Совершенствование экологических и топливо экономических показателей работы двигателя с принудительным зажиганием применением предварительной термохимической конверсии метанола

• Автор: Хрипач, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ КОНВЕРСИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ КАК СПОСОБ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.1 Проблемы экологии и энергетики автотранспорта
1.2 Нормирование экологических и энергетических показателей автотранспортных средств и пути их улучшения
1.3 Организация процесса предварительного термохимического преобразования топлива в составе системы питания двигателя
1.4 Выводы, постановка цели и задач диссертационной работы
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВ В СОСТАВЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Эффект термохимической регенерации тепловой энергии отводимой в рабочем цикле комбинированной энергетической установки, включающей систему предварительной конверсии топлива
2.2 Особенности показателей рабочего цикла двигателя с термохимической регенерацией отводимой теплоты
2.3 Вопросы математического моделирования явлений переноса теплоты в системе выпуска двигателя с системой термохимического преобразования топлива. Тепловой расчет реактора
2.4 Согласование энергетических потоков при термохимическом преобразовании топлива в составе системы питания двигателя с принудительным воспламенением

2.5 Анализ влияния продуктов конверсии метанола на топливо экономические и экологические показатели двигателя с искровым
зажиганием
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1 Задачи экспериментальных исследований
3.2 Экспериментальная установка и оборудование
3.3 Методика проведения исследований на моторном стенде
3.4 Оборудование, аппаратура и методы проведения исследований двигателя в составе автомобиля на стенде с беговыми барабанами
® 3.5 Оценка погрешностей измерений
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Результаты термометрирования выпускного тракта двигателя при
его работе на метаноле
4.2 Результаты исследования по оценке аэродинамического
^ сопротивления реактора конверсии метанола
4.3 Результаты исследования влияния режимных параметров двигателя с опытной системой конверсии метанола на эффективность термохимической регенерации теплоты ОГ
4.4 Исследования топливо экономических показателей двигателя с
Ш. термохимической регенерацией теплоты ОГ
4.5 Исследования экологических показателей двигателя с системой
питания с термохимическим реактором конверсии метанола
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ре- среднее эффективное давление, МПа;
ра- давление воздуха на впуске в двигатель, МПа;
Ра - максимальное давление цикла, МПа;
Т - текущая температура, К;
Тэкв - эквивалентная температура среды, К; п - частота вращения коленчатого вала, мин"1;
Н; - эффективная мощность, кВт;
Ме - эффективный крутящий момент, Н м;
0Т- часовой расход топлива, кг/ч;
£е - удельный эффективный расход топлива, г/(кВт ч);
Ов- часовой расход воздуха, кг/ч; а - коэффициент избытка воздуха ; г)у - коэффициент наполнения;
0 - угол опережения зажигания, град, п.к.в;
Я - универсальная газовая постоянная, 8314,3 Дж/(кмоль.К);
Ь - работа, Дж;
Р; - среднее индикаторное давление в цилиндре, МПа;
- удельный индикаторный расход топлива, г/(кВт ч ); р - плотность, кг/м3; г> - удельный объем, м3/кг;
V - объем, м3;
Б - ход поршня, м;
Р - диаметр цилиндра, м;
су - изохорная теплоемкость, Дж/(кг К);
ср - изобарная теплоемкость, Дж/(кг К);
IV - степень термохимической регенерации; х - степень повышения теплотворной способности топлива в ТХР а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К);

изменении времени контакта реагентов в соответствии с изменением нагрузки процесс протекает без сажеобразования на катализаторе.
Синтез-газ содержит (об. %): 4-6 Н2, 8-19 СН4, 8-10 СО, 3,5-6 С02
55 Ы2.
Таблица 1.
Основные характеристики процесса газификации
Расход топлива, л/ч
Отношение воздух: топливо 1,
Коэффициент избытка воздуха 0,
Давление, кПа:
в газификаторе 126,
на выходе 122,
Температура катализатора, иС
Объем катализатора, л 0,
Объемная скорость подачи топлива, ч'1
Время контакта реагентов, мс -
К.п.д. газификации, %
Глубина конверсии при нагрузке, % -
Фирмой «Siemens» разработана еще одна конструкция термокаталитического газификатора с дополнительным подводом некоторого количества отработавшего газа из двигателя [142] (рис. 1.6). Помимо участия в реакции, отработавшие газы используются также для пускового подогрева катализатора. После реакции на катализаторе продукты газификации охлаждаются в водяном холодильнике и теплообменнике, подогревая исходные компоненты, затем поступают в смеситель и в составе газовоздушной смеси подаются через впускной патрубок в двигатель. Количество смеси регулируется дроссельной заслонкой. С течением времени активность катализатора падает, и для ее восстановления применяется периодическая воздушная продувка. В состав газа входит до 15% Н2 и СН4, 15-20% СО, -5% С2Н4. Применение описанного-газификатора с
катализатором на основе окиси алюминия, насыщенной окислами хрома и молибдена, при температурах процесса 700 - 800°С и а = 0,1 - 0,13 позволяет из исходного бензина получить газообразное топливо. При этом замена ~