Анализ задачи

3 5.2.1. Записать условия мини-задачи (без специальных терминов) по следующей форме:

- техническая система для (указать назначение) включает (перечислить основные части системы);

- техническое противоречие 1 (ТП-1);

- техническое противоречие 2 (ТП-2).

Необходимо при минимальных изменениях в системе указать резульат, который должен быть получен.

Техническими противоречиями в АРИЗ называются взаимодействия в системе, связанные с тем, что полезное действие вызывает одно­временно и вредное действие, либо введение полезного действия или устранение вредного действия вызывает ухудшение одной из частей системы или всей системы в целом.

3.5.2.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов: «изделие» и «инструмент».

Если по условиям задачи дано только изделие, дополнительно ввести ИКС - элемент.

Изделием называют элемент, который по условиям задачи надо об­работать.

Инструментом называют элемент, с которым непосредственно взаимодействует изделие.

3.5.2.3. Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.

3.5.2.4. Выбрать из двух конфликтующих схем ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса.

3.5.2.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние элемен­тов.

3.5.2.6. Записать формулировку модели задачи, указав: а) кон­фликтующую пару; б) усиленную формулировку конфликта; в) что на­до сохранить и что надо изменить.

Для нашей задачи: так как технические противоречия для режимов н.р. и х.х. будут разные, то для ускорения нахождения практических решений целесообразно рассмотреть две отдельные задачи - для н.р. и х.х., а затем найти комплексное решение.

Техническая система состоит из форсунки, через которую впрыскивается топливо в камеру сгорания, окна, через которые подается воздух и камеру сгорания, где сгорает смесь паров топлива и возду­ха и давление образующихся газов воздействует на поршень.

Для н.р.

ТЛ-1. Если распыл хороший и дальнебойность факела топлива при впрыске из форсунки велика за счет большого количества подаваемо­го топлива при высоких оборотах и мощном вихре воздуха, то смесь для сгорания получается хорошая, происходит интенсивное сгорание с минимальным недожогом и смесь газов, образованных при сгорании, обеспечивает необходимую номинальную мощность, но двигатель пере­гревается.

ТП-2. Если немного сократить количество подаваемого топлива, а следовательно уменьшить дальнобойность факела, то смесь газов, образованных при сгорании, не будет перегревать двигатель, но но­минальная мощность снизится.

Веполь - графическое изображение вещества и поля. В качестве вещества в ТРИЗ часто рассматривают два элемента, входящие в конфликтующую пару. Полный веполь обычно включает два вещества и поле (рис 3.1).

В1 – инструмент; П

В2 – изделие; В₁ В₂

П – поле

Рис. 3.1. Полный веполь

Основные поля МаТХЭМ (магнитное, тепловое, химическое, электрическое и механическое).

Поскольку на н.р. основные производственным процессом является обеспечение номинальной мощности, то рассматриваем вначале проти­воречие ТП-1, где он обеспечивается.

Введем обозначения к рис. 3.2:

В1- топливо В2 - воздух С – смесь газов в цилиндре при сгорании топлива Д – цилиндро – поршневая группа двигателя

нормативное воздействие слабо воздействие вредное воздействие

А) В₁

С Д

В₂

Б) В₁

С

В₂

Рис. 3.2. Вепольная форма ТП для н.р. двигателя:

а – для ТП1; б - для - ТП2

Для системы В₁, В₂, С инструментом являются В₁ и В₂, а изделием является С.

Для системы С и Д инструментом является С, а изделием Д.

Для ТП –1 необходимо, оставив в силе связь С Д (обеспечение номинальной мощности), убрать вредное воздействие смеси (высокую теплонапряженность).

Зона конфликта - поверхность цилиндро-поршневой группы, омывае­мой горячими газами. Необходимо, оставив силовое воздействие, сни­зить тепловое воздействие в зоне конфликта.

Для режима х.х. (рис. 3.3).

ТП-1. Если через форсунку подается большое количество топлива, а через окна большое количество воздуха, то смесь газов сгорания обеспечивает устойчивую работу двигателя, но расходуется много топлива и воздуха.

ТП – 2. Если через форсунку подается малое количество топлива, а через окна малое количество воздуха, то расходуется малое коли­чество топлива и воздуха, но смесь газов не обеспечивает устойчи­вую работу и двигатель работает с пропусками вспышек в отдельных цилиндрах, что приводит к попаданию несгоревшего топлива в масло двигателя.

В₁

С

В₂

В₁

С Д

В₂

Рис. 3.3. Вепольная форма ТП для х.х. двигателя:

а – для ТП1; б – для ТП2

Поскольку на х.х. основной производственный процесс - устойчи­вая работа двигателя, то рассматриваем вначале противоречие ТП-1, где он обеспечивается.

Для ТП-1 необходимо, оставив сильную связь С - Д, снять вред­ные связи С с В₁ и В₂, т.е. сократить расход В₁ и В₂ и тем самым снизить стоимость процесса.