Улучшение эффективных, топливно-экономических и экологических показателей бензинового двигателя путем применения модификатора горения

• Автор: Бородин, Вячеслав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Глава 1. Анализ состояния вопроса, обоснование концепции и задачи исследования

1.1. Эксплуатационные свойства автомобильных топлив

1.2. Эффективные, топливно-экономические и экологические показатели работы бензиновых двигателей
1.3. Присадки, улучшающие эффективные, топливно-экономические и экологические показатели бензиновых двигателей

1.4. Научная концепция и задачи исследования

Глава 2. Расчётно-теоретическое обоснование применения модификатора горения в бензиновых двигателях
2.1. Расчётно-теоретическое обоснование рабочего процесса бензинового двигателя, работающего на топливе с модификатором горения. 3?

2.2. Оптимизация концентрации модификатора горения

для бензинов

Глава 3. Методика экспериментальных исследований эффективных, топливно-экономических и экологических показателей бензиновых двигателей, работающих на топливе с модификатором горения. 5?

3.1. Общие положения

3.2. Программа испытания бензинового двигателя, работающего на топливе с модификатором горения
3.3. Методика исследования влияния модификатора горения на поверхностное натяжение топлива
3.4. Методика определения оптимальной концентрации модификатора горения в топливе
3.5. Методика стендовых исследований бензинового двигателя, работающего на топливе с модификатором горения
3.6. Методика эксплуатационных испытаний бензиновых двигателей, работающих на топливе с модификатором горения. 6$

3.7. Экспериментальная установка, применяемая аппаратура и погрешность измерений. 6Н
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований бензиновых двигателей с применением модификатора горения
4.1. Результаты экспериментальных исследований влияния модификатора горения на поверхностное натяжение топлива
4.2. Результаты экспериментальных исследований оптимальной концентрации модификатора горения в топливах
4.3. Результаты стендовых исследований бензинового двигателя, работающего на топливе с модификатором горения
4.4. Результаты эксплуатационных исследований бензиновых двигателей, работающих на топливе с модификатором горения
4.5. Экологическая эффективность применения модификатора горения в топливе бензиновых двигателей в условиях эксплуатации
4.6. Экономическая эффективность применения модификатора горения в топливе бензинового двигателя
Общие выводы
Библиография
Приложения

Современная автотракторная техника предъявляег всё более жёсткие требования к мощностным, экономическим и экологическим показателям двигателей.
Процессы сгорания уже с момента появления двигателя стали предметом непрерывных исследований. В трудах многих ученых, как российских, так и зарубежных, высказаны идеи о применении химической кинетики для изучения процессов воспламенения и горения в двигателях, построена рациональная теория распространения пламени, разработан комплекс вопросов химической кинетики и гидродинамики, теплопередачи и диффузии. Несмотря на достигнутые успехи в развитии наших представлений о горении топлива в двигателях, решение задач, связанных с созданием эффективных процессов, пока ещё требует напряжённого труда.
Экспериментальные исследования и анализ процессов в камерах сгорания двигателей с различными термодинамическими циклами показывают, что внутрикамерный процесс не протекает совершенно равномерно.
Даже при тщательно отработанном процессе двигатель с искровым зажиганием па многих режимах полностью не использует энергетические ресурсы топлива и во многих случаях потери от процесса превращения топлива в конечные продукты реакции достигают 10-15%.
Решение возникающих проблем осуществляегся различными путями: усовершенствованием конструкции двигателей, применением процесса гидроочи-стки для облагораживания топлив, использованием присадок, позволяющих, улучшить те или иные свойства топлив, а также сочетанием селективной гидроочистки топлив с последующим вовлечением в них присадок.
Применение присадок, как правило, наиболее экономично. Некоторые типы присадок, например антидетонаторы, широко применяются в течение нескольких десятилетий. Другие появились или приобрели большое значение в последнее время, например депрессорные и моющие присадки. Быстрыми темпами развиваются исследования в области присадок, улучшающих воспла-

отражают действительный закон сгорания. Это, по-видимому, будет верным и в случае промежуточных процессов, так как они идут с незначительными тепловыми эффектами. Поэтому уравнение (2.2) с достаточной степенью точности может быть принято в качестве закона сгорания.
Однако скорость тепловыделения записана в неявной форме и не отражает развития процесса во времени. Для того, чтобы установить связь между скоростями горения и тепловыделения, рассмотрим широко применяемый метод оценки скорости горения с помощью суммарных временных характеристик.
Процесс горения в бензиновом двигателе с искровым зажиганием можно рассматривать как процесс, протекающий в двух стадиях:
1. стадия воспламенения и рождения объемного очага пламени;
2. стадия турбулентного распространения пламени но заряду.
Первая стадия процесса определяется физико-химическими свойствами топливной смеси, а вторая - диффузией и теплообменом. В зависимости от соотношения скоростей стадий различают две предельные области. В первой из них - кинетической - скорость реакции гораздо меньше скорости диффузии реагирующих компонентов и наблюдаемая скорость процесса совпадает с истинной скоростью химических реакций. Во второй области диффузионная скорость процесса всецело определяется переносом вещества в зоне горения, и она лимитируется фактором гидродинамической природы - в первую очередь смешением.
Это явление лежит в основе исследований, в которых ведущую роль играют временные характеристики.
Представим это в виде временного равенства:
Т г = Г, + Тк + гд + Гдог, (2.60)
где гг, г3, гк, Гд и ГдОГ - характеристические масштабы времени полного горения, периода задержки воспламенения, времени протекания химических реакций, времени протекания диффузионных процессов и времени догора-