Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи

• Автор: Чувашев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1Л. Перспективы применения метанола в дизелях

1.2. Особенности применения метанола в качестве топлива

для дизелей с использованием ДСТ

1.3. Анализ работ по применению метанола с ДСТ в дизелях

1.4. Особенности протекания рабочего процесса двигателя

при работе на метаноле с использованием ДСТ

1.5. Особенности процессов воспламенения и горения метанола

1.6. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ 24 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ
НА МЕТАНОЛЕ С ДСТ
2.1. Особенности развития топливных факелов в цилиндре
дизеля при работе на метаноле с ДСТ
2.2. Особенности расчета периода задержки воспламенения
при работе дизеля на метаноле с ДСТ
3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
ДИЗЕЛЯ 24 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛЕ С ДСТ
3.1. Объект испытаний
3.2. Методика исследования рабочего процесса дизеля
воздушного охлаждения при работе на метаноле с ДСТ
3.3. Особенности экспериментальной установки, приборов и оборудования при применении метанола с ДСТ
3.4. Расчет выбросов вредных газообразных веществ
3.5. Методика обработки результатов исследований 7
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ
24 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛЕ С ДСТ
4.1. Особенности распылителей, применяемых для подачи
запальной порции ДТ при работе на метаноле с ДСТ
4.2. Исследование показателей рабочего процесса
дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от установочных углов опережения впрыскивания топлив
4.3. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на индикаторные показатели, показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения
4.4. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ
на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения
4.4.1. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения

в зависимости от изменения нагрузки
4,4.2. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения в зависимости от изменения частоты вращения
4.5. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ
на мощностные и экономические показатели
4.5.1. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на мощностные и экономические показатели в зависимости от изменения нагрузки
4.5.2. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на мощностные и экономические показатели в зависимости
от изменения частоты вращения
4.6. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ
на экологические показатели 13
4.6.1. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ
на экологические показатели в зависимости от изменения нагрузки
4.6.2. Влияние применения метанола в дизеле 24 10,5/12,0 с ДСТ на экологические показатели в зависимости от изменения частоты вращения
5. ТЕХНИК0-ЭК0Н0МИ4ЕСКАЯ ОЦЕНКА ИССЛЕДОВАНИЙ 145 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1. п - частота вращения коленчатого вала дизеля, мин'1
2. ре - среднее эффективное давление, МПа
3. Ne - эффективная мощность дизеля, кВт
4. Мк - крутящий момент дизеля, Н-м
5. Ga - часовой расход воздуха, кг/ч
6. rv - коэффициент наполнения
7. GT - часовой расход топлива, кг/ч
8. а - коэффициент избытка воздуха
9. ge -удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч)
10. gey - суммарный удельный эффективный расход топлива, г/(кВт-ч)
1 l.TJe — эффективный коэффициент полезного действия
12. tr - температура отработавших газов, °С
13. ф - угол поворота коленчатого вала, градус
14. 0впр - установочный угол опережения впрыскивания топлива, градус
15. 0ДТ, 0М - установочный угол опережения впрыскивания дизельного топлива и метанола соответственно, градус
16. ф) - период задержки воспламенения, градус
17. Pzmax- максимальное давление сгорания в цилиндре, МПа
18. рс - давление конца сжатия, МПа
19. (бр/скрЭпих - максимальная скорость нарастания давления в цилиндре дизеля, МПа/градус
20. % - относительное тепловыделение от сгорания топлива
21. Xi - активное тепловыделение
22. (dx/ckp)max - относительная скорость активного тепловыделения, 1/град
23. Xi,Tzmax - активное выделение теплоты, соответствующее максимальной температуре цикла
24. Xi.Pzmax - активное выделение теплоты, соответствующее максимальному давлению цикла
25. фтгшах - угол, соответствующий максимальной температуре цикла, градус
26. Т - осредненная температура цикла в цилиндре, К
27. GT, GTy - часовые расходы дизельного и суммарного топлива, кг/ч
28. NOx - оксид азота; мг/л, ppm, %
29. СО - оксид углерода; мг/л, ppm, %
30. С02 - диоксид углерода; мг/л, ppm, %
31. СНХ - суммарные углеводороды; мг/л, ppm, %
32. С, К - сажа, ед. по шкале Боша; %
33. ДТ - дизельное топливо
34. ОГ - отработавшие газы
35. ЦЧ - цетановое число
36. ДВС - двигатель внутреннего сгорания

чение всех отверстий дб= 0,160. ..0,180. Оптимальная величина рр распылителей была подобрана экспериментально. Для подачи запальной порции ДТ используются опытные распылители с тремя сопловыми отверстиями диаметром 0,30 мм каждое.
Впрыскивание ДТ (запального) и метанола в цилиндр связано с изменением конструкции системы питания дизеля, так как используются две системы впрыскивания топлива. Через основную, имеющую большие проходные сечения сопловых отверстий распылителя подается метанол, а через вспомогательную - впрыскивается запальная порция ДТ. При ДСТ большое влияние на мощностные и экологические показатели дизеля оказывают диаметр и правильное расположение сопловых отверстий распылителя. Диаметр сопловых отверстий распылителя выбирается исходя из условия обеспечения требуемой дальнобойности топливного факела, а расположение исходя из обеспечения пересечения факелов ДТ (запального) и метанола.
Дальнобойность топливного факела определяется следующим образом:
,75

.0,25
(2.1)
где Тф - начальная скорость топлива, м/с;
(Зс - диаметр соплового отверстия, м;
а - угол распыливания, град п.к.в.;
рТ: рв - соответственно плотность топлива и воздуха, кг/м3;
I - время, с.
Для расчета параметров факелов запальной порции ДТ и метанола практический интерес представляют только данные, полученные при больших противодавлениях в КС. В этом случае рекомендуется следующая зависимость определения угла конуса струи распыленного топлива: