Исследование особенностей сгорания газовых топлив, используемых в двигателях внутреннего сгорания

• Автор: Гогиберидзе, Олег Эристович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ГАЗОВЫХ ТОПЛИВ В ДВС
1.1. Альтернативные топлива для автомобильных двигателей
1.2. Рабочие процессы двигателя при работе на газовых топливах
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Описание модельной камеры сгорания постоянного объема
2.1.1. Камера сгорания
2.1.2. Система питания камеры сгорания
2.1.3. Оптическая система
2.1.4. Система зажигания
2.2. Методика определения основных характеристик горения газовых смесей в турбулентном режиме
2.2.1. Определение параметров турбулентности
2.2.2. Определение степени расширения смеси
2.2.3. Регистрация изменения давления
2.2.4. Тарировка датчика давления
3. ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ ГАЗОВЫХ ТОПЛИВ
3.1. Ламинарные и турбулентные скорости горения
3.2. Обоснование способа моделирования условий работы реального двигателя
3.3. Влияние критерия Льюиса при горении углеводородов с
различными молекулярными свойствами
Выводы по третьей главе
4. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИСТОЧНИКА ЗАЖИГАНИЯ С ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИЕЙ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬЮ РАЗРЯДА НА РАБОТУ ДВС
4.1. Влияние характеристик источника зажигания на воспламенение и стабильность процесса сгорания в ДВС
4.2. Экспериментальная установка газового двигателя, работающего на базе дизеля КамАЗ
4.3. Влияние параметров искрового разряда на мощностные, экономические и экологические показатели двигателя КамАЗ
4.4. Влияние параметров искрового разряда на нестабильность последовательных циклов газового двигателя КамАЗ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКЕЛЬНОГО ЗАЖИГАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НЕКОТОРЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ
5.1. Анализ работ, посвященных форкамерно-факельному зажиганию углеводородных топлив
5.2. Методика проведения экспериментов по факельному зажиганию в камере сгорания постоянного объема
5.3. Экспериментальная установка и методика испытания форкамерного двигателя
5.3.1. Работа форкамерной системы
5.3.2. Система впрыска топлива
5.4. Процесс сгорания в форкамере
5.5. Результаты экспериментов
5.6. Определение суммарного коэффициента избытка воздуха
6. ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Все возрастающие темпы промышленного развития, огромные масштабы в освоении природных ресурсов страны, расширяющаяся с каждым годом внешняя и внутренняя торговля невозможны без мощного развития транспорта. Особую роль в обеспечении нормальной жизни и развития экономики приобрел автомобильный транспорт.
Автомобильный транспорт потребляет значительную часть углеводородных топлив нефтяного происхождения. Общая мощность автомобильных двигателей в мире равна примерно 11 млрд. кВт (15 млрд. л.с.) при среднем потреблении 0,2 кг топлива на 1 л.с. в час.
Автомобильный транспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Доля вредных выбросов с отработавшими газами автомобильных двигателей составляет 39-63 % общего загрязнения окружающей среды [32] .В связи с быстрым ростом автомобильного парка и его концентрацией в крупных городах и промышленных центрах встал вопрос о необходимости резкого снижения загрязнения биосферы вредными выбросами и рационального использования топливных ресурсов, в частности нефти, потребление которой с каждым годом возрастает.
Энергетические и экологические проблемы приобретают в настоящее время первостепенное значение и должны рассматриваться в тесной взаимосвязи.
По мнению большинства ученых, в ближайшие 25-30 лет основной силовой установкой на автомобильном транспорте останется поршневой двигатель внутреннего сгорания. Поэтому, в связи с загрязнением атмосферы и ограниченностью нефтяных ресурсов во всех промышленно развитых странах, в последние годы все большее внимание уделяется экономии топлива и снижению

этих условиях следует считать пульсационную скорость и'Е, определяемую из выражения:
где U' - среднее значение пульсации;
|U'| - среднее значение интенсивности турбулентности.
Изменение U's, являющееся единственно располагаемым для контроля параметром, в зависимости от напряжения на электромоторах турбулизаторов представлено на рис. 2-07.
Изменение U'2 в различных равноудаленных от центра точках камеры сгорания, т.е. при г = const, не превышает 25% (рис. 2-08). Таким образом, поле турбулентности, создаваемое вращением четырех турбулизаторов, в рабочем диапазоне радиусов достаточно изотропно и однородно.
Отсутствие направленного потока в центральной рабочей части камеры сгорания также было подтверждено опытами Е.С. Северина по сносу искрового шнура [64].
2.2.2.Определение степени расширения смеси
При переходе от видимых скоростей распространения пламени в камере сгорания постоянного объема к скоростям горения относительно свежей смеси необходимо определение величин степени расширения смеси
(2.3)
'СТ*
Для начальных
расширения
смеси определялась из следующего выражения:
(2.4)

где цт - коэффициент изменения числа молей смеси при горении.