivedeného tepla do válce se podílí na odvodu tepla ze stěn válce. Z této hodnoty se 60 % podílí na výseči, kam směřují sací kanály (červeně označená výseč).

Konkrétní hodnoty tepelného toku pro plochu 2 mm široké vrstvy [12] : Více ochlazovaná část válce (výseč 60° - označeno červeně) 103W Méně ochlazovaná část válce (výseč 300°- označeno modře) 68W

Obrázek 29: Válec s vrstvami

Obrázek 30: Rozdělení odvodu tepla [12]

Tabulka 4: Tepelné toky od směsi do partií motoru

𝜶̅ [W/m² K] 𝑻̅_𝒈𝒂𝒔_[K] 𝑻_𝒘 [K] 𝑺 [m²] 𝑸̇ [W]

píst

815 1061

553 6.9·10^-3 2856

Hlava (spalovací prostor) 423 4.04·10^-3 2100

výfukové ventily 1. část 763 1.54·10^-3 353

Výfukové ventily jsou rozděleny do dvou částí, jedné, na kterou působí směs během pracovního oběhu a druhá, na kterou působí spaliny, které proudí kolem nich.

Do výpočtu není započítán přestup tepla sáláním a nepočítá se zde s nespáleným palivem, které odchází ve výfukových spalinách.

Rozdělení tepelných toků bylo také vypočteno pomocí SW Wave. Model byl použit stacionární. U tohoto výpočtu je spalovací prostor reprezentován soustavou tepelných odporů (analogie přenosu náboje). V tomto modelu platí následující:

 Píst, hlava, válec a ventily jsou definovány vlastnostmi jednotlivých materiálů a jejich rozměry.

 Teplo vstupující ze směsi do ventilů je částečně vedeno do hlavy a částečně je vedeno konvekcí do nasávané směsi u sacích ventilů nebo do výfukových plynů u výfukových ventilů.

 Teplo vedené do hlavy je vedeno do ventilů a do chladicího média.

 Teplo vedené do vložky válce je dále vedeno do chladicího média.

 Teplo vedené do pístu je dále vedeno do oleje, který píst chladí nástřikem, a dále je vedeno skrz plášť do vložky válce.

 Vložka válce a hlava jsou od sebe tepelně izolovány.

Dále jsou uvažovány tepelné toky do pístu a vložky díky tření, které vzniká právě mezi nimi. Hodnota tohoto toku je dána podílem z celkové ztráty třením. Hodnotu tohoto podílu zadává uživatel procentuální hodnotou. Uvádí se, že z celkových třecích ztrát

má 75% podíl právě tření pláště pístu, pístních kroužků a vložky. Proto byla zvolena hodnota 0,37 pro píst a 0,37 pro vložku. Model zobrazuje následující obrázek.

Parametry, které byly zadávány, shrnují následující tabulky.

Tabulka 5: Parametry pro válec, píst a hlavu

jednotky píst vložka válce hlava

Průměrná tloušťka mm 5 6 8

Tepelná vodivost W•m^-1·K^-1 170 170 170

Celkový objem mm³ 31808.6 133342 505893.8

Objemová tepelná kapacita J·m^-3·K^-1 2.43·10⁶ 2.43·10⁶ 2.43·10⁶ Plocha na straně chlazení mm² 12000 255000 310000 Tepelný odpor píst – vložka K·W^-1 0,005

Tabulka 6: Parametry pro ventily

jednotky Sací ventil Výfukový ventil

Tloušťka talířku mm 7 7

Tloušťka stěny sedla mm 3 3

Tepelná vodivost W·m^-1·K^-1 47 47

Objemová tepelná kapacita J·m^-3·K^-1 4.03·10⁶ 4.03·10⁶

Obrázek 31: Model přestupu tepla [11]

Tabulka 7:Parametry pro chlazení

jednotky hodnoty

Teplota oleje K 380

Koeficient přestupu tepla olej – píst W·m^-2·K^-1 1170

Teplota chladicího média u hlavy K 298

Koeficient přestupu tepla hlava – chladicí médium W·m^-2·K^-1 200

Teplota chladicího média u válce K 298

Koeficient přestupu tepla válec – chladicí médium W·m^-2·K^-1 200 Podíl tepla z celkového tření jdoucí do pístu - 0.37 Podíl tepla z celkového tření jdoucí do vložky válce - 0.37

Tabulka 8: Výsledky výpočtu SW Wave

Tepelný do hlavy 𝑸̇_𝒉 1533 W

Tepelný tok z náplně do pístu 𝑄̇_𝑝 3987 W

Tepelný tok do sacích ventilů 𝑸̇_𝑒𝑝 1482W

Tepelný tok do výfukových ventilů 𝑸̇_𝑖𝑝 944W

Tepelný tok od tření vstupující do pístu 𝑄̇_𝑓ℎ 2078 W

Tepelný tok do vložky válce 𝑸̇_𝑙 3934 W

Tepelné toky se od sebe liší. Je to dáno zadanými parametry pro výpočet. V prvém výpočtu se počítalo pouze s jednoduchým modelem, kde se odhadovala teplota stěny.

Tam můžou být nepřesnosti dány zvolenými teplotami stěn. V druhém případě se počítá i s vnějšími podmínkami (součinitel přestupu tepla na straně okolí, teplota okolí atd.), součinitel přestupu tepla závisí na mnoha faktorech a tak mohou vznikat nepřesnosti, které vedou k rozdílným výpočtům. Pro přesné určení tepelných toků by bylo třeba experimentální měření.

7. Simulace přestupu tepla

U toho případu jde o kombinovanou úlohu, kde se jedná o proudění s přestupem tepla. Simulace byla realizována v SW Autodesk CFdesign (dříve CFdesign od společnosti Blue Ridge Numerics). Je to nástroj pro simulaci proudění tekutin a přestupu tepla.

7.1 Výpočtový model

Pro tento výpočet bylo třeba v první fázi zjednodušit CAD geometrii modelu. Jde o odstranění některých geometrických prvků, které nemají zásadní vliv na výpočet a zbytečně zahušťují výpočtovou síť. Jedná se například o technologické úkosy, rádiusy, závity atp. Výpočtový model se skládá z celkem 7 částí: skříň motoru, válec, hlava, víko hlavy, koleno, víka skříně motoru a prostředí.

Pro simulaci je nutno uzavřít model do prostředí, které reprezentuje okolní podmínky.

Rozměry tohoto objemu se volí podle velikosti obtékaného tělesa. Doporučená volba velikosti podle [14] je vidět na obrázku 33. Limitní hodnotou je počet elementů, který má vliv na délku výpočtu.

Obrázek 32: Výpočtový model motoru

Obrázek 34: Výpočtový model prostředí Obrázek 33: Doporučená velikost okolí [13]

Zvolená velikost u toho modelu byla odlišná z důvodu velikosti obtékaného tělesa. Na obrázku 31 je vidět velikost prostředí a zástavba modelu.

Jak je vidět na obrázku 32 a 34, osa válce motoru je skloněna vůči horizontále stejně tak, jako je v zástavbě motocyklu.

Obrázek 35: Diskretizovaný model

Diskretizovaný model

Náhled sítě je zobrazen na obrázcích níže.

Model je složen ze dvou domén:

1. Fluid

• 7 382 038 elementů

• Pět vrstev elementů v přechodové vrstvě

2. Solid

• 2 585 539 elementů

Obrázek 36: Výpočtový model víka s barevnými plochami vyjadřující okrajové podmínky

7.2 Okrajové podmínky pro simulaci Okrajové podmínky prostředí

Pro vstup (inlet)- okrajová podmínka rychlosti a to konkrétně 22,5 m/s a dále teplota proudícího vzduchu 25°C. Tato rychlost byla dána průměrnou rychlostí plochodrážního motocyklu v jednom kole. Zbylé strany byli dány okrajovou podmínku tlaku a to atmosférického, tedy 101325 Pa.

Turbulentní model byl použit K-ε. O.P. zevnitř byly použity z provedených výpočtů nebo z literatur [12],[13].

Okrajové podmínky víka hlavy

Pro většinu části motoru byly použity okrajové podmínky 3. druhu (Fourierovy).

Tabulka 9: Okrajové podmínky pro víko hlavy motoru

BARVA Tokolí [K] α [W.m^-2.K^-1]

Povrch smáčený olejem 373 2000

Interface okolí-víko 300 výpočtem

Kontaktní plocha - -

Obrázek 37: Výpočtový model hlavy s barevnými plochami vyjadřující krajové podmínky

Okrajové podmínky hlavy válce

Tabulka 10: Okrajové podmínky pro hlavu

BARVA T^okolí[K] α [W.m^-2.K^-1]

Povrch smáčený olejem 373 2000

Interface okolí-hlava 300 výpočtem

Kontaktní plocha - -

Sací kanály 305 400

Výfukové kanály 850 600

Sedla sací 313 750

Sedla výfuková 880 600

Vodítka sacího ventilu 373 100

Vodítka výf. ventilu 373 160

Spalovací prostor 1061 815

Závit pro svíčku 523 1000

Obrázek 38: Výpočtový model kolena výfuku s barevnými plochami vyjadřující krajové podmínky

Okrajové podmínky kolena výfuku

Tabulka 11: Okrajové podmínky

Okrajové podmínky válce motoru

BARVA Tokolí [K] α [W.m^-2.K^-1]

Prostor uvnitř výfuku 850 644

Kontaktní plocha - -

Interface okolí-hlava 300 výpočtem

Obrázek 39: Výpočtový model válce motoru s barevnými plochami vyjadřující krajové podmínky

Obrázek 40: Výpočtový model skříně motoru s barevnými plochami vyjadřující krajové podmínky

Pro červenou plochu byly zadány podmínky dle kapitoly 6.5.

Okrajové podmínky skříně

Tabulka 13: Okrajové podmínky

Červená plocha je zadána okrajovou podmínkou 1. druhu. T= 373K.

Tato hodnota byla naměřena. [12]

Tabulka 12: Okrajové podmínky válce motoru BARVA Tokolí [K] α [W.m^-2.K^-1]

Povrch smáčený olejem 373 2000

Interface okolí-hlava 300 výpočtem

Kontaktní plocha - -

BARVA T^okolí[K] α [W.m^-2.K^-1]

Povrch smáčený olejem 373 2000

Interface okolí-hlava 300 výpočtem

Kontaktní plocha - -

Obrázek 41: Výpočtový model víka skříně s barevnými plochami vyjadřující krajové podmínky

Okrajové podmínky pro víko skříně

Materiálové vlastnosti:

Víko hlavy, hlava, válec, skříň motoru a víko skříně jsou vyrobeny ze slitiny hliníku.

Koleno výfuku je vyrobeno z oceli

.

Slitina hliníku

λ

= 170 W.m

^-1

.K

^-1

Ocel

λ

ocel

= 47 W.m

^-1

.K

^-1

BARVA Tokolí [K] α [W.m^-2.K^-1]

Povrch smáčený olejem 373 2000

Interface okolí-hlava 300 výpočtem

Obrázek 42: Rozložení teplot na povrchu motoru

Obrázek 44:Rozložení teplot kolem výfukových sedel

7.3 Výsledky simulace

Výsledky simulace se zaměřují na partii hlavy a válce.

Hlava

Obrázek 43: Rozložení teplot na hlavě

Obrázek 46: Teplotní pole na válci

Obrázek 45: teploty po obvodu svíčky a místa umístění bodů s teplotami kolem sedel

Na obrázku 43 je vidět rozložení teploty na spalovacím prostoru hlavy. Nejvyšší teploty leží na můstku mezi výfukovými sedly, což odpovídá teorii, která je popsána v kapitole 3.1. Nejvyšší teplota dosahuje 240 °C. Tato teplota je hraniční pro hliníkové slitiny. Na obrázku 44 jsou vidět paprskové grafy rozložení teplot po obvodu sedel ve třech hladinách. První hladina leží na dně sedla, druhá uprostřed a třetí na povrchu spalovacího prostoru. Maximální teplota se vyskytuje ve třetí hladině pravého sedla u můstku mezi sedly a její hodnota je 236,4 °C. Maximální rozdíl teplot leží na levém výfukovém sedle. Tato hodnota činí 71,79 °C. Dále je pak vidět na obr. 46 rozložení teplot po obvodu závitu pro svíčku, kde je maximální rozdíl 31,89 °C. Rozdíl teplot by měl být co nejrovnoměrnější a snahou tedy je snížit tyto hodnoty na minimum pomocí úpravy geometrie hlavy.

Válec

Strana výfuku

Strana sání

Obrázek 46 znázorňuje rozložení teplot na válci. Nejvyšší teplota je 202 °C a leží v HÚ válce. Tato teplota je dána tím, že v HÚ je největší tepelný tok od náplně válce a dále také kondukcí tepla od hlavy válce. Teoretické hodnoty, které by měl válec mít, jsou popsány v kapitole 3.2. V následujících grafech jsou zobrazeny teploty po obvodu vložky válce ve dvaceti respektive jedenácti hladinách. Měřené hodnoty jsou rovnoměrně rozloženy po zdvihu.

Obrázek 47: Rozložení teplot na povrchu válce ze strany směsi

Na obrázku 47 je vidět, že nejvyšších teplot nedosahuje válec v HÚ po celém po celém obvodě. Kolem strany sání teploty poklesnou. Je to dáno tím, že válec s hlavou mají mezi sebou pouze silikonové těsnění, které se po smontování vytlačí a vznikne malá vrstva, takže dochází ke kondukci. Nejnižší teploty válce v bodech kolem HÚ jsou na straně rozvodů a sání, kde působí intenzivní chlazení díky oleji, který je na stěně

Obrázek 48: Porovnání naměřených a vypočtených hodnot teplot

šachty rozvodů, a zároveň dochází k vedení tepla do chladné části hlavy motoru.

Nejvyšší teplota je na straně výfuku díky vysoké teplotě hlavy. Ve spodní části válce jsou nejvyšší teploty na křivce 4 a 5 (270°, 300°, 330°), kde nepůsobí z vnějšku přímý proud vzduchu ani olej. Také se zde již tolik neprojevuje kondukce do hlavy. Naopak nejnižší teploty jsou na křivce 1 (0°), kde působí přímý proud vzduchu, a 2 (60°) kde působí chlazení oleje. Dále je to dáno tím, že největší část paliva kondenzuje právě zde. Největší rozdíl teplot v hladinách je v první hladině: 49,2 °C a nejmenší leží v hladině 10: 28,8 °C.

Porovnání s naměřenými výsledky

Následující obrázky zachycují porovnání naměřených hodnot teplot v jednotlivých bodech získaných z literatury [12] a hodnot vypočtených.

Jak je vidět na předchozím obrázku, rozdíly mezi naměřenými a vypočtenými hodnotami se liší v řádech procent. V této práci však nejde o to přiblížit se realitě, ale pouze o nalezení tendence rozložení teplot. Pro větší přiblížení realitě by bylo za potřebí několika výpočtů s postupným upravováním O.P. Z praktických důvodu to nebylo možné udělat kvůli vysoké časové náročnosti (1 výpočet trval kolem 60 hodin) a náročnosti na hardware, kde výpočet nebylo možné spustit na komerčním počítači.

Pro optimalizaci je tento výsledek postačující, neboť se budou porovnávat různé konstrukční úpravy při zachování stejných vstupních podmínek.

7.4 Výsledky simulace modelu s novou hlavou (1. varianta)

Hlava

Obrázek 49: Rozložení teplot na povrchu motoru

Obrázek 50: Rozložení teploty na povrchu hlavy

Obrázek 51: Rozložení teplot kolem sedel a závitu pro zapalovací svíčku

Jak je vidět na obrázku 50 a 51, u modelu s upravenou hlavou vychází maximální teploty vyšší než u původního modelu. Nejvyšší teplota leží mezi sedly a její hodnota je 269,49 °C. Nejvyšší teplota kolem sedel je 268,4 °C. Maximální rozdíl teplot kolem sedel je na levém sedle a činí 69,38 °C. Oproti původní variantě je znatelný rozdíl teploty naproti můstku, kde má přístup proud vzduchu. Maximální rozdíl teplot kolem svíčky je 40,3 °C.

VÁLEC

Teploty na válci vyšly vyšší než na původní variantě z důvodu vysoké teploty hlavy.

Nejvyšší teploty v HÚ jsou stejně jako u původní konstrukce na straně výfuku. Hodnota nejvyšší teploty byla 216,7 °C. Největší rozdíl je 49,7 °C v hladině 1. Nejmenší je pak 18,9 °C v hladině 11. V HÚ se změnila tendence, kde hodnoty na křivce 5 vyšly nižší než na křivce 2. Spodní partie válce je velmi podobná předchozí konstrukci, jelikož úprava hlavy tuto část už tolik neovlivňuje.

Obrázek 52 Rozložení teplot na válci (varianta 1)

Důvodem, proč vyšly ještě vyšší teploty než na původním modelu, může být malá teplosměnná plocha z vnějšku, vysoká teplota okolí a malý součinitel přestupu tepla mezi okolím a hlavou. Součinitel přestupu tepla je závislý na rychlosti proudění.

Čím vyšší je rychlost, tím vyšší je součinitel přestupu tepla. Na obrázku 53 je vidět graf rychlosti mezi výfukovým kanálem a šachtou rozvodů.

Jak je vidět na obrázku 53, rychlost proudu vzduchu omezuje žebro. Na obrázku 54 je znázorněno rozložení rychlosti a teploty vzduchu v okolí výfukových a sacích kanálů.

Je vidět, že rychlost kolem výfukových kanálů je relativně malá. Z těchto důvodů byly vytvořeny následující úpravy hlavy:

 Odstranění žebra mezi výfukovým kanálem a šachtou rozvodů.

 Prožebrování spalovacího prostoru a výfukových kanálů.

 Vložení deflektoru, který bude usměrňovat proud vzduchu.

 Žebra s lichoběžníkovým profilem místo obdélníkového.

 Prodloužení žebra u spalovacího prostoru.

Obrázek 54: Rozložení rychlosti a teploty vzduchu

Obrázek 53: Rozložení rychlosti v okolí výfukových kanálů (varianta 1)

Obrázek 55: Úpravy hlavy válce

7.5 Výsledky simulace modelu s novou hlavou (2. varianta) Hlava

Maximální teplota klesla pouze o 1,9 °C. Hodnota nejvyšší teploty kolem sedel klesla na 266,4 °C. Největší rozdíl teplot na sedlech se zmenšil na 66,22 °C. Tento rozdíl leží

Obrázek 56: Rozložení teplot na hlavě (varianta 2)

Obrázek 57: Rozložení teplot na sedlech ventilů a na díře pro svíčku (2. varianta)

stejně jako v předchozích variantách na levém sedle. U svíčky byl maximální rozdíl také zmenšen na 38,16 °C.

Na obrázku 58 vidíme rozložení teploty a rychlosti vzduchu v okolí kanálů a svíčky.

Změny teplot a rychlosti vzduchu, teplot stěny v oblastech a teplot sedel co nejblíže k oblastem oproti 1. iteraci znázorňuje následující tabulka.

Tabulka 14: Změny vybraných parametrů v okolí sedel výfukových ventilů oproti 1. iteraci

Oblast 1 Oblast 2 Oblast 3 Oblast 4 Oblast 5

Rychlost vzduchu ↑ ↓ ↓ Velmi podobná ↓

Teplota vzduchu ↓ ↓ ↑ ↑ ↑

Teplota stěny ↑ ↓ ↓ ↓ ↓

Teplota na sedle ↑ ↑ ↓ ↑ ↑

↓-snížení ↑-zvýšení

Jak je vidět v tabulce 14 nedocházelo vždy ke snížení/zvýšení teploty stěny podle předpokladu, že v těch místech kde se zvýší rychlost vzduchu a sníží teplota okolí se i sníží teplota stěny. Je to nejspíše dáno vedením tepla.

Obrázek 58: Rozložení rychlosti (vlevo) a teploty vzduchu (varianta 2) 1

2 3 4 5

Válec

Obrázek 59: Rozložení teplot na válci (varianta 2)

Maximální rozdíl je stejně jako v předchozích variantách v první vrstvě a jeho hodnota je 51,91 °C, což je ještě více než v předchozí variantě. Nejvyšší teplota je velmi podobná, rozdíl je pouze 0,7 °C oproti iteraci 1. Zvýšily se teploty na křivce 5, nejvíce v HÚ, kde bylo navýšení 2,7 °C.

Další variantou úpravy hlavy bylo přepažení škvíry mezi výfukovým kanálem a šachtou pro rozvody a naopak zvětšení prostoru pro vzduch mezi sacím kanálem a šachtou. Myšlenka je taková, že v předchozích variantách díky tomu, že vzduch přichází dvěma směry, tak se sráží a zůstává ohřátý v prostoru kolem sedel. Díky přepažení by měl teplý vzduch lépe odcházet z prostoru pryč. Jako další se upravil tvar deflektoru, přičemž zde byla snaha o co nejlepší usměrnění vzduchu směrem

In document VZDUCHEM CHLAZENÁ HLAVA A VÁLEC JEDNOVÁLCOVÉHO ČTYŘDOBÉHO MOTORU OBSAHU 500 CCM Diplomová práce (Page 36-0)