Конвертирование дизеля с наддувом и полуразделенной камерой сгорания в газодизель модернизацией топливоподающей системы

• Автор: Седелев, Константин Петрович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 237 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО ЦИКЛА
В ДИЗЕЛЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
1.1. Газовое топливо, его физико-химические и моторные свойства
1.2. Основные способы использования природного газа как топлива для поршневых двигателей
1.3. Проблемы осуществления рабочего цикла в газодизеле
1.4. Цель и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ГАЗОДИЗЕЛЯ
2.1. Особенности методики моделирования рабочего цикла газодизеля с комбинированным смесеобразованием
2.2. Основные направления совершенствования рабочего цикла исследуемого газодизеля использованием математического моделирования
2.2.1. Особенности рабочего цикла газодизеля при увеличении доли замещаемого газом дизельного топлива
2.2.2. Влияние угла опережения подачи запальной порции топлива на индикаторные показатели газодизеля
2.2.3. Влияние степени сжатия на индикаторные показатели газодизеля
2.2.4. Индикаторные показатели газодизеля при изменении числа сопловых отверстий распылителя
2.2.5. Анализ влияния регулировочных и конструктивных мероприятий на рабочий цикл газодизеля при изменении относительной величины запальной порции топлива

3. ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПОДАЧИ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА
И СОЗДАНИЕ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ГАЗОДИЗЕЛЯ
3.1. Анализ основных способов подачи газового топлива в газодизелях с комбинированным смесеобразованием
3.2. Модернизация топливоподающей системы дизеля при конвертировании
его в газодизель
3 .3. Работа топливоподающей системы газодизеля в дизельном и газодизельном режимах функционирования
4. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ГАЗОДИЗЕЛЯ
4.1. Объект исследования, экспериментальная установка, измерительная и регистрирующая аппаратура
4.2. Этапы и последовательность экспериментального исследования
4.3. Оценка погрешностей измерений
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЗОДИЗЕЛЯ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ РЕГУЛИРОВОЧНЫХ, КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ
5.1. Основные показатели газодизеля при изменении относительной величины запальной порции топлива
5.2. Влияние угла начала подачи запальной порции топлива на основные показатели газодизеля
5.3. Особенности изменения основных показателей газодизеля по нагрузочной и скоростной характеристикам
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ц - число сопловых отверстий распылителя, п - частота вращения коленчатого вала, мин'1, в, - расход газового топлива, кг/час,
О, - расход запального дизельного топлива, кг/час,
От - расход двухкомпонентного топлива, кг/час,
Ие - эффективная мощность, кВт,
gi - удельный индикаторный расход топлива, г/(кВт-ч),
Р; - среднее индикаторное давление цикла, МПа,
Ртах - максимальное давление газов в цилиндре, МПа,
Ттах - максимальная температура газов в рабочем цикле, К,
1Р - температура распылителя форсунки, °С,
Кг - температура отработавших газов перед турбиной, °С,
ртах ~ максимальная быстрота нарастания давления газов, МПа/град ПКВ, тн, Шо - показатели характера сгорания в начальном и основном периодах процесса сгорания, а - коэффициент избытка воздуха, б - степень сжатия, гч - коэффициент наполнения,
0 - угол опережения воспламенения, град ПКВ,
бпод - угол начала подачи дизельного топлива, град ПКВ,
4 - коэффициент эффективности сгорания,
Г2 - относительная величина запальной порции жидкого топлива,
Фн, Фг - продолжительность начального периода и всего процесса сгорания, град ПКВ.

ния коэффициента избытка воздуха а существует оптимальное соотношение между относительными долями газового и жидкого топлив. Реализовать эти соотношения на практике оказывается довольно сложно; необходимо существенное усложнение кинематики систем управления топливоподачей [56, 58, 59, 62, 63, 64] или использование микропроцессорной техники [46]. Поэтому обычно для газодизелей небольшой размерности подачу запального топлива за цикл устанавливают постоянной [12]. Часто ее величину “определяют из условия обеспечения достаточно устойчивой работы при холостом ходе...” [47].
С точки зрения обеспечения экономии дизельного топлива величина запальной порции должна быть минимальной. Однако существуют объективные факторы, не допускающие уменьшения этой величины ниже определенного значения. Минимальное количество подаваемого жидкого топлива определяется энергией, потребной для воспламенения и полного сгорания газовоздушной смеси. Для больших стационарных ДВС величина запальной порции топлива (ЗПТ) может быть доведена до 10% и менее. Для транспортных быстроходных дизелей с переменным режимом работы и малым объемом камеры сгорания расход запального топлива повышается до 20...30% [12]. Чрезмерное уменьшение величины ЗПТ приводит к созданию в цилиндре ДВС условий, препятствующих воспламенению, что является следствием наличия у дизельного топлива определенных пределов воспламенения по величине коэффициента избытка воздуха а. Ухудшению условий для самовоспламенения ЗПТ способствует также то, что “концентрация кислорода в заряде в момент впрыска в газодизеле меньше, чем в дизеле, вследствие замещения части воздуха газом, а также в результате предпламенных реакций, протекающих в сильно сжатой и нагретой газовоздушной смеси” [12].
Другой причиной, ухудшающей условия самовоспламенения является то, что теплоемкость газового топлива выше теплоемкости воздуха, поэтому линия сжатия газовоздушной смеси в цилиндре ДВС лежит несколько ниже, чем ли-