Совершенствование показателей транспортного дизеля путем использования двухкомпонентных и многокомпонентных смесевых биотоплив на основе растительных масел

• Автор: Шустер, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В ДИЗЕЛЯХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ТОПЛИВ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

1.1. Организация смесеобразования в дизелях

1.2. Биотоплива, используемые в дизельных двигателях,

и их физико-химические свойства

1.3. Цель работы и задачи исследования

2. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ С КАМЕРАМИ СГОРАНИЯ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ
2.1. Программные комплексы для моделирования
рабочего процесса дизелей
2.2. Расчетные исследования влияния формы и размеров камеры
сгорания на показатели дизеля
Основные результаты и выводы по второй главе
3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ УГЛОМ ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКИВАНИЯ ТОПЛИВА
3.1. Анализ влияния угла опережения впрыскивания
топлива на показатели транспортного дизеля
3.2. Расчетные исследования влияния УОВТ на показатели дизеля, работающего на дизельном топливе и на биотопливах
на основе растительных масел
3.3. Методика оптимизации значений угла опережения впрыскивания

топлива дизеля, работающего на смесевых биотопливах
Основные результаты и выводы по третьей главе
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕВЫХ БИОТОПЛИВ
4.1. Необходимость совершенствования показателей дизеля, работающего на смесевых топливах на основе
растительных масел
4.2. Экспериментальные исследования дизеля,
работающего на многокомпонентных смесевых топливах
4.3. Разработка методики оптимизации состава
многокомпонентных биотоплив для дизеля
Основные результаты и выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВМТ - верхняя мертвая точка;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ДТ - дизельное топливо;
КС - камера сгорания;
МЭРМ - метиловый эфир рапсового масла;
ОГ - отработавшие газы;
Г1АУ - полициклические ароматические углеводороды;
РМ - рапсовое масло;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
УОВТ, 0 - угол опережения впрыскивания топлива;
Эдн» - динамический угол опережения впрыскивания топлива; ЦЧ - цетановое число;
п.к.в. - поворот коленчатого вала двигателя;
ppm - объемные доли токсичных компонентов в ОГ;
S - ход поршня;
D - диаметр цилиндра (поршня);
Vh, iVh - цилиндровый и общий рабочий объем двигателя;
d - диаметр камеры в поршне;
dIim - максимальный диаметр камеры в поршне;
h - глубина камеры в поршне;
5 - надпоршневой зазор; е - степень сжатия;
R - универсальная газовая постоянная;
Ни - низшая теплотворная способность топлива; ра, рс - давления в начале и в конце такта сжатия; р7 - максимальное давление сгорания;
X - степень повышения давления при сгорании;

только содержанием атомов углерода и уровнем насыщения жирной кислоты, поэтому свойства растительных масел определяются, в основном, содержанием и составом жирных кислот, образующих триацилглицериды. Обычно это насыщенные и ненасыщенные (с одной-тремя двойными связями) жирные кислоты с четным числом атомов углерода (преимущественно С|6 и С|Х). Кроме того, в небольшом количестве присутствуют жирные кислоты с нечетным числом атомов углерода (от С15 до С23).
Растительные масла при нормальных условиях обычно представляют собой маслянистые жидкости с повышенными по сравнению с дизельным топливом плотностью (обычно р=900-1000 кг/м3) и вязкостью (у=60-100 мм2/с при 1=20° С и у=30-40 мм2/с при 1=40° С) и сравнительно невысокой температурой самовоспламенения (табл. 1) [50,57,1 19]. Все растительные масла являются горючими и могут применяться в качестве моторных топлив. Низкая испаряемость и высокая вязкость растительных масел исключают их использование в бензиновых двигателях. Но они могут успешно применяться в качестве топлива для дизелей. Этому способствуют сравнительно невысокая термическая стабильность растительных масел и приемлемая температура их самовоспламенения, равная 1:св=280-320о С и лишь немного превышающая температуру самовоспламенения дизельных топлив (1С1)=230-300° С). При этом цетановое число (ЦЧ) различных растительных масел изменяется в пределах от 33 до 50 единиц (см. табл. 1), что сопоставимо с цетановым числом дизельных топлив (ЦЧ=40-55) [20,93].