Разработка методов расчета сажеобразования и снижение дымности отработавших газов при набросе нагрузки дизеля

• Автор: Макаревский, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Глава 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОТЕКАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА НА ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ДВС
1.1. Приборное обеспечение для регистрации дисперсных частиц в отработавших газах ДВС на неустановившихся режимах работы
1.2. Результаты экспериментальных исследования выбросов вредных веществ и дисперсных частиц на неустановившихся режимах работы дизелей
1.3. Дифференциальное уравнение двигателя как объекта регулирования скорости 2^
1.4. Сажа и дисперсные частицы в отработавших газах дизелей
1.5. Современные правила регистрации дисперсных частиц
на переходных режимах работы дизелей Т>
1.6. Задачи исследования
Глава 2. РАСЧЕТНО - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ САЖИ НА НЕУСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ЪІ
2.1. Алгоритм и программа расчета рабочего цикла дизеля
2.2. Анализ влияния на дымность отработавших газов угла опережения впрыскивания топлива 5"3
2.3. Модель сажеобразования с учетом работы дизеля
г о
на неустановившихся режимах

Глава 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОВЕДЕНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТА НА ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ 7 о
3.1. Особенности проведения эксперимента по регистрации дымности на переходных режимах работы
3.2. Расчетно-экспериментальный подход к регистрации дымности ОГ на переходных режимах ?
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 8 >
4.1. Описание объекта исследования
4.2. Моделирование параметров самовоспламенения &
4.3 Вычисление текущей температуры стенок камеры сгорания 8 44.4. Моделирование работы дизеля в соответствии с 3 ъ~
динамическим циклом испытаний
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ Л 0 *
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Л 0 <)

Целью диссертационной работы является исследование особенностей образования сажи в дизелях при их работе на переходных режимах. Практика эксплуатации дизелей в качестве силовых установок транспортных средств показывает, что неустановившиеся режимы работы занимают значительную часть времени их работы. При этом, основные показатели двигателя по сравнению с работой на установившихся режимах, как правило, ухудшаются: снижается эксплуатационная топливная экономичность и ресурс двигателя, увеличивается выброс вредных веществ с отработавшими газами. Особенности эксплуатации нашли свое отражение в современных методах контроля токсичности двигателей транспортных средств (циклы испытаний ЕТС и £1/?) и, например, выполнение требований Правил ЕЭК ООН №24.03 по дымности отработавших газов на установившихся режимах не является достаточным для выполнения норм динамического цикла ЕШ. Для того чтобы создавать дизели, соответствующие современным требованиям по токсичности, следует изучать особенности протекания внутрицилиндровых процессов, что определяет актуальность данного исследования.
В диссертации применен расчетно - экспериментальный метод исследования. В качестве рабочей гипотезы принято, что основной причиной различия в протекании внутрицилиндровых процессов в дизелях при работе на переходных и на установившихся режимах является различие в температурном состоянии огневых поверхностей камеры сгорания. Как следствие, меняется температура рабочего тела в начале топливоподачи и продолжительность периода задержки воспламенения. В результате становится иным соотношение между количеством топлива, сгорающего в кинетической и диффузионной стадиях, а также количество топлива, попадающего на стенку камеры сгорания. Это приводит к различию в условиях обра-

Т, Тц- - температуры рабочего тела и стенки камеры сгорания, соответственно, К.
Количество тепла, теряемого в стенки камеры сгорания за время составит

где Р(() - текущая площадь теплообмена, м3.
Для вычисления коэффициента теплоотдачи Эйхельберга
= 2,1л/рТ з/с;;
Средняя скорость поршня (м/с), входящая в зависимости Ся=5я.и/30,
где 5я - ход поршня, м.
Количество тепла, теряемого в стенки камеры на расчетном шаге будет равно
~ ' ^1-2 /С (Г ~ Тц’і )

где: А(і_2=А(рі.2/6п;
Л(рі.2 - угловой шаг расчета, град. ПКВ;
п - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин'1;
/*} -у-ая поверхность теплообмена (м3) с температурой 7);
Для днища головки цилиндра и поршня, а так же зеркала цилиндра,
огневая поверхность, соответственно, равна
пО), лО„
Р -Ок =-• Р - іСС
1 У(Г,П) ~ ^ ’ * П'(Ц) ~ 2 п ’
где: Оц - диаметр цилиндра, м; кг = 2(ТГ + /ЭД/лОц2;
А = 1 - соз<р + 0,25ІЛ1І/(1 - соь2ср) - относительный ход поршня;