Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Карасев Вячеслав Александрович. Исследование процесса сгорания и образования токсичных веществ в двигателе с двухстадийным сгоранием : ил РГБ ОД 61:85-5/1172

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава I. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕМ

1.1 Процесс сгорания и образования токсичных веществ в двигателях с искровым зажиганием 8

1.2 Анализ способов совершенствования процесса сгорания в бензиновых двигателях II

1.3 Выводы 26

Глава П. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ДВУХСТАДИЙНОГО

СГОРАНИЯ РАССЛОЕННОЙ СМЕСИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА И ОБРАЗОВАНИЕ N0

2.1 Двигатель с двухстадийным сгоранием 28

2.2 Математическая модель термодинамического цикла двигателя с двухстадийным послойным сгоранием 32

2.3 Методика расчета равновесной концентрации окиси азота при двухстадийном послойном сгорании 40

2.4 Анализ показателей термодинамического цикла и образования N0 при двухстадийном послойном сгорании 45

2.5 Выводы 59

Глава Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Цель и задачи экспериментального исследования.

Общая методика исследования 60

3.2 Объект исследований 61

3.3 Экспериментальная установка 63

3.4 Специальные методы исследований

3.4.1 Исследование послойного смесеобразования 65

3.4.2 Детонационные испытания

3.4.3 Анализ отработавших газов на токсичность 69

3.4.4 Исследование динамики сгорания 73

3.4.5 Индицирование двигателя 77

3.5 Методика обработки экспериментальных данных.

Оценка погрешности измерений 77

3.6 Выводы 81

Глава ІУ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛОЙНОГО СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ С ДБУХСТАДИЙНЫМ СГОРАНИЕМ

4.1 Исследование послойного внутрицилиндрового смесеобразования 83

4.2 Оценка экономических, мощностных и токсических показателей двигателя с двухстадийным сгоранием со степенью сжатия 8,2 единицы 89

4.2.1 Влияние состава смеси на экономические и мощностные показатели 89

4.2.2 Влияние угла опережения зажигания на экономические и мощностные показатели 98

4.2.3 Влияние состава смеси на образование токсичных веществ 100

4.3 Особенности образования токсичных веществ при двух стадийном послойном сгорании ИЗ

4.4 Выводы 118

Глава У. ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИДЕТОНАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ, ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ДВИГАТЕЛЕ С ДВУХСТАДИЙНЫМ СГОРАНИЕМ НА ВЫСОКОЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ

5.1 Детонационные испытания Г2Г

5.2 Параметры регулирования двигателя с двухстадийным сгоранием при степени сжатия II.7 единицы 133

5.2.1 Экономические и мощностные показатели двигателя на высокой степени сжатия 136

5.2.2 Влияние эксплуатационных факторов на образование токсичных веществ в двигателе с двухстадийным сгоранием и высокой степенью сжатия 1 5.3 Исследование образования бенз/а/пирена при двух стадийном послойном сгорании 154

5.4 Особенности образования токсичных веществ в свечной и бессвечной полостях камеры сгорания 156

5.5 Выводы 160

Глава УІ. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДИНАМИКИ СГОРАНИЯ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ С СГОРАНИЕМ

6.1 Влияние коэффициента избытка воздуха на скорость распространения пламени 164

6.2 Влияние состава смеси на продолжительность сгорания 172

6.3 Влияние коэффициента наполнения на динамику сгорания 181

6.4 Влияние угла опережения зажигания на динамику сгорания 186

6.5 Оценка эффективности факельного дожигания смеси в двигателе с двухстадийным сгоранием 193

6.6 Индикаторные показатели и их связь с динамикой сгорания при двухстадийном процессе 201

6.7 Связь динамики и фаз сгорания при двухстадийном процессе 208

6.8 Выводы 214

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 216

ПРИЛОЖЕНИЕ 220

ЛИТЕРАТУРА 2  

Введение к работе:

Решения ХХУІ съезда КПСС и "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" содержат программные указания на необходимость совершенствования технологических процессов и транспортных средств с целью решения топливно-энергетической проблемы и чистоты окружающей среды [1,2]

В настоящее время эффективной и самой распространенной энергетической установкой по сравнению с любыми другими тепловыми двигателями на транспорте, в сельском хозяйстве и ряде других отраслей народного хозяйства являются поршневые двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающие на легком топливе, и дизельные двигатели. Отечественными и зарубежными исследованиями отмечается, что на ближайшие 20-30 лет поршневые ДВС сохранят свою определяющую роль в качестве энергетических силовых установок [17,61, 89,90,97,101,111] .

В связи с этим остается весьма актуальной проблемой совершенствование бензиновых двигателей, составляющих основную часть ( более 80 % ) на транспорте, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов. Однако дальнейшее улучшение экономических и токсических показателей двигателей с искровым зажиганием, выполненных по классической схеме, связано прежде всего с трудностью повысить степень сжатия до оптимального уровня из-за возникновения детонационного сгорания, а ташке с невозможностью осуществить даже частичное качественное регулирование мощности путем обеднения смеси, так как с обеднением смеси выше экономического состава резко возрастает межцикловая нестабильность сгорания, следствием чего является снижение индикаторного к.п.д. и повышение токсичности отработавших газов [5,6,12,25,27,70]

В последний период в стране и за рубежом основные научные и конструкторские поиски направляются на исследование, разработку и создание принципиально новых процессов смесеобразования и сгорания, обеспечивающих одновременное улучшение показателей бензиновых двигателей по экономичности и токсичности. Эти процессы, объединенные общим принципом послойного распределения топлива в заряде, в настоящее время реализуются в ряде двигателей различных схем [7,17]

Среди отечественных разработок совершенствования рабочего процесса двигателей с искровым зажиганием известен способ двухста-дийного сгорания как послойно, так и гомогенно распределенной смеси, разработанный на кафедре ДВС Костромского СХИ доктором технических наук, профессором Л.М. Соболевьм. Реализация этого процесса на двигателях со степенью сжатия 7-8 единиц показала улучшение топливной экономичности на 8-Ю % и снижение токсичности по N0 в 1,5-2 раза при работе на более бедных смесях по сравнению с серийным двигателем [40,71,74,84] .

Преимущества двухстадийного процесса сгорания заключаются в том, что за счет создания интенсивной крупномасштабной турбулиза-ции высокотемпературным факелом пламенных газов на заключительной стадии горения осуществляется ускоренное воспламенение, быстрое и эффективное сгорание бедных смесей. В двигателе практически отсутствуют газодинамические потери на перетекание пламенных газов из одной полости в другую из-за кратковременного разделения камеры сгорания выступом в головке и днищем поршня при положении его в ВМТ. Интенсификация процесса сгорания на заключительном этапе горения улучшает динамику тепловыделения и показатели рабочего процесса [84]

Исходя из современного состояния проблемы, стоящей перед двигателе с троением, и тенденций совершенствования рабочего процесса бензиновых ДВС, основной целью диссертационной работы являлось исследование закономерностей динамики сгорания и образования токсичных веществ в двигателе с двухстадайным сгоранием как послойно, так и гомогенно распределенной смеси и на их основе разработка рекомендаций оптимальных параметров регулирования для повышения топливной экономичности и одновременного (лишения токсичности отработавших газов.

Конкретными задачами исследований являлись:

1. Теоретическое обоснование термодинамической модели цикла и установление расчетным путем закономерностей образования N0 в условиях двухстадийного сгорания расслоенной смеси.

2. Экспериментальное исследование внутрицилиндрового послойного смесеобразования методом моделирования процесса с пршленением "трассирующего" газа. Выявление зависимостей степени расслоения смеси от конструктивных и режимных параметров.

3. Исследование антидетонационных качеств двигателя с двухста-дийным процессом с определением оптимальной степени сжатия, обеспечивающей бездетонационную работу при оптимальных углах опережения зажигания во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов. Выявление эффективности значительного увеличения степени сжатия и определение параметров регулирования двухстадийного процесса сгорания для оптш.шзации работы двигателя на высокой степени сжатия.

4.Проведение экспериментальных исследований по установлению закономерностей образования основных токсичных веществ на разных стадиях процесса сгорания и общей токсичности отработавших газов в зависимости от регулировок рабочего процесса, конструктивных и режимных параметров при двухстадийном сгорании.

5. Исследование закономерностей динамики сгорания как расслоенной, так и гомогенной смеси в двигателе с двухстадшшым процессом. Оценка эффективности двухстадийного сгорания смеси и установление связей данамики сгорания и показателей рабочего процесса. Решение вышеуказанных задач и выносится на защиту.  

Подобные работы
Захаров Илья Львович
Методы исследования и пути совершенствования процессов газообмена и сгорания в бензиновых двигателях
Гиринович Михаил Петрович
Исследование процессов образования оксидов азота при сгорании топлив в перспективных дизелях
Лапицкий Владимир Иванович
Математическое моделирование и экспериментальное исследование характеристик камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги на метане и кислороде
Фасил Али Гугсса
Исследование аэродинамики отрывного диффузора камеры сгорания газотурбинного двигателя с целью снижения гидравлических потерь на основе физического эксперимента и численного моделирования
Тимошенко Денис Владимирович
Исследование и улучшение динамических качеств переходных режимов работы комбинированных двигателей внутреннего сгорания
Варсегов Владислав Львович
Исследование и разработка модульных фронтовых устройств со струйно-механическими стабилизаторами пламени применительно к укороченным прямоточным камерам сгорания газотурбинных двигателей и энергоустановок
Демин Алексей Владимирович
Развитие методов численного моделирования процессов в камерах сгорания тепловых двигателей и энергоустановок
Павлов Александр Анатольевич
Совершенствование гидродинамики течения жидкости в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания с целью улучшения температурного состояния теплонапряженных деталей
Коваленко Юрий Федорович
Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания за счет утилизации теплоты их отработавших газов
Леферов Александр Александрович
Формирование облика и создание демонстрационного двигателя внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net