Разработка методики профилирования открытой камеры сгорания при форсировании четырехтактного быстроходного транспортного дизеля

• Автор: Никифоров, Сергей Степанович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 200 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И 11РИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

введение:

1. АНАЛІ13 СОСТОЯ ІІИЯ ВОПРОСА И 1 ЮСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Открытые камеры сгорания форсированных дизелей

1.2. Взаимодействие факела распыленного топлива со стенкой

камеры сгорания

1.3. Структура и моделирование дизельного топливного факела

1.4. Заключение по анализу состояния вопроса и постановка задач исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СТРУИ-РАСПЫЛЕІ1ІЮГО ТОПЛИВА И ЕЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СО СТЕНКОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

2.1 Уточненное моделирование структуры свободной струи распыленного топлива

2.1.1 Определение параметров жидкой и газообразной фаз в переходном сечении струи

2.1.2 Определение параметров жидкой и газообразной фаз па основном
участке струи
2.2. Моделирование взаимодействия топливной струи с плоской преградой
2.2.1 Моделирование течения в области взаимодействия газовой струи с плоской преградой
2.2.2 Движение капель топлива в потоке воздуха в области взаимодействия струп с преградой
3. МЕТОДИКА ПРОФИЛИРОВАНИЯ И ВЫБОР ФОРМЫ ОПЫТНЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ
3.1. Методика профилирования
3.2. Выбор формы опытных камер сгорания для экспериментальных исследований на одноцилиндровом дизеле
4. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
4.!. Экспериментальные установки, методика безмоторных исследований
процессов топливоподачи и взаимодействия струй с преградами
4.2. Стенд одноцилиндрового дизеля и методика моторных исследований опытных камер сгорания
5. ЭКС11ЕРИМЕНТАЛЫ1ЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТРУЙ СО СТЕНКОЙ И ПАРАМЕТРОВ ОДНОЦИЛИНДРОВОГО ДИЗЕЛЯ С ОПЫТНЫМИ КАМЕРАМИ СГОРАНИЯ
5.1 Исследования развития топливного факела, взаимодействия струй с плоской преградой и определение параметров топливоподачи
5.2 Экспериментальные исследования влияния формы камеры сгорания на показатели одноцилиндрового дизеля
5.2.1. Влияние контакта боковой поверхности конуса топливного факела с поверхностью камеры сгорания
5.2.2. Влияние распределения воздуха и отраженного топлива в камере сгорания на показатели одноцилиндрового дизеля
5.2.3. Изменение показателей одноцилиндрового дизеля при изменении угла наклона периферии днища поршня
5.2.4. Влияние изменения длины полета факела до стенки камеры сгорания
на показатели одноцилиндрового дизеля
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОГЮ311АЧЕ11МЯ И ПРИ11ЯТЫЕ С0КТАЩЕ11ИЯ
ВМТ - верхняя мертвая точка;
ГРМ - газораспределительный механизм;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
КВ - коленчатый вал двигателя;
КС - камера сгорания;
КШМ - кривошипно-шатунный механизм;
п.влг - поворот вала топливного насоса высокого давления.
и.к.в. - поворот коленчатого вала двигателя;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
ЦПГ - цплппдропоршневая группа;
Ст(,Сту - концентрации топлива и воздуха на оси факела;
СпШ, Стт, - концентрации топлива и воздуха на оси переходного сечения факела;
Сп1,Ст, - концентрации топлива и воздуха в произвольной точке переходного сечения факела;
С/,Су - концентрации топлива и воздуха в произвольной точке
выбранного сечения факела;
с1с - диаметр соплового отверстия распылителя;
- диаметр цилиндра;
г/32 " средний диаметр капель распыленного топлива по Заутеру;
/с - площадь соплового отверстия распылителя;
/„ - площадь переходного сечения факела;
С(). - часовой расход воздуха;
- удельный эффективный расход топлива;
Су - часовой расход топлива;
- цикловая подача топлива;

вопросами доводки рабочего процесса, зачастую, на базе существующих, приходится создавать для конкретных условий конструкции модели топливного факела, адаптированные к особенностям поставленных задач.
Учитывая вышеизложенное, сформулируем цель данной работы: разработать расчетно-экспериментальной методику профилирования открытой камеры сгорания с рациональным отражением топливных факелов от днища поршня для улучшения экономичности четырехтактного быстроходного транспортного дизеля при его форсировании.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Сформулировать основные положения расчетно-экспериментальной методики профилирования открытой камеры сгорания, в которой процесс смесеобразования реализован путем рационального отражения топливных факелов от днища поршня.
2. Экспериментально определить параметры топливоподачи, характер развития и взаимодействия со стенкой струи распыленного топлива на форсированных режимах четырехтактного быстроходного транспортного дизеля типа 41115/16 и ЧН15/18, а также взаимодействия со стенкой газовой и газожидкостной струй.
3. На основе анализа литературных источников и вновь полученных экспериментальных данных разработать модель структуры топливного факела и процесса взаимодействия его со стенкой, учитывающую основные параметры топливоподачи и геометрические размеры камеры сгорания, которая позволит оценить распределение топлива в камере сгорания в результате отражения факела от днища поршня.
4. На основании расчетных исследований по разработанной модели с использованием данных безмоторных экспериментов сформулировать условия, которым должна удовлетворять форма камеры сгорания быстроходного транспортного дизеля типа 41115/16, 41115/18, и определить ее рациональные конструктивные параметры. Разработать, изготовить и исследовать на одноцилиндровом дизеле 141115/16 варианты камер сгорания с совокупностью заданных