ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 Изучение литературы для выявления и оценке наличия особенности применение водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода 6
1.1 Обзор литературы по проблемам с работой двигателя при добавке водорода 6
1.2 Методы подачи водорода в ДВС 11
1.3 Эффективность работы двигателя при добавке водорода 13
1.4 Токсичность работы двигателя при добавке водорода 14
1.5 Двухтопливный режим работы двигателя при добавке водорода 15
1.6 Получение водорода при электролизе воды 18
1.7 Небольшой патентный обзор существующих запатентованных решений по применению добавок водорода в автомобильных двигателях 21
ГЛАВА 2 Описание экспериментального оборудования 31
2.1 Экспериментальная установка 32
2.2 Датчики, применяемые при исследованиях 38
ГЛАВА 3 Обзор проведенных экспериментальных исследований с целью выявления особенности применение водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода 46
3.1 Результаты экспериментальных исследований 46
ГЛАВА 4 Выявление возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС с промотирующими добавками водорода 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
Актуальность работы.
Снижение токсичности отработавших газов бензиновых двигателей с искровым зажиганием, является важным условием развития автомобилестроения. Постоянное ужесточение норм токсичности определяется необходимостью снизить экологическую напряженность при активном использовании автотранспорта в крупных городах.
Многими исследователями показано, что водород, в качестве добавки в углеводородное топливо, обладает рядом свойств, позволяющих по-новому организовать рабочий процесс двигателей с искровым зажиганием. А именно, значительно повысить их экономичность и снизить токсичность отработавших газов. Также известно, что эффективность процесса сгорания в ДВС, в первую очередь, зависит от закона подвода теплоты. В качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания водород оказался очень взрывоопасным веществом, и необходимо учитывать безопасность. Из-за его низкой энергии воспламенения предварительная зажигания является серьезной проблемой. Небольшое расстояние гашения позволяет пламени проходить через узкие отверстия (впускные и выпускные клапаны будут иметь такие отверстия), а пламя - во впускной коллектор. Детонация двигателя со стехиометрическими или богатыми смесями является еще одним аспектом, который, по-видимому, довольно распространен для двигателей, работающих на чистом водороде. Но эта же характеристика позволяет работать с обогащенным водородом бензиновым двигателем, работающим в сверхтекучем состоянии без детонации, вспышки или пропусков зажигания [2].
Целью работы является выявление особенностей применения водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода.
Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:
1. провести оценку наличия особенности применение водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода
2. выявить возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС с промотирующими добавками водорода.
Объект исследования: бензиновый ДВС с промотирующими добавками водорода.
Предмет исследования: эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС с промотирующими добавками водорода.
Методы исследования. Метод экспериментального исследования, метод статистической обработки результатов эксперимента и моделирования рабочего процесса
Достоверность полученных результатов исследования обусловлена большим объемом экспериментов, применением методов статистической обработки данных.
Научная новизна исследования
Выявлены особенности применение водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода.
Практическая значимость работы:
Выявлены возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС с промотирующими добавками водорода.
На защиту выносятся:
1. оценку наличия особенности применение водорода для повышения эффективности процесса сгорания бензинового ДВС на режиме холостого хода;
2. возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС с промотирующими добавками водорода.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных и обсуждались на семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» и на конференции в 2018 г.
Публикации. По теме диссертации опубликована 1 печатная работа.
Структура и объем диссертации.
Диссертации состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 57 наименования. Работа изложена на 73 страницах машинописного текста, иллюстрированного 2 таблицами и 44 рисунками.
К основным результатам следует отнести следующие выводы по работе:
1. Добавка до 6% водорода от массы топлива имеет большое влияние не только на работу двигателя и токсичные ОГ, а также на пределы устойчивой работы при обеднении смеси. Было установлено, что увеличение количества добавляемого водорода повышает крутящий момент двигателя, мощность и КПД двигателя, на всех составах смеси начиная с а = 0,91 и выше до предела эффективного обеднения смеси. При этом влияние водорода с обеднением смеси увеличивается.
2. При работе двигателя с 6% водорода обеспечивается предел эффективного обеднения смеси 1.3, где достигается повышения крутящего момента и мощности при снижении удельного расхода топлива примерно на 35%. Кроме того, двигатель работает плавно и контролируемо.
3. Использование водорода повышает границу обеднения смеси до а = 1,47, в тоже время, для бензина она составляет а = 1.24.
