Повышение экономичности и снижение вредных выбросов дизеля при работе на рапсовом масле

• Автор: Мысник, Максим Иванович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1 Анализ физико-химических свойств перспективных альтернативных топлив

для ДВС
1.2 Анализ особенностей моторных свойств альтернативных топлив из возобновляемых ресурсов

1.3 Анализ рабочего процесса дизеля при работе на рапсовом масле

1.4 Перспективы применения математического моделирования рабочего

процесса и топливной аппаратуры дизеля

1.5 Выводы по главе. Цель и задачи исследования

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПЫЛЕННОЙ ТОПЛИВНОЙ
СТРУИ РМ НА БЕЗМОТОРНОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
2.1 Описание экспериментальной установки
2.2 Методика эксперимента, измерение и обработка экспериментальных данных
2.3 Оценка погрешности измерений и обработки опытных данных
2.4 Результаты оптического исследования струи распыленного рапсового масла топливной системой Common Rail с применением моно- и дробного впрыска
2.5 Выводы по главе
3 МССЛОДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА,
ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ, ИНДИКАТОРНОГО КПД И ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ НА ОДНОЦИЛИНДРОВОМ ОТСЕКЕ ДИЗЕЛЯ УК-2 ПРИ РАБОТЕ НА РАПСОВОМ МАСЛЕ
3.1 Описание моторной экспериментальной установки
3.2 Методика эксперимента, измерение и обработка экспериментальных
данных
3.3 Оценка погрешности измерений и обработки опытных данных
3.4 Результаты сравнительных моторных исследований с различными системами топливоподачн рапсового масла с применением моно- и дробного впрыска
3.4.1 Исследование показателей рабочего процесса
3.4.2 Исследование индикаторного расхода топлива
3.4.3 Исследование вредных выбросов
3.4.4 Исследование тепловыделения
3.4.5 Исследование коэффициентов неиспользования теплоты
3.5 Выводы по главе
4 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДИЗЕЛЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДРОБНОГО ВПРЫСКА РАПСОВОГО МАСЛА
4.1 Описание модели рабочего процесса дизеля
4.2 Настройка модели. Оценка влияния дробного впрыска РМ в ТА CR на
параметры рабочего цикла

4.3 Оценка регулировочных параметров топливной аппаратуры при работе на
РМ в ТА СЯ с применением дробного впрыска
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
В связи с ужесточающимися экологическими требованиями и перспективой роста потребления углеводородов переработчики будут не в состоянии удовлетворить возросшие потребности человечества по причине дефицита сырья. Кроме того, по причине сложившегося экономического кризиса и непредсказуемости цен на энергоресурсы в зависимости от политики стран вес более актуальным становится поиск альтернативы нефтяному топливу. Предпочтение отдается возобновляемым источникам, а именно топливам растительного происхождения, которые обеспечивают баланс по сохранению парниковых газов, а также удовлетворяют экономическим, экологическим и эксплуатационным требованиям, предъявляемым к современным дизелям.
Топлива растительного происхождения можно определить как топлива, получаемые в процессе переработки биомассы. Среди них можно выделить: спирты, биогаз и топлива на основе растительных и животных жиров. Основным преимуществом такого вида топлив является наличие возобновляемого сырья, офаниченность производства которого существует лишь из-за количества площади земли пригодной для производства биомасы и возможности производства в странах, где не добывается нефть.
Дополнительным фактором, говорящим в пользу использования биомассы в двигателях внутреннего сгорания, является возможность отказаться полностью от продуктов нефтяного происхождения. Это направление может решить задачи получения:
• топлив растительного происхождения;
• смазочных масел;
• масел как охлаждающих жидкостей;
• присадок растительного происхождения.

Влияние рафинирования масел. В работе [5] было выявлено, что при рафинировании подсолнечного масла его плотность, вязкость и температура вспышки в закрытом тигле повышались, но при этом температура помутнения была выше у нерафинированного масла. Эго можно объяснить удалением определённых веществ (металлов) при рафинировании, обеспечивающих повышение температуры помутнения и снижение температуры вспышки в закрытом тигле у нерафинированных масел.
Также в работе [5] было проанализировано содержание металлов в маслах, положительно влияющих на процесс сгорания. Данное исследование проводилось полярографическим методом, и его результаты приведены в таблице 1.5.
Так процесс рафинирования приводит к частичному удалению металлов: меди около 20%, цинка 57%. Высокое содержание этих металлов в нерафинированном масле должно положительно влиять на процесс сгорания
Таблица 1.5 - Сравнение содержания металлов в исследованных маслах
Металлы ПМ „ер., мг/кг ПМ р., мг/кг Отличие, %
Си 0,36 0,29 19,
1п 0,23 0,1 56,
РЬ <0,002 <0
Сс1 <0,001 <0
Влияние угла опережении впрыска топлива на рабочие показатели двигателя. УОВТ оказывает сильное влияние на показатели рабочего процесса двигателя [45, 56]. Оптимальным считается такой угол, при котором достигнуты наилучшие показатели экономичности при приемлемых показателях состава отработавших газов.
Чрезмерное увеличением угла опережения впрыска топлива приводит к росту периода задержки воспламенения, вследствие снижения параметров воздушного заряда в момент начала подачи топлива, что приводит к росту жесткости работы двигателя. При чрезмерно малых углах опережения впрыска