📄Работа №139712
Тема: Двигатель с искровым зажиганием, работающий на сжатом водороде
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Машиностроение
Объем:
62 листов
Год:
2023
Просмотров:
75
4700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Аннотация
Введение 4
1 Использование водорода в поршневых двигателях транспортных
средств 5
1.1 Водород как топливо для двигателей внутреннего сгорания 5
1.2 Характеристики горения водорода 6
1.3 Стратегии смесеобразования для водородных двигателей 8
1.4 Последствия горения водородно-воздушных смесей в двигателях 12
1.5 Меры по проектированию или переоборудованию двигателя для
работы на водороде 21
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 25
3 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного
механизма двигателя 33
3.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 33
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 35
4 Анализ токсичности отработавших газов и эффективности рабочего
процесса при работе на водороде 40
Заключение 55
Список используемых источников 57
Введение 4
1 Использование водорода в поршневых двигателях транспортных
средств 5
1.1 Водород как топливо для двигателей внутреннего сгорания 5
1.2 Характеристики горения водорода 6
1.3 Стратегии смесеобразования для водородных двигателей 8
1.4 Последствия горения водородно-воздушных смесей в двигателях 12
1.5 Меры по проектированию или переоборудованию двигателя для
работы на водороде 21
2 Тепловой расчет проектируемого двигателя 25
3 Кинематический и динамический расчет кривошипно-шатунного
механизма двигателя 33
3.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 33
3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
двигателя 35
4 Анализ токсичности отработавших газов и эффективности рабочего
процесса при работе на водороде 40
Заключение 55
Список используемых источников 57
📖 Введение
Водород является привлекательным альтернативным энергоносителем, который может оставить в прошлом вредные выбросы, глобальное потепление и ненадежность поставок нефти. В текущей работе рассматривается возможность использования водорода в двигателях внутреннего сгорания. Водородные двигатели могут быть внедрены относительно легко как с технологической, так и с экономической точек зрения.
Водород демонстрирует отличительные черты приемлемого безуглеродного топлива. При сгорании водорода не образуются токсичные продукты, такие как углеводороды, монооксид углерода, оксиды серы, органические кислоты или диоксид углерода.
Хорошо известно, что пролитый водород не оказывает вредного воздействия на окружающую среду благодаря своей высокой плавучести и способности к диффузии в воздухе. Водородный поток быстро рассеивается в атмосфере. С другой стороны, пролитый бензин часто создает опасность возгорания, а в некоторых случаях оказался загрязнителем грунтовых вод.
Поэтому исследование перспектив применения водорода в автомобильных силовых установках является актуальной темой бакалаврской работы.
Водород демонстрирует отличительные черты приемлемого безуглеродного топлива. При сгорании водорода не образуются токсичные продукты, такие как углеводороды, монооксид углерода, оксиды серы, органические кислоты или диоксид углерода.
Хорошо известно, что пролитый водород не оказывает вредного воздействия на окружающую среду благодаря своей высокой плавучести и способности к диффузии в воздухе. Водородный поток быстро рассеивается в атмосфере. С другой стороны, пролитый бензин часто создает опасность возгорания, а в некоторых случаях оказался загрязнителем грунтовых вод.
Поэтому исследование перспектив применения водорода в автомобильных силовых установках является актуальной темой бакалаврской работы.
✅ Заключение
В бакалаврской работе проведен анализ влияния водорода на рабочий процесс ДВС. Получены основные выводы по работе:
1. Применение водорода осложнено падением мощности из-за вытеснения части воздуха при подаче газа во впускной коллектор, что привело к практически двухкратному снижению мощности если сравнивать работу на водороде и на бензине при подаче во впускной коллектор.
2. В ходе стационарного моделирования в программном пакете WAVE Ricardo 17.1 была оптимизирована концепция работы на чистом водороде. Полученные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по NO в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.
Выводы по первому разделу
Проведённый анализ известных источников показал, перспективность применения водорода в двигателях, с искровым зажиганием. Широкие пределы воспламеняемости позволяют двигателям на водороде работать в условиях качественного регулирования нагрузкой в диапазоне составов смесей от стехиометрического до 5 - 6 по коэффициенту избытка воздуха, что приводит к снижению температуры сгорания и практически к нулевым выбросам токсичных компонентов на режимах низких нагрузок.
Выводы по второму разделу
Проведенные расчеты показали значительное снижение мощностных показателей при работе на чистом водородном топливе. Мощность упала для стехиометрической смеси более чем в два раза. Соответственно для эффективного использования водорода требуется либо применения наддува, для улучшения наполнения цилиндров или работа в составе гибридной силовой установки, где недостаток мощности на нагрузочных режимах будет компенсирован электродвигателем. Также требуется провести оценку токсичности водородного двигателя по оксидам азота.
Выводы по 3-му разделу
Как мы видим применение работа на водороде без наддува снижает нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизмам почтив 2 раза, что позволяет говорить о возможностях снижения прочностных свойств деталей КШМ, за счет применения более дешевых материалов или уменьшения их размеров.
Выводы по 4-му разделу
В ходе стационарного моделирования концепция была исследованы характеристики сгорания водорода в ДВС с искровым зажиганием для достижения наилучших характеристик и эффективности с учетом реальных ограничений, таких как температура и давление в камере сгорания, и т. д. В результате была получена полная скоростная характеристика двигателя.
Представленные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по ПОх в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.
1. Применение водорода осложнено падением мощности из-за вытеснения части воздуха при подаче газа во впускной коллектор, что привело к практически двухкратному снижению мощности если сравнивать работу на водороде и на бензине при подаче во впускной коллектор.
2. В ходе стационарного моделирования в программном пакете WAVE Ricardo 17.1 была оптимизирована концепция работы на чистом водороде. Полученные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по NO в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.
Выводы по первому разделу
Проведённый анализ известных источников показал, перспективность применения водорода в двигателях, с искровым зажиганием. Широкие пределы воспламеняемости позволяют двигателям на водороде работать в условиях качественного регулирования нагрузкой в диапазоне составов смесей от стехиометрического до 5 - 6 по коэффициенту избытка воздуха, что приводит к снижению температуры сгорания и практически к нулевым выбросам токсичных компонентов на режимах низких нагрузок.
Выводы по второму разделу
Проведенные расчеты показали значительное снижение мощностных показателей при работе на чистом водородном топливе. Мощность упала для стехиометрической смеси более чем в два раза. Соответственно для эффективного использования водорода требуется либо применения наддува, для улучшения наполнения цилиндров или работа в составе гибридной силовой установки, где недостаток мощности на нагрузочных режимах будет компенсирован электродвигателем. Также требуется провести оценку токсичности водородного двигателя по оксидам азота.
Выводы по 3-му разделу
Как мы видим применение работа на водороде без наддува снижает нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизмам почтив 2 раза, что позволяет говорить о возможностях снижения прочностных свойств деталей КШМ, за счет применения более дешевых материалов или уменьшения их размеров.
Выводы по 4-му разделу
В ходе стационарного моделирования концепция была исследованы характеристики сгорания водорода в ДВС с искровым зажиганием для достижения наилучших характеристик и эффективности с учетом реальных ограничений, таких как температура и давление в камере сгорания, и т. д. В результате была получена полная скоростная характеристика двигателя.
Представленные результаты наглядно показывают, что применение водорода в двигателе с искровым зажиганием позволяет получить очень низкие характеристики по токсичности в двух случаях, в первом случае если мы работаем на слегка обогащенной смеси при небольшом недостатке кислорода, что приводит к отсутствию термических оксидов и лишь незначительному количеству быстрых оксидов азота, а потом нужно быстро переходить на состав смеси беднее по коэффициенту избытка воздуха чем 1,4, что привод к снижению температуры в процессе сгорания и делает выбросы по ПОх в нормальных пределах, если же говорить об практически нулевых выбросах то тогда нужно работать при составах смеси беднее 1.8.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.