Тема: Влияние угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса одноцилиндровой

Актуальность работы и научная значимость настоящего исследования.
Необходимость регулировать условия протекания рабочего процесса в двигателя внутреннего сгорания бала понятна с самого начала их производства. Долгое время основными задачами при регулировании было изменения скоростных и мощностных показателей работы, которые в основном регулировались при помощи параметров наполнения и состава смеси [1]. Однако с развитием двигателестроения все больше внимания стало уделяться углу опережения зажигания, так как топливо посредством которого его химическая энергия превращается в механическую работу, горит с конечной скоростью и имеет разную продолжительность сгорания в зависимости от условий окружающей среды. В течение очень долгого времени управление моментом зажигания осуществлялось через центробежный и вакуумный регулятор, расположенный в коллекторе зажигания аккумулятора [2]. Современные требования к токсичности отработавших газов и эффективности процесса сгорания требуют получения определенных параметров рабочего процесса при контролируемом составе отработавших газов для эффективной работы каталитического нейтрализатора. При использовании в ДВС с искровым зажиганием топлив с различного химического состава, в том числе альтернативных с большим октановым числом, можно регулировать момент зажигания и достигать более благоприятных параметров для работы катализатора при повышении эффективнсоти работы [3]. Например, более ранний момент зажигания при высоких нагрузках снижает температуру выхлопных газов. По этой причине нет необходимости обогащать смесь топливом для защиты компонентов нейтрализатора от высоких температур. Уменьшение впрыскиваемой дозы приведет к более экономичной работе двигателя [4]. Контроль момента зажигания в зависимости от условий эксплуатации отражается в снижении расхода топлива, и это влияет на мощность двигателя и, следовательно, его общую эффективность [5]. Можно сказать, что КПД двигателя является отражением качества сгорания. Это также подтверждается тем фактом, что изменение момента зажигания отражается на выбросах - количестве несгоревших углеводородов CxHy, оксидов азота NOx и оксидов углерода COx.
Оценка влияние угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса одноцилиндровой установки УИТ-85 при современном развитии двигателестроении показывает актуальность данной работы.
Объект исследования: бензиновая одноцилиндровая установка УИТ- 85 с искровым зажиганием.
Предмет исследования: влияние угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса.
Целью работы является оценка влияние угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса одноцилиндровой установки УИТ-85.
Гипотеза исследования состоит в том, что угол опережения зажигания определяет момент воспламенения смеси в цилиндре двигателя и, следовательно, во многом определяет термодинамические характеристики рабочего процесса, если правильно проводить регулирование углом опережения зажигания, то возможно повышение термодинамической эффективности процесса сгорания и снижение токсичности отработавших газов.
Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:
1. провести оценку влияния угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса.
2. оценить возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС за счет варьированием угла опережения зажигания на примере одноцилиндровой установки УИТ-85.
Методы исследования: метод экспериментального исследования, метод статистической обработки результатов эксперимента и моделирования рабочего процесса.
Научная новизна исследования заключается в выявление особенностей влияния угла опережения зажигания на термодинамические характеристики рабочего процесса одноцилиндровой установки УИТ-85.
Личное участие автора: автор принимал непосредственное участие в формировании аналитического обзора по направлению исследований, а также в анализе экспериментальных данных и полученных на основании анализа практических рекомендаций и выводов.
Апробация и внедрение результатов работы велись в течении всего исследования. Его результаты докладывались на следующих конференциях и семинарах:
- на семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» в 2019 и 2020 г.
- на международной научно-практической конференции: «Актуальные вопросы образования и науки» (Тамбов, 30 апреля 2020 г.).
- опубликована научная статья в журнале Научный альманах. 2020. №4-1 (66). С. 72-76. Объем статьи 0,31 усл. печ. л.
На защиту выносятся:
- выявленные возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС за счет варьированием угла опережения зажигания на примере одноцилиндровой установки УИТ-85.
Структура магистерской диссертации. Диссертации состоит из введения, 4 глав, заключения с основными результатами и выводами, содержит 49 рисунков, 1 таблицы, списка использованных источников (77 источников). Основной текст изложен на 75 страницах.

Купить

Основные результаты работы могут быть представлены следующими выводами:
1. проведенная оценка влияния УОЗ на характеристики протекания процесса сгорания в бензиновом двигателе показала, что УОЗ во многом определяет термодинамические условия протекания процесса сгорания.
2. выявлены возможности повышения эффективности процесса сгорания в бензиновом ДВС за счет варьированием УОЗ, на примере одноцилиндровой установки УИТ-85.
Также получены основные выводы по разделам:
Выводы по главе 1
- Угол опережения зажигания является одним из основных инструментов при регулировании рабочего процесса в ДВС с электронной системой управления и трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.
- УОЗ влияет на термодинамическую эффективность, на
характеристики токсичности отработавших газов и во многом на условия работы трехкомпонентного каталитического
нейтрализатора.
- Оптимальные условия воспламенения обеспечиваются различными параметрами и задачами регулирования.
- Анализ современных исследований показал значительный интерес к вопросам оптимального регулирования ДВС с искровым зажиганием при помощи варьирования УОЗ.
Выводы по главе 2
- Показано что исследовательская установка УИТ-85 соответствует задачам проводимых исследований. Установка позволяет с высокой точностью оценивать влияние УОЗ при сохранении прочих параметров работы двигателя на термодинамические параметры рабочего процесса.
- Предложен подход по определению продолжительности процесса сгорания по изменению показателя политропы в ДВС с искровым зажиганием. Показана достоверность и точность предложенного подхода.
Выводы по главе 3
- Полученные результаты показали значимость
термодинамического анализа для оценки возможностей воздействия различных режимных параметров на эффективность цикла.
Выводы по главе 4
- Проведенный анализ показал наличие зависимости эффективности протекания процесса сгорания от УОЗ. При этом увеличение УОЗ перемещает кривую тепловыделения в сторону меньших значений угла поворота КВ, что и оказывает влияние на процесс сгорания. Выявлено что оптимальным УОЗ является тот, при котором угол ПКВ на котором сгорает 10% ТВС находится в диапазоне 355 - 364 о ПКВ, при этом сгорание 50% ТВС должно находится в районе 366 - 375 о ПКВ.

Купить