Совершенствование системы впрыска жидкого топлива для газодизеля

• Автор: Кадхем Нассер Сальман
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 185 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературных источников и постановка задачи

1.1. Газовое топливо для двигателей внутреннего сгорания

1.2. Основные области применения газовых двигателей

1.2.1. Двигатели на сжиженном газе

1.2.2. Двигатели на природном газе

1.3. Особенности рабочего процесса поршневых газовых двигателей

1.4. Проблемы и пути совершенствования систем топливоподачи газодизелей

1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. Математическое моделирование процессов в системе
топливоподачи
2.1. Специальная форсунка для газодизеля
2.2. Анализ конструкции нагнетательного клапана
2.3. Уравнения движения топлива в нагнетательном трубопроводе
2.4. Граничные условия у начала нагнетательного трубопровода
2.5. Граничные условия у конца нагнетательного трубопровода
2.6. Расчетная программа как реализация математической модели
ГЛАВА 3. Результаты расчетного исследования
3.1. Задачи и методика расчетного исследования
3.2. Особенности протекания процесса топливоподачи в новой
системе впрыска топлива
3.3. Выбор настройки системы топливоподачи
3.4. Параметры впрыска в широком диапазоне режимов
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование системы впрыска топлива.
4.1. Цель и задачи экспериментального исследования

4.2. Обоснование методики проведения испытаний
4.3. Испытательный стенд
4.4. Информационно-измерительная система
4.5. Методика проведения эксперимента
4.6. Обработка данных и результаты экспериментального
исследования
4.7.Анализ погрешностей результатов эксперимента
4.8. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Двигатель внутреннего сгорания обязан своим появлением газовому топливу (светильному газу), однако дальнейшее его развитие в течение этого времени было ориентировано на жидкое топливо, получаемое на основе переработки нефти. Только в кризисные периоды, когда возникали проблемы с поставкой нефтепродуктов, появлялся интерес к газовому топливу - достаточно напомнить о газогенераторных автомобилях, использовавшихся в период 2-й мировой войны.
В последние десятилетия вновь усиливается интерес к применению газового топлива в двигателях. Можно указать на ряд факторов, которые этому способствуют.
1. Мировая экономика и политика как никогда сильно обусловлены ценами на нефть и нефтепродукты. Их колебания обусловили множество локальных и глобальных кризисов в экономике, влияли на судьбы правительств и стран. Ограничения на ввоз и вывоз нефтепродуктов стали одним из сильнейших средств давления в мировой политике. Это заставляет искать пути уравновешивания "нефтяного давления" в первую очередь за счет замены нефтепродуктов другими видами топлив, в том числе газовым.
2. Загрязнение атмосферы, угрожающее здоровью и жизни человека, приняло угрожающие размеры. Это загрязнение в определенной мере связано со спецификой топлив нефтяного происхождения - наличием в отработавших газах несгоревших углеводородов и твердых частиц. Газовое топливо устраняет эти токсичные составляющие отработавших газов и способствует снижению суммарной токсичности продуктов сгорания двигателей.
3. Существенно увеличился объем добычи природного газа, и расширилась его география. Это снижает цены на газовое топливо и делает его более доступным.

образованием, является жесткость работы, проявляющаяся в своеобразных "стуках". Аналогичная картина наблюдалась при переводе дизельного двигателя фирмы "Фуджи" (Япония) на работу по газодизельному процессу: для двигателя 6Р032Х пришлось ограничить среднее эффективное давление Ре до 1,4 МПа, чтобы исключить жесткую работу.
Схематически диаграмма рабочего цикла двигателей смешанного сгорания приведена на рис. 1.3. Рабочий процесс в таком двигателе характеризуется тем, что в период сжатия в цилиндре двигателя находится газовоздушная смесь, а жидкое топливо вводится в него в конце сжатия и, самовоспламеняясь, поджигает смесь.
Сгорание этих двух топлив происходит с большим или меньшим повышением давления, которое в основном зависит от момента подачи жидкого запального топлива. Сам процесс сгорания приближается к неуправляемому и характеризуется увеличенным запаздыванием воспламенения и расширением диапазона сгорания по избытку воздуха. Скорость нарастания давления
— максимальные давления цикла Рг обычно удается привести к допусти-

мым величинам путем увеличения коэффициента избытка воздуха и подбора момента зажигания.
Увеличение запаздывания воспламенения смешанного цикла по сравнению с циклом при Р=сопз1 составляет 4-8° поворота коленчатого вала.
Это окисление является началом цепной реакции, ведущей к самовоспламенению, которое, однако, не успевает завершиться ввиду малого времени, и лишь добавочная энергия впрыскиваемого легковоспламеняющегося жидкого топлива вызывает горение.
Минимальный расход жидкого запального топлива определяется величиной потребной энергии для воспламенения и бесперебойного сгорания. Для однокамерных двигателей при полной нагрузке минимальный расход запального топлива составляет 10-13% от расхода при работе только на жид-