Повышение антидетонационных качеств двигателей с искровым зажиганием путем двухстадийного сгорания расслоенной битопливной смеси

• Автор: Смирнов, Олег Вячеславович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ:
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕТОНАЦИИИ И МЕТОДОВ УЛУЧШЕНИЯ АНТИДЕТОНАЦИОННЫХ СВОЙСТВ
ДВИГАТЕЛЯ

1.1.Общие представления о механизме возникновения

детонационного сгорания в. двигателе

1.2. Методы устранения детонационного сгорания

1.2.1. Увеличение периода задержки самовоспламенения

1.2.2. Сокращение продолжительности сгорания

1.2.3. Расслоение свежего заряда по объему камеры сгорания

1.3. Основные выводы и задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ
СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ С ДВУХСТАДИЙНЫМ СГОРАНИЕМ РАССЛОЕННОЙ ГАЗОБЕНЗОВОЗДУШНОЙ
СМЕСИ
2.1.Основное уравнение смесеобразования
2.2. Смесеобразование расслоенного газобензовоздушного заряда
2.3.Влияние относительного расхода воздуха на смесеобразование
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
3.1. Цель и задачи экспериментального исследования.
Методика исследования
3.2.Объект исследований
3.3. Экспериментальная установка

3.4. Детонационные испытания
3.5. Исследование динамики сгорания
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИДЕТОНАЦИОННЫХ СВОЙСТВ
ДВИГАТЕЛЯ С ДВУХСТАДИЙНЫМ СГОРАНИЕМ ПРИ ПИТАНИИ ГАЗОБЕНЗИНОВЫМИ ТОПЛИВНЫМИ
КОМПОЗИЦИЯМИ
4.1. Детонационные испытания двигателя при работе на расслоенной газобензовоздупшой смеси
4.2. Влияние состава смеси на соотношение топлив, необходимое для бездетонационной работы двигателя
4.3. Детонационные испытания на бензине АИ
4.4. Токсичность двигателя с двухстадийным сгоранием
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СГОРАНИЯ В
ДВИГАТЕЛЕ С ДВУХСТАДИЙНЫМ ПОСЛОЙНЫМ СГОРАНИЕМ ГАЗОБЕНЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ
5.1.Исследование характера распространения фронта пламени по объему двухполостной камеры сгорания
5.2.Влияние состава смеси на скорость распространения пламени
5.3.Влияние состава смеси на продолжительность распространения фронта пламени
5.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а — коэффициент избытка воздуха;
й] — коэффициент избытка воздуха смеси, подаваемой через впускной клапан свечной полости;
а2 — коэффициент избытка воздуха смеси, подаваемой через впускной клапан бессвечной полости;
ССо — общий состав смеси;
а — коэффициент избытка воздуха смеси в свечной полости к моменту искрообразования;
а!2 ~ коэффициент избытка воздуха смеси в бессвечной полости к моменту искрообразования;
асг- коэффициент избытка воздуха смеси, сгорающей в бессвечной полости на второй стадии горения;
В - относительный расход воздуха;
— удельный индикаторный расход топлива;
Ов - массовый расход воздуха;
От - часовой расход топлива;
О^] - масса топлива, оставшегося в свечной полости к моменту зажигания;
0^т2 - масса топлива, оставшегося в бессвечной полости к моменту зажигания;
К - коэффициент перемешивания свежих зарядов;
Ь0 — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива, кг возд/кг топлива;
ш - отношение теоретически необходимого количества воздуха для сгорания 1кг бензина к теоретически необходимому количеству воздуха для сгорания 1кг газа;
где К— коэффициент перемешивания свежих зарядов, показывающий отношение массы топлива, поступившего через впускной клапан свечной полости к массе топлива, оставшегося в свечной полости:

(2.5)

где Эх; —'масса топлива, поступившего через впускной клапан свечной полости, кг;
0Т1 — масса топлива, оставшегося в свечной полости к моменту зажигания, кг.
Коэффициент перемешивания определяется экспериментальным путем и ранними исследованиями установлено [32], что К изменяется от 1, 05 до 1, 25, а на высокой частоте вращения коленчатого вала возрастает до 1, 40 [70].
Во время сгорания в первой полости происходит поджатие смеси перед фронтом пламени и вытеснение части еще негорящей смеси через щель между полостями во вторую полость. При этом во второй полости создается дополнительное интенсивное вихревое движение смеси и существенно изменяется результирующий состав смеси асл сгорающей на второй заключительной стадии горения.
Результирующий состав смеси равен:
^вг + ^ От а = - —
и'сг
а (К~!) ■ 1 От.
Т1 — _г

К 2 К (К—1)
где '-’Т1 £ — количество топлива перетекшего из свечной полости в
бессвечную во время впуска и сжатия;
1 Оц
2 £ — топливо вытесненное во вторую полость за счет поджатая смеси фронтом пламени при сгорании в свечной полости [6].
После математических преобразований получим: