Диссертация (1173122), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

4.4 Характеристики впрыскивания на режиме «мин - мах», при:а - Δτ=5 мс, б - Δτ=3 мс, в - Δτ=1,5 мсПостроенные характеристики впрыскивания на режиме «мин - ср»представлены на рисунке 4.5.123абвРис. 4.5 Характеристики впрыскивания на режиме «мин - ср» при:а - Δτ=5 мс, б - Δτ=3 мс, в - Δτ=1,5 мс124Результаты смоделированного в программном комплексе расчетногоэксперимента приведены в таблице 4.2.Таблица 4.2- Результаты смоделированного расчетного эксперимента№1ОбозХарактеристикамин мах,мин мах,5 мс3 мс13мин - мин - мин - мин мах, ср,ср,ср,5 мс3 мс131,5мс1313131,5мс13-27-124-27-124pe14,020,88215,40,89715,780,9216,670,3598,160,43910,190,548qц0,1030,1030,1020,0600,0610,060ge309280271377308247УОВ предварительной,ºПКВ до ВМТ2УОВ последующей, ºПКВдо ВМТNe7Мощность, кВтСреднее эффективноедавление, МПаЦикловая подача топлива,гУд.

эффект. расходтоплива, г/(кВт·ч)Эффективный KПДηе0,2740,3020,3120,2240,2740,3428Индикаторный KПДηi0,3770,4120,4250,3580,4090,4819α1,961,961,953,713,693,661,8420,9310,6320,4900,2930,07111ЧастицыNOx278,2325,9409,875,2152,6152,41452157315821207122913633456Kоэфф. избытка воздухасуммарный10 Эмиссия твердых частиц,г/(кВт·ч)12Концентр. влажных NOx,млн-1Максимальнаятемпература цикла, KАнализрезультатовTzрасчетногоэксперимента,программном комплексе, показал следующее.смоделированногов125При уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτ,увеличивается мощность ДВС и среднее эффективное давление в цилиндре ДВС.При этом удельный эффективный расход топлива уменьшается.Также при уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτувеличиваются индикаторный и эффективный КПД ДВС.Следует также отметить уменьшение максимального давления цикла инезначительное увеличение максимальной температуры цикла при уменьшениивремени задержки последующего впрыскивания Δτ.Улучшаются и экологические показатели ДВС при уменьшении временизадержки последующего впрыскивания Δτ, а именно сокращается эмиссия твёрдыхчастиц почти в 3 раза, сокращается эмиссия диоксида углерода.

При этомотмечается повышение эмиссии оксидов азота.В первой серии расчетов постоянство УОВ связано с определением влияниядлительности между двумя впрыскиваниями на показатель цикла с учетомизменения момента начала подачи последующей порции топлива.Кроме описанного выше расчета, было проведено исследование влиянияначала впрыскивания предварительной порции топлива при постоянстве моментаначала впрыскивания основной порции топлива относительно ВМТ.Во второй серии расчетов, но уже при изменении УОВ таким образом, чтобыначало последующего впрыскивания приходилось на Δθ=13°ПКВ до ВМТ, удалосьполучить зависимости на выбранных режимах многократного впрыскивания, аименно «мин -мах» и «мин -ср».Результаты второй серии расчетов представлены в таблице 4.3.126Таблица 4.3 - Результаты второй серии расчетовмин мах,мин мах,мин мах,мин ср,мин ср,мин ср,Характеристика5 мс3 мс1,5 мс 5 мс3 мсУОВ предварительной,ºПКВ до ВМТУОВ последующей,ºПКВ до ВМТМощность, кВт53382253381,5мс22131313131313№1237Среднее эффективноедавление, МПаЦикловая подачатоплива, гУд.

эффект. расходтоплива, г/(кВт·ч)Эффективный KПД89456101112Ne13,24 15,89 14,727,448,499,67pe0,758 0,926 0,8580,4000,4560,520qц0,102 0,102 0,1020,0600,0600,060338296260ge320264292ηе0,265 0,320 0,2900,2500,2850,325Индикаторный KПДηi0,400 0,448 0,4010,3990,4310,468Kоэфф. избытка воздухасуммарныйЭмиссия твердых частиц,г/(кВт·ч)α1,931,953,623,623,63Час 0,034 0,170 0,983тицыNOx 3101 1464 4750,0100,0200,03083022131373171516401552Концентр. влажных NOx,млн-1Максимальнаятемпература цикла, KTz20711,9418321464Анализ результатов смоделированного эксперимента при задаче исходныхданных таким образом, чтобы начало последующего впрыскивания приходилосьна Δθ=13°ПКВ до ВМТ на режиме «мин - мах», показал следующее.При уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτ с 5 до 3мс так, чтобы УОВ предварительной порции уменьшился с 53 до 38º, мощностьДВС и среднее эффективное давление увеличиваются на 22%, эффективный КПДувеличивается на 20%, индикаторный КПД увеличивается на 12%.127Однако при дальнейшем уменьшении времени задержки последующеговпрыскивания Δτ с 3 до 1,5 мс так, чтобы УОВ предварительной порцииуменьшился с 38º до 22º, происходит уменьшение мощности ДВС и среднегоэффективного давления на 7%, эффективный КПД уменьшается на 9%,индикаторный КПД уменьшается на 11%.При уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτпроисходит уменьшение максимального давления и максимальной температурыцикла, при этом отмечается увеличение цикловой подачи топлива, коэффициентаизбытка воздуха и средней температуры перед турбиной.По экологическим показателям отмечается значительное увеличениеэмиссии твердых частиц и уменьшение концентрации оксидов азота при снижениивремени задержки последующего впрыскивания Δτ с 5 до 1,5 мс.При однократном впрыскивании NOx имеют концентрацию 3623 … 3653 млн-1в ОГ, однако при многократном впрыскивании на различных режимах наблюдаетсяпонижение концентрации NOx в ОГ.При многократном впрыскивании с изменением УОВ таким образом, чтобыначало последующего впрыскивания приходилось на Δθ=13°ПКВ до ВМТ, суменьшением времени задержки последующего впрыскивания концентрация NOxуменьшается с 3101 до 475 млн-1.Однако при постоянном начале предварительного впрыскивания заΔθ=13°ПКВ до ВМТ и уменьшении времени задержки последующего (основного)впрыскивания концентрация NOx остается в пределах278 … 409 млн-1, чтосвидетельствует о благоприятном влиянии многократного впрыскивания наконцентрацию NOx в ОГ.При однократном впрыскивании эмиссия твердых частиц (сажа) достигает1,192 … 1,259 г/(кВт·ч) в ОГ, однако при многократном впрыскивании наразличных режимах мы наблюдаем значительное уменьшение выбросов сажи вОГ.При многократном впрыскивании с изменением УОВ таким образом, чтобыначало последующего впрыскивания приходилось на Δθ=13°ПКВ до ВМТ, с128увеличением Δτ эмиссия твердых частиц в ОГ уменьшается с 0,983 до 0,034г/(кВт·ч).Однакоприпостоянномначалепредварительногомногократноговпрыскивания за Δθ=13°ПКВ до ВМТ и уменьшении времени задержкипоследующего (основного) впрыскивания эмиссия твердых частиц уменьшается с1,842 до 0,632 г/(кВт·ч), что также свидетельствует о благоприятном влияниимногократного впрыскивания при определенной характеристике впрыскивания и сучетом режимов впрыскивания, а также времени задержки между впрыскиваниемпорций цикловой подачи на эмиссию твердых частиц (сажи) в ОГ.При многократном впрыскивании наибольшее влияние на показателидвигателя оказывает время задержки между впрыскиванием порций цикловойподачи.

При уменьшении Δτ и Δθ=13°ПКВ до ВМТ на всех режимах растетмощность двигателя, уменьшается удельный эффективный расход топлива, растетсреднее эффективное давление.С изменением УОВ таким образом, чтобы начало последующеговпрыскивания приходилось на Δθ=13°ПКВ до ВМТ, также практически на всехрежимах увеличивается мощность двигателя, уменьшается удельный эффективныйрасход топлива, растет среднее эффективное давление, особенно на среднихвременных показателях задержки между впрыскиваниями.Полученные результатына режиме работы«мин - ср»схожисзакономерностями, полученными на режиме «мин - мах».

При этом уменьшение Δθна режиме ««мин - ср» оказывает меньшее влияние на полученные результатыэксперимента.На основании полученных результатов удалось обобщить совместноевлияние УОВ и Δτ на показатели дизеля 1ЧН12/13, показанное на рисунках 4.6, 4.7.129Рисунок 4.6 – Совместное влияние УОВ и Δτ на показатели дизеля 1ЧН12/13при режиме «мин -мах»Рисунок 4.7 – Совместное влияние УОВ и Δτ на показатели дизеля1ЧН12/13 при режиме «мин -ср»130На рисунках 4.6, 4.7 представлены две группы режимов, сплошнымилиниями обозначены режимы, соответствующие Δθ=13°ПКВ до ВМТ дляпоследующего впрыскивания. Во второй группе режимов, обозначенныхпунктиром, Δθ=13°ПКВ до ВМТ соответствовал началу предварительноговпрыскивания.На рисунках 4.6, 4.7 необходимо отметить, что наиболее значимое влияниеволновых явлений, возникающих в линии высокого давления АТС, проявляютсяпри раннем начале впрыскивания Δθ=52°ПКВ до ВМТ.Из полученных результатов видно, что чрезмерно раннее и позднее началовпрыскивания обеспечивает наиболее худшие показатели дизеля, для режима «мин-мах», при Δθ=53°ПКВ до ВМТ содержание NOx составило 3101 млн-1, приΔθ=13°ПКВ до ВМТ и Δτ=5 мс содержание частиц составило 1,84 г/(кВт·ч), длярежима «мин -ср» при Δθ=53°ПКВ до ВМТ содержание NOx составило 830 млн-1,при Δθ=13°ПКВ до ВМТ и Δτ=5 мс содержание частиц составило 0,49 г/(кВт·ч).При многократном впрыскивании наибольшее влияние на показателидвигателя оказывает время задержки между впрыскиванием порций цикловойподачи.

При уменьшении времени задержки между впрыскиваниями и постоянномначале предварительного впрыскивания за Δθ=13°ПКВ до ВМТ на всех режимахрастет мощность двигателя, уменьшается удельный эффективный расход топлива,растет среднее эффективное давление.С изменением УОВ таким образом, чтобы начало последующеговпрыскивания приходилось на Δθ=13°ПКВ до ВМТ, также увеличиваетсямощность двигателя, уменьшается удельный эффективный расход топлива, растетсреднее эффективное давление, особенно на средних временных показателяхзадержки между впрыскиваниями.Наиболееэкологическихприемлемымисточкиэкономическихзренияпоказателейсовместногоулучшенияявляетсяобеспечениепредварительной подачи топлива вблизи последующей при начале ее подачи за4°ПКВ до ВМТ (содержание частиц составило 0,64 г/(кВт·ч) и NOx 410 млн-1 для131режима «мин -мах», и содержание частиц составило 0,7 г/(кВт·ч) и NOx 304 млн-1 длярежима «мин -ср»).4.4 Выводы по главе 41.

Выбранный режим работы дизеля 1ЧН12/13 обеспечивает удовлетворительнуюсходимостьрасчетныхиэкспериментальныхзначений,полученныхвпрограммном комплексе.2. При многократном впрыскивании и неизменном УОВ предварительноговпрыскивания получены следующие зависимости на выбранных режимах:при уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτувеличивается мощность ДВС и среднее эффективное давление в цилиндре ДВС, аудельный эффективный расход топлива уменьшается;при уменьшении времени задержки последующего впрыскивания Δτувеличиваются индикаторный и эффективный КПД ДВС;отмечается уменьшение максимального давления цикла и незначительноеувеличение максимальной температуры впрыска при уменьшении временизадержки последующего впрыскивания Δτ;улучшаются экологические показатели ДВС при уменьшении временизадержки последующего впрыскивания Δτ, а именно сокращается эмиссия твёрдыхчастиц почти в 3 раза, сокращается эмиссия диоксида углерода.При этомотмечается повышение эмиссии оксидов азота.3.

Характеристики

Список файлов диссертации