Особенности рабочего процесса поршневого двигателя при работе на керосине

Для малой авиации многоцелевого назначения поршневые двигатели более эффективны, чем газотурбинные. Основное техническое требование, предъявляемое к таким двигателям, — безотказность при наилучшей топливной экономичности. При этом в нормах по содержанию вредных веществ в отработавших газах авиационных поршневых двигателей регламентировано только отсутствие видимого дымления. При разработке авиационных поршневых двигателей многоцелевого назначения обеспечение их многотопливности, включая работу на керосине ТС-1 и дизельном топливе, является актуальной задачей. Однако проблема настройки алгоритмов управления двигателем при работе на керосине ТС-1 практически не изучена. В целях доводки алгоритмов управления проведены исследования протекания рабочего процесса на таком топливе. Показано влияние последовательности этапов рабочего процесса двигателя на формирование периода задержки воспламенения. На основе анализа факторов, влияющих на период задержки воспламенения, сформирована карта значений углов опережения впрыскивания топлива. По экспериментальным данным принята энергия активации предпламенных реакций, составляющая для керосина ТС-1 23…28 кДж/моль.

Литература

[1] Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 720 с.

[2] Марков В.А., Девянин С.Н., Мальчук В.И. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 360 с.

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

[4] ГОСТ 32511–2013. Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия. Москва, Стандарт-информ, 2013. 16 c.

[5] ГОСТ 10227–2013. Топлива для реактивных двигателей. Технические условия. Москва, Стандартинформ, 2014.

[6] Семенов Н.Н. Цепные реакции. Москва, Наука, 1986. 535 с.

[7] Сергеев С.С., Фролов С.М., Басара Б. Численное моделирование сгорания и образования вредных веществ в цилиндре дизеля с применением детального кинетического механизма окисления н-гептана. Горение и взрыв, 2017, т. 10, № 2, с. 26–34.

[8] Фролов С.М., Иванов B.C., Тухватуллина Р.Р., Фролов Ф.С., Кузнецов Н.М., Басара Б. Расчет рабочего процесса в дизеле с уравнением состояния реального газа. Горение и взрыв, 2019, т. 12, № 1, с. 73–83.

[9] Кулешов А.С. Развитие методов расчета и оптимизации рабочих процессов ДВС. Дисс. … докт. техн. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 236 с.

[10] Семенов Б.Н., Павлов Е.П., Копцев В.П. Рабочий процесс высокооборотных дизелей малой мощности. Ленинград, Машиностроение, 1990. 240 с.

[11] Бузуков А.А. Промотирующее влияние алкилнитратов на самовоспламенение керосиновоздушной смеси. Новосибирск, ИТПМ СО РАН, 1994, с. 11–20.

[12] Abianeh S.O., Curtis N., Sung C.-J. Determination of modeled luminosity-based and pressure-based ignition delay times of turbulent spray combustion. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2016, vol. 103, pp. 1297–1312, doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.06.067

[13] Abianeh S.O., Levins M., Chen C.P. Pressure-Based Ignition Delay Times Of Non-Premixed Turbulent Jet Flames Using Various Turbulence Models. Proceedings of the ASME 2016 Internal Combustion Engine Division Fall Technical Conference, Greenville, SC, USA, 9–12 October 2016, doi: 10.1115/ICEF20169307

[14] Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур Ю.П., Федоров Е.П. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив: Справочник. Москва, Химия, 1985. 240 с.

[15] ANSYS Fluent Theory Guide: Release 13.0. ANSYS, Inc. 2010. 390 p.

[16] Ashgriz N. Handbook of atomization and sprays. Springer, 2011. 935 p.