Меры по уменьшению стука в газовом двигателе внутреннего сгорания


https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-4-339-348

Полный текст:


Аннотация

В статье изучается влияние различных технологий на уменьшение детонации при сгорании. Среди рассматриваемых вопросов следует упомянуть следующие: сверхрасширенный цикл, регулируемые фазы газораспределения, внутренняя рециркуляция и рециркуляция отработанных газов, обеднение горючей смеси и охлаждение заряда в цилиндре. Исследования направлены на изучение влияния используемых технологий на снижение интенсивности детонации, вредных выбросов и работу двигателя. Результаты испытаний получены в ходе экспериментальных исследований, основанных на сборе данных о давлении сгорания в цилиндрах. Кроме того, изучались методы расчета интенсивности детонации. Эти методы основаны на пульсациях давления сгорания в цилиндрах. Интенсивность детонации сгорания, выраженная максимальным пиком пульсаций давления в цилиндре, показывает отрицательную корреляцию с отношением как рециркуляции отработанных газов, так и с отношением относительной эквивалентности – лямбда. Что касается каталитического нейтрализатора, установленного на линии выхлопной трубы, применение рециркуляции отработанных газов представляется лучшим решением для уменьшения детонации с последующим обеднением горючей смеси, поскольку каталитическому нейтрализатору требуется стехиометрическая смесь для эффективного подавления окислов азота. При этом применение чрезмерно расширенного цикла к двигателю внутреннего сгорания, работающему на водороде или коксовом газе, снижает интенсивность потенциальной детонации на 50 % по сравнению с циклом Отто при всех нагрузках. Кроме всего прочего, чрезмерно расширенный цикл способствует увеличению теплового коэффициента полезного действия двигателя. Обобщая результаты исследований, можно сказать, что все предложенные меры и технологии могут быть успешно реализованы на практике в стационарных двигателях, а также в тяговых двигателях, работающих на природном газе или газообразном возобновляемом топливе.


Об авторе

С. Швайя
Ченстоховский технологический университет
Польша

Адрес для переписки: Швайя Станислав – Ченстоховский технологический университет, ул. Дабровскего, 69, 42-201, г. Ченстохова, Республика Польша. Тел.: +48 343 250-524

szwaja@imc.pcz.czest.pl





Список литературы

1. White C. M., Steeper R. R., Lutz A. E. (2006) The Hydrogen-Fueled Internal Combustion Engine: a Technical Review. International Journal of Hydrogen Energy, 31 (10), 292–1305. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2005.12.001.

2. Sierens R., Verhelst S. (2010) Experimental Study of a Hydrogen Fuelled Engine. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 123 (1), 211–216. https://doi.org/10.1115/1.1339989.

3. Heywood J. B. (1988) Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill Inc. 930.

4. Szwaja S., Bhandary K. R., Naber J. D. (2007) Comparison of Hydrogen and Gasoline Combustion Knock in a Spark Ignition Engine. International Journal of Hydrogen Energy, 32 (18), 5076–5087. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2007.07.063.

5. Naber J. D., Szwaja S. (2007) Statistical Approach to Characterise Combustion Knock in the Hydrogen Fuelled SI Engine. Journal of Kones – Powertrain and Transport, 14 (3), 443–450.

6. Brunt M., Pond C., Biundo J. (1998) Gasoline Engine Knock Analysis Using Cylinder Pressure Data. SAE Technical Paper Series, 980896. https://doi.org/10.4271/980896.

7. Szwaja S., Naber J. D. (2008) Impact of Leaning Hydrogen-Air Mixtures on Engine Combustion Knock. Journal of Kones – Powertrain and Transport, 15 (2), 483–492.

8. Szwaja S., Naber J. D. (2007) Exhaust Gas Recirculation Strategy in the Hydrogen SI Engine. Journal of Kones – Powertrain and Transport, 14 (2), 457–464.

9. Szwaja S., Naber J. D. (2013) Dual Nature of Hydrogen Combustion Knock. International Journal of Hydrogen Energy, 38 (28), 12489–12496. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.07.036.

10. Szwaja S., Ansari E., Rao S., Szwaja M., Grab-Rogalinski K., Naber J. D., Pyrc M. (2018) Influence of Exhaust Residuals on Combustion Phases, Exhaust Toxic Emission and Fuel Consumption from a Natural Gas Fueled Spark-Ignition Engine. Energy Conversion and Management, 165, 440–446. https://doi.org/10.1016/j.enconman. 2018.03.075.

11. Yang Z., Rao S., Wang Y., Harsulkar J., Ansari E., Narasimhamurthy N. M., Dice P., Naber J. D., Lonari Y., Szwaja S. (2018) Investigation of Combustion Knock Distribution in a Boosted Methane-Gasoline Blended Fueled SI Engine. SAE Technical Paper Series, 2018-01-0215. https://doi.org/10.4271/2018-01-0215.

12. Grab-Rogaliński K., Szwaja S. (2017) Combustion of the Biomethane in an IC Over-Expanded Engine. 2017 International Conference on Green Energy and Applications. https://doi.org/10.1109/icgea.2017.7925473.

13. Grab-Rogalinski K., Szwaja S. (2015) Influence of Intake Valve Closure Angle on IC Engine Indicated Parameters. Journal of Kones, 22 (3), 29–35.

14. Grab-Rogalinski K., Szwaja S. (2015) Miller Cycle Application to the Gaseous Supercharged SI Engine. Combustion Engines, R.44 3 (162), 881–885.

15. Grab-Rogaliński K., Szwaja S., Tutak W. (2014) The Miller Cycle Based IC Engine Fueled with a CNG/Hydrogen. Journal of Kones – Powertrain and Transport, 21 (4), 137–144. https://doi.org/10.1109/icgea.2017.7925473.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Швайя С. Меры по уменьшению стука в газовом двигателе внутреннего сгорания. НАУКА и ТЕХНИКА. 2020;19(4):339-348. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-4-339-348

For citation: Szwaja S. Knock Reduction Measures in the Gas Fuelled Internal Combustion Engine. Science & Technique. 2020;19(4):339-348. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-4-339-348

Просмотров: 46

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)