Астраханский государственный технический университет (зав. кафедрой физики)
Россия
Россия
ГРНТИ 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 55.42 Двигателестроение
ГРНТИ 55.45 Судостроение
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
Рассматривается организация рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания, направленная на увеличение экологической безопасности и степени использования тепловой энергии рабочего тела с целью повышения энергетической эффективности и экологической безопасности судовых, стационарных и транспортных двигателей. В современном двигателестроении процесс подвода теплоты в цикл (впрыск топлива, смесеобразование, сгорание) изучен всесторонне и усовершенствован. Проведён анализ термодинамического цикла. Перечислены недостатки рабочего процесса (с позиции преобразования химической энергии топлива в механическую энергию) поршневого двигателя с кривошипно-шатунным механизмом: неполнота сгорания топлива, потери теплоты с отработанными газами и охлаждающей жидкостью, механические потери в двигателе и др. Отмечено, что вследствие малого хода расширения отсутствует возможность полного преобразования тепловой энергии рабочего тела в результате сгорания топлива в механическую работу. Рассматриваются возможности повышения эффективности рабочего цикла двигателей внутреннего сгорания. Дополнительный прирост внутренней энергии рабочего тела, полученный путём уменьшения потерь в систему охлаждения за счёт теплоизоляции цилиндра, переходит в увеличенные потери с отработавшими газами. Предлагается ввести воду в цилиндр после достижения максимальной температуры цикла, что способствует снижению температуры газов, уменьшению температурного перепада и интенсивности теплообмена. Предложено провести испытания с различными моментами подачи воды, что позволит определить влияние воды на процесс догорания топлива. Обоснована необходимость расчёта различных ситуаций, поскольку количество воды будет различным. Рассчитанный впрыск воды в конце процесса сгорания способен упростить очистку и повысить энергетическую эффективность двигателя без значительных усложнений основных его элементов.
энергетическая эффективность, экологическая безопасность, термодинамический цикл, рабочий процесс, тепловая энергия, давление в цилиндре, теплоизоляция
1. Конкс Г. А., Лашко В. А. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта. М.: Машиностроение, 2005. 512 с.
2. Возницкий И. В., Пунда А. С. Судовые двигатели внутреннего сгорания. М.: МорКнига, 2008. 283 с.
3. Тер-Мкртичьян Г. Г. Двигатели внутреннего сгорания с нетрадиционными рабочими циклами: учеб. пособие. М.: МАДИ, 2015. 80 с.
4. Хоанг Коанг Лыонг. Повышение эксплуатационной эффективности судового ДВС за счёт обоснованного выбора способа смесеобразования и компоновочной схемы двигателя: дис. … канд. техн. наук. Астрахань, 2017. 133 с.
5. Архангельский В. М., Вихерт М. М., Воинов А. Н. и др. Автомобильные двигатели / под ред. М. С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. 591 с.
6. Цикл Аткинсона: как это работает. URL: https://auto.today/bok/1170-cikl-atkinsona.html (дата обращения: 04.10.2018).
7. Дьяченко Н. Х., Костин А. К. и др. Теория двигателей внутреннего сгорания / под ред. Н. Х. Дьяченко. Л.: Машиностроение, 1974. 552 с.
8. Семикин В. М. Анализ области применения жидкостной нейтрализации отработавших газов дизелей // Автомобил. трансп. 2008. Вып. 22. С. 128-131.
