Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем снижения дымности отработавших газов

• Автор: Россохин, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Социально-экологические аспекты влияния автотракторных двигателей на окружающую среду

1.2. Существующие типы газодизелей

1.3. Состав отработавших газов дизелей

1.4. Физико-химические основы образования сажи в дизелях

1.4.1. Физико-химические свойства частиц сажи

1.4.2. Теории образования твердой сажистой фазы из углеводородов топлива

1.5. Модели образования и выгорания сажи в цилиндре газодизеля

1.6. Задачи исследования

2. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ И ВЫГОРАНИЯ ЧАСТИЦ САЖИ В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ 4ЧТІ11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА КПГ
2.1. Теория процесса сажевыделения в газодизеле с впрыскиванием
запального топлива в камеру сгорания типа ЦНИДИ через многоструйную форсунку
2.2. Уточненная зонная модель образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе
2.3. Уточненный химизм образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном
газе
2.4. Математическая модель для определения распределения по размерам частиц сажи в цилиндре газодизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5
3. ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДИК В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
3.1. Методика проведения стендовых испытаний по улучшению эксплуатационных и экологических показателей дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 путем применения в качестве топлива природного газа
3.2. Экспериментальные установки. Приборы и оборудование
3.2.1. Экспериментальные установки для проведения стендовых исследований. Приборы и оборудование
3.2.2. Особенности экспериментальных установок, приборов и оборудования для исследования применения природного газа в дизеле с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5
3.3. Обработка результатов исследований. Ошибки измерений

4. УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ С ТУРБОНАДДУВОМ 4ЧН 11,0/12,5 ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА
4Л. Влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного У ОВТ
4.3. Влияние применения природного газа на показатели процесса
сгорания дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах
4.4. Влияние применения природного газа на эксплуатационные и
экологические показатели дизеля с турбонаддувом
4ЧН 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах
4.4.1. Влияние применения природного газа на эксплуатационные показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах
4.4.2. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 на различных нагрузочных режимах при работе на КПГ
4.5. Влияние применения природного газа на показатели процесса
сгорания дизеля с турбонаддувом 4ЧТІ 11,0/12,5 в зависимости от частоты вращения
4.6. Влияние применения природного газа на эксплуатационные и
экологические показатели дизеля с турбонаддувом
4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от частоты вращения
4.6.1. Влияние применения природного газа на эксплуатационные показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости
от частоты вращения
4.6.2. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от частоты вращения
4.7. Влияние применения природного газа на сажесодержание в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5
4.7.1. Влияние применения природного газа на показатели сажесо-держания и температуры в цилиндре дизеля с турбонаддувом
4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от угла п.к.в
4.7.2. Влияние применения природного газа на показатели сажесо-держания и температуры в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ

4.7.3. Влияние применения природного газа на показатели сажесо-держания и температуры в цилиндре дизеля с турбонаддувом 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.7.4. Влияние применения природного газа на показатели сажесо-держания и температуры в цилиндре дизеля с турбонаддувом
4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от частоты вращения
5. РАЗРАБОТКА МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА АВТОБУСА ПАЗ-32054-12 С МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ ПИТАНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ НА КПГ
5.1. Разработка требований к системе дозирования и регулирования
подачи природного газа в цилиндры дизеля с турбонаддувом Д-245.12С автобуса ПАЗ-32054
5.2. Разработка и создание макетного образца автобуса ПАЗ-32054
для работы на компримированном природном газе
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КПГ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЕ С ТУРБОНАДДУВОМ 4ЧН 11,0/12,5, УСТАНОВЛЕННОМ НА АВТОБУСЕ ПАЗ-32054
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Весь накопленный многочисленный экспериментальный материал по влиянию различных факторов на динамику сажевыделения в дизелях свидетельствует о тесной связи процесса сажевыделения с показателями процесса сгорания и, прежде всего, с динамикой тепловыделения в цикле. Сопоставляя изменение основных показателей процесса сгорания с изменением результирующего сажевыделения, видим, что во всех случаях концентрация сажевых частиц в цилиндре достигает максимального значения почти одновременно с максимальной скоростью тепловыделения на участке диффузионного сгорания. Начало сажевыделения всегда совпадает с началом видимого сгорания и началом активного тепловыделения. Это означает, что сажа в цилиндре дизеля образуется сразу же, как только появляется устойчивый фронт пламени. Интенсивность процессов образования и выгорания сажи, косвенно характеризуемая значениями Стах и СВЫт также связана с характеристикой тепловыделения в цикле. Зависимости
Сгшх=б(ёХ/бф)тю1

свып=ФхА1ф)т1и1
имеют линейный характер.
Существенное снижение дымности ОГ и концентрации сажи в течение всего цикла получается при увеличении значения количества теплоты, выделяемой при гомогенном сгорании топливовоздушной смеси, подготовленной за ПЗВ и одновременном снижении скорости тепловыделения в основной фазе сгорания, т.е. увеличении количества топлива, сгорающего в первой фазе видимого сгорания, и уменьшении количества топлива, сгорающего в диффузионной фазе. Именно аналогичный характер протекания кривой тепловыделения характерен для газодизеля. Следует иметь в виду, что такое перераспределение топлива между фазами приводит к возрастанию жесткости процесса сгорания. Процесс развития результирующего сажевыделения в КС можно представить как совокупность ряда последовательных стадий