Improvement of mixing processes in diesel engines

Людмила Володимирівна Кнауб

doi:10.15587/2706-5448.2021.232050

Автор(и)

Людмила Володимирівна Кнауб Військова академія, Україна https://orcid.org/0000-0002-0969-4702

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.232050

Ключові слова:

додаткова система живлення, паливна апаратура, альтернативне паливо, якість розпилювання, індукційний період, повнота згоряння

Анотація

Об'єктом дослідження є газодинамічні вихрові процеси у гетерогенних полідисперсних потоках. Одним з найбільш проблемних питань двигунобудування є повнота згоряння та швидкість вигоряння палива в заданих координатах на відведеному годинному інтервалі по камері згоряння. Ці показники, в свою чергу, визначають жорсткі вимоги до використаних палив по теплофізичних параметрах, які впливають на розпилювання, випаровування та змішування з окислювачем. В ході проведення дослідження використовувалися методи математичного моделювання на підставі теорії подібності. Розроблено способи підготовки пальної суміші для бездетонаційного згоряння дешевого альтернативного палива. Запропоновано методику оцінки якості розпилювання низькоцетанових палив. Отримано математичну модель розрахунку зміни параметрів якості розпилення та диференціальної характеристики уприскування палива. Це необхідно для теоретичних досліджень газодинамічних процесів у додаткових системах живлення дизелів при нестаціонарній тривимірній течії з перемінними параметрами полідисперсного потоку пальної суміші. Доведено, що при зменшенні частоти обертання кулачкового валу швидкість уприскування буде недостатньою для реалізації необхідної якості розпилення внаслідок зменшення швидкості. Це дозволило переоформити конструкцію додаткової системи з використанням роздільної подвійної подачі палива. Розроблено дослідницькі зразки додаткової системи живлення дизельного двигуна ЯМЗ–24 ОН (Ярославський моторний завод, Росія). Виконано порівняльні випробування роботи двигуна на стабільному газоконденсаті основною паливною апаратурою та додатковою системою. Отримано осцилограми випробувань і виконано їх аналіз.

Результати досліджень дали підставу для використання в дизельних двигунах низькоцетанового дешевого газоконденсату. Це дозволить покращити економічні, потужносні та екологічні показники роботи двигунів. У порівнянні із стандартними високоцетоновими паливами ціна пального зменшиться на 40 %, потужність двигуна зросте на 20 %, а екологічні показники відпрацьованих газів покращаться на 10–30 %.

Біографія автора

Людмила Володимирівна Кнауб, Військова академія

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерної механіки

Посилання

Marchenko, A. P., Parsadanov, І. V., Lal, A. G. (2019). Scope and definition of reserves improve the efficiency of combustion in the opposite two-stroke diesel engine with opposite moving pistons. Internal Combustion Engines, 1, 21–26. doi: http://doi.org/10.20998/0419-8719.2019.1.04
Weigand, P., Bikas, G. (2018). Prediction of Mixture Formation in Diesel Engines. MTZ Worldwide, 79 (7-8), 76–81. doi: http://doi.org/10.1007/s38313-018-0056-y
Cernat, A., Pana, C., Negurescu, N., Lazaroiu, G., Nutu, C. (2020). The Influence of Hydrogen on Vaporization, Mixture Formation and Combustion of Diesel Fuel at an Automotive Diesel Engine. Sustainability, 13 (1), 202. doi: http://doi.org/10.3390/su13010202
Kryshtopa, S., Panchuk, M., Kozak, F., Dolishnii, B., Mykytii, I., Skalatska, O. (2018). Fuel economy raising of alternative fuel converted diesel engines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (94)), 6–13. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139358
Hazar, H., Temizer, I. (2013). Analysis of methanol and organometallic MnO2fuels as alternative fuels in a diesel engine. International Journal of Sustainable Engineering, 7 (1), 34–40. doi: http://doi.org/10.1080/19397038.2013.774069
Rahman, M., Rasul, M., Hassan, N., Hyde, J. (2016). Prospects of Biodiesel Production from Macadamia Oil as an Alternative Fuel for Diesel Engines. Energies, 9 (6), 403. doi: http://doi.org/10.3390/en9060403
Arjomandi, M., Xue, Y. (2007). An investigation of the effect of hot end plugs on efficiency of the vortex tube. Journal of Engg science and technology, 2 (3), 211–217.
Abdelghany, S. T., Kandil, H. A. (2018). Effect of Geometrical Parameters on the Coefficient of Performance of the Ranque-Hilsch Vortex Tube. OALib, 5 (2), 1–17. doi: http://doi.org/10.4236/oalib.1104347
Knaub, L. V. (2017). Low power vortex separatorheterogeneous mixtures. Ahrarnyi Visnyk Prychornomoria, 80, 128–137.
Knaub, L. V. (2003). Gazodinamicheskie protsessy v vikhrevykh apparatakh. Odessa: Astroprint, 279.