Исследование рабочего процесса дизеля при его работе с давлением впрыскивания 300 МПа


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье представлены результаты расчетного исследования влияния отношения диаметра камеры сгорания Dкс к ее глубине hкс и давления наддува рк на характеристики одноцилиндрового двигателя 1ЧН 12/13 с давлением впрыскивания 300 МПа при частоте вращения коленчатого вала 1400 мин-1. Моделирование проводилось при изменении Dкс/hкс от 3,4 до 10 и увеличении pк от 0,15 до 0,45 МПа. Результаты показывают, что двигатель достигает наилучших экономических и мощностных показателей со снижением оксидов азота NOx в отработавших газах при Dкс/hкс = 7,8-10 и давлении рк от 0,25 до 0,35 МПа. При рк = 0,35 МПа и Dкс/hкс = 10 индикаторная мощность двигателя увеличивается на 7,1 %. NOx уменьшается на 68 %, однако сажа, СО и СН увеличиваются в 4,5, 9,5 и 2,2 раза соответственно. Результаты также ясно показывают влияние рк на характеристики струи. Увеличение рк приводит к снижению длины и скорости струи, но угол ее конуса изменяется мало, в то время как при изменении Dкс длина струи и угол конуса меняются мало, а скорость струи - значимо. Давление рк - средство перераспределения количества топлива, сгорающего в струе и вблизи стенки камеры сгорания (КС). С повышением рк увеличивается доля топлива, сгорающего в начале процесса сгорания в условиях объемного смесеобразования, при этом в конце процесса сгорания большая концентрация топлива находится у стенки КС.

Об авторах

Нгуен Тхинь Куинь

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: a.u.dunin@yandex.ru
Москва, Россия

А. Ю Дунин

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: a.u.dunin@yandex.ru
к.т.н. Москва, Россия

Список литературы

  1. Quynh N.T., Duc L.H. Study the effect of exhaust gas recirculation on the emission of diesel engines // The transport journal. 2015. Vol. 8. P. 78-81.
  2. Дунин А.Ю. Совершенствование системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания дизеля через одну форсунку: дис. … канд. техн. наук. М., 2006. 196 с.
  3. Мальчук В.И., Шатров М.Г., Дунин А.Ю. Система подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2007. № 4. С. 34-37.
  4. Дунин А.Ю., Горбачевский Е.В., Душкин П.В., Голубков Л.Н., Иванов И.Е. Влияние состава топлива на основе масел растительного происхождения на режим работы электрогидравлической форсунки // Транспорт на альтернативном топливе. 2017. № 4 (58). С. 48-58.
  5. Delacourt E., Desmet B., Besson B. Characterization of very high pressure diesel sprays using digital imaging techniques // Fuel. 2005. Vol. 84. P. 859-867.
  6. Дунин А.Ю., Душкин П.В. Результаты испытаний аккумуляторных топливных систем дизелей с давлением впрыскивания до 300 МПа // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2016. № 1 (106). С. 80-88. doi: 10.18698/0236-3941-2016-1-80-88.
  7. Shatrov M.G., Dunin A.Y., Quynh N.T. Effect of boost pressure on the diesel performance and gaseous emission with fuel spray pressure up to 3000 bar // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 832. P. 012083. doi: 10.1088/1757-899X/832/1/012083.
  8. Nandha K., Abraham J. Dependence of Fuel Air Mixing Characteristics on Injection Timing in an Early Injection Diesel Engine // SAE paper. 2002. No 2002-01-0944. 12 р.
  9. Li J., Yang W.M., An H., Maghbouli A., Chou S.K. Effect of piston bowl geometry on combustion and emission characteristics of biodiesel fueled diesel engines // Fuel. 2014. Vol. 120. P. 66-73.
  10. De Risi A., et al. Optimization of the combustion chamber of direct injection diesel engine // SAE paper. 2003. No 2003-01-1064. 10 p.
  11. Shatrov M.G., Golubkov L.N., Dunin A.Yu., Dushkin P.V., Yakovenko A.L. A method of control of injection rate shape by acting upon electromagnetic control valve of common rail injector // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2017. Vol. 8, Issue 11. P. 676-690.
  12. Shatrov M.G., Golubkov L.N., Dunin A.U., Dushkin P.V., Yakovenko A.L. The new generation of common rail fuel injection system for Russian locomotive diesel engines // Pollution Research. 2017. Vol. 36 (3), P. 678-684.
  13. Shatrov M.G., Malchuk V.I., Dunin A.Y., Shishlov I.G., Sinyavski V.V. A control method of fuel distribution by combustion chamber zones and its dependence on injection conditions // Thermal Science. 2018. Vol. 22, No. 5. P. 1425-1434. doi: 10.2298/TSCI18S5425S.
  14. Дунин А.Ю., Шатров М.Г., Голубков Л.Н., Яковенко А.Л. Организация ступенчатой характеристики впрыскивания топлива управлением электрическим импульсом, поступающим на электромагнит форсунки аккумуляторной топливной системы // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2020. № 1 (718). С. 32-42. doi: 10.18698/0536-1044-2020-1-32-42.
  15. Shatrov M.G., Malchuk V.I., Dunin A.U., Yakovenko A.L. The influence of location of input edges of injection holes on hydraulic characteristics of injector the diesel fuel system // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. No. 20. P. 10267-10273.
  16. Shatrov M.G., Malchuk V.I., Skorodelov S.D., Dunin A.U., Sinyavski V.V., Yakovenko A.L. Simulation of fuel injection through a nozzle having different position of the spray holes // Periodicals of Engineering and Natural Sciences. 2019. Vol. 7. No. 1. P. 458-464.
  17. Iakovenko A., Dunin A., Dushkin P., Savastenko E., Shatrov M. The influence of mass composition of water-fuel emulsion on ecological characteristics of a diesel engine // Energies. 2019. Vol. 12. Issue 14. P. 2689. doi: 10.3390/EN12142689.
  18. Shatrov M.G., Sinyavski V.V., Dunin A.Yu., Shishlov I.G., Vakulenko A.V., Yakovenko A.L. Using simulation for development of the systems of automobile gas diesel engine and its operation control // International Journal of Engineering & Technology. 2018. № 7 (2.28). P. 288-295.
  19. Шатров М.Г., Синявский В.В., Дунин А.Ю., Шишлов И.Г., Вакуленко А.В. Разработка систем питания и управления высоко-и среднеоборотного газодизелей // 8-е Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: сборник трудов Международной научнотехнической конференции, Москва, 31 января 2019 г. М.: МАДИ, 2019. С. 55-70.
  20. Sinyayski V.V., Shatrov M.G., Dunin A.Y., Shishlov I.G., Vakulenko A.V. Results of Simulation and Experimental Research of Automobile Gas Diesel Engine // 2019 systems of signals generating and processing in the field of on board communications. Proceedings Paper. 2019. С. 8706756. doi: 10.1109/SOSG.2019.8706756.
  21. Wloka J.A., Pflaum S., Wachtmeister G. Potential and challenges of a 3000 bar common-rail injection system considering engine behavior and emission level. SAE Technical Papers. 2010. 13 p.
  22. Johnson J.E., Yoon S.H., Naber J.D., Lee S.-Y., Hunter G., Truemner R., Harcombe T. Characteristics of 3000 bar diesel spray injection under non-vaporizing and vaporizing conditions // ICLASS 2012. 12th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Heidelberg, German. 2012. 13 p.
  23. Shatrov M.G., Golubkov L.N., Dunin A.Y., Dushkin P.V. Pressure Oscillations as a Factor Affecting the Management of the Fuel Injection Process in the Combustion Chamber of a Diesel Engine // 2019 systems of signals generating and processing in the field of on board communications. Proceedings Paper. 2019. С. 8706808. doi: 10.1109/SOSG.2019.8706808.
  24. Шатров М.Г., Голубков Л.Н., Дунин А.Ю., Душкин П.В. Экспериментальное исследование гидродинамических эффектов в топливной аппаратуре Common Rail при многократном впрыскивании // Журнал автомобильных инженеров. 2016. № 2 (97). С. 16-18.
  25. Шатров М.Г., Дунин А.Ю., Горбачевский Е.В. Влияние гидродинамических волновых эффектов на процесс топливоподачи при многократном впрыскивании // Научно-технические аспекты развития автотранспортного комплекса. Материалы V международной научно-практической конференции, Горловка, 22 мая 2019 г. Горловка: АДИ ДОННТУ, 2019. С. 131-135.
  26. Mahr B. Future and potential of diesel injection systems. conference on thermo- and fluid-dynamic processes in diesel engines // Thermo- and Fluid Dynamic Processes in Diesel Engines 2002. P. 3-17.
  27. Technologies and approaches to reducing the fuel consumption of medium- and heavy-duty vehicles. committee to assess fuel economy technologies for medium- and heavy-duty vehicles // National Academies Press (NAP). 2010. Washington, DC: http://books.nap.edu/catalog.php?record_id=12845 (дата обращения 10.11.2020).
  28. Desantes J.M., Payri R., Salvador F.J., Soare V. Study of the influence of geometrical and injection parameters on diesel sprays characteristics in isothermal conditions // SAE technical paper. 2005. No 2005-010913. 10 р.
  29. Zhang G., Qiao X., Miao X., Hong J., Zheng J. Effects of highly dispersed spray nozzle on fuel injection characteristics and emissions of heavy-duty diesel engine // Fuel. 2012. Vol. 102. P. 666-673.
  30. Kaario O., Vuorinen V., Hulkkonen T., Keskinen K., Nuutinen M., Larmi M., Tanner F.X. Large eddy simulation of high gas density effects in fuel sprays // Atomization Spray. 2013. No 23 (4). P. 297-325.
  31. AVL-FIRE 2014 Combustion Module v2014 // AVL. 2014. 101 p.
  32. Алексеев А.Б. Совершенствование показателей дизелей грузовых автомобилей выбором камеры сгорания и оптимизацией топливной аппаратуры: дис. … канд. техн. наук. М., 2010. 177 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Куинь Н.Т., Дунин А.Ю., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».