Улучшение эксплуатационных показателей автотранспортных дизелей путем совершенствования системы питания

• Автор: Корабельников, Сергей Кимович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 254 с. : 41 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДИЗЕЛЬНЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

1.1 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЕЙ

1.2 ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ
1.3 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВЫБРОСАХ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

1.4 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕОРИЙ И МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА

1.4.1 ПРОСТЫЕ БИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ РЕАКЦИИ

1.4.2 ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ

1.4.3 ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

1.4.4 ЦЕПНЫЕ РАЗВЕТВЛЕННЫЕ РЕАКЦИИ

1.4.5 РЕАКЦИИ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОГО ДИФФУЗИОННОГО ГОРЕНИЯ
1.4.6 МНОГОСТАДИЙНБ1Й МЕХАНИЗМ ХИМИЧЕСКИХ
ПРЕВРАЩЕНИЙ
1.5 ВЫВОДЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕСТРУКЦИИ ТОПЛИВА И ОБРАЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
2.1 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ТОПЛИВО-ВОЗДУХ
2.1.1 ОСНОВНЫЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ДЕСТРУКЦИИ ТОПЛИВА
2.1.2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЕСТРУКЦИИ ТОПЛИВА
2.2 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО И КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
2.2.1 ТОПОЛОГИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕСТРУКЦИИ
ТОПЛИВА И ОБРАЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
2.2.2 АЛГОРИМ РАСЧЕТА ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ СИСТЕМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
2.2.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ
2.2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ РАВНОГО ПОТЕНЦИАЛА
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
2.3 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И СГОРАНИЯ ТОПЛИВ О-В 03 ДУШНОЙ СМЕСИ

3.1 АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЕЙ РАВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗНАЧЕНИЙ
УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
3.2 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЕЙ РАВНОГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДАВЛЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
3.3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РЕЖИМА РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ
3.4 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ И ФИЛЬТРАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
4.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ФИЛЬТРАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
4.3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ПРИ ВНЕДРЕНИИ КОМПЛЕКСНОГО МОДУЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ И ФИЛЬТРАЦИИ ОГ
4.4 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ СОЗДАНИЯ МОДУЛЬНОГО КОМПЛЕКСА КОНСТРУКТОРСКИХ УСТРОЙСТВ
5.1 МНОГОЦЕЛЕВАЯ УНИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
5.2 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛЬНОГО КОМЛЕКСА КОНСТРУКТОРСКИХ РАЗРАБОТОК
5.2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МОДУЛЯ -ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ МУФТА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА
5.2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МОДУЛЯ - РАЗГРУЗОЧНЫЙ КЛАПАН
5.2.3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО МОДУЛЯ - РЕГУЛЯТОРА ЧИСЛА ОБОРОТОВ
5.3 КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКТОРСКИХ РАЗРАБОТОК СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ
5.4 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 6 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ
6.1 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ
6.2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЕЙ
6.2.1 ОБЩАЯ МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.2.2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ МНОГОЦЕЛЕВОЙ УНИФИКАЦИИ
7.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАЕШОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ (МДД)
7.1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИИ В РАЗМЕРЕ ПЛАТЫ ЗА ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ВНЕДРЕНИИ МДД

дизеля и при подаче вода в количестве 0,1662 г/цикл при углах впрыскивания воды 0.. .5° после ВМТ для дизельных двигателей.
Добиться улучшения экологических показателей можно также оптимизацией коэффициента избытка воздуха. Согласно данным [16], наименьшая токсичность дизеля наблюдается при а = 1,3... 1,4, с точки зрения экологической эффективности [76] наиболее оптимален диапазон а =
2...3 при снижении топливной экономичности на 10 %, что находится в пределах технических условий для двигателя.
Стабильность работы муфты опережения впрыска топлива оказывает влияние на токсичность ОГ. Так, при снижении угла от 28 до 22° содержание оксидов азота снижается на 50...60 %. В то же время, при уменьшении запаздывания конца подачи топлива на 1° в двигателях ЯМЗ снижается содержание сажи на 10 % [134].
Совершенствование закона топливоподачи безусловно играет роль в вопросе токсичности ОГ. Исследованиями [160] доказано, что для быстроходных дизелей целесообразным уровнем максимальных давлений впрыска топлива можно считать 100... 150 МПа. Далее увеличивать его нецелесообразно, так как ухудшается динамика сгорания топлива.
Под малотоксичным дизельным процессом понимается процесс, целью которого является выход отработавших газов с минимальной токсичностью. Этого можно добиться оптимизацией процесса впуска, угла опережения впрыска и т.д. [123, 124].
Состав ОГ во многом определяется полнотой сгорания топлива и интенсивностью тепловыделения, при этом данные многочисленных исследований [27, 137, 139], показывают, что решающее влияние на процесс сгорания оказывают изменение параметров топливной аппаратуры.
Однако регулировкой топливной аппаратуры можно добиться уменьшение выброса оксида азота только на 30 %. В этой связи оптимальным является применение система автоматического управления