Совершенствование режимов прогрева дизелей подвижного состава

• Автор: Дворкин, Вадим Леонович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ЗАПУСКА ХОЛОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1. Проблемы пуска холодных дизелей и пути их решения

1.2. Особенности рабочего цикла при пуске холодного дизеля

1.3. Определение износов при пуске и прогреве

1.4. Состав отработавших газов

1.5. Средства облегчения низкотемпературного пуска дизелей

1.6. Устройства для обогрева дизелей

1.7. Цель и задачи исследования Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

2.1. Методы расчета рабочего процесса дизеля
2.2. Основные положения современной теории сгорания
2.3. Физикохимическое исследование процесса сгорания
2.4. Расчет процесса сгорания топлива
Выводы по 2 главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПА ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ПУСКЕ И ПРОГРЕВЕ
3.1. Темп износа двигателя при пуске и прогреве
3.2. Методика испытаний по определению темпа износа двигателя
3.3. Износ дизелей при пуске и прогреве
3.4. Удельное значение износов двигателя
3.5. Влияние нагрузки на износ двигателя при прогреве
Выводы по 3 главе
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СГОРАНИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
4.1. Алгоритм моделирования образования вредных веществ
4.2. Определение теплового состояния газов в камере сгорания
4.3. Теплообмен с газовой смесью в камере сгорания
4.4. Химически неравновесный состав продуктов сгорания
4.5. Алгоритм численного решения системы уравнений
4.6. Моделирование образования твердых частиц
Выводы по 4 главе
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ
ПРОГРЕВА ДИЗЕЛЕЙ
5.1. Описание конструкции устройства прогрева дизеля
5.2. Экспериментальные исследования пуска дизеля при низкой температуре
5.3. Определение режимов прогрева дизеля
5.4. Экспериментальные исследования состава выхлопных газов
Выводы по 5 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников


Смесеобразование при пуске дизеля - нагрев и испарение топлива, взаимная диффузия и перемешивание паров топлива с воздухом - осуществляется, в результате развития и взаимодействия факела распыленного топлива и воздушного заряда. Характер взаимодействия зависит от условий, предшествующих этим процессам. Последние значительно отличаются от условий смесеобразования при работе дизеля на номинальной в период пуска холодного дизеля топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания, имеет низкую температуру. Поэтому для нагрева капель топлива до температуры изотермического равновесного испарения требуется время, значительно большее, чем на рабочих режимах. Теоретические исследования показали, что вследствие недостаточно высокой температуры в камере сгорания (0 . С, капель топлива диаметром мкм, требуется время не менее 2 мс (рис. За это время значительная часть топливного факела проникает через объем камеры сгорания и наносится на ее стенки в виде топливного слоя. Так, у дизелей ,5/ с вихревой камерой сгорания на стенку попадает . Вследствие низкой температуры, стенки камеры сгорания, количество топлива, испарившегося с поверхности топливного слоя, за период задержки воспламенения не превышает 5-6 % от цикловой подачи топлива //. Рис. Хотя при пуске дизеля и наблюдается объемно-поверхностное смесеобразование, впрыск топлива на холодные стенки камеры сгорания не является фактором, благоприятствующим осуществлению первых циклов. Поэтому для улучшения пуска и последующего прогрева дизеля необходимо принимать меры, приводящие в той или иной степени к объемному смесеобразованию. Снижение интенсивности нагрева, испарения, и ухудшение качества распыла топлива в период пуска затрудняет получение требуемой для самовоспламенения концентрации паров топлива в воздухе. Для ее получения необходимо соответствующим образом подбирать величину цикловой подачи. Для малоразмерного предкамерного двигателя при цикловой подаче топлива мг/цикл, соответствующей номинальной мощности, коэффициент избытка воздуха (а), определенный с учетом только количества топлива, испарившегося за период задержки воспламенения, достигает величины, равной 2,. Увеличение подачи топлива до . Вследствие относительно невысокой температуры в камере сгорания 0 . С в режиме пуска задержка воспламенения топлива тг достигает величины 0,2 . Увеличение г, может привести к тому, что начало видимого горения сдвинется за ВМТ. В период пуска дизеля Д-ПЛ = - °С ) начало видимого горения отмечалось при ,5° п. ВМТ, т. Это снижает плотность заряда в камере сгорания и вследствие этого процесс сгорания протекает менее активно и растягивается, смещаясь к НМТ /, /. Па и продолжительностью видимого горения 5,5 ° п. Давление начала видимого горения при этом снижается до 2, мПа /4/. Исследования, проведенные на дизеле ЯМЗ-8, показали, что смещение процесса сгорания на значительную часть процесса расширения в первых циклах пуска снижает максимальное значение характеристики активного тепловыделения до 0, . Это приводит к уменьшению среднего индикаторного давления циклов и увеличению времени разгона дизеля. Объясняется это тем, что мощность, получаемая в первых рабочих циклах при пуске, очень мала, особенно, при низких температурах окружающей среды. Это приводит к тому, что дизель замедленно разгоняется до частоты вращения холостого хода или даже глохнет. Для каждого дизеля существует минимальная температура окружающей среды, при которой еще происходит устойчивое воспламенение топлива в цилиндре и пуск осуществляется с холодного состояния без использования вспомогательных средств его облегчения. Минимальная температура пуска лежит тем ниже, чем удовлетворительнее отработаны процессы наполнения цилиндра, смесеобразования, воспламенения и сгорания в цилиндре при пуске холодного дизеля. Это необходимо учитывать при выборе камеры сгорания, геометрической и действительной степени сжатия, пусковой цикловой подачи топлива и момента его впрыска и т. Пуск и прогрев двигателя следует проводить так, чтобы в этот период снизить до минимальной величины износы его трущихся деталей.