Введение 4
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 5
1.1 Анализ эффективности использования альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания 5
1.2 Анализ топливно-ресурсной проблемы 5
1.3 Анализ экологических проблем автотранспорта 8
ГЛАВА 2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВ 13
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19
3.1 Расчетная часть 19
3.1.1 Исходные параметры для теплового расчета 19
3.1.2 Параметры процессов выпуска, впуска и сжатия 19
3.1.3 Определение параметров процессов сгорания и расширения 22
3.1.4 Определение индикаторных показателей 24
3.1.5 Определение эффективных показателей 25
3.1.6 Определение основных размеров двигателя 25
3.1.7 Построение индикаторной диаграммы 26
3.1.8 Тепловой баланс 28
3.2 Прочностной расчет конструкции 29
3.2.1 Расчет болта на разрыв 29
3.2.2 Расчет болтового соединения на срез 30
3.2.3 Расчет сварного шва 31
3.2.4 Разработка технологической карты 32
3.3 Многозонная термодинамическая модель двигателя 33
3.3.1 Моделирование закрытой части 34
3.3.2 Предположение моделирования 36
3.3.3 Суб-модель 37
3.3.4 Суб-модель скорости массового сжигания 38
3.3.5 Воспламенение 39
3.3.6 Начальная фаза горения 40
3.4 Характеристика моделей горения двигателя 45
3.5 Модели структуры пламени 49
3.5.1 Инициирование ядра 51
3.5.2 Модели пламени захвата и сгорания 51
3.5.3 Модели слоев пламени 53
3.5.4 Краткое описание модели пламени 56
3.6 Модели скорости пламени 56
3.7 Модели турбулентного пламени 58
3.8 Примеры использования модели сгорания двигателя 61
3.8.1 Развитие ядра пламени 61
3.8.2 Напряжение турбулентного пламени 61
3.8.3 Изменения сгорания по циклам 62
3.8.4 Поток пламени 63
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЧЕСКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 64
4.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ 64
4.2 Экономическая часть 70
Заключение 74
Список используемых источников 75
Цель этой магистерской диссертации - анализ и применение альтернативных видов топлива в энергетических установках на базе поршневых двигателей внутреннего сгорания, рассмотрение многих видов альтернативного топлива для поршневого ДВС, предложение лучшего варианта альтернативного топлива для ДВС.
Теоретическое значение работы:
- экономия дизельного топлива за счет замещения его газом до 70%;
- обеспечение возможности быстрого перехода с одного вида топлива на другое;
- увеличение моторесурса двигателя в среднем на 25%;
- уменьшение выбросов в отработавших газов.
Практическое значение работы:
Модернизация системы питания двигателя ВАЗ-341 за счет применения природного газа в качестве основного топлива.
Применение природного газа, как альтернативное топливо, является одним из основным методом снижения токсичности отработавших газов,загрязняющих атмосферу.
Эффективность использования компримированного природного газа в качестве моторного топлива для автотранспортных средств, помимо его относительной дешевизны, характеризуется следующими положительными факторами:
• ресурс двигателя при работе на газовом топливе увеличивается в среднем на 30%;
• снижение выбросов оксида углерода;
• отсутствие выбросов диоксида серы и соединений свинца;
• снижение дымности отработавших газов.
К негативным факторам, связанным с использованием газового топлива относятся:
• возрастает стоимость автомобиля на 10 %;
• на 10% возрастают затраты на ТО и ТР.
Из экономической части следует, что все эксплуатационные затраты и затраты на переоборудование дизельного двигателя на газодизель покрываются за счет экономии дизельного топлива, а также за счет снижения стоимости топлива, снижения токсичности отработавших газов.
