Разработка системы питания дизеля, работающего на диметилэфире - Диссертация

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ Диссертация на соискание академической степени магистраДля достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - провести аналитический обзор ранее проведенных исследований по использованию ДМЭ, как моторного топлива; провести совместный анализ полученных данных теоретического и экспериментального исследований; На основании изучения и практического анализа дизельного двигателя работающего на ДМЭ, с различными системами питания, выполнено научно обоснованное совершенствование системы питания дизеля, позволяющее уменьшить уровень вредных веществ в отработанных газах и улучшить его показатели. Проведен анализ состояния вопроса, сформулированы цели и задачи исследования в этом направлении, проведены экспериментальные исследования, проанализированы их результаты, определены взаимосвязи расхода топлива и выброса токсичных компонентов двигателем. Разработан способ перевода дизеля, на питание ДМЭ, путем установки систем ГБО и подачи ДМЭ во впускной трубопровод двигателя, с целью повышения мощностных и экологических показателей двигателя.Мы не научились еще по-хозяйски бережно относиться к уникальному, данному нам природой, невоспроизводимому ресурсу - нефти, газовому конденсату, природному газу и другим топливно-энергетическим ресурсам. По-прежнему далеко не рациональной остается структура их использования, большие объемы сжигаются как топливо. В условиях снижения добычи нефти правительство Узбекистана активизирует процесс налаживания производства нефтепродуктов из альтернативных источников сырья - синтетического топлива (процесс GTL - gas to liquid), переработки сланцевой руды и использования метанола. Это объясняется, с одной стороны, высоким уровнем присущего ему вредного воздействия, обусловленного применением двигателей, работающих на нефтепродуктах, и, с другой стороны, проводимой политикой в области транспорта, фактически поощряющей значительное увеличение объема пассажирских и грузовых автомобильных перевозок, не оправданное ни с каких точек зрения. Это обусловлено его высокой маневренностью, высокой скоростью и своевременностью доставки грузов, высокой мобильностью, оперативностью управления перевозкой пассажиров и др. поэтому рациональное использование топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) и охрана окружающей среды (ООС) являются неотъемлемой частью функционирования транспорта.Диметилэфир является производной метанола, который получается в процессе синтетического преобразования газа в жидкое состояние. В последние годы разрабатываются технологические процессы получения диметилэфира из синтетического горючего газа, производимого из угля. Изза соединения двух метиловых радикалов CH3 атомом кислорода и его большой доли (около 35%), при сгорании в дизеле практически не образуется сажа. Диметиловый эфир может быть получен из любого углеводородного сырья (в том числе - из биомассы), но основным сырьем для производства ДМЭ является природный газ и его продукт окисления-синтез-газ. Исследованы его физико-химические свойства, процессы подачи, распыливания и сгорания, проведены безмоторные исследования систем подачи ДМЭ в дизель, экспериментальные исследования дизелей на ДМЭ и его смесях с другими топливами - жидкими (дизельное топливо, спирты, масла) и газообразными (природный газ, синтез-газ), оценены экологические качества дизелей, работающих на ДМЭ [31].Данный способ в свою очередь можно реализовать различными путями: добавление ДМЭ к ДТ; смешивание ДМЭ во впускном трубопроводе с воздухом и подача в цилиндр; смешивание ДМЭ на линии подачи ДТ перед впрыском и др. Дозатор управляет потоком газа во время работы двигателя во всем диапазоне, согласно заложенной в ЭБУ программе, используя сигнал от лямбдо-зонда, чтобы газовоздушная рабочая смесь, поступавшая в двигатель, имела состав, близкий к стехиометрическому (в случае атмосферных двигателей), и обедненную смесь на наддувных двигателях. Системы питания III-го поколения - системы, которые характеризует центральная подача газа, регулировка которой осуществляется при помощи дозирующего устройства имеющим одноуровневое управление порцией газа-точечное, центральное (газовый многоточечный впрыск). Системы питания III-го поколения имеют в качестве дозирующнго элемента газовую форсунку, подающую газ непосредственно во впускной коллектор, то есть в системах III-го поколения используется центральный впрыск газового топлива с возможностью последующей разводки его потоков по цилиндрам.

Оглавление

Список принятых сокращений

Условные обозначения

Аннотация

Введение

1. Анализ выполненных работ. Современное состояние. Выбор цели и задач исследования

1.1 Сравнительный анализ свойств диметилэфира и дизельного топлива

1.2 Анализ работы современных дизелей, работающих на диметилэфире

2. Теоретическое исследование способов улучшения эксплуатационных показателей дизелей, работающих на диметилэфире

2.1 Методика исследования

2.2 Тепловой расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя с различными системами питания

Выводы по главе

3. Экспериментальное исследование дизеля, работающего на диметилэфире

3.1 Объект испытаний

3.2 Методика проведения испытаний

3.3 Обработка экспериментальных данных

Выводы по главе

Общие выводы и рекомендации

Список использованной литературы

Список принятых сокращений

АЗС - автозаправочная станция

АГНС - авто, газонасосные станции

ОС - окружающая среда

ООС - охрана окружающей среды

ДМЭ - диметилэфир

ДТ - дизельное топливо

ЛВД - линия высокого давления

ЛНД - линия низкого давления

ТВНД - топливный насос высокого давления

ТС - топливная система

ТЭР - топливоэнергетические ресурсы

ЦЧ - цетановое число

ОГ - отработавшие газы

ПГ - природный газ

СПГ - сжатый природный газ

СЖПГ - сжиженный природный газ

СНГ - сжиженный нефтяной газ

ГФ - газовая фаза

ЭБУ - электронный блок управления

ВСХ - внешняя скоростная характеристика

ГБО - газобалнное оборудование

LPI - система впрыска газа в жидкой фазе

Условные обозначения

N - мощность (Ni - индикаторная, Ne - эффективная )

? - степень сжатия ? - плотность ? - угловая скорость d - диаметр поршня s - ход поршня ? - угол поворота вала ТВНД ? - коэффициент избытка воздуха

Gt - расход топлива

Ge - расход топлива

Мк- максимальный крутящий момент nmin-минимальная устойчивая частота вращения nн - номинальная частота вращения вала двигателя

NN - частота вращения вала двигателя, которой соответствует максимальное значение мощности Ne max

NM - частота вращения вала двигателя при максимальном значении крутящего момента Мк max nx.max -максимальная частота вращения при работе двигателя на холостом ходу nразн - максимально возможная частота вращения вала двигателя

Аннотация магистерской диссертации на тему: «Разработка системы питания дизеля, работающего на диметилэфире»