Эффективность использования теплоты в дизеле на режимах пуска при низких температурах окружающей среды и меры по её повышению

• Автор: Попов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И
ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Обзор работ, посвящённых исследованию процесса пуска

дизелеи
1.2. Анализ существующих мероприятий по облегчению пуска дизелей
1.3. Анализ известных методов оценки эффективности
теплоиспользования в двигателе
1.4. Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИКА РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В ДВИГАТЕЛЕ
2.1. Выбор исходных данных для расчёта
2.2. Расчёт процесса сжатия
2.3. Расчёт процесса сгорания
2.4. Расчёт процесса расширения
2.5. Эмпирическая зависимость для расчёта параметров теплоиспользования
3. МЕТОДИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Методика определения численных значений коэффициента избытка воздуха при экспериментальном исследовании
пуска дизеля
3.2. Формулы для расчёта отношения теплоёмкостей рабочего

тела в дизеле
3.3. Оценка доли испарившегося топлива
4. РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Расчётные исследования влияния разогрева впускного заряда

на параметры рабочего цикла
4.2. Экспериментальные исследования влияния разогрева
впускного заряда на параметры рабочего цикла
4.2.1. Используемые стенды и оборудование
4.2.2. Порядок проведения эксперимента и снятия индикаторных

диаграмм
4.2.3. Анализ рабочего цикла дизеля по индикаторным

диаграммам
4.2.4. Сравнение параметров теплоиспользования на режиме
пуска и на номинальном режиме работы
4.3. Оценка погрешностей измерений
4 3.1. Определение погрешностей измерений давлений

в цилиндре
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Способы повышения эффективности теплоиспользования
и облегчения пуска дизелей
5.2. Разработка практических мероприятий по совершенствованию параметров впускного заряда в дизелях
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
01 — угол поворота, коленчатого вала двигателя, отсчитываемый от ВМТ, град
ПКВ; коэффициент избытка воздуха;
а, - коэффициент избытка воздуха во впускном заряде;
р — текущее давление рабочего тела в цилиндре двигателя, МПа;
р{) - давление окружающей среды; давление перед впускными клапанами;
рг — давление остаточных газов, МПа;
ру _ давление рабочего тела в цилиндре двигателя в момент воспламенения, МПа;
(р _ угол поворота коленчатого вала, отсчитываемый от начала горения, град ПКВ;
<р2 - условная продолжительность сгорания топлива, град ПКВ;
/?о - химический (теоретический) коэффициент молекулярного изменения;
Р - действительный коэффициент молекулярного изменения;
Т- текущая температура рабочего тела в цилиндре двигателя, К;
Г0 - температура окружающей среды; температура заряда перед впускными органами, К;
Тг - температура остаточных газов, К;
Ту - температура рабочего тела в цилиндре двигателя в момент воспламенения, К;
к — отношение теплоемкостей рабочего тела; показатель адиабаты;
V — текущий удельный объём рабочего тела, м3/кг;
иа - удельный объём рабочего тела в конце такта впуска, м3/кг;
щ - удельный объём рабочего тела при параметрах начальной точки, м3/кг;

щ _ пусковая частота вращения коленчатого вала двигателя, мин ,
коэффициент сохранения заряда; коэффициент использования теплоты; е - степень сжатия;
Оц - цикловая подача топлива, г/цикл; г - число цилиндров;

Температуру РТ в точке щ можно с достаточной точностью определить расчётным путём, зная температуру впускного заряда на входе в цилиндр.
Из уравнений (3.4) и (3.5) для коэффициента избытка воздуха, если пренебречь утечками заряда через неплотности цилиндро-поршневой группы, следует
г ■ М„

(3.6)
Выразим га из уравнения (3.2) и подставим в (3.6). Получим:

‘ А)
Таким образом, для определения коэффициента избытка воздуха применительно к процессу сгорания необходимо знать полный объём РТ в точке ах индикаторной диаграммы. Он выявляется из соотношения
где Ус - объём камеры сгорания, м3;
у/(оа ) - численное значение кинематической функции изменения объёма цилиндра для точки ах индикаторной диаграммы.

гс=-±-
е-У
где V/, - рабочий объём цилиндра, м3.
Кинематическая функция изменения объёма цилиндра применительно к моменту закрытия впускного клапана определяется по известным соотношениям (см. например [91]):
^Ю=1+£

СОБСК +— л/1- Л1 віп2 а„
у л у у Л у_
где А = г/Ьш - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
аа - угол поворота коленчатого вала, соответствующий моменту закрытия впускного клапана, град ПКВ.