Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем совершенствования процессов сгорания и тепловыделения

• Автор: Гребнев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5 ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Перспективы применения природного газа в дизелях

1.2. Особенности применения природного газа в качестве

моторного топлива для дизелей

1.3. Особенности процессов воспламенения и горения природного 31 газа в дизелях

1.4. Модели горения и воспламенения метана в цилиндре дизеля

1.5. Влияние природного газа на показатели рабочего процесса

в дизелях
1.5.1. Влияние природного газа на показатели рабочего процесса
безнаддувного дизеля
1.5.2. Влияние природного газа на показатели рабочего процесса
дизеля с турбонаддувом
1.5.3. Влияние промежуточного охлаждения наддувочного воздуха
на показатели рабочего процесса дизелей
1.6. Цели и задачи исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО
ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ 4ЧН 11,0/12,5 С ПОНВ ПРИ РАБОТЕ
НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ
2.1. Модель горения запального ДТ в цилиндре дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на природном газе
2.2. Модель воспламенения МВС в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12
с ПОНВ при работе на природном газе
2.3. Расчет периода задержки воспламенения при работе дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ на природном газе
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объект испытаний
3.2. Методика стендовых исследований работы дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ на природном газе

3.3. Особенности экспериментальной установки, приборов и
оборудования, применяемых для исследования рабочего процесса дизеля при работе на природном газе
3.4. Методика расчета выбросов вредных газообразных веществ
3.5. Методика обработки результатов исследований
4. УЛУЧШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ
4ЧН 11,0/12,5 С ПОНВ ПРИ РАБОТЕ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СГОРАНИЯ И ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ
4.1. Влияние применения природного газа на эффективные
токсические показатели и показатели рабочего процесса дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.1. Влияние применения природного газа на эффективные 105 показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.2. Влияние применения природного газа на токсические
показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.3. Влияние применения природного газа на индикаторные
показатели, показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения природного газа на индикаторные
показатели и характеристики тепловыделения дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от угла поворота коленчатого вала
4.3. Влияние применения природного газа на показатели процесса
сгорания и характеристики тепловыделения дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ
4.3.1. Влияние применения природного газа на показатели процесса 143 сгорания и характеристики тепловыделения дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки
4.3.2. Влияние применения природного газа на показатели процесса 153 сгорания и характеристики тепловыделения дизеля
4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала

4.4. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ
4.4.1. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ
в зависимости от изменения нагрузки
4.4.2. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.5. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ
4.5.1. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки
4.5.2. Влияние применения природного газа на токсические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ПРИРОДНОГО ГАЗА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА В АВТОМОБИЛЬНОМ ДИЗЕЛЕ 4ЧН 11,0/12,5 С ПОНВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Местные плотные скопления капельно-жидкого топлива образуются в ядре факелов, в их переднем фронте, а также вблизи боковых стенок КС при большой дальнобойности факелов. Внутри такого местного скопления топлива температура его паров и концентрация кислорода недостаточны для быстрого развития реакций горения, и пары топлива диффундируют с поверхности отдельных капель в общую зону пламени, охватывающую данное скопление топлива. Таким образом, скорость сгорания топлива после начальной вспышки определяется в основном скоростью испарения топлива, а также диффузии его паров и кислорода в зону пламени.
У форсированных дизелей основная масса топлива на режимах больших мощностей впрыскивается в цилиндр после вспышки и попадает в высокотемпературную активированную среду. Часть этого топлива подпитывает локальные очаги горения, часть капель быстро затормаживается и охватывается индивидуальными фронтами пламени, некоторая же часть топлива попадает в зоны с повышенной концентрацией продуктов сгорания, где оно быстро испаряется, крекируется и частично окисляется, но не выгорает из-за недостаточной концентрации кислорода. По мере развития процесса горения, особенно после окончания топливоподачи, возрастает доля капель, охваченных индивидуальными фронтами пламени или испаряющихся в среде продуктов сгорания [76, 77].
В метанотопливно-воздушных парах сразу после прохода фронтовой зоны начинаются цепные процессы окисления в условиях высоких температур. Поскольку топлива (метана) в газообразном состоянии и в цилиндре, и в факеле находится больше, а кинетические процессы окисления развиваются только в газовой фазе, можно предположить, что они будут протекать значительно более интенсивно и, что более важно, в большем количестве локальных очагов. Процесс окисления углеводородов представляет сложную многозвенную цепную реакцию, в которую постепенно вовлекаются молекулы кислорода, а МВС сама по себе гомогенна, и она в условиях высоких температур и давлений может подвергаться низкотемпературному окислению еще до