Оценка показателей рабочего цикла HCCI-двигателя с наддувом при различных частотах вращения коленчатого вала и нагрузках

Показатели рабочего цикла двигателя с объемным самовоспламенением гомогенного заряда (hcci-двигателя) в значительной степени определяются скоростным и нагрузочным режимами. Для исследования влияния параметров рабочего тела в цилиндре HCCI-двигателя разработана методика расчета его рабочего цикла, основой которой является уравнение для определения давления рабочего тела переменной массы в конце элементарного участка расчета индикаторной диаграммы. По разработанной методике проведены расчетные исследования показателей рабочего цикла при различных нагрузках и частотах вращения коленчатого вала HCCI-двигателя, конвертированного из дизеля ЧН13/15 ООО «ЧТЗ -Уралтрак» и работающего на смесевом топливе на основе природного газа с добавлением диметилового эфира. Установлено, что увеличение цикловой подачи смесевого топлива от 0,13 до 0,18 г при постоянстве частоты вращения коленчатого вала n = 2 100 мин^–1, давления наддува р_а = 0,24 МПа и массовой доли диметилового эфира в смеси φ_ДМЭ = 0,27 обусловливает практически линейный рост среднего индикаторного давления p_i от 1,01 до 1,87 МПа. При снижении частоты вращения коленчатого вала от 2 100 до 1 000 мин–1 и постоянстве других параметров индикаторные показатели ухудшаются примерно на 2 %.

Литература

[1] Марков В.А., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Иващенко Н.А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах. Москва, «Легион-Автодата», 2008. 464 с.

[2] Kong S.C. A study of natural gas/DME combustion in HCCI engines using CFD with detailed chemical kinetics. Fuel, 2007, no. 86, pp. 1483–1489.

[3] Luszcz P.M. Combustion Diagnostics in Homogeneous Charge Compression Ignition Optical and Thermal Single Cylinder Engines. University of Birmingham. 2009. 293 pp.<неиURL: http://etheses.bham.ac.uk/524/1/Luszcz09PhD.pdf (дата обращения 10 марта 2014).

[4] Chen Z., Konno M., Oguma M., Yanai T. Experimental study of CI natural-gas/DME homogeneous charge engine. SAE Technical Paper Series, 2000, no. 2000-01-0329. 10 р.

[5] Камалтдинов В.Г., Драгунов Г.Д., Марков В.А. Прогнозирование показателей рабочего цикла HCCI-двигателя с наддувом при различных нагрузках и частотах вращения. Двигателестроение, 2013, № 3, с. 9–15.

[6] Гусаков С.В., Епифанов И.В. Исследование HCCI процесса с использованием однозонной химико-кинетической модели горения. Вестник РУДН. Сер. Инженерные исследования, 2008, № 2, c. 67–73.

[7] Злотин Г.Н., Федянов Е.А., Иткис Е.М., Кузьмин В.Н. Математическое моделирование индикаторного процесса в двигателе с самовоспламенением от сжатия гомогенной метано-воздушной смеси. Сб. науч. тр. по матер. междунар. конф. Двигатель-2007, посвящ. 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва, 2007, с. 57–61.

[8] Камалтдинов В.Г. Новая модель процесса горения топлива в ДВС . Двигателестроение, 2008, № 3(233), с. 17–20.

[9] Камалтдинов, В.Г., Никифоров С.С. Управление рабочим процессом в HCCI-двигателе. Двигателестроение, 2010, № 3 (241), с. 3–9.

[10] Камалтдинов В.Г., Марков В.А. Влияние температуры огневой поверхности цилиндра на процесс сгорания и показатели рабочего цикла HCCI-двигателя. Грузовик, 2010, № 12, с. 38–47.

[11] Камалтдинов В.Г., Марков В.А. Влияние геометрической степени сжатия и угла закрытия впускных клапанов на процесс сгорания и показатели рабочего цикла HCCI-двигателя с наддувом. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2011, № 2 (56), с. 9–16.

[12] Камалтдинов В.Г., Марков В.А., Хрипупов С.А. Расчетное исследование влияния рециркуляции отработавших газов на показатели рабочего цикла HCCI-двигателя. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2011, № 4 (58), с. 25–32.

[13] Камалтдинов В.Г. Уточненная методика расчета параметров рабочего тела на пусковых режимах дизеля. Двигателестроение, 2008, №2 (232), с. 31–34.

[14] Федянов Е.А., Иткис Е.М., Кузьмин В.Н. Особенности теплоотдачи в стенки цилиндра двигателя с самовоспламенением гомогенной топливовоздушной смеси. Изв. ВолгГТУ. Сер. Процессы преобразования энергии и энергетические установки, вып. 2, 2009, № 7, с. 72–74.

[15] Камалтдинов В.Г. Организация эффективного процесса сгорания топлива для перспективного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Дис. … д-ра техн. наук. Челябинск, 2012. 24 с.