Повышение эффективности эксплуатации дизеля на низкоцетановом топливе за счет перераспределения теплоты в камере сгорания

• Автор: Ширлин, Иван Иванович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Л. Применение альтернативных топлив
1.2. Анализ применения источников тепловой энергии в камере сгорания дизельного двигателя при использовании низкоцетановых топлив
1.3. Постановка цели и задач исследования
2. ПРИМЕНЕНИЕ КАЛИЛЬНЫХ ТЕЛ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЯ
2.1. Особенности рабочего процесса дизельного двигателя
2.2. Факторы, влияющие на продолжительность периода задержки воспламенения
2.3. Влияние накаленных поверхностей
2.4. О возможности совершенствования камеры сгорания дизеля с целью сокращения периода задержки воспламенения
2.5. Выбор рационального месторасположения калильного тела в камере сгорания и его формы
2.6. Динамика температуры калильного тела в течение рабочего цикла
2.7. Влияние массы головки калильного тела на его прочность
2.8. Методика определения параметров калильного тела
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАЛИЛЬНОГО ТЕЛА НА РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
3.1. Расчет параметров рабочего процесса дизельного двигателя
3.2. Модель рабочего процесса дизеля
3.3. Расчет периода задержки воспламенения
3.4. Расчет процесса сгорания

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ
КАЛИЛЬНЫХ ТЕЛ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТАНДАРТНОГО И НИЗКОЦЕТАНОВОГО ТОПЛИВ
4.1. Описание экспериментальной установки
4.2. Оценка погрешностей измерения
4.3. Моторные испытания
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАЛИЛЬНЫХ ТЕЛ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
5.1. Определение цены низкоцетанового топлива
5.2. Экономия от снижения количества вредных выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух с отработавшими газами
5.3. Определение затрат на реконструкцию камеры сгорания
5.4. Определение сезонных затрат предприятия на топливо
Заключение, рекомендации и выводы
Список использованных источников
Приложения
Актуальность работы. В настоящее время очень актуальна проблема повышения экологической безопасности дизельных двигателей, особенно проблема дымности отработавших газов. В связи с этим, в мире вводятся новые нормативные требования к токсичности и дымности отработавших газов (рис. 1).
Рис. 1. - Внедрение норм токсичности для дизельных двигателей в странах ЕЭС В свою очередь, это означает, что необходимо не только совершенствовать существующие двигатели, но и разрабатывать совершенно новые конструкции и решения для удовлетворения повышающимся требованиям. Так достижения уровня экологических норм Евро IV добиваются улучшением динамических характеристик газов в цилиндре, совершенствованием формы камеры сгорания и конструкции распылителей форсунок.
На этом фоне создание перспективных дизелей на ЯМЗ, ЗМЗ и КамАЗе, отвечающим новым требованиям, выглядит вполне своевременным.
Однако в настоящее время в России сложилась такая экономическая ситуация, что переход на новые дизели происходит крайне медленно по причине низкой платежеспособности потребителей с одной - стороны и низкими
Л2Р(ТВ)КТВ2 (2Л0)
Е(ТВ-Т0)2
Полученное выражение является общим условием воспламенения газа нагретой поверхностью, которое можно применить в любых условиях теплоотдачи, определяемых значением ат. обобщенная зависимость, связывающая условия теплоотдачи с физическими характеристиками, скоростью движения газа и и характерным размером нагретого тела / имеет вид Ми ~ Кеп, причем для турбулентности средней интенсивности п = 0,5, то есть
( 'р5
ат~А — , (2.11)
где V - коэффициент кинематической вязкости газа.
В условиях двигателя, при постоянной частоте вращения коленчатого вала скоростью омывания рабочей смесью нагретой поверхности в камере сгорания можно считать постоянной, не зависящей от температур и давлений
сжатия; также не изменяются и размеры нагретой поверхности. Значения

почти не зависят от температуры. Коэффициент теплопроводности X не зависит от давления, в то время как коэффициент кинематической вязкости V ~ р0,5. Для реакции с нормальной кинетикой
Д(7» ~ рпе-Е1Щ . (2.12)
Таким образом, выражений можно получить следующее соотношение, связывающее температуру воспламенения накаленной поверхностью с давлениями и температурами сжатия:
2п р-Е1ят*
=—,— =сога?. (2-13)
ТЙ-ТС Е У ’
Теперь, чтобы определить взаимосвязь температуры нагретой поверхности, температурой и давлением среды и периодом задержки воспламенения подставим известную зависимость г, = Ар”г' х еЕИ>Тс в и получим: