Корогодський Володимир Анатолійович. Вдосконалення процесів сумішоутворення та згоряння в двигунах з іскровим запалюванням при безпосередньому вприскуванні палива

brief description

Корогодський Володимир Анатолійович. Вдосконалення процесів сумішоутворення та згоряння в двигунах з іскровим запалюванням при безпосередньому вприскуванні палива: дис... канд. техн. наук: 05.05.03 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін- т". - Х., 2004.

Корогодський В.А. Вдосконалення процесів сумішоутворення та згоряння в двигунах з іскровим запалюванням при безпосередньому вприскуванні палива. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 теплові двигуни. Національний технічний університет Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2003.
Дисертація присвячена розробці ефективного робочого процесу з внутрішнім сумішоутворенням для двигунів з іскровим запалюванням (ІЗ) і безпосереднім вприскуванням палива (БВП). Представлено системи живлення для організації об'ємного, об'ємно-плівкового і плівкового сумішоутворення в чотиритактному двигуні з клиновою камерою згоряння (КЗ). Запропоновано спосіб організації розшарування заряду при плівковому сумішоутворенні з якісним (або змішаним) регулюванням потужності двотактного двигуна з ІЗ і напівсферичною КЗ. Запропоновано залежності для оцінки радіальної швидкості перетікання заряду в напіврозділеній КЗ і визначення ступеня розшарування заряду в двигунах з ІЗ при БВП. Представлено модель розрахунку об'ємно-плівкового сумішоутворення, що дозволяє оцінити час випаровування часток палива на кожній ділянці процесів сумішоутворення. Теоретичні дані підтверджені результатами експериментальних досліджень. В чотиритактному двигуні при об'ємно-плівковому сумішоутворенні отримано зниження годинної витрати палива на режимах холостого ходу на 10-14% і в діапазоні часткових навантажень до n=2500хв-1, зниження geminна 10-15% у порівнянні з карбюраторною системою живлення. Використання запропонованого способу організації плівкового сумішоутворення на одноциліндровому двотактному двигуні з БВП в КЗ забезпечили роботу двигуна на бензині, дизельному паливі і їх сумішах, зниження витрати палива на 40-45%, викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами - на 70-90% у порівнянні з карбюраторною системою живлення.

Приведені в дисертаційній роботі результати досліджень дозволяють зробити наступні висновки:
1. Обґрунтовано доцільність переведення двигунів з ІЗ з зовнішнього на внутрішнє сумішоутворення з якісним (або змішаним) регулюванням потужності і використанням БВП у чотиритактному і двотактному двигунах вітчизняного виробництва.
2. Розроблено математичну модель процесу перетікання заряду на такті стиску в надпоршневій порожнині двигуна з ІЗ та напіврозділеною КЗ у головці циліндра. Визначено радіальну швидкість заряду по куту обертання колінчатого валу.
3. Уточнено математичні моделі процесів об'ємно-плівкового сумішоутворення в двигунах з ІЗ при БВП: динаміки руху паливного факелу, масо- і теплообміну, складу ППС у паливному факелі, процесів випаровування палива зі стінок напіврозділеної КЗ.
4. Запропоновано метод оцінки ступеня розшарування заряду в двигунах з ІЗ при БВП, що дозволяє визначити вплив ступеня розшарування на показники робочих процесів. Оцінено ступінь розшарування заряду для різних режимів роботи та способів сумішоутворення ДВЗ з ІЗ при БВП.
5. Модернізовано конструкції чотиритактного (МеМЗ-245) і двотактного (ДН-4) двигунів з ІЗ під адоптовану систему БВП для організації об'ємного, об'ємно-плівкового і плівкового сумішоутворення.
6. Створено безмоторні і моторні стенди для досліджень процесів внутрішнього сумішоутворення, визначення показників робочих процесів чотиритактного і двотактного двигунів з ІЗ при використанні різних систем живлення. Експериментально досліджені показники робочих процесів та процесів, що протікають при сумішоутворенні і згорянні в модернізованих двигунах з ІЗ при БВП.
7. Встановлено у чотиритактному модернізованому двигуні з клиновою КЗ, ІЗ при БВП переважним у порівнянні з об'ємним і плівковим сумішоутворенням є об'ємно-плівкове сумішоутворення. Це забезпечує на режимах холостого ходу зниження годинної витрати палива на 10-14%, а в діапазоні часткових навантажень до n=2500 хв-1 на 10-15% (gemin=0,28кг/(кВтгод)) у порівнянні з карбюраторною системою живлення. Досягти глибокого розшарування заряду в чотиритактному двигуні з клиновою КЗ в усій області швидкісних і навантажувальних режимів з жодним із досліджуваних типів сумішоутворення не представляється можливим без зміни форми та розташування КЗ.
8. Запропоновано спосіб організації розшарування заряду при плівковому сумішоутворенні з якісним (або змішаним) регулюванням потужності для двотактного двигуна з ІЗ при БВП з напіврозділеною КЗ, розташованою у головці циліндра. Експериментальним шляхом визначені раціональні регулювальні параметри двигуна і системи паливопостачання при роботі на бензині, дизельному паливі і їх сумішах, що дозволило забезпечити підвищення ефективного ККД на 40-45% (gemin=0,264кг/(кВтгод)), зниження викидів ШР з ВГ на 70-90% (СО=0,1-0,6%, CnHm 70-600ЧНМ).
9. Результати досліджень передані до моторобудівних підприємств і використані Мелітопольським заводом «Гідромаш» при створенні двотактного двигуна з ІЗ при БВП ДН-4М.