Расширение концентрационного диапазона устойчивого воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе с унифицированным рабочим процессом

• Автор: Гарипов, Кирилл Назифович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Основные сокращения

Обозначения физических величин

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1 Введение

1.2 Анализ современных рабочих процессов поршневых ДВС с расслоением заряда и непосредственным впрыском топлива
1.2.1 Рабочий процесс с расслоением заряда, реализуемым посредством взаимодействия топливной струи со стенкой камеры сгорания
1.2.2 Рабочий процесс ПДВС с расслоением заряда, реализуемым посредством взаимодействия топливной струи со специально организованным вихрем
1.2.3 Рабочий процесс ПДВС с расслоением заряда, с искровым разрядом вблизи границы струи
1.2.4 Рабочий процесс FSI
1.2.5 Рабочий процесс BPI
1.2.6 Унифицированный рабочий процесс
1.3 Выводы по главе. Формулировка гипотезы, постановка цели и задач .44 ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ
ДВИГАТЕЛЯ С УНИФИЦИРОВАННЫМ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОМ
2.1 Введение
2.2 Математическое моделирование пространственного течения рабочего тела в КС ПДВС
2.2.1 Основные уравнения сохранения
2.2.2 Модели турбулентности
2.3 Математическая модель рабочего процесса компрессор-форсунки
2.3.1 Уравнение состояния
2.3.2 Математическая модель парожидкостного равновесия в рабочей камере компрессор-форсунки
2.3.3 Скорость звука двухфазной смеси
2.3.4 Математическая модель течения двухфазной смеси в сопле компрессор-форсунки при сверхкритическом перепаде давления
2.3.5 Математическая модель расчета параметров в изобарическом сечении начального участка нерасчетной сверхзвуковой двухфазной струи
2.4 Методика моделирования течения сверхзвуковой струи в камере сгорания двигателя с унифицированным рабочим процессом
2.5 Трехмерный расчет течения в камере сгорания двигателя с унифицированным рабочим процессом
2.6 Оценка возможности прямого расчета сверхзвуковой струи в двигателе с УРП с использованием численного метода решения задач гидрогазодинамики
2.6.1 Постановка задачи
2.6.2 Методика исследования
2.6.3 Результаты исследования
2.7 Оценка погрешности методики моделирования течения сверхзвуковой нерасчетной струи в КС двигателя с УРП
2.7.1 Постановка задачи
2.7.2 Методика проведения расчетов
2.7.3 Результаты расчетов
2.8 Результаты численного исследования
2.8.1 Расчет коэффициента расхода и коэффициента скорос ти струи в сопле КФ
2.8.2 Влияние предкамеры на формирование концентрационных полей паров топлива в районе искрового разряда
2.8.3 Расчет скоростей потока в районе искрового разряда в предкамере
двигателя с УРП
2.8.4 Результаты моделирования течения сверхзвуковой струи в КС и
предкамере двигателя с УРП
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТИ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В УНИФИЦИРОВАННОМ РАБОЧЕМ ПРОЦЕССЕ
3.1 Описание экспериментального двигателя
3.2 Измерительная аппаратура
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПЛАМЕНЯЕМОСТИ ТОПЛИВОВОЗДУИПЮЙ СМЕСИ В УНИФИЦИРОВАННОМ РАБОЧЕМ ПРОЦЕССЕ
4.1 Введение
4.2 Методика экспериментального исследования на полноразмерном
двигателе
4.3 Результаты испытаний двигателя на дизельном топливе
4.4 Результаты испытания двигателя и с использованием бензина
4.5 Безмоторный эксперимент
4.5.1 Методика и результаты численного моделирования
4.5.2 Методика проведения эксперимента
4.5.3 Результаты экспериментального исследования на безмоторном стенде
4.6 Сравнение расчетных и экспериментальных данных
4.6.1 Оценка пределов воспламеняемости дизельного топлива
4.6.2 Результаты расчетов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

являлось увеличение стабильности зажигания и горения при высоком коэффициенте избытка воздуха в среднем по камере сгорания. Принцип работы этого процесса основан на использовании цилиндрической полости в центральной части поршня и свече зажигания с форкамерой (рис. 1.21) и не предполагает специальных мер организации формы струи, которая может колебаться от цикла к циклу. Форсунка может располагаться в головке блока цилиндров достаточно свободно в определенных пределах так, чтобы струя топлива попадала в центр поршня [82].
В процессе BPI используется двойной впрыск. Первый впрыск вводит в камеру сгорания основную массу топлива, которая на момент зажигания успевает равномерно перемешаться с воздухом в камере сгорания. Вторая доза топлива является относительно малой и впрыскивается в небольшую полость, расположенную в поршне (рис. 1.22 а). Очень богатая топливно-воздушная смесь переносится из камеры сгорания в форкамеру свечи зажигания (рис. 1.22 Ь) за счет проникновения форкамеры в полость поршня (рис. 1.22 с).
Рисунок 1.21 - Принципиальная схема процесса ВРІ [82]