ВВЕДЕНИЕ 5
1 Подходы для анализа эффективности процесса сгорания в форкамерном
газовом двигателе 7
1.1 Особенности процесса сгорания форкамерного двигателя 7
2 Тепловой расчет форкамерного газового двигателя 13
3 Кинематический расчет 24
4 Динамический расчет 25
5 Специальная часть 31
6 Безопасность и экологичность бакалаврской работы 35
Заключение 38
Список используемых источников 39
Приложение А 41
Приложение Б 50
Хотя нефтяной кризис в настоящее время несколько отступил, и разведанные запасы нефти на планете еще достаточно велики, но все же весь мир стремится перейти на альтернативные виды топлива и наиболее простым, доступным из них является природный газ. Это связано с тем, что современные технологии не позволяют сжигать нефтяные топлива в условиях поршневых двигателей с необходимым уровнем токсичности при сохранении высоких энергетических показателей. Так практически во всех странах наблюдаются скандалы с завышением характеристик по токсичности отработавших газов дизельными двигателями, в результате чего в ближайшие 5-10 лет в Европе собираются полностью отказаться от использования двигателей на дизельном топливе и заменить их в большей степени могут лишь двигатели работающие на природном газе. По этому в настоящее время основным бичем всех автопроизводителей является ужесточение норм токсичности отработавших газов при введении норм для холодного пуска, оценки токсичности после определенного интервала пробега автомобиля и другое. Природный газ как раз идеально подходит для топлива способного значительно снизить токсичность, так как природный газ заполняя цилиндр не образует топливной пленки на стенках цилиндров что снижает долю несгоревших углеводородов, он сгорает более плавно с меньшими максимальными температурами, тем самым снижая долю термических оксидов азота в отработавших газах, природный газ легко перемешивается с воздухом и его не надо испарять, что сказывается на мягкости и эффективности процесса сгорания по дизельному циклу [1].
Но у природного газа, как моторного топлива тоже есть свои проблемы, а именно это большая энергия активации начала сгорания приводящая к усложнению процесса воспламенения при забалластированных смесях в двигателях с искровым зажиганием или сложностью с самовоспламеним в дизельных двигателях, также вытеснение воздуха при подаче природного газа во впускной трубопровод, тем самым снижая наполнение цилиндра на 10 - 15% по воздуху, что сказывается снижение литровой мощности при переконвертации двигателя на работу на сжатом (компремированном) природном газе. Конструктивным выходом из данных затруднений является примененим, как в дизельном цикле, так и цикле Отто условий позволяющих гарантировать устойчивое и эффективное воспламенение, и таким подходом является применение форкамерного процесса сгорания [2]. Более подробно о преимуществах форкаменого процесса сгорания над классическим в неразделенных камерах сгорания рассмотрим в первой главе бакалаврской работы.
Целью проводимой бакалаврской работы состоит в определении основного подхода для проектирования газовых форкамерных двигателей.
В данной бакалаврской работе произведена расчетная оценка возможностей и эффективности использования двигателя с форкамерой для повышения эффективности сжигания сжатого природного газа. По результатам работ были сделаны следующие основные выводы:
- предложено использовать СПГ в качестве моторного топлива;
- проведены расчеты, показавшие работоспособность двигателя спроектированного двигателя с форкамерой;
- эффективный КПД двигателя при использовании предложенной схемы подачи топлива по результатам расчета увеличивается в среднем на 5-7%.
