автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Применение разделенной подачи топлива растительного происхождения в малоразмерный дизель с целью улучшения его экологических показателей

На правах рукописи

РГо од

- •) СЕН 7ПГЧ

Вальехо Мальдонадо Пабло Рамон

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗДЕЛЕННОЙ ПОДАЧИ ТОПЛИВА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В МАЛОРАЗМЕРНЫЙ ДИЗЕЛЬ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

(05.04.02 - тепловые двигатели)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2000

Работа выполнена на кафедре «Комбинированные ДВС» инженерного факультета Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель:

кандидат технических наук Гусаков С. В.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Патрахалыдев Н. Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Голубков Л. Н.

кандидат технических наук, доцент Гуднев В. И.

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт комбайновых и тракторных двигателей.

Защита состоится " / о " хШЯ_ 2000 г. в - 13 " часов,

на заседании диссертационного совета К 053.22.32 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Орджоникидзе, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Автореферат разослан " схирьАл 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор Л. В. Виноградов

Мб'З.. Н-ОЙ.Х -01,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ,

Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач двигателестрое-ния в начале XXI века является улучшение экологических показателей дизелей без ухудшения их энергетических и экономических характеристик. Особенно это актуально для малоразмерных высокооборотных дизелей, т.к. в последнее время они нахрдят все более широкое применение в качестве силовых агрегатов для средств малой механизации, мобильных генераторов, компрессоров, насосных установок и т.п.

Одним из направлений улучшения экологических показателей дизелей и сохранения ресурсов дизельного топлива (ДТ) является применение в дизелях топлив биологического происхождения, в частности рапсового масла (РМ), которое относится к возобновляемым видам энергоносителей.

Применение рапсового масла в качестве биологического вида топлива в энергетических установках позволит сохранить баланс углекислого газа в атмосфере. Более того, при применении РМ в дизелях с отработавшими газами (ОГ) выбрасывается незначительное количество оксидов серы, что препятствует образованию кислотных дождей и увеличению хронических заболеваний органов дыхания (особенно в крупных городах).

Однако применение РМ в высокооборотных дизелях с неразделенными камерами сгорания, ограничено, в первую очередь, вследствие увеличения выбросов твердых частиц на 90-140%, а также из-за повышения содержания в ОГ на всех режимах СО, СН, ЫОх, жесткости процесса сгорания и снижения эффективного КПД, Поэтому требуется проведение дальнейших исследовании в этой области.

Для улучшения экологических, динамических, экономических и энергетических показателей, при применении РМ в качестве топлива в малоразмерных высокооборотных дизелях с непосредственным впрыскиванием необходимо использовать эффективные методы воздействия на рабочий процесс. Управление рабочим процессом в данной работе осуществлялось путем двухфазной топливопрдачи. Основная порция топлива подавалась через штатную систему топливоподающей аппаратуры в камеру сгорания, а дополнительная порция топлива (ДПТ) поступала в цилиндр вместе с воздухом при ее впрыскивании через вспомогательную форсунку, установленную во впускном коллекторе.

Цель работы. Целью работы является улучшение экологических, экономических и энергетических показателей малоразмерного высокооборотного дизеля 1Ч 8,0/7,5 (МД-6) при работе на "чистом" РМ путем применения двухфазной топливоподачи.

Объект исследования. Дизель МД-6 в составе миниэлекгростанции АД4-Т400-В, его штатная и экспериментальная топливная аппаратура, рапсовое масло ГОСТ 8988-87.

Научная новизна проведенного исследования состоит в решении следующих теоретических и экспериментальных задач:

- Разработана математическая модель формирования концентрационных полей в камере сгорания дизеля при подаче части топлива на впуск, позволяющая объяснить механизм влияния предварительной порции топлива на образование сажи в процессе сгорания топлива.

- Разработан расчетно-экспериментальный метод определения условной энергии активации при раздельной подаче топлива в дизель.

- Разработана и реализована на практике система подачи дополнительной порции топлива в малоразмерный высокооборотный одноцилиндровый дизель за счет импульса давления при отсечке топлива в линии низкого давления штатной системы топливоподачи.

- Получены экспериментальные дашше о характере быстропротекающих процессов в топливоподающей системе малоразмерного высокооборотао-го дизеля, данные о влиянии подачи предварительной порции топлива на впуск дизеля, на его мощностныё, экономические и экологические параметры, позволившие целенаправленно вести доводку рабочего процесса.

Практическая ценность

- Создан комплекс моторных, и безмоторных установок для исследования особенностей работы на альтернативных трпливах топливоподающей аппаратуры и параметров рабочего процесса малоразмерного высокооборотного дизеля МД-6, оснащенного современным контрольно-измерительным оборудованием с цифррврй обработкой данных на ЭВМ.

- Проведены расчетно-экспериментальные исследования, позволившие создать модификацию дизеля МД-6 с улучшенными эколого-экономическими характеристиками, работающего на альтернативном виде топлива - рапсовом масле.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы переданы на Гомельский завод пусковых двигателей (Беларусь) и используются для создания перспективных моделей дизелей (МД-6 и МД-8), работающих на альтернативных видах топливах.

Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры "Комбинированные ДВС" Российского Университета Дружбы Народов в марте 2000 г. По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады:

1. На международной научно-технической конференции "Двигатель 97". 1997 г., Москва, МГТУ им Н.Э. Баумана.

2. На шестом международном научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС", 1997 г., г. Владимир, ВГУ.

3. На международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика В.П.Торячкина.,1998 г., Москва, МГАУ. -

4. На XXXV научной конференции "Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований1', 1999 г., Москва, РУДН.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в шести печатных работах, одно>Л патенте Российской Федерации, а также в научно-технических отчетах НПП "Агродизель". . . .• (

Структура и объем работы. Диссертация содержит 120 страниц машинописного Текста, 65 рисунков^ 12 таблиц и состоит из введения, пяти глав',''выводов, списка использованной литературы, включающего 118 наименований и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы по применению альтернативных топлив и необходимость проведения дальнейших исследований по данной проблеме.:.;

• я,В первой главе приводится аналитический обзор по применению в ДВС) альтернативных топлив биологического происхождения (биогаза, спиртов; а растительных масел). Отмечается, что при . использовании биогаза и этилового спирта возникают значительные трудности при организации рабочего, процесса,v другому дизель может работать на этих топливах только с большими конструктивными изменениями, что не является целесообразным с экономической точки зрения.

•^Проведенное, сравнение физико-химических характеристик РМ с дизельным топливом показывает, что его применение в дизелях возможно, но оно будетограничено, в первую очередь, параметром вязкости, повышенной склонностью, к нагарообразованию и худшей воспламеняемостью. Анализируются различные методы устранения этих недостатков.

Показано,, что одним из способов сокращения периода задержки воспламенения при применении РМ в качестве топлива для дизелей с непосредственным, впрыскиванием, является двухстадийное смесеобразование. Большой вклад в, развитие^систем раздельной топливоподачи внесли отечественные ученые: Астахо^В, И., Гуднев В. И., Дьяченко В. Г., Ермаков В. Ф., Ждановский,Н. С., Лазарев Е. А., Лышевский А. С., Мустафаев А. Р., Пономарев Е.Г., Сандомирский М.Г., Сахаров A.C., Тарканов В.А., Файнлейб Б.И., Хандов 3. А., Чаромскнй А. Д.

, , Проведен подробный анализ конструктивных решений двух стадийного смесеобразования и способов подачи предварительной дозы топлива для малоразмерного высокооборотного одноцилиндрового дизеля. Несмотря на большое количертро работ российских и зарубежных исследователей, посвященных применению разделенного и двухфазного впрыскивания топлива в дизелях, ряд вопросов не нашел достаточного отражения в публикациях. Так, неясным остается вопрос об эффективности применения двухфазного впры-

скивания в высокроборотных малоразмерных дизелях с непосредственным впрыскиванием при использовании РМ в качестве; топлива. .

Проведенный анализ опубликованных рабрт по исследованию, применения топлива биологического происхождения, ц в.маетности РМ в ДВС, а также по применению двухстадийного смесеобразования позволил сформулировать основные задачи исследования:

• Разработать метод, алгоритм и программу расчета влияния двухфазной топливоподачи на содержание сажи в ОГ малоразмерного быстроходного дизеля. 1

• Разработать экономически обоснованную конструкцию системы двухфазной топливоподачи РМ для малоразмерного высокооборотного дизеля, отличающуюся конструктивной простотой.

• Создать экспериментальную установку для углубленного исследования моторных свойств РМ (цетанового числа, периода задержки воспламенения, условной энергии активации). .

• Создать моторную установку для исследования влияния двухфазной топливоподачи на параметры дизеля 14 8,0/7,5 и выбора, л зависимости от

- режима работы дизеля, соотношения между дополнительной »основной дозами топлива, обеспечивающего повышение эколого-экономических показателей дизеля. -- .......

• Создать безмоторную установку для исследования топливной системы двухфазной топливоподачи с регистрацией быстропротекающих процессов в ее элементах.

• Провести комплекс моторных испытаний по применению системы'двухфазной топливоподачи на дизеле 14 8,0/7,5 с целью оптимизации его параметров по экономичности и дымности ОГ при работе дизеля на РМ.

Во второй главе приводится описание мероприятий по модернизации установки ИДТ-69. Штатное оборудование было дополнено оптическим эндоскопом и электронными компонентами для регистрации периода задержки воспламенения в цифровом виде.

В работе было проведено экспериментальное исследование по оценке влияния степени сжатия на период задержки воспламенения (г() для ДТ и РМ, результаты которого представлены на рис. 1. Также определены значения параметров Е, с, п, входящих в уравнение (1) для расчетно-теоретического определения Г/

е_ - ■

г, = с-/?"<л"1) • ект, ; • (1)

где: Т- температура, "К\ р- давление, МПа; Н - газовая постоянная; Гг период задержки воспламенения, мс; п- условный порядок реакции; с- постоянный множитель; Е-условная энергия активация, кДж/кМоль.

Для определения /;, с, п для ДТ и РМ используются полученные значения т, для трех различных углов опережения впрыскивания при одной степени сжатия. Текущее давление, которое соответствует статическому углу начала впрыскивания топлива, определялось непосредственно по развернутой диаграмме, полученной при индицирований процесса сжатия и расширения в цилиндре установки ИДТ-69.

Текущая температура в цилиндре установки в момент начала впрыскивания топлива определялась следующим образом:

. о

где: Та, 343 - температура всасываемого воздуха "К; к — коэффициент политропы сжатия; К-текущий объем, определяемый с учетом кинематики движения поршня.

Х.,пс

1.1

0.9 0.7 0.5 0.3

Диэе льное т опливо Рапсовое мосло о о

\

\ \

\ \

N

\

ч ч < ». *

■ 6-13'ПКВ,

• 111

. ..ч,. И, 12 13 14 15 16 17.18 19 20 21 22 23 С Рис. 1. Зависимость периода задержки воспламенения от степени сжатия установки ИДТ-69-..'

Для нахождения условной энергии активации топлива при применении двухфазной топливоподачи на дизеле МД-6 была использована следующая методика. Значение давления в момент начала впрыскивания и г; определялись непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, полученной при индицировании рабочего процесса дизеля МД-б. Текущая температура в цилиндре двигателя в момент начала впрыскивания топлива определялась по уравнению (2).

Учитывая известные значения лис, полученные на установке ИДТ-69 Т, Р, ъ при подаче дополнительной порции ДТ и РМ во впускной коллектор двигателя МД-6, определялась условная энергия активации (£дпт)

^¿-^с + Ся-р-^Р

■ (3)

Еппт = ■

"Щ-

-00-Ш

Результаты расчета Ищи представлены в таблице! Полученные значения условной энергии активации при подаче дополнительной порции топлива на впуск использовались в расчетной программе текущего сажесодержа-ния для вычисления периода задержки воспламенения.

№ Топливо в>гр %ДПТ т,.мс Р.МПа Т. Едпт.МДмс,' ■ кМол ь

1 ДТ 25 0 1,10 2,30 567,10 ■ 22,42

2 ДТ 25 30 1,05 2,30 567,10 22,10

3 РМ 25 0 1,16 . 2,30 567,10 23,92

4 РМ 25 36 • 1,08 2,30 567,10 23,78

В третьей главе излагаются принципы построения математической модели образования и выгорания сажи в камере сгорания, с целью определения влияния подачи части топлива во впускной коллектор на результирующее сажесодержание в отработавших газах дизеля.

Процессы смесеобразования в условиях камеры сгорания дизеля, рассматривались как вынужденная ограниченная взаимодиффузия топлива и воздуха с эффективным коэффициентом массопереноса йт. Относительная концентрация топлива в условно сферической камере сгорания на радиусе г в момент времени I в этом случае будет равна

где: Мсц - масса, участвующего в рабочем цикле топлива, кг; р - плотность воздушного заряда в КС, кг/м3; сты- относительная средняя концентрация топлива в камере сгорания, создаваемая за счет доли топлива поступившей непосредственно во впускной трубопровод дизеля, определяемая как

с - 6"М"к •

..,,.. . . ГиЦ г/ ' . I3/

Укс ■

ЪТсг - относительная средняя (добавочная) концентрация топлива, определяе-мая'через количество топлива Мор, которое могло бы продйффундировать на расстояние, превышающее, условный радиус камеры сгорания ^ при свободной диффузии ■ - ' ' ■ ^

_ Л/,

..... , '"'КГ- ..............' И

; : Решая уравнение (4) относительно радиуса, можно определить положение любой изоконцентрационной поверхности. Действительно, учитывая, что сТ1 = 1/¿„а,, т.е., выразив относительную концентрацию топлива на /-й поверхности через локальный коэффициент избытка воздуха, имеем

Г, = !-40гМ8

Л/.

1

• Гсг

-Т ¡п1

<■/* («У» - 'Н/.о«,

1;! .Используя зависимость (7), рассчитываются радиусы, соответствующие концентрационным пределам горения и массам топлива, участвующего в кинетической и диффузионной стадиях сгорания. Система кинетических уравнений результирующего сажевыделения в дизеле приводится к двум брутто-уравнениям образования и выгорания сажи в дизеле

V8)

С + ()г >со2.

Скорость образования свободного углерода, в соответствии с законом формальной кинетики для мономолекулярной реакции распада, записывается как

кг;

<*сс (1!

= сЬ '

(9)

Образовавшийся углерод, диффундирующий в зоны; богатые кислородом, выгорает в соответствии с кинетическим уравнением

<1с.

сс

т„

(10)

Результирующее количество свободного углерода в отработавших газах вычисляется путем интегрирования уравнения (10) по времени на момент открытия выпускного клапана.

На рис.2., в качестве примера, приведены результаты численного анализа по разработанной расчетной программе.

ю

о ...... а 4 в . в . .ю ' 1а .. •■ 1« I» 1в «, «с

Рис. 2. Расчетные кривые изменения массы топлива, находящегося в определенных концентрационных пределах, и текущего содержания сажи (Мс) в зависимости . от доли топлива (<£я), прдаваемого на впуск дизеля

Проведенные расчетные исследования по разработанной физической модели и расчетной программе сажеобразования в дизеле позволили на основе процессов смесеобразования и сгорания объяснить снижение выбросов углеродистых частиц дизелем при применении подачи части топЛива на впуск увеличением доли топлива, сгорающйго по гомогенному механизму.

В четвертой главе приведены описания опытной системы для двухфазной топливоподачи, экспериментальных установок, методик проведения исследований и анализ точности измерений.

Для осуществления двухфазной топливоподачи используется импульс давления, образующийся при отсечке топлива в штатной системе топливного насоса высокого давления (рис. 3).

Импульсом давления в полоста низкого давления можно управлять за счет изменения пропускной способности жиклера, установленного & той же полости. В полости низкого давления импульс отсечки топлива разделяется на две части: одна часть топлива стравливается через жиклер по трубопроводу обратного топлива в бак, а другая часть-топлива поступает по трубопроводу к дополнительной форсунке (ДФ). .. '

Количество поступающего топлива и качество распыливания чфез ДФ зависит от затяжки ее пружины и пропускной способности жиклера.

Впрыскивание дополнительной порции топлива во впускной коллектор через ДФ осуществляется в конце такта сжатия - в начале такта рабочего хода, когда впускной и выпускной клапан находятся в закрытом положении. Дополнительная порция направляется на тарелку впускного клапана. Таким образом, данная порция топлива в течение большей части цикла ¡остается в околоклапанной полости, и под действием температуры поверхностей впускного клапана подогревается, испаряется и хорошо смешивается с воздухом

при впуске. В связи с этим не предъявляется больших требований к качеству распыливания топлива дополнительной форсункой!'

Для уменьшения отрицательного воздействия альтернативных топлив на детали и механизмы топливного стенда, а также для обеспечения быстрой замены топлива при сравнительных стендовых испытаниях, была разработана специальная автономная установка, подключаемая к стенду для испытания топливной аппаратуры дизелей. Кроме того, безмоторная установка была укомплектована контрольно-измерительной аппаратурой для регистрации быстропротекающих процессов.

, . Для, исследования рабочего процесса дизеля на ДТ и на "чистом" РМ, была создана установка на базе малоразмерного высокооборотного дизеля МД-6 (14.8,0/7,5) С[непосредственным впрыскиванием в составе миниэлек-тростанции АД4-Т400-В, показанная на рис. 4, ,

г/

V

1

?'

Рис. 4. Схема установки

Нагружение двигателя. осуществлялось генератором, входящим в со-;став электростанции, при подключении к нему электропотребителей различной мощности, Принятая схема нагружения позволяет полученную рт генератора мощность определять методом вольт-амперметра. Замеряемая электрическая.мощность использована для оценки энергетических и экономических параметров дизеля с учетом КПД генератора. ,

Моторная .установка содержит комплекс контрольно-измерительных приборов для осуществления регистрации параметров, в том числе и для снятия индикаторных диаграмм.

Программа стендовых исследований включала: экспериментальное исследование влияния применения РМ на закон топливоподачи, изменение давления у штуцера форсунки и показатели рабочего процесса дизеля МД-6; проверку работоспособности опытной системы,'для двухфазной топливоподачи и выбор параметров, которые смогли бы обеспечить нужную дополнительную подачу топлива через ДФ; проведение сравнительных испытаний на ДТ и РМ с штатной и опытной топливной аппаратурой и выбор регулировочных характеристик.

В пятой главе ' диссертации приводятся результаты экспериментального исследования штатной топливной аппаратуры при работе на ДТ и на "чистом" РМ, системы двухфазной топливоподачи и рабочего процесса дизеля при работе на ДТ и РМ с применением двухстадийного смесеобразования. Исследование рабочего процесса дизеля проводится как по показателям экономичности и мощности, так и по показателям токсичности.

Исследование параметров процесса топливоподачи штатного ТНВД показало, что при использовании РМ на 4 - 6% увеличивается максимальное давление впрыскивания, и на 0,6 - 0,8 град. ПКВ увеличивается продолжительность впрыскивания по сравнению с параметрами топливоподачи при работе на ДТ.

На графике (рис. 5 и рис. 6) приведены значения максимального давления импульса и его продолжительности при отсечке в зависимости от величины цикловой подачи основной дозы топлива.

Проведенные исследования показали, что изменение пропускной способности жиклера, установленного в полости низкого давления, обеспечивает управление импульсом давления при отсечке, что дает возможность регулировать количество топлива, подаваемого через ДФ.

Экспериментальное исследование дизеля при работе на "чистом" РМ с использованием штатной системы топливоподачи и без проведения рациональных регулировок показало, что экономические показатели дизеля сильно ухудшаются, и возрастает дымность (рис. 7).

Снижение дымности с незначительным ухудшением экономичности дизеля осуществлялось за счет подачи дополнительного топлива во впускной коллектор через ДФ.

Выбор величины дополнительной порции топлива определялся по степени ее влияния на сгорание основной порции топлива, а в качестве критерия использовалась дымность ОГ. Изменение величины ДГГГ осуществлялось за счет изменения проходной способности жиклера и затяжки пружины ДФ. Установлена рациональная, по соображениям расхода топлива, дымности и токсичности, величина ДПТ, которая составила для ДТ 30% и дляРМ 36% от номинальной цикловой подачи. Для обеспечения подачи 30% и 36% топлива через ДФ необходимо использовать жиклер с пропускной способностью 170 см /мин и установить давление затяжки в ДФ 4 МПа й 2 МПа для дизеля, работающего на ДТ и РМ, соответственно. 1 ' : -

Рис, 5, Махсимальныи импзльс отсеики ■ ТНВД дизеля НД-6 пои работе но дизельном топливе

Римах,МПа

2 4 6 8 10 12 14 16 18 дц<ОФ),мм?'цик

ПСЛ 58 ся /иии • . •105 • * • 173 ' ■ •

ПСЧ-лкиюдно» способность м<леоо

Рис. 6,Продолжительность импзльса отсечки ТНВД дизеля МД-6 при равоте на дизельном топливе

?и.*ПКВ ..

2 4 6 8 10 12 14 16- 18 дц<аф),ммУцик

ПС\ 58 ся /т« • • 103 ' » ' 179 ' •

ПС\-пвсходная способ коси 1ик/*ра

I i I

♦ Г» fu —

к с »1 m n « о Pritn

P о к <0 ri т " cu -i о л

W О О О О О О о О ОС

N N N

Ч \ -© •4 <

Ik V. ч f V

G ч N V -я ** < r-Sr

к fc=¡* ч ч N, =to»r в ft

У X ч N ч i

\v \ V Y M ■ f

ч > Y M

V N \ 1 1 1

о ÏV è Jl^

3 Ii II

H

О 4 в о » о

евееое

, . Применение двухфазной топливоподачи. в дизеле, работающем на ДТ или на РМ при-разных углах опережения основного впрыскивания, обеспечивает снижение дымности н токсичности ОГ практически на всем диапазоне нагрузочной характеристики (рис. 7).

.. .„^ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана расчетнр-терретическая модель смесеобразования, сгорания и образования сажи, адеквауность которой подтверждена экспериментальными данными, позволившая объяснить снижение выбросов сажи, с ,ОГ дизеля при применении раздельной подачи топлива с позиций динамики формирования концентрационных полей в камере сгорания дизеля.

2. Разработана методика определения, периода задержки воспламенения на модернизированной установке ИДТ-69, позволившая определить значения условной энергии активации при раздельной подаче топлива в дизель.

3.-Разработан новый способ двухфазной топливоподачи, основанный на ис-пользрвании энергии импульса давления, образующегося^ при отсечке то, плива, и распространяющегося по, трубопроводу к, дополнительной фор. сунке, установленной во впускном коллекторе. Новая система двухфазной

топливоподачи не нарушает оптимальный закон изменения давления у штуцера основной форсунки, не снижает давления впрыскивания и не ухудшает качества распыливания топлива.

4. Разработанные и созданные безмоторная экспериментальная установка для исследований быстропротекающих процессов в топливоподающей аппаратуре и стенд для моторных испытаний дизеля, МД-6 в составе ми, ниэлектростанции, оснащенный аппаратурой для цифровой регистрации и . обработки индикаторных диаграмм на ЭВМ, позволили провести комплекс исследовательских работ по созданию системы раздельной топливоподачи высокооборотного малоразмерного дизеля 14 8,0/7,5.

5. Разработана автономная установка, подключаемая к стенду для испытаний топливоподающей аппаратуры дизелей, позволяющая исследовать альтернативные топлива в широком, диапазоне изменения, их физико-химических свойств.

6. Экспериментальные исследования дизеля при работе на РМ с использова-. нием штатной системы топливоподачи без проведения рациональных регулировок показали, что при работе двигателя на номинальном режиме эффективный КПД снижается на 23%, а дымность ОГ увеличивается на 64% по сравнению с дизелем, работающим на стандартном ДТ.

7. Применение двухфазной топливоподачи при впрыскивании основной порции топлива за 33 град. ПКВ до ВМТ обеспечивает форсирование двит, гателя МД-6, работающего на РМ, по пределу дымления на 12%. При ра-

боте на ДТ и подаче основной порции топлива за 25 :град. ПКВ двухфазная топливоподача также обеспечивает форсирование дизеля на'8%.

8. Двухфазная подача топлива обеспечивает снижение-оксидов азота и дым-ности ОГ для всего диапазона нагрузочной характеристики при «=3000 мин"' для дизеля, работающего на ДТ при в,„р=25 град. ПКВ и на РМ -при втр= 25 град. ПКВ и 6»„л/)=33 град. ПКВ.

9. При работе дизеля МД-6 на РМ целесообразно Применять двухфазную подачу топлива на режимах, выше 3/4 от номинальной нагрузки. При этом

; наблюдается снижение выбросов сажи на 28% и оксидов азота на 7% при увеличении удельного эффективного расхода топлива на 5% и выбросов оксида углерода на 20% относительно параметров дизеля без ДПТ. "

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В -СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ '

1. Гусаков С. В., Девянин С. Н., Ермолович И. В., Вальехо Пабло. Фомин В. М. Экспериментальное изучение влияния степени сжатия на' Продолжительность периода задержки воспламенения топлив биологического происхождения. //Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС. Материалы VI международного йкучно-практического семинара. Владимир: - 1997,- - с. 92-44.

2. Вальехо Пабло. Методика и результаты экспериментально-расчетного определения энергии активации воспламенения дизельного топлива и рапсового масла. II Двигатель 97. Материалы международной научно-технической конференции. МГТУ,- М. 1997. с. 120.

3. Вальехо П., Пономарев В. Е. Экспериментальные исследования влияния вязкости топлива на характеристики впрыскивания:// Проблемы теории и практики в инженерных исследованиях: Сб. научных трудов. -М. : Изд-во АСВ. 1998. с.207-209.

4. Девянин С. Н., Вальехо П. Экспериментальная установка для исследования топливной аппаратуры дизелей на различных топливах. // Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти академика В.П. Горячкина. Доклады и тезисы. Т. 1. М.; Изд-во МГАУ,1998. с. 156-158.

5. Гусаков С. В., Девянин С. Н., Вальехо Пабло. Повышение максимальной мощности дизеля МД-6, работающего на рапсовом масле путем подачи

' дополнительного топлива на впуск. //Совершенствование мощностных, экономических и экблогических показателей ДВС. Материалы VII международного научно-практического семинара. Владимир. - 1999. - с.61-62.

6. Гусаков С. В., Девянин С. Н., Вальехо Пабло. Влияние разделенной топ-ливоподачи на динамику теплоиспользования в малоразмерном дизеле 14

8,0/7,5. //Актуальные проблемы теории и. практики инженерных исследований: Сб. научных трудов.-М.: Машиностроение, 1999,-с. 118-121. 7. Патент на изобретение № 2131060, кл. И 04. В 13/02,,5/00,, 1999. " Многокомпонентный дозирующий насос "л Гусаков С. В., , Юшин А. Е., Пономарев Е. Г., Гиль М. Г., Вальехо Мальдонадо Пабло Рамон, Лодня В. А.

Вальехо Мальдонадо Пабло Рамон (Эквадор)

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗДЕЛЕННОЙ ПОДАЧИ ТОПЛИВА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В МАЛОРАЗМЕРНЫЙ ДИЗЕЛЬ С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.

Одним из направлений улучшения экологических показателей дизелей и сохранения ископаемых природных ресурсов является применение топлива биологического происхождения - рапсового масла. В работе проведен анализ путей совершенствования рабочего процесса при применении нетрадиционных видов топлива. Разработана математическая модель и программа расчета текущего сажесодержания в камере сгорания, позволяющая объяснить влияние разделенной подачи топлива на снижение дымности отработавших газов дизеля. В работе исследовался высокооборотный дизель МД-6 при работе на рапсовом масле, оснащенный системой раздельной подачи топлива, использующей импульс давления при отсечке топлива насосом высокого давления дизеля. Получены экспериментальные данные о характере быстропротекаю-щих процессов в топливоподающей аппаратуре и о влиянии предварительной подачи топлива на мощностные, экономические и экологические параметры дизеля. Сделаны выводы и даны рекомендации.

Vallejo Maldonado Pablo Ramon (Ecuador)

APPLICATION OF THE PARTITIONED SUPPLY OF A FUEL OF VEGETABLE ORIGIN IN A SMALL-SIZE DIESEL WITH THE PURPOSE OF THE IMPROVEMENT OF ITS ECOLOGICAL PARAMETERS

The application of a fuel of kiclc^'cc.! origin - rrprriid oil is one of the directions of improvement of ecological characteristics of diesels and preservation of mineral resources. In this work the author analyses ways of improvement of the working process when non-traditional kinds of fiiel are applied. The work also offers a mathematical model and a program for calculation of current soot content in the combustion chamber allowing to explain the effect which the partitioned fuel supply produces on the reduction of smocking of exhaust gases of diesel. The work deals with the high-speed diesel MD-6 working on rapeseed oil and equipped with

the separate fuel supply system,-which uses the impulse of pressure when the fuel is cut off by the high-pressure pump of the diesel. It gives experimental data on the character of fast proiessesin-thefuel equipment and the effect of the preliminary fuel supply on power,'economic and ecological parameters of diesel. The author also draws conclusions and gives recommendations.

// QV Zc>#9 Ft¿-C.cz V'> J> •' /u,y •¿¿V? fee* x7 'P2.