Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Блог


Впрыскивание воды в цилиндры двигателя

Непосредственное впрыскивание воды в ци­линдры двигателя может быть осуществлено с использованием двойной системы топливоподачи, в которой топливо и вода впрыскиваются в КС двумя отдельными форсунками. Такая  организация  рабочего  процесса дизеля реализована в системе непосредственной пода­чи воды в КС дизеля, разработанной в Санкт-Петербургском государственном аграрном уни­верситете. Исследован дизель Д-242 (4 Ч 11/12,5), работающий как на чистом дизельном топливе, так и при впрыскивании воды дополни­тельной форсункой 6 (рисунок 1.4). Методика про­ведения испытаний предусматривала определе­ние рабочих характеристик двигателя и показа­телей токсичности его ОГ как при работе на чис­том дизельном топливе, так и при подаче в ци­линдры некоторого количества воды на номи­нальном режиме при п=1800 мин"1 при стандарт­ных регулировках двигателя. Изменяемыми па­раметрами в ходе эксперимента являлись коли­чество подаваемой воды GB и угол начала ее впрыскивания срв.

Рисунок 1.4 –  Конструктивная схема системы раздельной подачи дизельного топлива и воды в цилиндры двигателя: 1- цилиндр; 2 - поршень; 3 - форсунка впрыскивания топлива; 4 - выпускной трубопровод; 5 - выпускной клапан; 6 - форсунка для впрыскивания воды; 7,9 - топливопровод; 8- блок цилиндров; 10- штатный ТНВД; 11- ТНВД для подачи воды; 12- головка блока.

Результаты безмоторных исследований по­казали, что на номинальном режиме при птн=900 мин'1 при неизменном положении рейки ТНВД объемная цикловая подача воды увеличивается в среднем на 4-6% по сравнению с работой на дизельном топливе, что объясняется уменьше­нием ее дросселирования при истечении из распыливающих отверстий форсунок. Установлено, что затраты мощности на привод ТНВД для по­дачи воды составили 0,5 кВт. Однако эти затра­ты компенсируются уменьшением потребляемой мощности на привод агрегатов основной систе­мы охлаждения двигателя. Проверка гидроплот­ности прецизионных пар этого ТНВД и герметич­ности форсунки в сборе до и после 125 ч работы выявила отсутствие повышенного износа рабо­чих поверхностей прецизионных деталей.

При проведении моторных испытаний отме­чено, что на нагрев впрыснутой воды, ее испаре­ние и перегрев образовавшегося пара затрачи­вается часть теплоты рабочей смеси, в резуль­тате чего снижается их температура, замедляет­ся образование оксидов азота NOX и уменьшаеться их содержание в ОГ. Кроме того, вода раз­бавляет горючую смесь, уменьшая тем самым относительную концентрацию кислорода, что также приводит к снижению содержания NO* в ОГ. Чем больше количество подаваемой воды и чем раньше она подается в КС, тем значитель­нее снижается температура по сравнению с обычным дизельным циклом.

Интенсивное образование оксидов азота на­ступает при температуре Т=1900 К и их эмиссия удваивается при повышении температуры на 200-250 К. Анализ результатов эксперименталь­ных исследований показал, что при впрыскива­нии воды сокращается продолжительность пе­риода температур фмОх, соответствующая интен­сивному образованию оксидов азота. Если в штатном дизельном цикле она составляет ФмОх=32° п.к.в., то при впрыскивании воды в ко­личестве GB/GT=50% (от подачи топлива GT) и уг­ле опережения ее впрыскивания фв=3° п.к.в. до ВМТ продолжительность этого периода темпе­ратур сокращается до <pNOx=230 п.к.в. Более позднее впрыскивания воды в количестве GB/GT=50%, соответствующее началу подачи во­ды фв=12° п.к.в. после ВМТ, приводит к увеличе­нию периода максимальных температур до Фкох=27° п.к.в.. В рабочем цикле с подачей воды снижается максимальная температура цикла Ттах. Так, при работе по дизельному циклу эта температура составляет Tmax=2280 К, при GB/GT=50% и фв=3° п.к.в. до ВМТ - Ттах=2150 К, при GB/GT=50% и фв=12° п.к.в. после ВМТ -Ттэ,=2260 К.

Снижение уровня максимальных температур сгорания при впрыскивании воды создает усло­вия для снижения выбросов оксидов азота с ОГ. Но при этом несколько повышается удельный эффективный расход топлива де, и, как следст­вие, снижается эффективная мощность дизеля Ne. Так, если при работе дизеля на номинальном режиме только на дизельном топливе расход то­плива составлял де=252 г/(кВт-ч), а эффективная мощность Ne=49,6 кВт, то при подаче воды в ко­личестве GB/GT=50% в момент времени фв=12° п.к.в. после ВМТ эти показатели оказались рав­ны де=257 г/(кВт-ч) и Ne=48,63 кВт.

Таким образом, исследования работы подтвердили возможность значительного сниже­ния выбросов оксидов азота (до 6 раз) путем по­дачи в КС транспортного дизеля некоторого ко­личества воды при небольшом (на 1-6%) увеличении удельного эффективного расхода топлива, которое может быть частично скомпенсировано при доводке системы водоподачи.

В работе представлены результаты про­веденных в Мюнхенском институте двигателестроения экспериментальных и теоретических исследований влияния добавки воды и метанола на эффективные мощность Ne и удельный рас­ход топлива де, период задержки воспламене­ния, дымность ОГ и эмиссию оксидов азота NOX дизелем с непосредственным впрыскиванием топлива в неразделенную КС. Исследования проведены на одноцилиндровой установке с ра­бочим объемом Vh=1,58 л, степенью сжатия £=19, цилиндрической КС в поршне и впрыскива­нием топлива горизонтально расположенной (по радиусу КС) односопловой форсункой. В одном варианте струя топлива впрыскивалась под уг­лом 50° относительно оси форсунки, в другом - по оси форсунки в направлении центра КС. Впрыскивание воды или метанола осуществлялось форсункой, установленной на противопо­ложной стороне относительно основной форсун­ки. Из проведенного анализа различных меха­низмов воздействия воды и метанола на процесс сгорания сделан вывод о том, что эти добавки как химические реагенты не оказывают непо­средственного влияния на концентрацию со­ставляющих продуктов сгорания. Только в об­ласти экстремального недостатка воздуха они эффективно способствуют торможению реакции сажеобразования. В этом случае вода оказывает более сильное влияние на образование сажи, чем метанол. Сложные и малоизученные вопро­сы кинетики образования сажи пока не позволи­ли определить роль неравновесных реакций в этих процессах. Однозначно доминирующее влияние на сажеобразование оказывает охлаж­дающее действие испаряющейся воды. Оно снижает температуру в КС и увеличивает ПЗВ, в результате чего улучшается гомогенизация сме­си и снижается сажеобразование. В условиях проведения эксперимента скоростная киносъем­ка процессов распыливания топлива и его испа­рения не подтвердили влияния так называемых «микровзрывов» на указанные процессы при впрыскивании эмульсии из дизельного топлива и воды. Отмечено, что добавка воды не способст­вовала повышению КПД дизеля, поскольку ее испарение снижало температуру цикла. Несмот­ря на то, что в связи с увеличением ПЗВ при по­даче воды скорость тепловыделения в началь­ной фазе сгорания возрастает, в целом процесс сгорания протекает медленнее, чем при исполь­зовании только дизельного топлива, и значи­тельно растянут по времени. Наиболее эффек­тивной является зависящая от нагрузки подача воды или метанола непосредственно в зону го­рения. Количество подаваемой воды должно со­ставлять меньше 50% от массовой цикловой по­дачи дизельного топлива. При максимальном содержании воды в цикловой подаче макси­мальная температура цикла снижается на 250 К . Так как метанол сам является топливом, то ожи­далось, что при его впрыскивании температура цикла не должна снижаться. Однако температу­ра цикла снизилась на 100 К вследствие боль­шей в два раза теплоты испарения метанола по сравнению с дизельным топливом.

Описанная выше система топливоподачи (рисунок 1.4) предполагает наличие двух авто­номных систем подачи с двумя форсунками для подачи дизельного топлива и воды. Это несколь­ко усложняет конструкцию системы топливопо­дачи и головки блока цилиндров. В ряде случаев более рациональным представляется подача этих двух компонентов через одну форсунку.

Анализ существующих конструкций позволяет более обосновано подойти к выбору той или иной системы питания двигателя. При этом разработано несколько способов подачи воды в цилиндры двигателя рисунок 1.5.  Возможна подача воды в цилиндры двигателя в жидкой фазе или в виде пара. Подача водяного пара в цилиндры дизеля может быть реализована в силовых установках, имеющих контур утилизации теплоты (теплоты ОГ, охлаждающей воды, смазывающего масла), отводимой от двигателя и используемый для подогрева воды и ее испарения. Для быстроходных дизелей, устанавливаемых на транспортные средства, более предпочтительным представляется подача воды в цилиндры двигателя в жидкой фазе.

Рисунок 1.5 – Способы подачи воды в цилиндры двигателя

Наибольшее практическое применение нашли следующие способы: впрыскивание воды непосредственно в цилиндры двигателя, применение в качестве топлива водотопливной  эмульсии ( ВТЭ ), подача воды на всасывание  ( во впускной трубопровод дизеля).




Комментарии