Влияние молекулярной массы топлива на наполнение и индикаторные показатели поршневого двигателя внутреннего сгорания

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

2019. Т. 26. № 3. С. 113-123.

Авторы

Матюхин Л. М.

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, МАДИ, Ленинградский проспект, 64, Москва, 125319, Россия

e-mail: panam1@mail.ru

Аннотация

Исследование влияния на показатели двигателя величины (кажущейся) молекулярной массы применяемого топлива становится возможным при анализе результатов процессов газообмена на базе соотношений парциальных объемов компонентов рабочей смеси, что позволяет оценить состав рабочей смеси, определяющий все – мощностные, экономические и экологические – показатели двигателя. При использовании объемной доли воздуха в рабочей смеси в качестве основной характеристики качества наполнения появляется возможность получить зависимости, учитывающие влияние на наполнение и основные расчетные характеристики рабочего цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС) молекулярной массы используемого топлива, а также степени рециркуляции отработавших газов. Предлагаемый подход особенно важен при анализе рабочих циклов двигателей, работающих на газообразных топливах, и в частности на водороде. В статье рассматриваются преимущества оценки наполнения долями воздуха и / или свежего заряда, а также приводятся зависимости для оценки индикаторных показателей поршневых ДВС, работающих на любых типах топлива при наличии или отсутствии рециркуляции.

Ключевые слова:

поршневые ДВС, газообмен, наполнение, коэффициент наполнения, объемные доли компонентов рабочей смеси, молекулярная масса, газообразные топлива, стехиометрическое соотношение, водород

Библиографический список

  1. Масленников М.М., Рапипорт М.С. Авиационные поршневые двигатели: Учебное пособие. – М.: Го­сударственное издательство оборонной промышленности, 1951. – 847 с.

  2. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Экспериментальное определение роли поршневого двигателя в суммарном шуме силовой установки легкого винтового самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 2. С. 50-61.

  3. Мошков П.А., Самохин В.Ф. Интегральная модель шума силовой установки легкого винтового самолета // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 36-44.

  4. Силуянова М.В., Челебян О.Г. Пневматический способ подготовки равномерной смеси жидкого топлива с воздухом в камере сгорания ГТД // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 86-94.

  5. Силуянова М.В., Челебян О.Г. Применение альтернативных топлив в авиационных газотурбинных двигателях // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69695

  6. Ребров С.Г., Голубев В.А., Лозино-Лозинская И.Г., Позвонков Д.М. Лазерное воспламенение топлива кислород-метан в камере сгорания с осевым вводом лазерного излучения // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=96934

  7. Финогенов С.Л., Коломейцев А.И. Солнечный тепловой ракетный двигатель с оксид-бериллиевым фа­зопереходным тепловым аккумулятором и дожиганием водорода // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 107-115.

  8. Калугин К.С., Сухов А.В. Особенности использования метана в качестве горючего для жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 120-132.

  9. Ерохов В.И., Карунин А.Л. Газодизельные автомобили: Конструкция, расчет, эксплуатация. – М.: Граф-Пресс, 2005. – 560 с.

  10. Ter-Mkrtichyan G.G., Saikin A.M., Karpukhin K.E., Terenchenko A.S., Ter-mkrtichyan Yu.G. Diesel-to- natural gas engine conversion with lower compression ratio // Pollution Research. 2017. Vol. 36. No. 3, pp. 678-683.

  11. Григорьев Е.Г., Колубаев Б.Д., Ерохов В.И. и др. Газобаллонные автомобили. – М.: Машиностроение, 1989. – 216 с.

  12. Шароглазов Б.А., Фарафонтов М.Ф., Клементьев В.В. Двигатели внутреннего сгорания: Теория, мо­делирование и расчет процессов. – Челябинск: ЮУрГУ, 2004. – 344 с.

  13. Ленин И.М. Теория автомобильных и тракторных двигателей: Учебник для вузов. – М.: Машиностро­ение, 1969. – 367 с.

  14. Тареев В.М. Справочник по тепловому расчету рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания. – Л.: Речной транспорт, 1961. – 415 с.

  15. Volkmar Küntscher. Kraftfahrzeugmotoren. – VEB, Verlag Technik, Berlin, 1989, pp. 503, 558 (719 p).

  16. Ковылов Ю.Л., Угланов Д.А. Влияние различных факторов на коэффициент наполнения поршневого двигателя // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им С.П. Королева. 2007. № 2. С. 114-117.

  17. Шароглазов Б.А., Поваляев В.А. Расчетная оценка качества наполнения свежим зарядом цилиндров поршневого двигателя на стадии проектирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2008. № 23(123). С. 20-25.

  18. МатюхинЛ.М. Альтернатива коэффициенту наполнения // Двигатель-2007: Сборник научных трудов по материалам Международной конференции, посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э. Баумана. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 80-85.

  19. Matyujin L. Análisis de los procesos de intercambio de gases en los motores de cuatro tiempos. – Panamá. UTP. 2001. Vol. 5, IX, pp. 10-13.

  20. Матюхин Л.М. Анализ наполнения и тепловой расчет ДВС на базе состава рабочей смеси. – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2011. – 170 p.

  21. Матюхин Л.М. Анализ процессов газообмена и состава рабочей смеси газового двигателя с внешним смесеобразованием // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. 2007. № 4(11). С. 5-7.

  22. Фучкин С. Опыт и перспективы перевода на газомоторное топливо карбюраторных и дизельных двигателей большегрузных и легковых автомобилей // АвтоГазоЗаправочный комплекс + Альтернатив­ное топливо. 2003. № 4(10). С. 28-33.

  23. Матюхин Л.М. Особенности использования коэффициентов наполнения «по воздуху» и «по смеси» для оценки результатов газообмена в газовых двигателях // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4(40). С. 38-46.

  24. Матюхин Л.М. Универсальная формула коэффици­ента наполнения четырехтактного двигателя внут­реннего сгорания // Вестник Московского автомо­бильно-дорожного государственного технического университета. 2010. № 3(22). С. 39-43.

  25. Матюхин Л.М. Оценка наполнения и индикатор­ных показателей газовых ДВС // АвтоГазоЗапра­вочный комплекс + Альтернативное топливо. 2012. № 1(61). С. 15-18.

  26. Matyukhin L.M. The alternative method of the estimate of the quality of gas–exchange processes in the internal- combustion engine (El método alternative de la evaluación de calidad de los resultados del intercámbio de gases en los motores de combustión interna) – Revista Ingenieria UC. 2018. Vol. 25. No 1, pp. Si- 43.

  27. Матюхин Л.М. Альтернатива традиционному подходу к изложению курса теории автотракторных двигателей // Вестник Московского Государственного агроинженерного университета им. В.П. Го­рячкина. 2015. № 4(68). С. 56-59.

  28. Матюхин Л.М., Тер-Мкртичьян Г.Г. Термодинамические основы расчета рабочего цикла двигателей с укороченным впуском или укороченным сжатием на основе анализа состава рабочей смеси // Труды НАМИ. 2015. № 263. С. 35-44.

  29. Тер-Мкртичьян Г.Г. Манипулирование коэффициентом наполнения и фактической степенью сжатия за счет вариации фаз газораспределения в двигателях с количественным регулированием мощности // Труды НАМИ. 2014. № 258. C. 144–176.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020