Улучшение показателей рабочего процесса дизеля интенсификацией впрыска топлива

• Автор: Огнев, Иван Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 183 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ взаимосвязи процесса впрыска топлива, рабочего процесса и эффективности использования теплоты в цикле

1.2 Особенности струйного смесеобразования в дизелях

1.3 Способы повышения интенсивности впрыска в

современных топливных системах

1.4 Анализ влияния характера тепловыделения на параметры

цикла и индикаторный КПД дизеля

1.5 Анализ исследований согласования параметров топливной

струи с формой камеры сгорания дизеля
1.6 Выводы по главе. Задачи исследования
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА, ИНДИКАТОРНОГО КПД, ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ
ПРИ ПОВЫШЕНИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
2.1 Гидродинамический расчет топливной аппаратуры
2.2 Методика расчета характеристик факела
2.3 Описание математической модели рабочего процесса с блоком анализа индикаторного КПД,
учитывающей динамику впрыска
2.4 Программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса
дизеля с учетом динамики впрыска топлива
2.5 Выводы по главе
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
НА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ
3.1 Результаты гидродинамического расчета топливной аппаратуры дизелей семейства ЧН 15/
3.1.1 Влияние диаметра топливопровода высокого
давления на давление впрыскиваемого топлива
3.1.2 Влияние эффективного проходного сечения распылителя форсунки и усилия затяжки пружины
на давление впрыскиваемого топлива
3.1.3 Влияние размерности ТНВД на давление
впрыскиваемого топлива
3.2 Численное исследование влияния характеристик
ТА на рабочий процесс и вредные выбросы дизеля
3.2.1 Влияние конструктивных параметров топливной аппаратуры на скорость тепловыделения
3.2.2 Влияние угла опережения впрыска и продолжительности впрыска топлива на
^ некоторые экономические и экологические
показатели цикла дизеля
3.2.3 Влияние диаметра и количества сопловых отверстий распылителя форсунки на экономические и экологические показатели цикла при форсировании
дизеля
3.3 Выводы по главе
* Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ВЛИЯНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ТОПЛИВНОГО ФАКЕЛА,
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС, ИНДИКАТОРНЫЙ КПД И ВРЕДНЫЕ
ВЫБРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ВПРЫСКА
4.1 Экспериментальное исследование влияния давления
впрыска на динамику развития топливного факела
4.1.1 Методы экспериментального исследования влияния

давления впрыска на параметры топливной струи
4.1.2 Экспериментальная установка и методика исследования топливного факела на безмоторной установке
4.1.3 Методика обработки опытных данных, полученных методом оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распыливания топлива
4.1.4 Анализ экспериментальных данных
4.1.5 Сравнение теоретических данных расчета характеристик факела с экспериментальными, полученными в ходе исследования параметров топливной струи
4.2 Экспериментальная моторная установка, методика исследования и расчет погрешностей
4.2.1 Экспериментальная моторная установка
4.2.2 Методика эксперимента, измерение и обработка опытных данных
4.2.3 Анализ погрешностей измерения и обработки опытных данных
4.3 Результаты исследования влияния параметров топливной аппаратуры на мощностные и экономические параметры цикла дизеля
4.3.1 Влияние угла опережения впрыска на эффективные показатели цикла дизеля БМД -
4.3.2 Результаты анализа характеристик выделения и отвода теплоты и составляющих неиспользования теплоты в цикле дизеля ЧН 15/18 при варьировании углом опережения впрыска топлива
4.3.3 Влияние диаметра отверстий, угла истечения топлива из распылителя и выступания распылителя форсунки в
Высокотемпературный нагрев топлива существенно снижает вязкость и сокращает время прогрева капель до равновесной температуры испарения и в целом оказывает положительное влияние на качество струйного смесеобразования. Однако для практической реализации требуется наличие высокоэффективных пожаробезопасных и экономичных подогревателей топлива, которые бы не увеличивали объем магистрали высокого давления. До настоящего времени эта задача не решена и требует серьезных дополнительных исследований.
К преимуществам впрыскивания топлива в цилиндр [150] в смеси с воздухом или газами относятся дополнительное диспергирование топлива и более качественное распределение его по окислителю за счет расширения пузырьков воздуха и газов на выходе из сопловых отверстий распылителя, и улучшение условий его воспламенения, тем самым уменьшается вероятность образования зон, переобогащенных топливом. Присутствие газа в топливе оказывает также влияние на характер процесса топливоподачи в цилиндр дизеля.
По месту ввода воздуха или газов в топливо известные конструкции можно разделить на следующие группы [150]:
1. Растворение воздуха в дизельном топливе на линии низкого давления.
2. Смешивание дизельного топлива с воздухом в линии высокого давления на участке от топливного насоса до форсунки.
3. Смешивание дизельного топлива с воздухом или с внутрицилиндровыми газами непосредственно в форсунке.
Предварительное насыщение топлива воздухом довольно эффективно, т.к. способствует уменьшению концентрации горючего в центральной части струи и увеличению поперечного переноса капельной взвеси. Но для этого требуется основательная модернизация топливной аппаратуры дизеля и комплексные исследования влияния данного способа на характеристики топливоподачи и эксплуатационные показатели всей топливоподающей