| Form of studies |
Bachelor |
| Title of the study programm |
Engineering Technology , Mechanics and Mechanical Engineering |
| Title in original language |
Motokrosa kvadracikla dzinēja ieplūdes caurules projektēšana un plūsmas skaitliskā analīze |
| Title in English |
Design and numerical flow analysis of a motocross quad engine intake pipe |
| Department |
Faculty Of Civil And Mehanical Engineering |
| Scientific advisor |
Sabīne Upnere |
| Reviewer |
Ilmārs Vīksne |
| Abstract |
Šī pētījuma mērķis bija izveidot optimizētu ieplūdes sistēmu 2022 KTM SX-F 450 dzinējam, kas darbinās motokrosa sporta kvadraciklu 2025. gada EMX Quad Eiropas čempionātā motokrosā. Izmantojot atmosfēriskā iekšdedzes dzinēja ieplūdes inerces un Helmholca efektu, ir iespējams iegūt palielinātu tilpuma efektivitāti, kas rezultējas lielākā dzinēja mehāniskās jaudas izvadē. Kanālu garums, kolektora tilpums un zvan-veida pāreja bija pētāmie parametri, kurus pielāgoja, lai iegūtu maksimālu gaisa masas ieplūdi dzinējā. Ieplūdes kanāla garums tika aprēķināts 22.9 cm, kas veido ieplūdes plūsmas rezonansi pie 7000 apgr./min. Ieplūdes kolektora tilpums ietekmē ieplūdes vārstu veidoto refrakcijas viļņu pārnesi un darbojas kā gaisa buferzona dzinējam. Veicot modelēšanu SolidWorks, kolektora tilpums tika iegūts 3.02 L, kas sniegs labu droseles reakciju un labi iekļausies kvadracikla šasijā.
Pirms optimizētās sistēmas modelēšanas tika veikts 3D skenējums kvadracikla šasijai, kuras iekšienē tika modelēta sistēma, kas iekļaujas dzinēja nodalījumā. Tika atstāta pietiekama atstarpe starp ieplūdes sistēmu un citiem kvadracikla elementiem, lai neizraisītu saskaršanos ekspluatācijas procesā.
Efektivitātes salīdzināšanas nolūkos bija izveidota oriģinālā ieplūdes sistēmas ģeometrija, kuras izmēri tika iegūti ar manuālām mērīšanas metodēm.
CFD simulācija plūsmai tika veikta ANSYS Fluent datorprogrammā izmantojot k-epsilon turbulences aprēķinu modeli, lai optimizētu ģeometrisko formu, kas sniedz vismazākos spiediena zudumus sistēmā. Aprēķins veikts laikā vidējotā režīmā ar nesaspiežamu Ņūtona šķidrumu. Rezultātu ticamība tika pārbaudīta izmantojot mērogoto reziduāļu konverģenci un tīklojuma neatkarības analīzi. Izvēlētie robežnosacījumi bija brīvas plūsmas ieplūde, stacionāra bezslīdes siena un izplūde ar masas plūsmas daudzumu. Spiediena zudumu novērtēšanai veikta aprēķinu sērija pie dažādiem dzinēja apgriezienu ātrumiem.
Rezultātā ar optimizēto ieplūdes sistēmu tika iegūti vidēji 49% mazāki spiediena zudumi un 45% mazāks plūsmas ātrums. Var secināt, ka optimizētā ieplūdes sistēmas ir mazāk ierobežojoša salīdzinājumā ar oriģinālo, kas, pievienojot lielāku degvielas daudzumu, rezultēsies lielākā dzinēja mehāniskās jaudas izvadē. |
| Keywords |
Četru taktu dzinējs, tilpuma efektivitāte, helmholca rezonanse, ieplūdes sistēma, turbulence, CFD |
| Keywords in English |
Four-stroke engine, volumetric efficiency, Helmholtz resonance, intake system, turbulence, CFD |
| Language |
lv |
| Year |
2025 |
| Date and time of uploading |
02.06.2025 20:51:18 |
