Многотопливный рабочий цикл поршневых ДВС

• Автор: Гарипов, Марат Данилович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 274 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1Л Анализ организации процессов смесеобразования и сгорания в бензиновых

двигателях

1.2 Анализ организации процессов смесеобразования

и сгорания в дизелях

1.5. Постановка цели и задач

1.5.1 Гипотеза 1. Воспламенение топливовоздушных смесей на малых нагрузках

1.5.2 Гипотеза 2. Воспламенение и бездетонационное сгорание топливовоздушных смесей при высоких нагрузках

1.5.3 Перспективы снижения токсичности отработавших газов

1.5.4 Задачи исследования
2 ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ НА ИНДИКАТОРНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ЭКСПЕР1ТМЕНТАЛЫТЫХ УСТАНОВОК
2.1 Объекты исследований
2.2 Назначение и возможности системы имитационного
моделирования «Альбея»
2.3 Численное исследование влияния степени сжатия на индикаторные и эффективные показатели двигателей
3 ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА КОМПРЕССОР -ФОРСУНКИ
3.1. Общие положения
3.2 Уравнение состояния многокомпонентной смеси
3.3 Математическая модель парожидкостного равновесия в рабочей камере компрессор-форсунки
3.4 Скорость звука двухфазной смеси
3.5 Математическая модель течения двухфазной смеси в сопле компрессор-форсунки при сверхкритическом перепаде давления
3.6 Математическая модель расчета параметров в изобарическом сечении начального участка нерасчетной сверхзвуковой двухфазной струи
3.7 Оценка точности используемого уравнения состояния в термобарических условиях рабочего процесса компрессор-форсунки
3.8 Методика численного исследования
3.9 Результаты численных исследований
3.9.1 Сжатие смеси в рабочей камере компрессор-форсунки
3.9.2 Расширение смеси до давления в камере сгорания
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ В РАЙОНЕ ИСКРОВОГО ПРОМЕЖУТКА
4.1 Описание используемого программного комплекса вычислительной гидрогазодинамики
4.2 Оценка размера капель на выходе из сопла
4.3 Влияние предкамеры на формирование концентрационных полей в районе искрового промежутка
4.4 Экспериментальное исследование искрового воспламенения топливовоздушных струй
4.5 Численное исследование формирования концентрационных полей в камере сгорания двигателя
5 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СГОРАНИЯ В УНИФИЦИРОВАННОМ РАБОЧЕМ ЦИКЛЕ
5.1 Математическая модель комбинированного сгорания
5.2 Численное исследование комбинированного сгорания
5.3 Численное исследование влияния добавки воды в зону реакции на эмиссию оксида азота
6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ЦИКЛА В УСЛОВИЯХ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
6.1 Описание экспериментального двигателя
6.2 Измерительная аппаратура и методика эксперимента
6.3 Результаты испытаний двигателя
7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ЦИКЛА В УСЛОВИЯХ ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
7.1 Описание экспериментального двигателя
7.2 Измерительная аппаратура
7.3 Методика экспериментов
7.4 Исследование возможности воспламенения и бездетонационного сгорания топлив при работе двигателя на полной нагрузке
7.5 Исследование возможности реализации качественного регулирования мощности
7.6 Исследование сгорания обводнённого этанола
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Фирмой Deutz разработан схожий рабочий процесс [13], рисунок 1.10. Свеча особой конструкции установлена в непосредственной близости от форсунки, причем искровой промежуток защищен от прямого попадания на него капель жидкого топлива цилиндрическим кожухом с двумя диаметрально противоположными отверстиями. Благодаря высокой температуре этого кожуха, дно которого служит электродом, капли, попадающие на его наружную поверхность, испаряются, пары топлива смешиваются с омывающим кожух воздушным вихрем, и, проникающая во внутреннюю полость свечи горючая смесь, воспламеняется искрой. Используется специальная система зажигания повышенной мощности, генерирующая ряд последовательных искр [13].

Рисунок 1.10 - Камера сгорания дизеля Deutz [13]: а) размещение свечи зажигания; б) и в) устройство свечи зажигания; 1 — форсунка; 2 - свеча; 3 - изолятор; 4 — электрод
Таким образом, искровое зажигание является действенным средством, позволяющим организовать работу дизеля на различных топливах независимо от октанового или цетанового числа при умеренных степенях сжатия и в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала. Во всех вышеприведенных схемах используется система генерирующая серию искр продолжительностью несколько