|

Влияние гомогенизации рабочей смеси и рециркуляции отработавших газов на образование оксидов азота и сажи в камере сгорания дизеля

Авторы: Кавтарадзе Р.З., Бахрамов Э.В. Опубликовано: 09.04.2018
Опубликовано в выпуске: #2(119)/2018  

DOI: 10.18698/0236-3941-2018-2-44-61

 
Раздел: Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение | Рубрика: Тепловые двигатели  
Ключевые слова: дизель, 3D-моделирование, частично-гомогенное сгорание, рециркуляция отработавших газов, образование оксидов азота и сажи

Приведены результаты исследования рабочего процесса быстроходного дизеля, полученные с применением 3D-модели, учитывающей кинетику образования оксидов азота и сажи и верифицированной с использованием экспериментальных данных. Проанализированы различные концепции рабочего процесса: серийного (базового) без рециркуляции отработавших газов, модифицированного серийного с рециркуляцией и измененной конструкцией распылителя форсунки, а также два процесса с частично гомогенным сгоранием, предусматривающие пятикратные впрыскивания топлива. Выполнен сравнительный анализ экологических и эффективных показателей исследуемых рабочих процессов, позволяющий оценить их потенциальные возможности

Литература

[1] Кавтарадзе З.Р., Кавтарадзе Р.З. Анализ механизмов образования и методов расчета концентрации оксидов азота в поршневых двигателях Ч. 1. Ч. 2 // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. № 5 (23). С. 65–71; № 6 (24). С. 12–19.

[2] Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 590 с.

[3] Reitz R.D., Duraisamy G. Review of high efficiency and clean reactivity controlled compression ignition (RCCI) combustion in internal combustion engines // Progress in Energy and Combustion Science. 2015. Vol. 46. P. 12–71. DOI: 10.1016/j.pecs.2014.05.003 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360128514000288

[4] Кавтарадзе Р.З., Сергеев С.С. Новый альтернативный (частично-гомогенный) процесс сгорания как способ снижения концентраций оксидов азота и сажи в продуктах сгорания дизеля // Теплофизика высоких температур. РАН. 2014. Т. 52. № 2. С. 294–309.

[5] Noehre C., Anderson M., Johnson B., Hultqvist A. Characterization of partially premixed combustion. SAE Technical Paper 2006-01-3412. Lund University, 2006. 19 p.

[6] Homogene Dieselverbrennung — Verfahren zur Emissionsreduzierung. T. 2. Untersuchungen am Nfz-Motor / E. Muller, Ch. Weiskirch, E. Bach, Th. Emmrich, A. Schneemann // MTZ. 2006. Vol. 67. No. 11. P. 906–917. DOI: 10.1007/BF03225431 URL: https://link.springer.com/article/10.1007/BF03225431

[7] Schneemann A., Emmrich Th., Bach E. Oberflachentemperaturmessung und lokale Warmeubergang // Informationstagung Motoren. Vol. R 535. Wurzburg, 2006. P. 281–305.

[8] FIRE. Users manual version 2016. Graz, Austria: AVL List GmbH, 2016.

[9] Baulch D.L., Cobos C.I., Cox A.M. Compilation of rate data for combustion modeling. Suppl. I // J. Phys. Chem. 1994. Vol. 23. P. 847–859.

[10] Frolov S.M., Basevich V.Y., Skripnik A.A. Modeling of soot formation in internal combustion engines // Международная конференция «Двигатель 2007». Сб. науч. трудов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 28–29.

[11] Kavtaradze R.Z., Onishchenko D.O., Zelentsov A.A., Sergeev S.S. The influence of rotational charge motion intensity on nitric oxide formation in gas-engine cylinder // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2009. Vol. 52. No. 19-20. Р. 4308–4316. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.03.060 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009002531

[12] Кавтарадзе Р.З. Улучшение экологических показателей водородного дизеля с непосредственным впрыскиванием газообразного водорода // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2016. № 4. С. 20–29.

[13] Повышение эффективности рабочего процесса поршневого двигателя путем прямого преобразования теплоты выпускных газов в электрическую энергию / А.И. Леонтьев, Р.З. Кавтарадзе, Д.О. Онищенко, А.С. Голосов, С.А. Панкратов // Теплофизика высоких температур. 2016. Т. 54. № 1. С. 99–107. DOI: 10.7868/S0040364416010051

[14] Кавтарадзе Р.З., Зиновьев И.А. Влияние частичной гомогенизации процесса сгорания на экологические показатели дизеля // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4. С. 113–127. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-4-113-127

[15] Кавтарадзе Р.З., Онищенко Д.О., Зиновьев И.А., Голосов А.С. Влияние альтернативного процесса впрыскивания топлива на локальные образования оксидов азота и сажи в камере сгорания дизеля // Известия РАН. Энергетика. 2016. № 5. С. 152–159.