Испарительное увлажнение воздушного заряда двигателей сельскохозяйственной техники для уменьшения выбросов оксидов азота : на примере двигателя Д-120(Д-21)

• Автор: Трелина, Кристина Владимировна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОГ1РОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Применение воды в рабочем процессе двигателя

1.1.1. Подача воды в составе водотопливной эмульсии

1.1.2. Подача воды отдельно в жидком виде.

1.1.3. Подача паров воды

1.2. Водоиспарительные аппараты

1.3. Процессы увлажнения в пластинчатых аппаратах из гигроскопичных материалов.

1.4. Задачи исследования

ГЛАВА 2. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Программа и структурная схема исследований.

2.2. Общая методика проведения работы.
2.3. Методика экспериментальных исследований
2.3.1. Методика и оборудование при проведении стендовых исследований насадки
2.3.2. Методика проведения испытаний системы на тракторе. ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ
ОРОШАЕМОЙ НАСАДКИ РЕГУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ
ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА ДВС
3.1 Теоретические предпосылки уменьшения содержания оксидов азота в ОГ при участии воды в рабочих процессах двигателя.
3.2. Оценка степени насыщения водой воздушного заряда ДВС путем испарительного увлажнения.
3.3. Анализ влияния параметров воздуха при испарительном увлажнении воздушного заряда на основные характеристики двигателя.
3.4. Характеристика процессов тепломассообмена в орошаемых пластинчатых аппаратах
3.5.Разработка оптимальной конструкции интенсифицированной насадки.
3.6. Математическая модель процесса увлажнения воздуха в насадке.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ИСПАРИТЕЛЬНОГО УВЛАЖНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА ДИЗЕЛЯ.
4.1. Оптимизация параметров и режимов работы насадки
4.2. Разработка опытного образца системы
4.3. Оценка функциональных качеств насадки в результате стендовых исследований.
4.4. Результаты стендовых испытаний системы на тракторе
ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Библиографический список
Приложения
ВВЕДЕНИЕ


В этом случае необходимость модификации системы питания энергосиловой установки сведена к минимуму . Влияние влажности эмульсии, обеспечивающее максимальное снижение токсичности ОГ, связывается с различными аппаратами для приготовления ВТЭ. Эмульсия вода дизельное топливо относится к числу гидрофобных эмульсий, образующихся только при механическом, акустическом или электрическом диспергировании одной жидкости в другой. Для получения ВТЭ применяются механические мешалки, коллоидные мельницы, струйные диспергаторы, барботажные установки, ультразвуковые и кавитационные установки, гомогенизаторы. Проведенный П. П. Запеваловым анализ техникоэкономических показателей различных гидродинамических способов эмульгирования показал, что одним из эффективных способов получения высококачественной эмульсии является впрыск в мкость с топливом воды под избыточным давлением . МПа. Однако, даже высококачественную ВТЭ дизельного топлива исследователи характеризуют низкой агрегативной и кинетической устойчивостью , . Для повышения агрегативной устойчивости эмульсии применяют эмульгаторы мазут М, М в количестве 0,5 . Вместе с тем вопрос повышения кинетической устойчивости ВТЭ, т. В связи с этим при необходимости хранения ВТЭ возникают определенные трудности. При приготовлении ВТЭ непосредственно перед подачей в цилиндры, в результате чего отпадает необходимость хранения эмульсии, система питания ДВС значительно усложняется. Известен способ приготовления ВТЭ непосредственно на дизеле за счет подачи воды в топливный трубопровод высокого давления, что реализуется вследствие падения давления в топливопроводе между циклами подачи топлива вплоть до разрыва сплошности, т. Смешение воды с топливом происходит в смесителе, встроенном в топливопровод засасывание воды в топливопровод обеспечивает разрежение. При реализации следующего цикла подачи топлива при резком повышении давления до . МПа в штатных системах происходит смешение с высоким уровнем гомогенности. Другой способ, обеспечивающий приготовление ВТЭ на дизеле, применение ультразвукового эмульгатора . Диспергирование производится ультразвуком частотой кГц, что способствует получению стабильной и однородной эмульсии с размерами частиц не более 0,5 мкм. Производительность эмульгатора лч позволяет использовать его в системе питания тракторов Т, МТЗ, ДТ и автомобилей ГАЗ, ЗИЛ0. Результаты исследований эксплуатационных характеристик тракторного дизеля, работающего на ВТЭ, в большинстве своем противоречивы. Представляет интерес исследование работы двигателя ЯМЗ8Л на низковязкой водотопливной эмульсии с определением нагрузочной и скоростной характеристик и оценкой экологических показателей дизеля . Установлено, что в наиболее часто используемом диапазоне частот вращения коленчатого вала мин1 при работе двигателя на ВТЭ содержание воды уменьшаются максимальный крутящий момент на , эффективная мощность на , коэффициент наполнения, эффективный к. При этом, концентрация СО в ОГ уменьшается при работе в скоростном режиме на . Концентрация 0уменьшается при работе в скоростном режиме на , а при нагрузке на . Таким образом, достаточно существенное улучшение экологических характеристик сопровождается значительным ухудшением мощностных показателей, в результате чего возникает необходимость увеличения производительности топливной аппаратуры для сохранения исходной мощности дизеля. В других работах , отмечатся повышенный более чем в 2 раза при работе без нагрузки выброс с ОГ оксида углерода СО и рост эмиссии суммарных углеводородов СпНт с увеличением содержания воды в ВТЭ. Кроме того, на режимах пониженных частот вращения и высоких нагрузок иногда отмечается увеличение выброса оксидов азота . Наблюдается также увеличение жесткости и шумности работы дизелей с неразделенными камерами сгорания и неустойчивая работа ДВС на переходных режимах. При использовании ВТЭ с частицами воды размером более мкм имеет хместо коррозия и повышенный износ топливной аппаратуры . К тому же обычные бумажные фильтры тонкой очистки топлива при работе адсорбируют влагу эмульсии, что приводит к их набуханию, деформации и возможным прорывам 2.