Унифицированный рабочий процесс поршневых ДВС

• Автор: Гарипов, Марат Данилович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 105 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ГЛАВА 1. СГОРАНИЕ В ДВИГАТЕЛЯХ. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Введение

1.2. Анализ исследованных рабочих процессов

1.3. Выводы по первой главе. Постановка задач исследований

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА С КОМБИНИРОВАНЫМ СГОРАНИЕМ

2.1. Общие закономерности воспламенения ТВС

2.2. Анализ причин бездетонационного сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия

2.3. Анализ причин ограничения минимального коэффициента

избытка воздуха в дизелях

2.4. Физическая модель процесса

2.5. Интерактивная система автоматизированного моделирования «Альбея»
2.5.1.Назначение и возможности «Альбеи»
2.5.2 Прикладные модули, использованные в работе
2.5.3. Представление результатов
2.6. Математическая модель комбинированного тепловыделения
2.7. Результаты численных экспериментов
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА, ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МЕТОДИКА НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.1. Введение
3.2. Результаты численного моделирования рабочего процесса компрессор-форсунки
3.4. Описание экспериментального двигателя
3.5. Испытательный стенд 1 DS 541 N
3.6. Измерительная аппаратура
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1. Введение
4.2. Работа двигателя на холостом ходе
4.3. Работа двигателя на полных нагрузках
4.4. Индицирование двигателя
4.5. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Оценка возможности снижения токсичности и расхода топлива
Пусковые свойства двигателя
Съемка кинограммы горения
Анализ результатов съемки
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
§с - удельный эффективный расход топлива;
Р2 - максимальное давление цикла;
Т2 - максимальная температура цикла;
УЬ - рабочий объем двигателя; а - коэффициент избытка топлива;
8 - степень сжатия; у - коэффициент остаточных газов; це - эффективный КПД цикла; г); — индикаторный КПД цикла; цм - механический КПД цикла; г|у - коэффициент наполнения;
Ф - угол поворота коленчатого вала;
Юртах _ максимальная скорость нарастания давления; ВМТ - верхняя мертвая точка;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
КПД — коэффициент полезного действия;
КС - камера сгорания;
КФ - компрессор-форсунка;
НМТ - нижняя мертвая точка;
ОГ - отработавшие газы;
ПДВС - поршневой двигатель внутреннего сгорания; п.к.в. - поворот коленчатого вала;
УОВ - угол опережения впрыска;
УОЗ — угол опережения зажигания;
ТВС - топливовоздушная смесь;
ТВФ - топливовоздушный факел.

Актуальность работы. Современный этап развития поршневых двигателей внутреннего сгорания характеризуется настойчивыми поисками путей улучшения экологических и экономических характеристик на всем их жизненном цикле.
Преимуществом широко распространенных в настоящее время двигателей с искровым воспламенением является высокая степень использования воздуха, остающегося в рабочей камере в начале очередного цикла. Однако при повышенных степенях сжатия возникает детонация. Стремление к снижению эксплуатационных расходов топлива за счет использования обедненных топливовоздушных смесей приводит к необходимости решения вопросов обеспечения их надежного воспламенения и распространения пламени.
Дизельные двигатели не имеют этих проблем. Однако, увеличение мощности дизеля посредством снижения минимального значения коэффициента избытка воздуха и повышения частоты циклов обычно лимитируется ухудшением сгорания.
Существование двух различных типов двигателей (бензиновых и дизельных) ведет к серьезным последствиям для мирового хозяйства: требуются специальные топлива, смазки, технологии производства и ремонта и т.д. Современные двигатели внутреннего сгорания ориентированы преимущественно на использование жидких топлив из нефти. Если учесть, что легкодобываемые запасы нефти будут исчерпаны в ближайшие несколько десятилетий, то возникает проблема адаптации двигателей к использованию дешевых сортов топлив нефтяного происхождения и нетрадиционных топлив, например, спиртов и растительных масел, являющихся возобновляемыми ресурсами.
В связи с вышеизложенным актуально решение проблемы создания рабочего процесса, объединяющего лучшие качества двух существующих типов рабочих процессов и, к тому же, способного легко адаптироваться к любым товарным и возможным перспективным видам топлив.

Таблица 2
Показатели цикла т
-0,3 0 0,5
Л: 0,214 0,214 0,214 0,214
Лм 0,857 0,857 0,857 0,857
Ле 0,183 0,183 0,183 0,183
Тг, К 2775 2748 2719 2701
Рг, МПа 4,45 4,38 4,38 4,37
Юртах, МПа/град 0,16 0,16 0,16 0,16
Рис.2.12. Расчетная диаграмма изменения давления Р (Па) и ф/с&р (Па/град) от угла поворота коленчатого вала ф. Коэффициент наполнения = 0,42, доля топлива сгоревшего на первом этапе х0 = 0,8: 1 - т = 1; 2 - т = 0,5; 3 - т = 0;
4 - т = -0,3