Analiza sprawności ogólnej i parametrów ekologicznych silnika dwusuwowego ZI z bezpośrednim wtryskiem paliwa
Wariant tytułu
Analysis of total efficiency and ecological parameters of SI two-stroke engine with direct fuel injection
Autor
Forma, Marian
Promotor
dr hab. inż. Władysław Mitianiec
Data wydania
2010
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
Praca dotyczy zastosowania bezpośredniego wtrysku paliwa w dwusuwowym silniku ZI ze względu na zmniejszenie emisji szkodliwych składników spalin i zwiększenie sprawności ogólnej. Opracowano model matematyczny oraz algorytm obliczeń bezpośredniego wtrysku paliwa i procesu jego odparowania w silniku dwusuwowym. Przeprowadzono badania symulacyjne procesów termodynamicznych silnika 2-suwowego w programach komputerowych opartych na modelu 0- i 1-wymiarowym (GT-Power) celem określenia parametrów wtrysku. Modelowano proces wtrysku paliwa i spalania za pomocą programu KIVA-3V dla głowicowego i bocznego wtrysku paliwa w celu określenia korzystnych parametrów wtrysku. Zbudowano stanowisko badawcze z silnikiem Robin EC12 (115 cm3) z przystosowaniem go do systemu wtrysku paliwa wraz ze sterowaniem układu wtryskowego. Wyznaczono charakterystyki szybkościowe standardowego silnika gaźnikowego. Następnie badano parametry pracy silnika i emisję wybranych składników spalin dla niektórych prędkości obrotowych i stopnia otwarcia przepustnicy powietrza w zależności od ustalonych parametrów wtrysku paliwa. Wyznaczono charakterystyki obciążeniowe dla tych parametrów. Praca zawiera wyniki pomiarów ciśnień w cylindrze i skrzyni korbowej wtryskowego silnika celem wyznaczenia wydzielania się ciepła (funkcja Wiebe). Porównano parametry robocze i emisję składników spalin silnika z bezpośrednim wtryskiem paliwa i silnika gaźnikowego. Wykazano zwiększenie sprawności ogólnej silnika od 18 do 28%, 10-krotne zmniejszenie objętościowego stężenia węglowodorów oraz tlenku węgla z 7% do 2% (n≈ 4000 obr/min).
The paper concerns an application of the direct fuel injection (DFI) in a two-stroke SI engine in respect to decreasing of emission of toxic exhaust gas components and increasing of total efficiency. The mathematical model and calculation algorithm of DFI engine and fuel vaporization process was elaborated. Simulation of thermodynamic processes of 2-stroke engine by using of computer programs basing on 0- and 1D code (GT-Power) were carried out in order to definition of injection parameters. Fuel injection and combustion processes by using KIVA-3V program were modeled for the head cylinder and side cylinder injection in order to find the best injector position. The test stand with Robin EC12 engine (115 cc) was built with adaptation to direct fuel injection and electronic control system. Speed characteristics of standard carburetted engine were determined. Then the engine work parameters and emission of chosen toxic exhaust gas components were tested for chosen engine speeds and throttle opening in dependence on fixed fuel injection parameters. Load characteristics for these parameters were also determined. The dissertation includes results of pressure measurements in the cylinder and crankcase in order to determine the heat release (Wiebe function). The work parameters and emission of exhaust gas components of the DFI two-stroke and carburetted engine were compared. One indicates an increase of total efficiency from 18 to 28%, 10 times decreasing of volumetric concentration of hydrocarbons and carbon monoxide from 7 to 2% (n=4000 rpm).
Klasyfikacja PKT
371920 Maszyny i urządzenia energetyczne
371900 Przemysł maszynowy
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
