Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем использования камер сгорания с направленным движением воздушного заряда

• Автор: Микитенко, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ
В ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЯХ
1.1. Требования, предъявляемые к дизелям
в современных условиях
1.2. Совершенствование процесса смесеобразования в дизелях
1.3. Цель работы и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ РАЗВИТИЯ
СТРУЙ РАСПЫЛИВАЕМОГО ТОПЛИВА
2.1. Разработанные методы расчета процесса
распиливания топлива в дизелях
2.2. Методика расчета процесса распыливания топлива
2.3. Расчет процесса распыливания топлива
Основные результаты и выводы по второй главе
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЕТА ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА
В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЯ
3.1. Методика расчета движения
воздушного заряда в камере сгорания дизеля
3.2. Результаты расчета движения
воздушного заряда в камере сгорания дизеля
3.3. Особенности расчета движения воздушного заряда
при использовании поршней со сложной формой КС
Основные результаты и выводы по третьей главе

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЫСТРОХОДНОГО ДИЗЕЛЯ С КАМЕРАМИ СГОРАНИЯ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ
4.1. Серийная и опытные камеры сгорания дизеля
4.2. Описание экспериментальной установки
и методики экспериментальных исследований
4.3. Результаты исследований дизеля с камерами сгорания
различной формы
Основные результаты и выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВМТ, НМТ - верхняя и нижняя мертвые точки;
КС - камера сгорания;
ОГ - отработавшие газы;
п.к.в. - поворот коленчатого вала двигателя;
ПАУ - полициклические ароматические углеводороды;
ПЗВ - период задержки воспламенения;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
УОВТ, 0 - угол опережения впрыскивания топлива;
С0, Сф, С, - начальная скорость истечения топлива из распыливающего отверстия, скорость фронта струи и i-той порции топлива;
С]кс, Gikc, WlKC - скорость, расход и кинетическая энергия воздуха, перетекающего из дополнительной камеры сгорания в днище поршня в полость КС в поршне;
Св, Сп - продольная и поперечная составляющие скорость течения воздуха в КС; С„ь G„i, WB, - скорость, расход и кинетическая энергия воздуха, перетекающего из полости над вытеснителем поршня в дополнительную камеру сгорания в днище поршня;
Свкс, GBkc, Wbkc - скорость, расход и кинетическая энергия воздуха, перетекающего из полости над вытеснителем поршня в полость КС в поршне;
Сп, Св - скорости движения поршня и воздуха;
Cnox, Ссо, Сснх - объемные концентрации в ОГ оксидов азота, монооксида углерода, углеводородов; d - диаметр камеры в поршне;
D - диаметр цилиндра (поршня);
Cnox, есо, еснх - удельные выбросы оксидов азота, монооксида углерода, углеводородов;
Fi, Vi, Pi - площадь дополнительной камеры сгорания в днище поршня, объем части цилиндра, расположенной над этой камерой, и давление в нем;
FB, V., рв - площадь вытеснителя поршня, объем части цилиндра, расположенной над вытеснителем поршня, и давление в нем;
FKC, VKC, ркс - площадь камеры сгорания в поршне, объем части цилиндра, расположенной над КС в поршне, и давление в нем; gi, ge - удельные индикаторный и эффективный расходы топлива;
СТОпл, GB - часовые расходы топлива и воздуха;

где Ашф=ЕАд1/ + Атв - изменение массы фронта струи.

Принимая, что при взаимодействии порций топлива с фронтом в течение периода времени Л/в фронт струи движется с постоянным ускорением, получим выражение для расчета его продвижения за это время:
Д£ф = Сф Л/в + 0,5 ДСФ Д/„. (2.28)
Определение количества вовлеченного в движение воздуха проведено по схеме на рис. 2.7. Поток топлива, вытекающий из отверстия диаметром <з?р, имеет угол раскрытия струи (Зэ. В расчетный момент времени ее фронт находится на расстоянии от распыливающего отверстия. Тогда объем Ув вовлеченного воздуха равен объему усеченного конуса с углом рэ, высотой £ф, верхним основанием диаметром с/р и нижним основанием радиусом гэ = 1Ф + с?р/2,-т.е.
Тв=(1/12) л Тф (4 гэ2 + ёр +2 тэ йр), (2.29)
Масса воздуха плотностью рв, вовлеченного в движение, определяется в виде произведения:
тв = рв Ув. (2.30)
На основании изложенной методики проведен расчет динамики развития струи по следующему алгоритму:
1) Задаются исходные данные для расчета, которыми являются:
- закон изменения давления впрыскивания по времени (углу поворота коленчатого вала);
- закон изменения давления среды, в которую впрыскивается топливо;
- диаметр распыливающих отверстий и их число;
- цикловая подача топлива;
- плотности топлива и окружающей среды;
- продолжительность расчета.