Mágnesszelep analízise MaxwellbenésSimplorerben IX. ANSYS felhasználói konferencia 2010 Előadja: Gráf Márton
Diesel hidegindítás A hidegindítási rendszerek szerepe A dízelmotorokban az égés öngyulladás segítségével valósul meg. Télen, a motor indításakor fennáll a veszélye, hogy az összesűrített levegő hőmérséklete nem éri el a gázolaj meggyújtásához szükséges hőmérsékletet. Megoldások: levegő előmelegítő rendszerek Izzítógyertyák Levegő előmelegítés a szívócsőben elhelyezett fűtőszállal (torokmelegítő) Lánggyertyás előmelegítés A hidegindítási rendszerek hasznossága A motor biztos indítása téli körülmények között is biztosított A kezdeti károsanyagkibocsátás számottevően csökkenthető
Lánggyertyás indítórendszerek 1. A lánggyertyát a szívócsőben helyezik el. A folyamat egy villamos izzítással kezdődik. 2. Az izzítást követően az indítózáskor gázolajat eresztenek a porlasztófejbe 3. A gázolajpermet lángra gyullad, az égés hője felmelegíti az égéstérbe érkező levegőt A rendszer üzemanyagellátását egy segéd-üzemanyagpumpa végzi Az üzemanyag áramlását mágnesszelep szabályozza
A mágnesszelep modellje 2D tengelyszimmetrikus reprezentáció Egyszerűsített geometria CAD modellből Gerjesztő áram a tekercsben Mágneses erő Armatúra(mozgó) Rugó Tekercs(tömör hengerként modellezve) Rés(a folyadékáramlást szabályozza ) Bronzcső Mag(álló) Ház Szigetelőgyanta
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Modellezés Maxwellben
Adaptív hálózás Kiindulási háló a hálózási műveletek végrehajtása után Adaptív technológiával sűrített háló7 iteráció után Adaptív technológiával sűrített háló 9 iteráció után Kiindulási háló
A Maxwell előnyei rövid betekintő CAD kapcsolat A CAD modell átalakítása Maxwellben a mágnesanalízis igényeihez Szimmetria modellek Region (környező tér, levegő) Felületek gerjesztéshez Parametrikus modellezés változók definiálása Egyértelmű, átlátható kezelőfelület Konvergenciakritériumok Paraméterszámítások (erő, induktivitás) Beépített függvények származtatott mennyiségekhez Ellenőrző eszközök Undo Optimetrics Modell ellenőrző Áramjárta testek elkülönítése Széleskörő lehetıségek Gyors, hatékony munka
Az eredmények továbbvitele ECE Equivalent Circuit Extraction Az eredményeinket felhasználhatjuk egy rendszerszimulációban. Ehhez létre kell hoznunk egy egyedi áramköri elemet, amely egy mechanikai és egy villamos rendszert köt majd össze Bemenetek: Résméret Áramerősség a tekercsben Kimenetek Induktivitás Mágneses erő
Maxwell ECE
Simplorer modell Villamos rendszer Maxwell eredmények Mechanikai rendszer
Összetett rendszer - függőségek Rés Rugóerő Idő Mágneses erő Áram Feszültségjel Induktivitás
Simplorer eredmények
A rendszerszimuláció és a Simplorer előnyei Direkt kapcsolat a Maxwellel ECE (Equivalent Circuit Extraction) Transient co-simulation Rendkívül rövid számítási idő (vö. kapcsolt tranziens végeselem szimuláció) Másodpercek vs. órák Számos variáns számítható Optimálás, érzékenységszámítások Kapcsolat a végeselemes eredmények és a szabályzók között Gyors modellépítés Koncentrált elemek Gazdag elemkönyvtár Villamos Mechanikai Digitális Blokk-diagrammok Stb
Értékelés A tisztán kísérleti módszerek kiváltása A kísérleti úton történő fejlesztés drága és lassú Sok esetben a mérések nem szolgáltatják közvetlenül a kívánt mennyiségeket További hosszas és bonyolult számításokra van szükség Bár a variánsok teljesítménye közti különbséget megmutatja, a különbség okai sokszor rejtve maradnak A Maxwell segítségével lehetőség nyílik virtuális prototípusokon végzett kísérletekre Megbízható válaszok A mérési kapcsolások reprodukálhatóak a modell validálásához Gyorsabb eredmények Több variáns vagy mérési beállítás tesztelhető virtuálisan Több adat A gépelemek működése lokálisan is kiértékelhető(pl.: mágneses telítődés, hőveszteségek, induktivitás számítások) Paraméterérzékenység Alacsonyabb fejlesztési költségek Kevesebb fizikai prototípus és laboratóriumi kísérlet szükséges
Köszönöm megtisztelő figyelmüket.