WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи

Макаревский Андрей Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА

САЖЕСОБРАЗОВАНИЯ И СНИЖЕНИЕ

ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

ПРИ НАБРОСЕ НАГРУЗКИ ДИЗЕЛЯ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

по специальности 05.04.02 - тепловые двигатели Москва - 2007 г.

Работа выполнена на кафедре комбинированных двигателей внутреннего сгорания инженерного факультета Российского Университета Дружбы Народов

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Гусаков С.В.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Марков В.А.

- кандидат технических наук, доцент Пономарев Е.Г.

Ведущая организация - Владимирский моторно – тракторный завод (ОАО ВМТЗ)

Защита состоится 24 мая 2007 г. в 1500 часов, на заседании диссертационного совета К 212.203.12 в Российском университете дружбы народов по адресу: г. Москва, ул. Подольское шоссе, д. 8/5, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. МиклухоМаклая, дом 6.

Ваши отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просьба высылать по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6, ученому секретарю диссертационного совета К 212.203.12.

Адрес электронной почты для справок: gusakov@engr.pfu.edu.ru

Автореферат разослан « » апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., профессор Виноградов Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Работа транспортного двигателя внутреннего сгорания, и дизеля в частности, в процессе эксплуатации протекает в широком диапазоне изменения нагрузочно – скоростных режимов.




Этот факт воспринимается как неизбежный, однако, до настоящего времени этому аспекту не уделялось должного внимания при создании новых конструкций и модернизации существующих дизелей. В тоже время обобщение результатов многочисленных экспериментальных исследований показывает, что неустановившиеся режимы работы дизелей снижают их моторесурс до 50% и увеличивают удельный расход топлива до 40% по сравнению с установившимися режимами работы. Значительно ухудшаются при этом и экологические показатели дизелей: увеличивается выброс вредных веществ и сажи (дисперсных частиц) с отработавшими газами. Особенно сильно влияние неустановившихся режимов работы сказывается в дизелях с наддувом, оборудованных свободным турбокомрессором, в связи со значительной инерционностью последнего и, как следствие, существенным рассогласованием подачи топлива и воздухоснабжения на переходных режимах. Большинство научно – исследовательских работ посвящено снижению негативных эффектов на переходных режимах работы именно в этом типе двигателей: снижению момента инерции ротора турбокомпрессора, подвод к нему дополнительной энергии при разгоне, замедлению перемещения органа управления цикловой подачей топлива и т.п. Однако повышение дымности при набросе нагрузки наблюдается и в безнаддувных дизелях, что не может быть полностью объяснено только газодинамическими явлениями во впускном тракте. Важность изучения особенностей протекания рабочего процесса в дизеле при его работе на неустанившихся режимах определяется тем, что современные методы контроля дымности отработавших газов, например европейский цикл ELR предусматривает динамическое нагружение дизеля, и для выполнения норм по дымности следует не только добиваться ее снижения при работе на установившихся режимах, но и во время переходных процессов. Сложность исследования причин повышенных выбросов сажи на переходных режимах работы усугубляется тем, что наиболее распространенные средства измерения дымности при испытаниях имеют значительную инерционность и по их показаниям сложно оценить влияние протекания внутрикамерных процессов в дизеле на мгновенную дымность отработавших газов. Поэтому тема выполненной диссертационной работы является актуальной.

Целью диссертационной работы является исследование влияния особенностей протекания рабочего процесса дизеля при неустановившихся режимах работы на содержание сажи в отработавших газах и поиск путей снижения дымности во время переходных процессов.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены следующие задачи.

1. Сформулировать рабочую гипотезу особенностей протекания рабочего процесса и механизма образования сажи в цилиндре дизеля при его работе на неустановившихся режимах.

2. Провести теоретический анализ выбранной феноменологической модели сажеобразования в цилиндре дизеля при работе на неустановившихся режимах.

3. Разработать комплекс расчетных программ протекания рабочего процесса и процесса сажеобразования в камере сгорания дизеля, провести их настройку по экспериментальным данным с целью дальнейшего анализа внутрикамерных процессов.

4. Провести анализ возможностей экспериментального исследования дымности отработавших газов на неустановившихся режимах работы дизеля на стандартном оборудовании.





5. Провести расчетные исследования для оценки количественного влияния различных конструктивных, регулировочных и режимных факторов на результирующую дымность отработавших газов и сформулировать рекомендации по снижению дымности отработавших газов дизелей при их работе на неустановившихся режимах.

Методы исследования. В работе применены теоретические, расчетно – теоретические и экспериментальные методы исследования, в том числе и математическое моделирование процессов, протекающих в камере сгорания дизеля на неустановившихся режимах работы.

Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечивалась применением поверенных контрольно-измерительных приборов, проведенном в работе анализе погрешностей измерений и обработки экспериментальных данных. Математическое моделирование осуществлялось на основе фундаментальных понятий и уравнений, а также общепринятых подходов к описанию исследуемых процессов на основе выбора и учета основных влияющих факторов.

Научная новизна работы заключается в том, что в диссертации теоретически обосновано влияние при переходном процессе несоответствия между периодом задержки воспламенения и цикловой подачей топлива на выбросы сажи с отработавшими газами, разработаны методы расчетно – теоретического анализа и получены новые количественные показатели изменения температуры стенок камеры сгорания на неустановившихся режимах работы, проведена оценка влияния термодинамического состояния рабочего тела на период задержки воспламенения, распределение топлива по зонам камеры сгорания за период индукции и результирующее сажесодержание, разработан метод оценки дымности отработавших газов, снижающий погрешность их экспериментальной регистрации.

Практическая значимость работы заключается в том, что путем теоретических, расчетно-экспериментальных исследований обоснованы основные закономерности протекания рабочего процесса и механизма образования сажи в цилиндре дизеля при его работе на неустановившихся режимах и выявлены основные факторы, воздействием на которые, можно добиться снижения эмиссии сажи с отработавшими газами. Разработанный комплекс расчетных программ протекания рабочего процесса и процесса сажеобразования в камере сгорания дизеля ускоряет поиск рациональных технических решений по снижению дымности отработавших газов дизеля при работе на переходных режимах. Разработана методика повышения точности экспериментальных исследований и проведен анализ возможностей экспериментального исследования дымности отработавших газов на неустановившихся режимах работы дизеля на стандартном оборудовании.

Сформулированы рекомендации по снижению дымности отработавших газов дизелей при их работе на неустановившихся режимах.

Реализация результатов работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертации применяются при выполнении госбюджетной научно – исследовательской работы кафедры комбинированных ДВС Российского университета дружбы народов, используются в учебном процессе и при выполнении магистерских и кандидатских диссертаций.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры комбинированные ДВС Российского университета дружбы народов. Материалы, включенные в диссертацию, были представлены на научных конференциях профессорско – преподавательского состава РУДН (г. Москва, 2004, 2006, 2007 гг.), на Х Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей» во ВлГУ (г. Владимир, 2005 г.), на Всероссийском научно – техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им.

проф. В.И. Крутова в МГТУ им. Н.Э. Баумана (г. Москва, 2006 г.), на 3-х Луканинских чтениях «Решение экологических проблем в автотранспортном комплексе» в МАДИ (г. Москва, 2007 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 4 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит 120 страниц машинописного текста, 53 рисунка, 8 таблиц и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решения проблемы снижения токсичности и дымности отработавших газов транспортных дизелей.

Приведена общая характеристика работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния исследований, посвященных работе двигателей внутреннего сгорания на переходных режимах.

Как показывает практика эксплуатации, дизели продолжают оставаться одним из основных источников механической энергии для транспортных средств, а их широкое распространение обусловлено их лучшими показателями эффективности. Большая часть времени работа дизелей в эксплуатации осуществляется на неустановившихся режимах, которые характеризуются переходными процессами пуска, изменения нагрузки и частоты вращения коленчатого вала.

В условиях эксплуатации на установившихся и неустановившихся режимах эффективность работы дизелей определяется мощностными показателями, показателями топливной экономичности и долговечности (надежности), а также выбросами вредных веществ и сажи - экологическими показателями, которые, как правило, ухудшаются на неустановившихся режимах работы.

Многие работы по исследованию переходных процессов в ДВС проводились с сопоставлением индикаторных и эффективных показателей на установившихся и неустановившихся режимах. Исследование этих вопросов проводили: В.И. Крутов, А.К. Костин, Д.Д. Багиров, О.Б. Леонов, В.И. Толшин, Н.Н. Патрахальцев, В.Е. Канарчук, Н.С Ждановский, Н.Х. Дьяченко, Е.М. Могендович и др.

Несомненная связь с эксплуатационными режимами работы поршневых двигателей существует с эмиссией вредных веществ с отработавшими газами. Общие вопросы токсичности ДВС подробно рассматривают в своих работах В.А. Звонов, В.И. Смайлис, А.Р. Кульчицкий, В.Ф. Кутенев, В.А. Марков, Н.Н. Патрахальцев, В.А. Лиханов и др. Вопросам подробного исследования механизмов образования и сгорания сажи, в том числе и в условиях дизеля, занимались В.Г. Кнорре, П.А. Теснер, С.А. Батурин, В.А. Вагнер, А.В. Гладышев, В.З. Махов, В.Н. Хватов и др.

Проведенные многочисленные исследования за прошедшие годы большое количество экспериментальных и расчетно – теоретических работ по изучению эмиссии вредных веществ дизелями на установившихся режимах работы, позволили существенно повысить топливную экономичность дизелей и сократить эмиссию токсичных компонентов с отработавшими газами за прошлые 15…20 лет. По сравнению с техническим уровнем дизеля 1988 г., современные дизели равного рабочего объема имеют на 100% больше вращающий момент, на 60% излучают меньше шума, на 90% имеют более низкую эмиссию вредных веществ, и 30% меньше расходуют топлива.

Современные стандарты на выбросы вредных веществ учитывают специфику работы двигателей транспортных средств на переходных режимах и в большой степени приближены к оценке реальной величины эмиссии в эксплуатации, поэтому становится ясным то внимание, которое уделяется исследователями к неустановившимся режимам работы и сокращению выбросов на них. В этом случае знания о воздействии переходных процессов на токсичность отработавших газов может использоваться для развития стратегий управления мощностью двигателя, оптимизированных как по топливной экономичности, так и по эмиссии вредных веществ.

Специфика работ по исследованию, как расчетными методами, так и экспериментальными, процессов образования сажи при сгорании топлива в дизелях требует применения более сложного оборудования и методик по сравнению с исследованием установившихся режимов работы. Так регистрация выбросов дисперсных частиц в режиме реального времени быстродействующим прибором показывает, что на переходных режимах значения их концентрации отличаются от их значений в квазистационарном подходе, основанном на том, что в на установившихся режимах работы реализуются текущие параметры воздухоснабжения, топливоподачи, частоты вращения коленчатого вала и т.п., соответствующие мгновенным на неустановившимся режиме работы двигателя.

Анализ проведенных исследований позволил сформулировать задачи данного исследования.

Вторая глава посвящена теоретическому обоснованию принятой в работе феноменологической модели процесса сгорания и образования сажи и рабочей гипотезы о влиянии на дымность отработавших газов переходных процессов. В качестве рабочей гипотезы в работе принято, что на массовый выброс сажи с отработавшими газами в дизеле без турбонаддува на переходном режиме работы влияет несоответствие текущего периода задержки воспламенения его значению, соответствующему установившемуся режиму работы. При этом меняется как соотношение между количеством топлива сгорающем в стадиях формирования диффузионного фронта пламени (кинетической стадии) и стадии диффузионного сгорания, так и количество топлива, попадающего в пристеночную зону камеры сгорания.

Для проведения анализа рабочего процесса в дизеле использовалась его физико – математическую модель, реализованная в виде программы для компьютера. В используемой модели в основу расчета рабочего цикла ДВС положено дифференциальное уравнение первого закона термодинамики в конечных разностях. Скорость тепловыделения аппроксимировалась по методике С.В. Гусакова. В используемой усовершенствованной расчетной модели при изменении периода задержки воспламенения i меняется соотношение между фазами сгорания. Так если i 0, то доля топлива, сгорающего в фазе формирования диффузионного фронта пламени, также стремится к нулю, и практически все топливо сгорает по диффузионному механизму. Чем больше период задержки воспламенения, тем большая доля топлива подготавливается к сгоранию, а роль диффузионного горения снижается. Именно такой характер влияния периода задержки воспламенения на фазы сгорания и отражает модель.

Обработка автором экспериментальных данных, отражающих корреляционную связь между выбросами и сажи от установочным углом опережения впрыскивания топлива показала, что изменение периода задержки воспламенения в этом случае на установившихся режимах работы не может объяснить увеличение дымности, например, при набросе нагрузки.

Была разработана модель смесеобразования в дизеле с преимущественно объемным смесеобразованием, в которой по мере впрыскивания и смешения с воздухом все топливо распределяется на три части (рис.1):

первой стадии сгорания и формирования диффузионного фронта пламени, находящегося внутри локальных зон с недостатком окислителя, Рис.1. Схема расчетной модели про- окруженных диффузионным фронцесса смесеобразования в дизеле том пламени и являющееся источником сажи в отработавших газах.

3. Масса топлива Мs, попавшего на стенку камеры сгорания, и при отсутствии специальных мероприятий по его эффективному сжиганию, например, как это сделано при организации М-процесса, находящегося в наихудших условиях по его эффективному сгоранию (дефицит кислорода, высокие температуры, как со стороны рабочего тела, так и со стороны огневой поверхности камеры сгорания). В качестве объекта исследований выбран дизель 4Ч 11/12,5 (Д-243 ММЗ). Для расчета развития топливной струи использовались зависимости, предложенные А.С. Лышевским и уточненные Н.Ф. Разлейцевым. Продолжительность топливоподачи в зависимости от частоты вращения и цикловой подачи топлива была получена аппроксимацией экспериментальных данных. Закон впрыскивания dmв/d принят прямоугольным.

В первом приближении скорость смешения топлива с воздухом в процессе развития топливного факела можно оценить через эффективный коэффициент турбулентной диффузии Dт, учитывающий влияние, как турбулентных пульсаций, так и направленного переноса воздушным вихрем.

В соответствии с законом Фика, скорость одномерной диффузии (в направлении х – х, перпендикулярном конусной поверхности Fф топливного факела объемом Vф), равна Средний градиент плотности топлива в направлении перпендикулярd m m щегося в смеси с воздухом на текущий момент времени t, равна камеры сгорания часть топлива попадает на нее, причем количество топлива определяется из соотношения объемов топливного факела Vфs, достигшего стенки камеры сгорания, и неограниченного топливного факела V Количество топлива, остающегося в ядре топливного факела учитывается из массового баланса m0 = mв mp ms.

На момент самовоспламенения топливного факела, определяемого временем i, начинает формироваться фронт диффузионного сгорания и количество образующейся сажи в ядре топливного факела и на поверхности стенки камеры сгорания пропорционально массе топлива, находящегося со стороны избыточной его концентрации и обратно пропорционально поверхности горения, через которую поставляется кислород для полного окисления топлива. Для топливного факела такой поверхностью является боковая поверхность топливной струи Fф, а для топливного пятна на огневой поверхности – основание конуса топливного факела Sф.

По изложенному алгоритму была составлена расчетная программа для компьютера. На рис.2 показаны расчетные кривые изменения массы топлива, находящегося внутри топливной струи, смешавшегося с воздухом и попавшего в пристеночную зону.

В зависимости от начала воспламенения меняется соотношение между количеством топлива в разных зонах и, соответственно, условия образования и количество сажи. На рис.3 приведен пример расчета кинетики образования сажи по изложенной методике для случая, когда продолжительность топливоподачи (точка б) больше времени достижения факелом стенки камеры сгорания (точка а). Из приведенных кривых видно, что дымность отработавших газов существенно увеличивается, в том случае если за период задержки воспламенения топливо попадает в пристеночную зону. Применение изложенной методики описано в 4 главе диссертации.

В третьей главе рассмотрены вопросы экспериментального исследования дымности на неустановившихся режимах работы как быстропротекающего процесса. Несмотря на то, что дымомеры типа Хартридж могут быть использованы при проведении сертификационных испытаний по циклу ELR, быстродействия системы: подводящая магистраль – дымомер, недостаточно для исследовательских испытаний на неустановившихся режимах работы дизеля.

Путь от выпускного клапана дизеля до рабочей камеры дымомера отработавшие газы преодолевают за определенное время tпер (время перемещения пробы), которое является временем запаздывания появления сигнала на регистрирующем приборе, относительно момента действительного изменения концентрации сажи на выпуске из двигателя.

Кроме времени запаздывания, на закономерность изменения текущей концентрации сажи во время движения пробы к регистрирующему прибору, воздействуют процессы, проявляющие себя как диффузионные, в результате которых резкие изменения концентрации сглаживаются, т.е. концентрация выравнивается, причем в тем большей степени, чем больше время перемещения пробы. Задача восстановления исходной зависимости изменения дымности отработавших газов за выпускным клапаном, по дымности, регистрируемой прибором, находящемся на некотором расстоянии от двигателя, можно рассматривать как обратную задачу турбулентной диффузии в одномерной постановке.

Изложена методика восстановления истинной концентрации сажи у выпускного клапана по показаниям дымомера и даны ограничения ее применения. На рис.3. приведен пример изменения регистрируемой дымности На рис.4 показаны характерные точки для этого случая: A и B, в которых скорость нарастания дымности dKx / dt и абсолютная дымность Kx достигает своих экстремальных значений: максимума (dKx / dt)max, в точке А, минимума (dKx / dt)min, в точке В и Kx = max, в точке С.

Эти точки делят исследуемую зону изменения концентрации сажи на четыре временных участка. Времена t0 и t соответствуют установившимся режимам работы. На первом от t0 до tа и четвертом (tb - t) участках, регистрируемая дымность превышает действительную, а на втором (ta - tc) и третьем (tc - tb) - регистрируется заниженное значение. Исходя из уравнения сохранения массы можно записать следующие соотношения четвертого участков. Совместное решение этих уравнений позволяет определить значение Kx3 при аппроксимации на нулевое время переноса.

В четвертой главе приводятся основные результаты расчетнотеоретических исследований по анализу влияния наброса нагрузки на дымность отработавших газов дизеля без наддува. Используя расчетные модели рабочего процесса дизеля и сажеобразования было показано, как изменяется относительное сажесодержание отработавших газов при изменении периода задержки воспламенения (рис.5).

Связь между мгновенными значениями режима работы двигателя и интегральными показателями устанавливается через математическое описание физических процессов, влияющих на величины определяющих параметров. Так, например, резкое изменение положения органа управления – рейки насоса высокого давления (изменение цикловой подачи топлива) в силу запаздывания выхода на новое стабильное тепловое состояние стенок камеры сгорания, которое определяет условия теплоотдачи к рабочему телу при наполнении - сжатии и его температуру в момент начала впрыскивания топлива (впр), вызывает не одномоментное изменение периода задержки воспламенения топлива i. Это вызывает отклонение величины периода задержки воспламенения от значения, соответствующего установившемуся режиму работы. В свою очередь период задержки воспламенения является важным определяющим показателем целого ряда интегральных показателей рабочего процесса, в том числе, как было показано и дымности отработавших газов.

Определить, как будет меняться температура стенки по времени можно, решая совместно законы теплоотдачи Ньютона, теплопроводности Фурье для суммарной плотности теплового потока. В численном виде задачу удобнее решать, выбрав за временной интервал усреднения продолжительность рабочего цикла. При этом в качестве температуры, характеризующей температурное состояние рабочего тела, можно принять среднюю температуру на участке рабочего хода T = Tzb = 0,5(Tz + Tb), а расчетный временной шаг, равным продолжительности рабочего хода = 30 / n.

Система уравнений для численного решения имеет вид где - суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); tw var – средняя за цикл температура стенки камеры сгорания, К; - коэффициент теплопроводности материала стенок камеры сгорания, Вт/(мК); tw0 – температура жидкости в системе охлаждения двигателя, К; - средняя толщина стенок камеры сгорания, м; Fw – площадь поверхности камеры сгорания, м2; tw var – изменение температуры стенки на расчетном шаге, К.

Таким образом, задавшись геометрией и теплофизическими свойствами материала стенок камеры сгорания можно получить по цикловую или с учетом частоты вращения коленчатого вала дизеля, временню зависимость средней температуры огневых поверхностей камеры сгорания tw var = f() в переходном процессе при различных частотах вращения коленчатого вала.

На рис.6 приведены следующие расчетные кривые. Кривые 1 характеризуют снижение температуры стенки камеры сгорания при уменьшении нагрузки с соответствующей = 1,5 до = 4 (1) для двух постоянных частот вращения коленчатого вала. Начало кривых соответствует температуре стенки при стационарном режиме работы с = 1,5 на соответствующей частоте вращения коленчатого вала. Кривые 2 построены аналогично, но при полной отсечке топливоподачи, как и кривые 3, которые характеризуют отсечку с = 2,5. Кривые 4 и 5 показывают, как должна меняться температура стенок в случае, когда меняется не только цикловая подача (с = 1,5 до = 4, кривая 4 и с = 1,5 до отсечки топлива, кривая 5), но и падает частота вращения с 2200 до 1000 мин-1.

Используя найденные взаимосвязи температуры стенок камеры сгорания, периода задержки воспламенения и зависимости уровня сажесодержания в отработавших газах от периода индукции был проведен расчет дымности отработавших газов при выполнении цикла испытаний ELR.

Расчеты показали, что наибольший перепад температуры стенки характерен для первого рабочего цикла нагружения, что подтверждают и экспериментальные данные. Так, при частоте вращения na при первом цикле нагружения, дымность составляет 67…55% по шкале Хартриджа, а в последующих циклах 45..35%, т.е. 1,5…2 раза меньше. Использование формулы для оценки дымности по ELR циклу показало существенное повышение результирующей дымности по сравнению с ее оценкой на установившихся режимах работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Сформулированы рабочая гипотеза и феноменологическая модель, объясняющая отличие уровня дымности отработавших газов на неустановившихся режимах работы и соответствующим им установившихся режимах работы дизеля без наддува, состоящие в том, что основное влияние на уровень эмиссии сажи в этом случае оказывает рассогласование периода задержки самовоспламенения топлива, вызываемое различием в температурном состоянии огневых поверхностей камеры сгорания.

Проведенный теоретический анализ показал, что содержание сажи в отработавших газах зависит от периода задержки воспламенения, который в свою очередь является определяющим для соотношения количества топлива на момент начала процесса сгорания, находящегося внутри топливного факела, образовавшего квазигомогенную смесь с воздухом и попавшего в пристеночную область камеры сгорания.

Усовершенствована расчетная модель рабочего цикла дизеля путем добавления расчетно – экспериментальных соотношений для определения периода задержки воспламенения с учетом температурного состояния стенок камеры сгорания, разработана модель и программа прогнозирования уровня содержания сажи в отработавших газах дизеля в зависимости от периода задержки воспламенения, позволяющие произвести численный эксперимент по оценке влиянии различных факторов на результирующую дымность отработавших газов на переходных режимах работы дизеля.

Проведенный анализ приборного стендового и приборного оснащения показал, что для проведения сертификационных испытаний дизелей по дымности отработавших газов в соответствии с европейским циклом динамических испытаний ELR можно использовать оборудование, предназначенное для испытаний по ГОСТ 17.2.2.02-98 и европейским правилам ЕЭК ООН №24-03, однако при проведении исследовательских работ по снижению дымности на переходных режимах, требуется либо быстродействующие регистраторы, либо применение вспомогательных методики обработки данных эксперимента, например, разработанной в рамках данной работы.

5. Проведенные расчетные исследования позволили количественно оценить изменение дымности отработавших газов при переходе с одного нагрузочно - скоростного режима работы дизеля на другой и оценить степень влияние различных факторов на интенсивность образования сажи на переходных режимах. Так исследованный дизель на установившихся режимах по внешней скоростной характеристике имея дымность 30…40%, при моделировании испытаний по циклу ELR показал дымность 52,4%.

6. В качестве рекомендаций по снижению дымности отработавших газов на переходных режимах рекомендуется проводить доводочные работы по согласованию конструктивных параметров распылителя и конфигурации камеры сгорания по параметрам дымности отработавших газов при более длительных периодах задержки воспламенения, применять физико-химическое управление составом смеси с целью повышения цетаного числа, уменьшать тепловую инерционности стенок камеры сгорания.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гусаков С.В., Макаревский А.С. Опыт применения метода планируемого экспериментав исследованиях ДВС. Материалы Х международной научн.практической конф. – Владимир: Изд-во ВГУ, 2005, - С. 2. Гусаков С.В., Макаревский А.С. Феноменологическая модель образования сажи на переходных режимах работы дизеля. - М.: Вестник РУДН, 2005 (в печати).

3. Гусаков С.В., Довольнов А.М., Макаревский А.С. Оценка существенности коэффициентов регрессии при обработке данных испытаний ДВС. - Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. - 2006. - № 3. - С.120-121.

4. Гусаков С.В., Довольнов А.М., Макаревский А.С. Комбинированный рабочий процесс поршневого двигателя с гомогенным рабочим зарядом. Тез.

докл. 3-и Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе. – М.: Изд-во МАДИ, 2007. – С.39-41.

Макаревский Андрей Сергеевич (Россия) «Разработка методов расчета сажесобразования и снижение дымности отработавших газов при набросе нагрузки дизеля»

В диссертации в качестве рабочей гипотезы принято, что основной причиной различия в протекании внутрицилиндровых процессов в дизелях при работе на переходных и на установившихся режимах является различие в температурном состоянии огневых поверхностей камеры сгорания. Для проверки рабочей гипотезы в диссертации использовалась усовершенствованная программа расчета рабочего цикла дизеля, были разработаны алгоритм и программа расчета развития топливного факела для вычисления:

текущего количества топлива смешавшегося с окислителем, находящегося внутри топливной струи и попавшего в пристеночную зону, а также программа для оценки сажесодержания отработавших газов. Проведенный численный эксперимент позволил сделать выводы об особенностях образования сажи на переходных режимах работы дизеля и наметить пути по снижению дымности на неустановившихся режимах работы дизелей.

« Development of methods of calculation soot formation and reduction smoke the exhaust gases at loadings of a diesel engine »

In the dissertation as a working hypothesis it is accepted, that a principal cause of distinction in course of intracylinder processes in diesel engines at work on transitive and on the established modes is distinction in a temperature condition fire surfaces of the chamber of combustion. For check of a working hypothesis in the dissertation the advanced program of calculation of a running cycle of a diesel engine was used, the algorithm and the program of calculation of development of a fuel torch for calculation have been developed: the current quantity of fuel mixed up with an oxidizer, taking place inside a fuel jet and got in wool layer a zone, and also the program for an estimation soot contents the exhaust gases. The numerical experiment has allowed to draw conclusions on features of formation of soot on transitive operating modes of a diesel engine and to plan ways on reduction smoke on the unsteady operating modes of diesel engines.



 
Похожие работы:

«Лыков Алексей Викторович ВЫБОР И РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УТИЛИЗАЦИОННОЙ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ Специальность 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«КУРОЧКИН АНТОН ВАЛЕРЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОНОЛИТНЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ АРХИТЕКТУРЫ МНОГОСЛОЙНЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыбинск – 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«БОЧКОВ Владимир Сергеевич ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ НАКЛЕПОМ ФУТЕРОВОК ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет Горный Научный руководитель – доктор...»

«СЕЛИВАНОВ ДМИТРИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ УДК 622.32:620.193 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ В УСЛОВИЯХ СКВАЖИННОЙ КОРРОЗИИ Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая отрасль) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ухта – 2010 Диссертация выполнена на кафедре машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности Ухтинского государственного технического университета. Научный...»

«УДК 621.81 АБОРКИН Артемий Витальевич ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН СО СВАРНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ Специальность 05.02.02 – Машиноведение, системы приводов и детали машин АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимир 2010 Работа выполнена на кафедре Технология машиностроения ГОУ ВПО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых Научный руководитель – доктор технических наук, профессор...»

«ЛАВРЕНКО Сергей Александрович ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В УСЛОВИЯХ КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук САНКТ-ПЕТЕРБУРГ – 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет Горный Научный...»

«Булат Андрей Владимирович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СКВАЖИННОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СЕПАРАТОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтяная и газовая промышленность) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«РОМАНОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ 4Ч 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ Специальность 05.04.02 - тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - 2010 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Вятская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Лиханов Виталий Анатольевич Официальные оппоненты : доктор технических...»

«СМИРНОВ Аркадий Борисович ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРИВОДАМИ 05.02.05 – Роботы, мехатроника и робототехнические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург 2004 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. Научный консультант : - доктор...»

«КРУСАНОВ Виктор Сергеевич РОБОТИЗИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ДЕЗАКТИВАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОСЫПЕЙ И ПРОЛИВОВ Специальность 05.02.05 – роботы, мехатроника и робототехнические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2005 Работа выполнена в ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный руководитель : -доктор технических наук, старший научный сотрудник Маленков Михаил Иванович...»

«Домнин Пётр Валерьевич Разработка процесса формообразования фасонных винтовых поверхностей инструментов на основе применения стандартных концевых и торцевых фрез Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2012 Работа выполнена на кафедре Инструментальная техника и технология формообразования Федерального государственного бюджетного...»

«Панов Владимир Анатольевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ В ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХ ОРГАНИЗАЦИЯХ. Специальность 05.07.05 Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете) МАИ Научный руководитель : д. т. н., профессор...»

«САЖИН ПАВЕЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ НАПРАВЛЕННОГО ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД Специальность: 05.05.06 - Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2007 Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Научный руководитель – доктор технических наук Клишин Владимир Иванович Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Маметьев Леонид...»

«ГЛУХОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ СНИЖЕНИЕ ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЯ 2Ч 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛЕ С ДВОЙНОЙ СИСТЕМОЙ ТОПЛИВОПОДАЧИ Специальность 05.04.02 – тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2009 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Вятская государственная сельскохозяйственная академия Научный руководитель : доктор технических наук профессор Лиханов Виталий Анатольевич Официальные оппоненты...»

«Рожкова Елена Александровна ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ НЕПОДВИЖНЫХ НЕРАЗБОРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С РАВНООСНЫМ КОНТУРОМ С НАТЯГОМ Специальность 05.02.02 – Машиноведение, системы приводов и детали машин АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чита – 2014 2 Работа выполнена в Забайкальском институте железнодорожного транспорта филиале федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального...»

«Кондрашов Алексей Геннадьевич ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ФАСОК НА ТОРЦАХ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС НА ОСНОВЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗУБОФАСОЧНОГО ИНСТРУМЕНТА 05.03.01 – Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Набережные Челны - 2008 Работа выполнена на кафедре Технология машиностроения, металлорежущие станки и...»

«Сизый Сергей Викторович ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТЕВОГО ОРГАНИЗАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 05.02.22 – Организация производства (транспорт) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Екатеринбург – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Уральский государственный университет путей сообщения (ФГОУ ВПО УрГУПС) Научный консультант...»

«ПОПОВ Юрий Андреевич СОЗДАНИЕ МЕТОДИКИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА, ОПТИМИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ И СТУПЕНЕЙ Специальность: 05.04.06 – вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет...»

«Веселов Сергей Викторович ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЯХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СЛОЕВ 05.02.01 – Материаловедение (в машиностроении) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель : кандидат технических...»

«ЧЕРЕПАНОВ АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА СОСУДОВ И АППАРАТОВ ПО КОРРОЗИОННОМУ ИЗНОСУ, СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ И ОБЪЕМАМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ Специальность: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (по отраслям) Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Ангарск - 2013 2 Работа выполнена в Научно-диагностическом центре Открытого акционерного общества Ангарская нефтехимическая компания ОАО НКОСНЕФТЬ. Научный консультант :...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.