В.Н.Пелешко, П.А.Олисов ВЛИЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

;
gosudarstwennyj nau˜nyj centr rossijskoj federacii
institut fiziki wysokih —nergij
ifw— 98–40
ori
w.n.pELE[KO, p.a.oLISOW∗
wliqnie primeneniq
oboga˝ennogo kislorodom wozduha
na harakteristiki dizelxnyh dwigatelej
nAPRAWLENO W “dWIGATELESTROENIE”
∗
tURBOTEHNIKA, 142284 pROTWINO, rOSSIQ
pROTWINO 1998
udk 539.107.44
m–24
aNNOTACIQ
pELE[KO w.n., oLISOW p.a. wLIQNIE PRIMENENIQ OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA NA HARAKTERISTIKI DIZELXNYH DWIGATELEJ.: pREPRINT ifw— 98–40. – pROTWINO, 1998. – 10 S.,
7 RIS., BIBLIOGR.: 13.
w RABOTE PRIWEDENY REZULXTATY RASˆETA HARAKTERISTIK DIZELXNYH DWIGATELEJ W ZAWISIMOSTI OT SODERVANIQ KISLORODA W POSTUPA@]EM W DWIGATELX WOZDUHE. pOKAZANO, ˆTO PRI
NEZNAˆITELXNOM UWELIˆENII SODERVANIQ KISLORODA (DO 25%) MO]NOSTX DWIGATELQ UWELIˆIWAETSQ NA ≈ 30 %. pRI “TOM “KOLOGIQ DWIGATELEJ ZNAˆITELXNO ULUˆ[AETSQ.
Abstract
Peleshko V.N., Olisov P.A. Influence of Oxygen Enriched Air to Diesel Engine Parameters: IHEP
Preprint 98–40. – Protvino, 1998. – p. 10, figs. 7, refs.: 13.
In this paper diesel engines calculated characteristics are given as a function of oxygen
contents in the air. It is shown that engine‘s power is increased up to 30% with 25% contents of
oxygen. Also the ecological parameters of engine are improved significantly.
c gOSUDARSTWENNYJ NAUˆNYJ CENTR
rOSSIJSKOJ fEDERACII
iNSTITUT FIZIKI WYSOKIH “NERGIJ, 1998
wWEDENIE
w NASTOQ]EE WREMQ RAZRABOTANY MEMBRANNYE TEHNOLOGII RAZDELENIQ RAZLIˆNYH
GAZOW DLQ GAZOWYH I GAZOVIDKOSTNYH SMESEJ. dANNYE TEHNOLOGII DA@T WOZMOVNOSTX PRI MALYH GAZODINAMIˆESKIH POTERQH, GABARITAH I STOIMOSTI IZMENQTX W
NEBOLX[IH PREDELAH SOSTAW GAZOWYH I GAZOVIDKOSTNYH SMESEJ, NAPRIMER NASY]ENIE WOZDUHA KISLORODOM DO 25-45%. sOGLASNO ˆASTNOJ INFORMACII1, “TO MOVET NAJTI PRIMENENIE W SLEDU@]IH OBLASTQH: PORTATIWNYE I STACIONARNYE USTROJSTWA
POLUˆENIQ OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA DLQ MEDICINSKIH CELEJ, DWIGATELI
WNUTRENNEGO SGORANIQ, USTROJSTWA BESPUZYRXKOWOGO WNEDRENIQ I UDALENIQ OPREDELENNYH GAZOW I GAZOVIDKOSTNYH SMESEJ, HIMIˆESKIE I BIOLOGIˆESKIE USTANOWKI,
PROMY[LENNOE PRIMENENIE KISLORODA I AZOTA.
nASTOQ]AQ RABOTA POSWQ]ENA TEORETIˆESKOMU OBOSNOWANI@ PRIMENENIQ MEMBRANNYH TEHNOLOGIJ DLQ PRIMENENIQ OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA W DIZELXNYH DWIGATELQH. iSSLEDOWANIQ BYLI PROWEDENY S POMO]X@ [IROKO APROBIROWANNOJ
RASˆETNOJ PROGRAMMY MATEMATIˆESKOGO MODELIROWANIQ DWIGATELEJ WNUTRENNEGO SGORANIQ [1].
rASˆETNAQ MODELX DWIGATELQ WNUTRENNEGO SGORANIQ
w MIROWOJ PRAKTIKE DWIGATELESTROENIQ W NASTOQ]EE WREMQ ISPOLXZU@TSQ RAZLIˆNYE MODELI FIZIˆESKIH PROCESSOW, PROISHODQ]IH W DWIGATELE WNUTRENNEGO SGORANIQ (dws). rAZRABOTANNYE MODELI LEVAT W DIAPAZONE OT POLU“MPIRIˆESKIH KORRELQCIJ DO DETALXNOGO ANALIZA GAZODINAMIKI I TERMODINAMIKI DWIGATELQ. w PREDSTAWLENNOJ RABOTE ISPOLXZOWALISX MATEMATIˆESKAQ MODELX I RASˆETNAQ PROGRAMMA [1],
OTNOSQ]AQSQ K KLASSU KWAZISTACIONARNYH MODELEJ dws. oSNOWNYM DOPU]ENIEM
KWAZISTACIONARNOSTI QWLQETSQ TO, ˆTO W KAVDYJ FIKSIROWANNYJ MOMENT WREMENI
TEˆENIE GAZOW WEDET SEBQ TAK, KAK ESLI BY ONO BYLO STACIONARNYM. oSNOWOJ MODELI QWLQETSQ RASSMOTRENIE ZAKONOW SOHRANENIQ “NERGII, MASSY I SOSTAWA GAZOW DLQ
TERMODINAMIˆESKOGO KONTROLXNOGO OB˙EMA CILINDRA DWIGATELQ.
1
Compact Membrane Systems, Inc. ˜ASTNAQ INFORMACIQ. 1998.
1
w MODELI UˆITYWA@TSQ SLEDU@]IE FIZIˆESKIE PROCESSY:
•
•
•
•
•
MASSOPEREDAˆA ˆEREZ WPUSKNYE I WYPUSKNYE KANALY GOLOWKI CILINDROW;
PODAˆA TOPLIWA;
TEPLOOBMEN S POWERHNOSTQMI KONTROLXNOGO OB˙EMA;
TEPLOWYDELENIE OT SGORANIQ TOPLIWA;
SOWER[ENIE RABOTY POR[NEM ILI NAD NIM.
sLEDUET OTMETITX, ˆTO KWAZISTACIONARNYE MODELI dws RAZLIˆNOJ STEPENI
SLOVNOSTI NA[LI [IROKOE PRIMENENIE W MIROWOJ PRAKTIKE DWIGATELESTROENIQ.
oSNOWNYE POLOVENIQ TAKIH MODELEJ PRIWEDENY W RABOTAH [1-6].
oB]AQ SISTEMA DIFFERENCIALXNYH URAWNENIJ DLQ KONTROLXNOGO OB˙EMA CILINDRA dws IMEET WID
dθsf dHo
dHo
dT
dm 1 RT dV dU dF dU
dmf
= [
+ (
)in − (
)out +
−U ·
]· −
·
−
·
,
dϕ
dϕ
dϕ
dϕ m V dϕ dF dϕ dT
out dϕ
in
sf dϕ
dm
dmf
dm dm
= (
)in − (
)out +
,
dϕ
dϕ
out dϕ
in dϕ
dF
F1 F1 dmf b
dm
=
(
−F
),
dϕ
m Lmst dϕ
dϕ
GDE F1 = 1 + F Lmst ; mf b = mFFL1mst .
uSLOWNYE OBOZNAˆENIQ: T — TEMPERATURA (k); ϕ — UGOL POWOROTA KOLENˆATOGO
WALA (RAD.); Q — TEPLOTA (dV); Ho — POLNAQ “NTALXPIQ (dV), m — MASSA (KG);
u — UDELXNAQ WNUTRENNQQ “NERGIQ (dV/KG), F — “KWIWALENTNOE OTNO[ENIE, Lmst —
STEHIOMETRIˆESKOE OTNO[ENIE. iNDEKSY: sf — POWERHNOSTX KONTROLXNOGO OB˙EMA;
in — WHODNOJ POTOK W KONTROLXNYJ OB˙EM; out — WYHODNOJ POTOK IZ KONTROLXNOGO
OB˙EMA; f — TOPLIWO; fb — SGOREW[EE TOPLIWO.
rASˆETNYJ ANALIZ DWIGATELQ WNUTRENNEGO SGORANIQ
w KAˆESTWE OB˙EKTA ANALIZA BYL WYBRAN REALXNO SU]ESTWU@]IJ DIZELXNYJ
DWIGATELX (DIAMETR CILINDRA 0,08 M, HOD POR[NQ 0.0895 M, STEPENX SVATIQ 20).
iSHODNYE DANNYE I OSNOWNYE REVIMY RABOTY BYLI WZQTY IZ RABOTY [7].
nA RIS.1 PRIWEDENY PARAMETRY RABOTY DWIGATELQ DLQ WNE[NEJ SKOROSTNOJ HARAKTERISTIKI (“FFEKTIWNAQ MO]NOSTX Ne, “FFEKTIWNYJ KRUTQ]IJ MOMENT Me,
KO“FFICIENT IZBYTKA WOZDUHA α, RASHOD WOZDUHA GW , RASHOD TOPLIWA GT , “FFEKTIWNYJ UDELXNYJ RASHOD TOPLIWA gE ). sPLO[NOJ LINIEJ OBOZNAˆENY REZULXTATY
BAZOWOGO RASˆETA (WOZDUH SODERVIT 21% KISLORODA). pUNKTIRNOJ LINIEJ OTMEˆENY
REZULXTATY, PRI KOTORYH W WOZDUHE SODERVITSQ 25% KISLORODA, A RASHOD TOPLIWA
OSTAWLEN BEZ IZMENENIQ. pRI SRAWNENII MOVNO OTMETITX BOLEE WYSOKIJ UROWENX
2
KO“FFICIENTA IZBYTKA WOZDUHA (T.E. SOOTNO[ENIE KISLOROD/TOPLIWO STALO ZNAˆITELXNO BOLX[E). wSLEDSTWIE “TOGO (BOLEE BEDNYE SMESI) NESKOLXKO UWELIˆILISX
MO]NOSTNYE POKAZATELI DWIGATELQ (Ne I Me), A TAKVE ULUˆ[ILASX TOPLIWNAQ “KONOMIˆNOSTX (MINIMALXNYJ “FFEKTIWNYJ UDELXNYJ RASHOD TOPLIWA UMENX[ILSQ NA
3 G/KwT·ˆ). sLEDUET OTMETITX, ˆTO NA PRAKTIKE ULUˆ[ENIQ MOGUT BYTX BOLX[E,
TAK KAK POQWLQETSQ WOZMOVNOSTX BOLEE [IROKOJ REGULIROWKI PROCESSOW SMESEOBRAZOWANIQ I GORENIQ.
rIS.1. sRAWNENIE HARAKTERISTIK DWIGATELQ PRI SODERVANII o2 W WOZDUHE 21% (-)
I 25%.
zDESX VE (RIS.1) PRIWEDENY REZULXTATY RASˆETA PRI UWELIˆENII RASHODA TOPLIWA
(KO“FFICIENT IZBYTKA WOZDUHA RAWEN BAZOWOMU), NO PRI “TOM W POSTUPA@]EM WOZDUHE UWELIˆENO SODERVANIE KISLORODA DO 25%. nA GRAFIKE “TI REZULXTATY OTMEˆENY
[TRIHPUNKTIRNOJ LINIEJ. w REZULXTATE POLUˆENO ZNAˆITELXNOE SNIVENIE “FFEKTIWNOGO UDELXNOGO RASHODA TOPLIWA (MINIMALXNYJ UMENX[AETSQ NA 7,5 G/KwT·ˆ).
zNAˆITELXNO UWELIˆIWA@TSQ KRUTQ]IJ MOMENT I MO]NOSTX DWIGATELQ (DO 28%).
sLEDUET OTMETITX, ˆTO NA DANNOM GRAFIKE PRIWEDENY PRAKTIˆESKI DWA KRAJNIH
SLUˆAQ (PERWYJ GT =const, WTOROJ α=const). nA PRAKTIKE MOVNO TAKVE REALIZOWATX
L@BOJ IZ PROMEVUTOˆNYH SLUˆAEW.
aNALOGIˆNYE RASˆETY BYLI PROWEDENY DLQ SLUˆAQ 30%-GO SODERVANIQ KISLORODA
W WOZDUHE (RIS.2). pOLOVITELXNYE IZMENENIQ W DANNOM SLUˆAE BOLEE ZNAˆITELXNY.
mO]NOSTX DWIGATELQ MOVET BYTX UWELIˆENA NA 62%, PRI UMENX[ENII “FFEKTIWNOGO
UDELXNOGO RASHODA TOPLIWA NA 13 G/KwT·ˆ DLQ DANNOGO DWIGATELQ.
3
rIS.2. sRAWNENIE HARAKTERISTIK DWIGATELQ PRI SODERVANII o2 W WOZDUHE 21%
(-) I 30%.
rIS.3. sRAWNENIE HARAKTERISTIK DWIGATELQ PRI SODERVANII o2 W WOZDUHE 21%
(-) I 40%.
4
nA RIS.3 PRIWEDENY REZULXTATY DLQ 40% SODERVANIQ KISLORODA W WOZDUHE, GDE
TAKVE ZAFIKSIROWANY ZNAˆITELXNYE ULUˆ[ENIQ. oDNAKO SLEDUET OTMETITX, ˆTO
PRI UWELIˆENII SODERVANIQ KISLORODA W WOZDUHE PROISHODIT TAKVE UWELIˆENIE
MAKSIMALXNYH TEMPERATUR I DAWLENIJ W CILINDRE DWIGATELQ.
nA RIS.4 PRIWEDENY IZMENENIQ “FFEKTIWNOJ MO]NOSTI (Ne ), “FFEKTIWNOGO MOMENTA DWIGATELQ (Me ), “FFEKTIWNOGO UDELXNOGO RASHODA TOPLIWA (ge ), MAKSIMALXNYH
TEMPERATURY (Tmax ) I DAWLENIQ (Pmax ) CIKLA DLQ REVIMA MAKSIMALXNOGO KRUTQ]EGO MOMENTA DWIGATELQ W ZAWISIMOSTI OT SODERVANIQ KISLORODA W WOZDUHE. zDESX
TAKVE RASSMOTRENY DWA KRAJNIH SLUˆAQ (GT =const I α=const). OBLASTI GRAFIKA,
RASPOLOVENNYE MEVDU [TRIHPUNKTIRNOJ I SPLO[NOJ LINIQMI, POKAZYWA@T WOZMOVNYE WARIANTY IZMENENIQ MO]NOSTI, UDELXNOGO “FFEKTIWNOGO RASHODA TOPLIWA,
KRUTQ]EGO MOMENTA, MAKSIMALXNYH DAWLENIQ I TEMPERATURY W CILINDRE DWIGATELQ.
rIS.4. dIAPAZON IZMENENIQ OSNOWNYH PARAMETROW DWIGATELQ PRI ˆASTOTE WRA]ENIQ KOLENWALA 2600 1/MIN W ZAWISIMOSTI
OT SODERVANII o2 W WOZDUHE.
nA OSNOWE RIS.4 I ANALIZA SU]ESTWU@]IH I PERSPEKTIWNYH DIZELXNYH DWIGATELEJ MOVNO SDELATX SLEDU@]IE WYWODY:
1. dLQ SU]ESTWU@]IH DWIGATELEJ NAIBOLEE REALXNO ISPOLXZOWATX OBOGA]ENIE
KISLORODOM WOZDUHA DO 25%.
2. dLQ PERSPEKTIWNYH DWIGATELEJ SODERVANIE KISLORODA W WOZDUHE MOVNO BYLO
BY DOWESTI DO 30%.
5
dANNYE OGRANIˆENIQ NAKLADYWA@TSQ TEPLOWYMI I MEHANIˆESKIMI NAGRUZKAMI
NA DETALI DWIGATELQ. tEM NE MENEE PRIMENENIE OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA
QWLQETSQ, PO WSEJ WIDIMOSTI, PERSPEKTIWNYM I REALXNYM DLQ DOSTIVENIQ POWY[ENIQ MO]NOSTI DWIGATELQ OT 20 DO 60% I ULUˆ[ENIQ TOPLIWNOJ “KONOMIˆNOSTI OT
2 DO 13 G/KwT·ˆ.
—KOLOGIˆESKIE PROBLEMY
w TO WREMQ KAK SOWREMENNYE DIZELXNYE DWIGATELI IME@T DOWOLXNO WYSOKIE RABOˆIE HARAKTERISTIKI, W OSOBENNOSTI TOPLIWNU@ “KONOMIˆNOSTX, SU]ESTWU@T “KOLOGIˆESKIE PROBLEMY. wYHLOPNYE GAZY SODERVAT OKISLY AZOTA NOx , SAVU, s o,
NESGOREW[IE UGLEWODORODY W TWERDOM I GAZOOBRAZNOM SOSTOQNIQH. oSOBENNO SLEDUET
OTMETITX NESGOREW[IE UGLEWODORODY I SAVU, KOTORYE MOGUT RASSMATRIWATXSQ KAK
POTENCIALXNAQ OPASNOSTX ZDOROWX@ ˆELOWEKA, TAK KAK DOKAZANO, ˆTO ONI SODERVAT
KANCEROGENNYE WE]ESTWA [8]. w NASTOQ]EE WREMQ WO WSEH RAZWITYH STRANAH PRINQTY OˆENX VESTKIE NORMY WYBROSA WREDNYH WE]ESTW DLQ DWIGATELEJ WNUTRENNEGO
SGORANIQ. dANNAQ PROBLEMA [IROKO RASSMATRIWAETSQ TEORETIˆESKIMI I “KSPERIMENTALXNYMI METODAMI (NAPRIMER, RABOTY [8-12]).
pROCESS SGORANIQ W DIZELXNOM DWIGATELE MOVNO RAZDELITX NA DWE FAZY, KAVDAQ
IZ KOTORYH OPREDELQETSQ FUNDAMENTALXNO RAZLIˆNYMI FIZIKO-HIMIˆESKIMI PROCESSAMI. wO WREMQ PERWOJ FAZY ˆASTX TOPLIWA USPEWAET PEREME[ATXSQ WO WREMQ PERIODA ZADERVKI WOSPLAMENENIQ — TAKIM OBRAZOM, ZDESX IMEET MESTO SGORANIE PREDWARITELXNO PODGOTOWLENNOJ TOPLIWO-WOZDU[NOJ SMESI. oDNAKO WSKORE POSLE NAˆALA
PROCESSA SGORANIQ NASTUPAET WTORAQ FAZA — FAZA DIFFUZIONNOGO GORENIQ, TAK KAK
OPREDELQ@]IM STANOWITSQ SME[ENIE TOPLIWA I WOZDUHA. pLAMQ W CILINDRE DIZELXNOGO DWIGATELQ RAZDELQETSQ NA ZONY, BOGATYE TOPLIWOM, GDE I PROISHODIT PROCESS
SAVEOBRAZOWANIQ I FORMIROWANIQ UGLEWODORODOW (n s ), I ZONY INTENSIWNOJ HIMIˆESKOJ REAKCII GORENIQ, GDE FORMIRUETSQ OSNOWNOE KOLIˆESTWO NOx I PROISHODIT
OKISLENIE UGLEWODORODOW, SAVI I s o. wWIDU OTSUTSTWIQ DETALXNOJ INFORMACII OTNOSITELXNO OBRAZOWANIQ WREDNYH WE]ESTW W DIZELXNYH DWIGATELQH, W RABOTAH [9,11]
DLQ POLUˆENIQ “MPIRIˆESKIH KORRELQCIJ BYL ISPOLXZOWAN PROSTOJ PARAMETR DIFFUZIONNOGO PLAMENI — ADIABATIˆESKAQ STEHIOMETRIˆESKAQ TEMPERATURA PLAMENI.
aWTORY DANNYH RABOT SWQZALI SOSTAW WOZDUHA S DANNOJ HARAKTERISTIˆESKOJ TEMPERATUROJ (WARXIRUQ SODERVANIE KISLORODA I AZOTA W WOZDUHE). bYLI POLUˆENY I
OBOB]ENY DANNYE DLQ RQDA DIZELXNYH DWIGATELEJ PO ZAWISIMOSTI SOSTAWA WREDNYH WE]ESTW W WYHLOPNYH GAZAH DWIGATELQ OT ADIABATIˆESKOJ STEHIOMETRIˆESKOJ
TEMPERATURY (FAKTIˆESKI OT SODERVANIQ KISLORODA I AZOTA W WOZDUHE).
nORMALIZOWANNYE REZULXTATY RABOTY [11] PRIWEDENY NA RIS.5 — DLQ NOx , NA
RIS.6 — DLQ SAVI, NA RIS.7 — DLQ UGLEWODORODOW. dANNYE DLQ s o ANALOGIˆNY DANNYM DLQ SAVI IZ-ZA SHOVESTI USLOWIJ OBRAZOWANIQ. dIAPAZON DOBAWLENIQ KISLORODA
W WOZDUH BYL 0-6%, AZOTA 0-15%.
6
rIS.6. zAWISIMOSTX “MISSII ˆASTIC UGLERODA OT TEMPERATURY [11].
rIS.5. nORMALIZOWANNAQ N Ox “MISSIQ W
ZAWISIMOSTI OT TEMPERATURY DLQ RAZLIˆNYH DWIGATELEJ [11].
iZ PRIWEDENNYH DANNYH WIDNO, ˆTO UWELIˆENIE SODERVANIQ KISLORODA W WOZDUHE DO 25-27%
ZNAˆITELXNO UMENX[AET WYBROS SAVI, s o I NESGOREW[IH UGLEWODORODOW. nO PRI “TOM UWELIˆIWAETSQ TAKVE SODERVANIE NOx , KOTOROE MOVET
BYTX SNIVENO DRUGIMI OB]EPRINQTYMI METODAMI: BOLEE POZDNEJ PODAˆEJ TOPLIWA, ULUˆ[ENIEM SMESEOBRAZOWANIQ I PRIMENENIEM NEJTRALIZATOROW. hOTQ W OPREDELENNYH SLUˆAQH MOVNO
PRIMENITX I OBOGA]ENIE WOZDUHA AZOTOM, ˆTO
WIDNO IZ RIS.5, WMESTO ISPOLXZOWANIQ RECIRKULQCII OTRABOTAW[IH GAZOW.
hOLODNYJ ZAPUSK DWIGATELQ
sEGODNQ ODNA IZ GLAWNYH PROBLEM RAZRABOTˆIKOW (OSOBENNO DLQ USLOWIJ rOSSII) — ULUˆ[ENIE HARAKTERISTIK HOLODNOGO ZAPUSKA DI- rIS.7. —MISSIQ UGLEWODORODOW DLQ
ZELXNYH DWIGATELEJ. sU]ESTWUET OPREDELENNAQ RAZLIˆNYH DWIGATELEJ W ZAWISIMOSTI
SWQZX MEVDU KO“FFICIENTOM IZBYTKA WOZDUHA OT TEMPERATURY [11].
7
I TEMPERATUROJ SAMOWOSPLAMENENIQ TOPLIWO-WOZDU[NOJ SMESI. pRI PONIVENNYH
TEMPERATURAH, KOTORYE IME@T MESTO PRI HOLODNOM ZAPUSKE DWIGATELQ, TREBUETSQ
OPREDELENNOE MAKSIMALXNOE ZNAˆENIE KO“FFICIENTA IZBYTKA WOZDUHA [12]. pRIMENENIE OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA ZNAˆITELXNO RAS[IRQET DIAPAZON LOKALXNYH
KO“FFICIENTOW IZBYTKA WOZDUHA, ˆTO PRIWODIT K ULUˆ[ENI@ HARAKTERISTIK HOLODNOGO ZAPUSKA DWIGATELQ. sOKRA]ENIE PERIODA HOLODNOGO ZAPUSKA TAKVE PRIWEDET K
ZNAˆITELXNOMU UMENX[ENI@ WYBROSA WREDNYH WE]ESTW WO WREMQ “TOGO PERIODA.
sLEDUET OTMETITX, ˆTO UROWNI WYBROSA WREDNYH WE]ESTW WO WREMQ PERIODA
HOLODNOGO ZAPUSKA OˆENX WYSOKIE. pO REZULXTATAM MATERIALOW Compact Membrane
Systems, Inc., PRIMENENIE OBOGA]ENNOGO KIcLORODOM WOZDUHA, WO-PERWYH, PRIWEDET
K BOLEE POLNOMU SGORANI@ W CILINDRE DWIGATELQ (BOLEE NIZKIJ UROWENX WYBROSA
UGLEWODORODOW, SAVI I s o), WO-WTORYH, PERIOD PROGREWA DWIGATELQ UMENX[ITSQ,
ˆTO PRIWEDET K UMENX[ENI@ PERIODA ZAPUSKA DWIGATELQ.
uSLOWIQ WYSOKOGORXQ
w USLOWIQH WYSOKOGORXQ WSLEDSTWIE UMENX[ENIQ PLOTNOSTI WOZDUHA OTMEˆAETSQ UHUD[ENIE MO]NOSTNYH, TOPLIWO-“KONOMIˆESKIH I “KOLOGIˆESKIH POKAZATELEJ
DWIGATELEJ. pRIˆINOJ “TOGO QWLQETSQ UMENX[ENIE MASSOWOGO SODERVANIQ WOZDUHA (SLEDOWATELXNO, I KISLORODA) W CILINDRE DWIGATELQ. pRIMENENIE OBOGA]ENNOGO
KISLORODOM WOZDUHA MOVET USTRANITX “TU PROBLEMU.
zAKL@ˆENIE
1. pRIMENENIE OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA (DO 25%-GO SODERVANIQ) W SOWREMENNYH DIZELXNYH DWIGATELQH MOVET IMETX SLEDU@]IE POLOVITELXNYE HARAKTERISTIKI:
– UWELIˆENIE MO]NOSTNYH POKAZATELEJ DO 28%;
– ULUˆ[ENIE TOPLIWNOJ “KONOMIˆNOSTI PRAKTIˆESKI NA WSEH REVIMAH RABOTY
DO 8 G/KwT·ˆ;
– ZNAˆITELXNOE UMENX[ENIE WYBROSA WREDNYH WE]ESTW (SAVA, s o, NESGOREW[IE
UGLEWODORODY);
– ULUˆ[ENIE HOLODNOGO ZAPUSKA DWIGATELQ (UMENX[ENIE PERIODA ZAPUSKA, UMENX[ENIE WYBROSA WREDNYH WE]ESTW);
– ULUˆ[ENIE MO]NOSTNYH, TOPLIWO-“KONOMIˆESKIH I “KOLOGIˆESKIH HARAKTERISTIK DWIGATELEJ W USLOWIQH WYSOKOGORXQ;
2. pRIWEDENNYE WYWODY DLQ DIZELXNYH DWIGATELEJ W OPREDELENNOJ MERE SPRAWEDLIWY I DLQ DRUGIH TEHNIˆESKIH USTROJSTW, ISPOLXZU@]IH PROCESSY GORENIQ
RAZLIˆNOGO WIDA TOPLIW: BENZINOWYE I GAZOWYE DWIGATELI WNUTRENNEGO SGORANIQ,
TOPKI I PEˆI, GAZOTURBINNYE USTANOWKI I DWIGATELI, AWIACIONNYE I A“ROKOSMIˆESKIE SILOWYE USTANOWKI, RAZLIˆNYE DOVIGATELI I T.D.
3. kROME “TOGO, PRIMENENIE OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA MOVET POZWOLITX
ISPOLXZOWANIE BOLEE WQZKIH I TQVELYH TOPLIW W WY[EPEREˆISLENNYH USTROJSTWAH.
8
4. sLEDUET OTMETITX, ˆTO W NEKOTORYH SLUˆAQH DLQ OPREDELENNYH REVIMOW
MOVET BYTX ISPOLXZOWAN I PROCESS OBOGA]ENIQ WOZDUHA AZOTOM, A NE KISLORODOM.
—TO POLOVITELXNO SKAVETSQ NA WYBROSE NOx . kROME “TOGO, OBOGA]ENNYJ AZOTOM
IONIZIROWANNYJ WOZDUH MOVET BYTX PRIMENEN W USTOJSTWAH NEJTRALIZACII NOx W
WYHLOPNYH GAZAH RAZLIˆNYH USTROJSTW.
aWTORY WYRAVA@T GLUBOKU@ PRIZNATELXNOSTX Compact Membrane Systems, Inc.
ZA PREDOSTAWLENNU@ INFORMACI@ I DOKTORU TEHNIˆESKIH NAUK w.n. kAMINSKOMU ZA
PODDERVKU I POLEZNYE OBSUVDENIQ.
sPISOK LITERATURY
[1] oLISOW p.a., zEFIROW a.a. pROGRAMMA TERMODINAMIˆESKOGO RASˆETA dws
“OTEPL”. wERSIQ 1.0. rUKOWODSTWO POLXZOWATELQ. — npf “tURBOTEHNIKA”,
1990.
[2] Watson N., Janota M.S. Turbocharging the internal combustion engine. MacMillan
Press, 1982.
[3] Marzouk M. Simulation of turbocharged diesel engine under transient conditions.
PhD Thesis, University of London, 1976.
[4] Borman G.L. Mathematical simulation of internal combustion engine processes.
PhD Thesis, University of Wisconsin, 1964.
[5] McAulay K.J., Chen S.K., Tang W., Borman C.L., Myers P.S., Ujehara O.A.
Development and evaluation of the simulation of compression-ignition engine. SAE
Paper 650451, 1965.
[6] Streit E.E., Borman C.L. Mathematical simulation of a large turbocharged twostroke diesel engine. SAE Paper 710176, 1971.
[7] pROWEDENIE BAZOWYH RASˆETOW DIZELXNOGO DWIGATELQ MODELI 21413. nAUˆNOTEHNIˆESKIJ OTˆET, “TAP 3.4 — npf “tURBOTEHNIKA”, 1991.
[8] Andrews G.E., Iheozor-Ejiofor I.E., Oeapipatanakul S. Unburnt hydrocarbon and
polynuclear aromatic hydrocarbon emission and their relationship to diesel fuel
composition. — In: Int. Conf. on Combustion in Engineering. Paper C73/83,
IMechE, 1983.
[9] Ahmad T., Plee S.L., Myers J.P. Diffusion flame temperatureits influence on diesel
engine particulate and hydrocarbon emissions. IMechE Conference. Diesel engines
for passenger cars and light duty vehicles. Paper C101/82, IMechE, 1982.
9
[10] Kamimoto N., Matsuoka S., Miyairi Y. Soot oxidation rate in the flame in DI
diesel engine. — IMechE Conference. Diesel engines for passenger cars and light
duty vehicles. Paper C103/82, IMechE, 1982.
[11] Ahmad T., Plee S.L. Application of flame temperature correlation to emissions
from direct-injection diesel engine. SAE Paper 831734, 1983.
[12] Norris-Jones S.R., Hollis T., Waterhouse C.N.F. A study of the formation of
particulates in the cylinder of direct-injection diesel engine. SAE Paper 840419,
1984.
[13] Phatak R., Nakamura T. Cold startability of open-chamber direct-injection diesel
engines-Part 1: Measurement technique and effects of compression ratio. SAE Paper
831335, 1983.
rUKOPISX POSTUPILA 4 I@NQ 1998 G.
10
w.n.pELE[KO, p.a.oLISOW.
wLIQNIE PRIMENENIQ OBOGA]ENNOGO KISLORODOM WOZDUHA NA HARAKTERISTIKI
DIZELXNYH DWIGATELEJ.
oRIGINAL-MAKET PODGOTOWLEN S POMO]X@ SISTEMY LaTEX.
rEDAKTOR n.w.eVELA.
tEHNIˆESKIJ REDAKTOR n.w.oRLOWA.
pODPISANO K PEˆATI
09.06.98.
fORMAT 60 × 84/8.
pEˆ.L. 1,25.
uˆ.-IZD.L. 0,96.
tIRAV 150.
zAKAZ 194.
lr ß020498 17.04.97.
gnc rf iNSTITUT FIZIKI WYSOKIH “NERGIJ
142284, pROTWINO mOSKOWSKOJ OBL.
oFSETNAQ PEˆATX.
iNDEKS 3649.
iNDEKS 3649
p r e p r i n t 98–40,
i f w —,
1998