Улучшение эффективных и экологических показателей тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метаноло-топливной эмульсии

• Автор: Гущин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 198 с.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1.0. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Перспективы применения кислородсодержащих топлив в дизелях

1.2. Способы применения спиртовых топлив в качестве моторного топлива

1.3. Особенности применения спиртовых добавок к дизельному топливу

1.4. Применение топливных эмульсий и композиций в дизелях в РФ

и за рубежом

1.5. Влияние топливных эмульсий на процессы впрыскивания, рас-пыливания, смесеобразования и сгорания в цилиндре дизеля
1.5.1. Влияние топливных эмульсий на процессы впрыскивания, распыливания и смесеобразование в цилиндре дизеля

1.5.2. Влияние топливных эмульсий на процесс сгорания в дизелях

1.6. Цели и задачи исследования

2.0. ТЕОРИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИСАДОК НА ПРОМОТИРОВА-НИЕ ПРОЦЕССА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ МЕТА-НОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ
2.1. Теория воздействия присадок на промотирование процесса воспламенения метаноло-топливной эмульсии в цилиндре дизеля
2.2. Влияние состава метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля
3.0. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика исследований рабочего процесса дизеля воздушного охлаждения при работе на метаноло-топливной эмульсии
3.1.1. Общая методика исследований
3.1.2. Методика исследований свойств метаноло-топливных эмульсий с присадками целенаправленного действия
3.1.3. Методика проведения сравнительных испытаний работы топливной аппаратуры дизеля на дизельном топливе и метаноло-топливной эмульсии
3.1.4. Методика исследований влияния состава метаноло-топливной эмульсии на рабочий процесс, эффективные и токсические показатели работы дизеля
3.2. Приборы и оборудование, применяемое при исследованиях
3.3. Методика обработки результатов исследований
4.0. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты исследований свойств метаноло-топливной эмульсий с присадками целенаправленного действия

4.2. Результаты исследований работы топливной аппаратуры дизеля на дизельном топливе и метаноло-топливной эмульсии
4.3. Результаты исследований влияния состава метаноло-топливной эмульсии на рабочий процесс, эффективные и токсические показатели работы дизеля
4.3.1. Определение оптимальных регулировок системы топливопо-дачи при работе дизеля на метаноло-топливной эмульсии
4.3.2. Влияние состава метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и тепловыделения в цилиндре дизеля
4.3.3. Влияние состава метаноло-топливной эмульсии на эффективные показатели работы дизеля
4.3.4. Влияние состава метаноло-топливной эмульсии на показатели дымности и токсичности отработавших газов дизеля
4.4. Определение относительного содержания и массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля
4.4.1. Определение относительного содержания и массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля в зависимости от угла поворота коленчатого вала
4.4.2. Определение относительного содержания и массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля в зависимости от изменения установочного угла опережения впрыскивания топлива
4.4.3. Определение относительного содержания и массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля в зависимости от изменения нагрузки и частоты вращения коленчатого вала
4.5. Зависимости показателей процесса сгорания, тепловыделения, эффективных показателей, показателей дымности и токсичности ОГ от состава топлива
4.5.1. Зависимости показателей процесса сгорания и тепловыделения дизеля от состава топлива
4.5.2. Зависимости эффективных показателей работы дизеля от состава топлива
4.5.3. Зависимости показателей дымности и токсичности отработавших газов дизеля от состава топлива
5.0. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИССЛЕДОВАНИЙ
6.0. СОЗДАНИЕ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ТРАКТОРА Т-25А ДЛЯ РАБОТЫ НА СПИРТОСОДЕРЖАЩИХ ТОПЛИВАХ
6.1. Разработка системы регулирования и топливоподачи дизеля 24 10,5/12,0 для работы на спиртосодержащих топливах
6.2. Разработка и создание макетного образца трактора Т-25А для работы на спиртосодержащих топливах
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

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, Нм
5. GB - часовой расход воздуха, кг/ч
6. Г)у - коэффициент наполнения
7. GT - часовой расход топлива, кг/ч
8. а - коэффициент избытка воздуха
9.ge - эффективный удельный расход топлива, г/кВт-ч
10.Г)е - эффективный коэффициент полезного действия
11. tr - температура отработавших газов, °С
12. ф - угол поворота коленчатого вала, градус
13. ©впр - установочный угол опережения впрыскивания топлива, градус
14. ti - период задержки воспламенения
15. pz - максимальное давление сгорания в цилиндре, МПа
16. рс - давление конца сжатия, МПа
17.— - скорость нарастания давления в цилиндре, МПа/градус dcp *
18. х - относительное тепловыделение от сгорания топлива
19. Xi- активное тепловыделение dx
20. — - относительная скорость активного тепловыделения, 1/градус dcp
21. Т - осредненная температура цикла в цилиндре, К
22. GT, GTx - часовые расходы дизельного топлива, суммарного топлива, кг/ч
23. NOx - оксид азота, мг/л, ppm, %
24. СО - оксид углерода, мг/л, ppm, %
25. С02 - диоксид углерода, мг/л, ppm, %
26. СНХ, CmHn - суммарные углеводороды; мг/л, ppm, %
27. С, К - сажа, ед. по шкале Боша; %
28. ДТ - дизельное топливо
29. ОГ - отработавшие газы
30. ЦЧ - цетановое число
31. ДВС - двигатель внутреннего сгорания
32. КС - камера сгорания
33. КПД; к.п.д. - коэффициент полезного действия
34. в.м.т. - верхняя мертвая точка
35. н.м.т. - нижняя мертвая точка
36. ПАУ - полициклические ароматические углеводороды

увеличить ресурс двигателя и повышать его топливную экономичность.
Встречающиеся в литературе данные исследований по влиянию метанола на процесс сгорания, мощностные, экономические и токсические показатели работы дизеля в значительной степени разнородны и противоречивы. Углубленные работы по исследованию возможности применения метанола в качестве топлива для дизелей в нашей стране практически отсутствуют.
Несомненно, представляет интерес исследования возможности создания и применения стабильных метаноло-топливных эмульсий с улучшенными свойствами и повышенным содержанием метанола в топливе за счет присадок для дизелей сельскохозяйственных тракторов, а также их влияние на эффективные, токсичные показатели дизеля и работу топливной аппаратуры.
На основании вышеизложенного, целью настоящего исследования явилось улучшение эффективных и экологических показателей тракторного дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноло-топливной эмульсии.
На основании поставленной цели сформулированы следующие задачи исследований:
1. Исследовать физико-химические свойства и разработать новые метаноло-топливные эмульсии с различными присадками.
2. Разработать теоретические предпосылки воздействия присадок на промотирование процесса воспламенения и горения метаноло-топливной эмульсии в цилиндре дизеля.
3. Определить регулировочные параметры топливоподающей аппаратуры, обеспечивающей получение оптимальных параметров работы дизеля на метаноло-топливной эмульсии.
4. Провести лабораторно - стендовые исследования для изучения влияния метаноло-топливной эмульсии с присадками на показатели процесса сгорания и сажеобразования, характеристики тепловыделения и са-