ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обзорная информация Общие положения из "Влияние геометрии камеры сгорания на экологические и экономические показатели газового двигателя " Гайворонский А.И., Савченков Д.А. Влияние геометрии камеры сгорания на экологические и экономические показатели газового двигателя Обз. инф. - М. ООО ИРЦ Газпром , 2006. - 80 с. (Транспорт и подземное хранение газа). [c.2] В обзоре рассматривается актуальная проблема влияния внутренней геометрии камеры сгорания на протекание рабочего процесса форсированного газового двигателя транспортного назначения. Приводятся результаты экспериментальных исследований ведущих зарубежных организаций, специализирующихся на разработке технологий создания газовых двигателей, удовлетворяющих современным требованиям по экологическим и экономическим показателям. Показано, что даже незначительное изменение конструктивных показателей камеры сгорания может привести к серьезному ухудшению (или улучшению) экономичности при возрастании (или уменьшении) эмиссии токсичных составляющих в продуктах сгорания. [c.2] Работа направлена на информационное обеспечение приоритетной научно-технической проблемы 4.3 Развитие, совершенствование и оптимизация структуры транспортно-распределительной сети ЕСГ, технологий, систем хранения и поставок компримированного и сжиженного природного газа . [c.2] Топливно-энергетическая и экологическая ситуация, складывающаяся в Российской Федерации и в мире, свидетельствует о том, что природный газ, используемый в качестве моторного топлива, является реальной альтернативой жидким углеводородным топливам. Это вытекает из физико-химических свойств метана высокое октановое число, широкий диапазон воспламенения по коэффициенту избытка воздуха, способность образовывать гомогенную с воздухом смесь, низкая фотохимическая активность и, в перспективе, более низкая по сравнению с дизельным топливом токсичность отработавших газов. Однако природный газ только тогда является экологически чистым топливом, когда решены проблемы с организацией соответствующего рабочего процесса и аппаратурой, его обеспечивающей. [c.3] В условиях конвертации (перевода) находящихся в эксплуатации дизельных двигателей для работы на природном газе (те. для так называемого вторичного рынка газоиспользующей техники) выбор возможного способа организации рабочего процесса ограничивается технологическими возможностями ремонтных подразделений транспортных предприятий. Поэтому самым распространенным является расточка поршней под степень сжатия, исключающую появление детонации в цилиндре двигателя, с последующей организацией процессов подачи топливовоздушной смеси во впускную систему и ее воспламенение. При этом на конфигурацию камеры сгорания (КС), на ее расположение относительно впускных и выпускных клапанов и свечи зажигания, как правило, не обращают никакого внимания. Однако содержание токсичных компонентов в процессе окисления метановоздушной смеси и тепловые потери в стенки камеры сгорания во многом определяются характером распространения фронта пламени, что, в свою очередь, зависит от состава смеси, геометрии впускных органов (на которую при конвертации трудно повлиять) и камеры сгорания (где есть некоторая свобода выбора). [c.3] Учитывая вышесказанное, в обзоре детально рассматриваются результаты работ ведущих научно-исследовательских организаций, направленных на совершенствование камеры сгорания газовых двигателей (конвертированных из дизельных), работающих на природном газе. [c.3] Коэффициент избытка воздуха сх является важнейшим фактором, влияющим на экологические и экономические показатели газового двигателя. На рис. 1 показаны типичные характеристики изменения индикаторного КПД, среднего эффективного давления, концентраций окислов азота и углеводородов в продуктах сгорания от состава газовоздушной смеси [1, 2]. Начиная со значений а = 1,1-ь1,15 обеднение смеси приводит к непрерывному уменьшению концентраций окислов азота, которые при а 2,0 могут составлять 2,0-5-2,5 г/кВт ч., что удовлетворяет очень жестким требованиям Европейских стандартов Еиго-5 и ТА-1ий. Однако эффективность процесса сгорания при этом ухудшается из-за нестабильности окислительных процессов в отдельных зонах камеры сгорания, что приводит, начиная с а 1,2, к росту концентрации несгоревших углеводородов. [c.4] Основной характеристикой топлива дизельных двигателей является цетановое число, определяющее в конечном итоге температуру самовоспламенения свежего заряда при той или иной степени его обеднения. [c.4] Повышение давления смеси приводит к понижению температуры самовоспламенения, которая является параболической функцией относительно а и имеет минимум при а = 1,0-5-1,1, что видно из представленного ниже рис. 2. [c.5] Наибольшую скорость распространения пламени для стехиомет-рических смесей имеет водород (= 2,7 м/с), примерно в восемь раз превышающий скорость сгорания метана (0,2-5-0,23 м/с). [c.6] Вернуться к основной статье