УЛУЧШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ
С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА 4ЧН 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СГОРАНИЯ И ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ
В настоящее время в мировом двигателестроении существует тенденция повышения эффективной мощности двигателей внутреннего сгорания путем форсирования по среднему эффективному давлению. Применительно к дизелям для этой цели широко используют турбонаддув, а также промежуточное охлаждение наддувочного воздуха. Вместе с тем, возможность использования в таких дизелях вместо традиционного, дизельного топлива (ДТ), альтернативных видов топлива еще недостаточно изучена и является важной задачей для научных исследований. Среди всех альтернативных топлив важнейшее место занимает компримированный природный газ. Его преимуществами, в сравнении с другими видами топлив, являются высокая теплотворная способность, высокая полнота сгорания и низкое содержание токсичных компонентов в отработавших газах (ОГ) при сгорании в цилиндре дизеля.
Связь с планами научных исследований. Диссертационная работа выполнена в соответствии с темой № 24 плана НИР ФГОУ ВПО Вятская ГСХА (г. Киров) на 2006...2010 гг. (номер государственной регистрации 01.2.006-09891ˉ).
Целью исследований является улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе (ПГ) путем совершенствования процессов сгорания и тепловыделения.
Объект исследований. Дизель 4ЧН 11,0/12,5 (Д-245.7) с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха (ПОНВ) с камерой сгорания ЦНИДИ, работающий на альтернативном топливе – компримированном природном газе – по газодизельному процессу.
Предмет исследования: мощностные, экономические и токсические показатели, процессы смесеобразования, сгорания и тепловыделения в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха с камерой сгорания ЦНИДИ при работе на ПГ.
Методы исследования. В работе применялись известные и апробированные на практике и специально разработанные для решения поставленных задач теоретические и экспериментальные методы исследования рабочего процесса. Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается принятием обоснованных исходных данных и общепринятых закономерностей, сопоставлением результатов расчета и эксперимента, согласованием полученных результатов с известными, а результатов экспериментальных исследований – применением современных методов и средств измерений, соблюдением стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей измерений.
Научную новизну работы представляют:
- результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния приме-нения ПГ на процесс сгорания, характеристики тепловыделения, мощностные, экономиче-ские и токсические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ с камерой сгорания ЦНИДИ;
- модель горения запального ДТ в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при рабо-те на ПГ;
- модель воспламенения метано-воздушной смеси (МВС) в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на ПГ;
- расчет периода задержки воспламенения (ПЗВ) при работе дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ на ПГ;
- рекомендации по применению ПГ в качестве моторного топлива в дизеле 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ с камерой сгорания ЦНИДИ.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Материалы диссертации используются в учебном процессе Вятской и Нижегород-ской государственных сельскохозяйственных академий, Чебоксарском институте (филиале) Московского государственного открытого университета, Сыктывкарском лесном институте (филиале) Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии при чтении лекций, на лабораторных занятиях, курсовом и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по специальностям 311300 (110301) и 150200 (190601).
Экономическая эффективность. При работе дизеля на ПГ суммарные массовые выбросы токсичных веществ в атмосферу снижаются на 25 %, а экономическая эффективность от снижения ущерба, наносимого токсичными компонентами, выбрасываемыми в атмосферу с ОГ составляет 42535 руб. в год. Годовой экономический эффект от экономии ДТ составляет 27930 руб. (в ценах на 1.03.2008 г.).
Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 52-й и 53-й научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов инженерного факультета Вятской ГСХА, 2005, 2006 гг. (ФГОУ ВПО Вятская ГСХА, г. Киров); 5-й, 6-й, 7-й и 8-й городских научных кон-ференциях аспирантов и соискателей «Науке нового века – знания молодых», 2005…2008 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); Всероссийской научно-практической конференции «Роль науки в формировании специалиста», Региональной научно-практической конференции вузов приволжского региона «Инновации в образовательном процессе», 2006 г. (Чебоксарский институт (филиал) МГОУ, г. Чебоксары); Научно-практической конференции «Совершенствование технологии и средств механизации производства продукции рас-тениеводства и животноводства», 2006 г. (НИИСХ Северо-Востока, г.Киров); 17-й научно-практической конференции кафедр «Тракторы и автомобили» вузов Поволжья и Предуралья «Повышение технико-экономических и экологических показателей двигателей, трак-торов, автомобилей в сельскохозяйственном производстве», 2007 г. (ФГОУ ВПО Нижегородская ГСХА, г. Н. Новгород); I-й и II-й Всероссийских научно-практических конференциях «Наука – Технология – Ресурсосбережение», 2007, 2008 гг. (ФГОУ ВПО Вятская ГСХА, г.Киров); ІX-й и Х-й Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». Мосоловские чтения, 2007, 2008 гг. (ГОУ ВПО «Марийский ГУ», г.Йошкар-Ола); Международной научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, докторантов и аспирантов, 2008 г. (ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет», г.Санкт-Петербург-Пушкин).
