Задать вопрос юристу

Актуальность работы.

Развитие автомобилестроения происходит при постоянном росте цен на энергоресурсы и ужесточении норм токсичности отработавших газов (ОГ) в автомобильном транспорте, что ведет к поиску направлений снижения токсичности и улучшения экономичности проектируемых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) [7, 19].

Для снижения токсичности широкое распространение приобрели системы каталитической нейтрализации ОГ, которые являются достаточно дорогостоящими и снижают эффективность работы двигателя [6]. Также получили развитие гибридные силовые установки, к недостатку которых следует отнести их очень высокую стоимость [22, 26, 28]. Наиболее перспективным направлением по снижению токсичности и повышению экономичности является осуществление устойчивой работы двигателя на бедных смесях и применение альтернативных видов топлива, такие как синтез- газ и водород [5, 14, 25, 31, 71, 72, 100, 111]. Полный переход на водородное топливо позволил бы решить многие проблемы с токсичностью отработавших газов, так как в результате сгорания водорода образуется вода и оксиды азота (N0) [100, 126]. Но сложности в получении водорода делает его достаточно дорогостоящим, по сравнения с углеводородными топливами. При этом вопрос безопасности и компактности хранения больших объемов водорода на автомобиле до сих пор полностью не решен [48, 126]. Обеднение ТВС может достигаться расслоением заряда, что значительно усложняет конструкцию двигателя, или за счет применения активирующей добавки в топливо. Наиболее эффективно себя показала добавка водорода [8,10].

Вопросу использования добавки водорода в топливо посвящено большое количество теоретических и экспериментальных работ, как в нашей стране, так и за рубежом. Показано, что при малых добавках водорода (до 5-6% от массы топлива) отмечаются такие особенности сгорания как:

заметное расширение пределов воспламенения и горения топливно- воздушной смеси (ТВС);

значительное снижение токсичности ОГ по оксиду углерода (СО) и несгорев- шим углеводородам (СН);

увеличивается полнота сгорания и термодинамическая эффективность цикла;

- уменьшается зависимость характеристик двигателя от угла опережения зажигания (УОЗ) [1, 23, 28,31, 94, 100]. Особенно ярко эти особенности проявляются при обеднении смеси. Отличительной особенностью водорода является, значительное улучшение всех перечисленных параметров, какое не наблюдается при использовании других добавок.

С ростом цен на углеводородные ресурсы применение малых добавок водорода в ТВС становится актуальным и возможным. Тем более что применение малых добавок водорода в бензовоздушную смесь можно уже осуществлять в настоящее время. Так создание и установка небольших компактных баллонов с водородом и электролизера для его получения на борту автомобиля не требует больших материальных затрат и уже существуют действующие экземпляры [4, 48, 126]. Но для постановки на производство необходимо, что бы двигатель был разработан с учетом особенностей сгорания при добавке водорода в ТВС.

Начальный этап разработки - тепловой расчет рабочего процесса, позволяющий определить пути улучшения рабочих характеристик уже разработанных и проектируемых двигателей. Расчет должен быть доступным для инженера и учитывать особенности процесса сгорания при добавке водорода в ТВС. В тепловом расчете основными проблемами являются определение продолжительности всего процесса сгорания и скорости распространения пламени во второй и третьей фазе, а также характеристики тепловыделения. Необходимо отметить, что точность расчета по любой из методик определяется в первую очередь, именно, характеристикой тепловыделения. В практике, как в России, так и в зарубежных исследовательских и конструкторских центрах, принята полуэмпирическая характеристика полученная И.И. Вибе. Основными её недостатками являются сложность определения в процессе конструкторской разработки показателя характера сгорания m и продолжительности процесса сгорания, а также отсутствие данных по влиянию на них малых добавок водорода.

Анализ литературы показывает, что применение водорода в качестве добавки в ТВС является перспективным альтернативным топливом для ДВС, а особенности процесса сгорания таких смесей изучены не полностью. Причем его влияние на скорость распространения пламени и характеристику тепловы-

деления практически не изучено. В связи с этим определение особенностей сгорания бензовоздушных смесей при малых добавках водорода, и на основе этого закономерностей, связывающих средние скорости распространения пламени и характеристику тепловыделения с изменением режимных параметров работы двигателя, для проведения расчета сгорания на стадиях проектирования и доводки двигателя является актуальным.

Целью работы является улучшение характеристик процесса сгорания в бензиновых двигателях за счет изменения свойств топливно-воздушной смеси при добавке водорода.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

определение особенностей влияния добавок водорода в ТВС на продолжительность сгорания и среднюю скорость распространения пламени в первой, второй и третьей фазе сгорания;

получение эмпирических зависимостей для расчета скорости распространения пламени в основной, второй и третьей фазах сгорания при изменении свойств ТВС и режимных параметров работы двигателя;

вывод зависимости для прогнозирования показателя характера сгорания характеристики тепловыделения при изменении свойств ТВС и режимных параметров работы двигателя.

ОБЪЕКТ исследования - процесс сгорания углеводородных топлив в двигателях с искровым зажиганием при добавке водорода в ТВС.

ПРЕДМЕТ исследования - прогностические показатели средних скоростей распространения пламени в первой, второй и третьей фазе, а также характеристики тепловыделения при изменении свойств ТВС за счет добавки водорода.

| >>
Источник: Смоленский Виктор Владимирович. Особенности процесса сгорания в бензиновых двигателях при добавке водорода в топливно-воздушную смесь: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02. - М.: РГБ, 2007. 2007

Еще по теме Актуальность работы.:

  1. 30. Актуальное членение предложение. Тема и рема. Средства выражения актуального членения.
  2. Теорема 11. Первое, что составляет действительное (актуальное) бытие человеческой души, есть не что иное, как идея некоторой отдельной вещи, существующей в действительности (актуально).
  3. Актуальная бесконечность
  4. Актуальное членение
  5. § 134. СИНТАКСИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АКТУАЛЬНОГО ЧЛЕНЕНИЯ
  6. § 62. АКТУАЛЬНОЕ ЧЛЕНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
  7. 57. АКТУАЛЬНОЕ ЧЛЕНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
  8. Актуальность и потенциальность
  9. 1. Актуальное и неактуальное настоящее
  10. АКТУАЛЬНОСТЬ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
  11. 11.2.Связь с актуальным миром
  12. 2. Разновидности актуального настоящего
  13. Понятие об актуальном членении предложения
  14. Актуальность длящегося Средневековья