DSc in Engineering
д.т.н.
During starting and after-starting warm-up periods of the engine, fuel supplied to the combustion chamber by the injector heats and partially evaporates by means of compressed air exergy. In this case, mainly forms large drops, the amount of which can reach 85…90 % in the cyclic feed. Large drops can not completely evaporate, reach the cold combustion chamber walls, where they condense and don’t participate in combustion, which worsens starting qualities and increases incompleteness of combustion. Clearly that improvement of starting qualities of diesel engine and reducing of combustion incompleteness during after-starting period can be accomplished by the increasing of air charge exergy in the end of compression stroke, or increasing of fuel exergy which sprays in combustion chamber. Experimental research have shown that engines which equipped with traditional fuel system with injection pressure up to 20 MPa, fuel activation provides mainly (on 96,8 %) by means of air charge exergy. The structure of air charge exergy losses is distributed as follows: to heat the fuel to average boiling point - 75 %, evaporation - 12,5 % and 12,5 % - to heat the fuel vapor of total evaporation losses. Thus, a high level of air charge energy supply makes possible to control the quality of fuel mixture formation during starting and after-starting warm-up periods by means of changing the value of thermomechanical part of fuel spray exergy.
В период пуска и послепускового прогрева двигателя подаваемое форсункой в камеру сгорания топливо нагревается и частично испаряется за счет эксергии сжатого воздуха. При этом в основном образуются крупные капли, количество которых в цикловой подаче может достигать 85…90 %. Крупные капли не могут полностью испариться, достигают холодных стенок камеры сгорания, где конденсируются и не принимают участия в сгорании, ухудшая пусковые качества и увеличивая неполноту сгорания в период пуска и послепускового прогрева. Очевидно, что улучшение пусковых качеств дизеля и снижение неполноты сгорания в послепусковой период можно осуществлять путем повышения эксергии воздушного заряда в конце такта сжатия или увеличения эксергии топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания. Цель исследований - повышение пусковых качеств дизельных двигателей и снижение неполноты сгорания топлива в пусковой и послепусковой период путем управления активностью топливных факелов. При выполнении исследований использовался эксергетический метод. Эксергетический метод базируется как на первом, так и на втором законах термодинамики, учитывает потери от необратимости реальных процессов и позволяет оценить степень термодинамического совершенства рассматриваемых систем. Экспериментальные исследования показали, что у двигателей, которые имеют традиционную систему питания с давлением до 20 МПа, активация топлива осуществляется в основном (на 96,8 %) за счет эксергии заряда воздуха. Структура потерь эксергии заряда воздуха распределяется следующим образом: на нагрев топлива до средней температуры кипения - 75 %, на испарение - 12,5 % и 12,5 % - на перегрев паров топлива от общих суммарных затрат на испарение. Таким образом, высокий уровень энергообеспеченности заряда воздуха позволяет управлять качеством процесса смесеобразования в период пуска и послепускового прогрева путем изменения величины термомеханической составляющей эксергии топливных факелов.