Введение к работе
Актуальность темы. Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) - наиболее распространенный тип тепловых двигателей. На их долю приходится 80% всей вырабатываемой в мире механической энергии, при этом ДВС потребляют значительное количество природных материалов и сырья, в том числе нефтепродуктов, которые относятся к нево-зобновлясмым ресурсам. Учитывая тенденции удорожания нефтепродуктов при сокращении запасов нефти, особую остроту приобрела проблема повышения топливной экономичности.
Кроме того, ДВС являются одними из основных загрязнителей окружающей среды. К концу XX века в результате интенсивного развития промышленности и автомобильного транспорта возникла проблема защиты окружающей среды от загрязнения ее токсичными веществами. Наличие токсичных компонентов (оксидов углерода, оксидов азота, углеводородов и других) в отработавших газах ДВС, выбрасываемых в атмосферу, создает опасность для здоровья людей и, в частности по исследованиям онкологов, является причиной возникновения раковых заболеваний.
Принимая во внимание отмеченные факторы, проблемы уменьшения загрязнения атмосферы токсичными веществами, выделяемыми ДВС, и повышения их экономичности приобретают особую остроту и выходят за рамки частной задачи двигателестросния.
Существенного улучшения качества смесеобразования, сгорания, и, в целом, повышения экономичности работы и уменьшения вредных выбросов дизеля, возможно достичь использованием альтернативных видов топлива, в частности метанола. В связи с этим, проблематика улучшения эффективных и экологических показателей автотракторных дизелей с наддувом путем подачи метанола на впуске является актуальной.
Связь с планами научных исследований. Диссертационная работа выполнена в соответствии с темой № 17 «Улучшение энергетических, экономических, ресурсных и экологических показателей мобильных средств в сельском хозяйстве» плана НИР Тверской ГСХА на 2000...2005, 2006...2010 гг. (номер гос. регистрации код ГРНТИ 68.85.83, 68.85.15).
Целью исследований является улучшение эффективных и экологических показателей автотракторных дизелей с наддувом путем подачи метанола на впуске.
Объект исследований. Дизель 6ЧН 13/11,5 (СМД- 62) жидкостного охлаждения, с тороидальной камерой сгорания в поршне при работе на дизельном топливе с дополнительной подачей метанола на впуске.
Предмет исследования: мощностные, экономические и экологические показатели работы дизеля 6ЧН 13/11,5 (СМД - 62).
Методы исследования: в работе применяются как теоретические, так и экспериментальные методы исследования рабочего процесса, известные и апробированные на практике и специально разработанные для решения поставленных задач. Достоверность результатов подтверждается применением современных методов и средств измерений, соблюдением стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей измерений, а для теоретических исследований - принятием обоснованных исходных данных и общепринятых закономерностей, сопоставлением результатов расчета и эксперимента, согласованием полученных результатов с известными.
Научную новизну работы представляют:
-
Математическая модель расчета параметров рабочего цикла и показателей работы наддувного дизеля с подачей метанола на впуске.
-
Обоснованные регулировочные параметры системы подачи метанола на впуске дизеля СМД - 62. I
/
3. Количественные характеристики и закономерности изменения эффективных показателей при работе дизеля СМД - 62 с подачей метанола на впуске.
4. Количественные характеристики и закономерности изменения токсичных компонентов отработавших газов при работе дизеля СМД - 62 с подачей метанола на впуске. Практическая значимость:
-
Модернизированная система питания дизеля СМД - 62 для реализации рабочего цикла с подачей метанола на впуске.
-
Обоснованные регулировочные параметры модернизированной системы питания дизеля СМД - 62 с подачей метанола на впуске.
-
Рекомендации по применению метанола в качестве моторного топлива при его подаче на впуске дизеля СМД - 62.
Реализация результатов исследований. Техническое описание модернизированного макетного образца системы впуска дизеля СМД - 62 передано в ЗАО «Научный инженерно-технический центр» (ЗАО «НИТЦентр») с целью создания конструкторской документации.
Материалы исследований используются в учебном процессе на кафедре «Тракторы и автомобили» и «Техническая эксплуатация автомобилей» Тверской ГСХА при подготовке студентов по специальности 110301 и 190601.
Апробация результатов работы. Основные результаты и материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях Тверской ГСХА 2003...2009г., на Международных научно-практических конференциях «Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей» 2006, 2007, 2008г. СПбТАУ, г. Санкт -Петербург - Пушкин).
Публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы изложены в 14 печатных работах, одна из них в центральном журнале, входящем в перечень ВАК РФ.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
-
Расчетно-теорстическая модель параметров рабочего цикла и показателей работы дизеля с подачей метанола на впуске.
-
Модернизированная система питания дизеля СМД - 62 для реализации рабочего цикла с подачей метанола на впуске.
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния подачи метанола во впускной тракт на эффективные и экологические показатели дизеля.
-
Обоснованные регулировочные параметры модернизированной системы питания дизеля СМД - 62 с подачей метанола на впуске.
-
Рекомендации по применению метанола в качестве моторного топлива при подаче на впуске дизеля СМД - 62.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, общих выводов и двух приложений. Содержит 114 страниц основного текста, в том числе 35 рисунков, 10 таблиц, список литературы из 90 наименований.
