Альтернативные источники энергии транспортных средств

Аннотация
Введение 4
1 Исследования перспектив использования жидких
кислородосодержащих спиртовых альтернативных топлив в малолитражных дизельных двигателях 6
1.1 Дизельное топливо 6
1.2 Характеристики сгорания кислородосодержащих альтернативных
топлив для двигателей с воспламенением от сжатия 8
1.3 Спирты как топливо для дизельных двигателей 17
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 23
2.1 Тепловой расчет двухцилиндрового двигателя при работе на
дизельном топливе 23
2.2 Тепловой расчет двухцилиндрового дизельного двигателя на
метаноле 28
3 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного
механизма двигателя 34
3.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 34
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 36
4 Анализ токсичности отработавших газов при работе
двухцилиндрового двигателя на дизельном топливе и на метаноле ... 42
Заключение 56
Список используемых источников 58
Купить

Дизельные двигатели использовались в качестве основных энергосистем как для мобильных, так и для стационарных приложений. Успех дизельных двигателей можно объяснить исключительной топливной экономичностью, механической прочностью и надежностью [1]. Высокий тепловой КПД дизельных двигателей в основном объясняется обычно высокой степенью расширения двигателя и общей работой на обедненной топливной смеси. Кроме того, отсутствие дросселирования на впуске также способствует экономии топлива при частичных нагрузках двигателя. Однако вредные выбросы дизельных двигателей создают серьезные экологические проблемы. Основное внимание при разработке современных дизельных двигателей уделяется сокращению выбросов этих загрязняющих веществ без ущерба для высокой эффективности использования топлива.
За последние десятилетия в дизельных двигателях были достигнуты огромные технические достижения в области более чистого сгорания и лучшей экономии топлива, такие как рециркуляция отработавших газов (EGR), наддув воздуха на впуске, впрыск топлива Common Rail и доочистка отработавших газов. Применение EGR зарекомендовало себя как эффективный метод подавления образования оксидов азота при сгорании дизельного топлива [2]. Наддув воздуха на впуске может значительно увеличить удельную мощность двигателя и компенсировать вытеснение кислорода, вызванное применением EGR. Система впрыска топлива Common Rail может обеспечить стабильное давление впрыска топлива и облегчить гибкое планирование впрыска топлива. Методы последующей обработки могут еще больше снизить выбросы при выключенном двигателе, чтобы соответствовать все более строгим нормам выбросов.
Обычный рабочий процесс современного четырехтактного дизельного двигателя состоит из трех основных элементов для инициирования сгорания - это: дизельное топливо, всасываемый воздух и энергию для воспламенения. Традиционно во время такта впуска в камеру сгорания всасывается только свежий воздух. Затем дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания по завершении сжатия цилиндра, когда температура заряда в цилиндре выше, чем температура самовоспламенения дизельного топлива. Степень сжатия двигателя выше, чем у бензиновых двигателей, можно использовать без ограничения преждевременного сгорания. Регулирование нагрузки дизельного двигателя обычно осуществляется за счет регулирования количества топлива, подаваемого в камеру сгорания. Количество всасываемого воздуха превышает то, что требуется для стехиометрического сгорания. Следовательно, дизельный двигатель обычно работает в условиях обеднения топливом, при этом в потоке выхлопных газов остается избыток кислорода.
Сокращение выбросов NOx является сложной задачей для дизельных двигателей. Применение EGR снижает образование NOx за счет снижения уровня всасываемого кислорода. Однако интенсивная рециркуляция отработавших газов может также снизить эффективность сгорания из-за увеличения выбросов частично окисленных продуктов, таких как твердые частицы (ТЧ), общее количество углеводородов и окись углерода. Методы доочистки, такие как селективное каталитическое восстановление (SCR) и улавливание обедненных NOx (LNT), способны подавить выбросы NOx в выхлопных газах. Тем не менее, восстановитель часто требуется в обоих методах конверсии NOx. Кроме того, для реализации этих методов доочистки также необходимы дополнительные системы подачи восстановителя.
В связи с этим в настоящее время осталось всего два новых направления развития дизельных двигателей это поиск новых более чистых и доступных топлив и исследование новых способов организации рабочего процесса, так называемые циклы с автоматической регулировкой процесса сгорания (CAI) которые включают в себя различные новые цикл (HCCI, PCCI и тд.).
Поэтому мы будем исследовать новые виды альтернативных топлив для дизельного двигателя.
Купить