Период задержки воспламенения (ПЗВ) в дизеле имеет большое значение для последующего сгорания топлива, особенно при объёмном смесеобразовании. Приближенно принято считать началом процесса сгорания в дизеле момент отрыва линии нарастания давления от линии сжатия-расширения на индикаторной диаграмме.
Работа дизеля на альтернативном топливе имеет ряд отличий, которые необходимо учесть при математическом расчете основных параметров рабочего процесса, причем следует учесть, что использование топлив с сильно различающимися физико-химическими свойствами будет значительно изменять параметры рабочего процесса дизеля. Наиболее сильно это будет проявляться в период протекания предпламенных реакций (в период задержки воспламенения) и сгорания [1–9].
Основными факторами, определяющими продолжительность ПЗВ, являются химический состав топлива и термодинамические параметры воздушного заряда. Продолжительность ПЗВ мало зависит от параметров процесса впрыскивания, так как в струе топлива всегда будут находиться капли различных размеров, в том числе капли оптимального размера для данных условий смесеобразования. В большей степени на ПЗВ могут влиять структура и дальнобойность струй топлива, которые определяются процессом впрыскивания топлива [10–21].
Впрыскивание запальной порции ДТ и этанола в сжатую воздушную среду будет сопровождаться нагреванием и испарением частиц ДТ и этанола, взаимной диффузией паров. Однако вследствие большей теплоты парообразования этанола, чем ДТ (841 и 251 кДж/кг соответственно), а так же низким значением ЦЧ и более высокой температурой самовоспламенения и высоким значением энергии активации. Для разрыва химических связей в молекуле этанола требуется энергия в 1,5…2 раза большая, чем для ДТ. Поэтому при испарении частиц этанола будет происходить понижение температуры заряда. Воспламенение может быть достигнуто только тепловым потоком и только за счет воспламенения частиц ДТ [22–31].
Данная методика позволяет наиболее полно провести анализ изменения периода задержки воспламенения, максимальных давления, скорости нарастания давления и температур в зависимости от состава применяемых топлив, а также в зависимости от изменения условий топливоподачи. Дополнительно данный расчет позволяет учесть охлаждение рабочего тела, связанное с испарением топлива. В основу методики положено следующее уравнение расчета периода задержки:
, (1)
где ji — ПЗВ, градус п. к.в.;
jвпр — продолжительность впрыскивания, градус п. к.в.;
n — частота вращения коленчатого вала, мин-1;
rт — плотность топлива, г/см3;
qвпр., qрвпр. — угол опережения впрыскивания топлива в градусах п. к.в. и радианах соответственно;
qнв — безразмерная температура в момент начала впрыскивания;
А, Кт — факторы, учитывающие физические свойства топлива;
y — отношение характеристик выделения и стока теплоты;
a, a1 — коэффициенты, зависящие от конструктивных параметров дизеля и параметров топливоподачи [32–38].
Литература:
1. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Влияние применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий на содержание токсичных компонентов в ОГ // Транспорт на альтернативном топливе. 2015. № 4 (46). С. 42–47.
2. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Результаты исследований содержания оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 5–1. С. 66–68.
3. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследования эффективных и экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на природном газе с рециркуляцией отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5–1. С. 22–25.
4. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование экологических показателей дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 26–28.
5. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Влияние рециркуляции отработавших газов на индикаторные показатели газодизеля // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 31–33.
6. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование показателей процесса сгорания газодизеля при работе с рециркуляцией отработавших газов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 33–36.
7. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование эффективных показателей дизеля при работе на природном газе, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 4–1 (35). С. 79–81.
8. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Известия Международной академии аграрного образования. 2013. Т. 4. № 16. С. 170–173.
9. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование скоростного режима дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 24–26.
10. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование нагрузочного режима дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Потенциал современной науки. 2015. № 3 (11). С. 40–44.
11. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей тракторного дизеля Д-240 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Научно-практический журнал Пермский аграрный вестник: 2013. № 1 (1). С. 29–32.
12. Лиханов В. А., Лопатин О. П., Олейник М. А., Дубинецкий В. Н. Особенности химизма и феноменологии образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 11. С 13–16.
13. Лиханов В. А., Лопатин О. П., Шишканов Е. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем их рециркуляции // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 9. С. 8–9.
14. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Транспорт на альтернативном топливе. 2012. № 4 (28). С. 70–73.
15. Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на содержание оксидов азота в отработавших газах 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 439–442.
16. Скрябин М. Л. Влияние применение метанола на дымность отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11(91).С. 445–448.
17. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 442–445.
18. Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки на номинальной частоте вращения // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 301–303.
19. Методика исследований дизеля 2Ч 10,5/12,0 по снижению содержания оксидов азота при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 131–134.
20. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на общую токсичность дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 323–326.
21. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на частоте вращения максимального крутящего момента // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 312–314.
22. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 317–320.
23. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 320–323.
24. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 314–317.
25. Скрябин М. Л. Математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 4 ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 309–312.
26. Скрябин М. Л. Особенности методики стендовых исследований работы дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха при работе на природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 306–309.
27. Скрябин М. Л. Особенности расчета констант скорости реакций термической диссоциации в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 303–306.
28. Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.
29. Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.
30. Чувашев А. Н. Мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 199–202.
31. Чувашев А. Н. Мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на режиме максимального крутящего момента. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 202–205.
32. Чувашев А. Н. Мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 205–207.
33. Чувашев А. Н. Экологические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 208–210.
34. Чувашев А. Н. Экологические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на режиме максимального крутящего момента. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 211–213.
35. Чувашев А. Н. Экологические показатели дизеля 2Ч 10,5 / 12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 214–216.
36. Чувашев А. Н. Выводы и рекомендации по поводу использования метанола с ДСТ в качестве моторного топлива в дизеле 2Ч 10,5 / 12,0. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 217–219.
37. Чувашев А. Н. Методика исследования рабочего процесса дизеля воздушного охлаждения при работе на метаноле с использованием ДСТ. Молодой ученый. 2015. № 15 (95) часть II. С. 219–222.
38. Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на частоте вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 347–348.
