ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 Изучение литературы для сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием 6
1.1 Применение сжиженного нефтяного газа в двигателях
внутреннего сгорания с искровым зажиганием 6
1.2 Выводы по Главе 1 25
ГЛАВА 2 Описание экспериментального оборудования и структуры модели для расчета характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием 27
2.1 Экспериментальная установка 28
2.2 Датчики, применяемые при исследованиях 34
2.3 Создание расчетной модели в современном программном
комплексе 42
ГЛАВА 3 Обзор проведенных экспериментальных исследований с целью сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием 44
3.1 Результаты экспериментальных исследований 44
ГЛАВА 4 Результаты сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием полученные при моделировании 54
4.1 Результаты сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси
в ВАЗ-2111 с искровым зажиганием полученные при моделировании 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
Актуальность работы.
В настоящее время повышение экономии топлива в условиях ограничения выбросов стало одной из важнейших целей промышленности при проектировании двигателей внутреннего сгорания. Сжиженный нефтяной газ является перспективным топливом для двигателей с искровым зажиганием, так как показывают многочисленные исследования он способен работать с более чистыми отработавшими газами. Также сжиженный нефтяной газ обладает хорошими показателями по хранению, и удобству использования баллонов. Переход на сжиженный нефтяной газ позволит поднять степень сжатия, так для двигателя на бензине с без детонационной границей по степени сжатия 10, её можно увеличить до 11,5 при работе на пропан бутановых смесях и до 13 при работе на пропане. Это позволяет сохранить эффективные показатели, при том что за счет своей гомогенности сжиженный нефтяной газ обладает большей полнотой сгорания и лучше и полней сгорает в забалластированых смесях на режимах низких нагрузок и холостого хода.
Следовательно, для повышения эффективности автомобильных двигателей, работающих на сжиженном нефтяном газе, абсолютно необходимо понимать характеристики сгорания сжиженного нефтяного газа и получать руководящие указания по проектированию и калибровке двигателя. Это показывает актуальность выбранной темы магистерского исследования, а именно сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием.
Целью работы является сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием.
Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:
1. провести сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием.
2. выявить возможности снижения токсичности отработавших газов и при сохранении энергетических показателей двигателя с искровым зажиганием при переходе на сжиженный нефтяной газ.
Объект исследования: ДВС с искровым зажиганием.
Предмет исследования: процесс сгорания бензина и сжиженного нефтяного газа в ДВС с искровым зажиганием.
Методы исследования. Метод экспериментального исследования на одноцилиндровой установке и двигателе ВАЗ, метод статистической обработки результатов эксперимента и моделирования рабочего процесса
Достоверность полученных результатов исследования обусловлена большим объемом экспериментов, применением методов статистической обработки данных, а также моделирования в современных программных комплексах.
Научная новизна исследования
Заключается в сравнении характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием.
Практическая значимость работы:
Заключается в выявлении возможности снижения токсичности отработавших газов и при сохранении энергетических показателей двигателя с искровым зажиганием при переходе на сжиженный нефтяной газ.
На защиту выносятся:
1. результаты сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием;
2. выявленные возможности снижения токсичности отработавших газов и при сохранении энергетических показателей двигателя с искровым зажиганием при переходе на сжиженный нефтяной газ.
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 63 наименования. Работа изложена на 70 страницах машинописного текста, иллюстрированного 3 таблицей и 48 рисунками.
Основные результаты работы могут быть представлены следующими выводами:
1. Проведено сравнение характеристик сгорания сжиженного нефтяного газа с характеристиками сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием. Показана возможность анализа характеристик процесса сгорания по результатам имитационного моделирования. Получено что при работе на бензине энергетические характеристики улучшаются, а токсичность по СН и NO ниже наоборот при работе на пропане.
2. Анализ результатов имитационного моделирования показал, что улучшение эффективности процесса сгорания пропана возможно за счет более оптимального угла опережения зажигания. Полностью получить сохранение энергетических показателей при переходе с бензина на пропан возможно при увеличении наполнения цилиндра (компрессора), что при большей детонационной стойкости позволит повысить эффективность сгорания пропана.
