Opis
Monografia poświęcona optyczno-numerycznej analizie wpływu przebiegu procesów wtrysku i spalania paliwa na parametry energetyczne i skład spalin silnika o zapłonie samoczynnym, w którym zmieniano kolejno wybrane parametry konstrukcyjne, regulacyjne, paliwowe i eksploatacyjne. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano, że zastosowane optyczne metody filmowania szybkozmiennych procesów wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika w połączeniu z termowizją płomienia, realizowane w funkcji kąta obrotu wału korbowego silnika, dają dodatkowe, istotne merytorycznie informacje podczas badań naukowych wpływu stosowanych zmiennych konstrukcyjnych, regulacyjnych lub paliwowych na skład spalin i sprawność ogólną silnika spalinowego.Oprócz zdjęć wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika dla charakterystycznych parametrów (np. początku samozapłonu, spalania kinetycznego, spalania dyfuzyjnego itp.), przeanalizowano również zmienność zasięgu i prędkości oraz kąta czoła strugi wtryskiwanego paliwa do cylindra silnika przy różnych zmiennych. Dodatkowo zmierzono pola powierzchni płomienia objętego izotermami o różnych temperaturach dla wprowadzanych zmian konstrukcyjnych, regulacyjnych, eksploatacyjnych i paliwowych silnika.
Książka jest przeznaczona głównie dla pracowników naukowych, doktorantów i studentów wyższych uczelni technicznych oraz wszystkich zainteresowanych problematyką sprawności i ekologii procesu spalania paliwa w silnikach o zapłonie samoczynnym.
Spis treści
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 3
1. WPROWADZENIE 5
2. STANOWISKO BADAWCZE 8
3. METODYKA POMIARÓW I OBLICZEŃ 16
3.1. Parametry energetyczne silnika 16
3.2. Stężenie gazowych składników spalin 18
3.3. Emisja cząstek stałych w spalinach silnika 24
3.4. Pomiar zadymienia spalin 34
3.5. Pomiary szybkozmiennych przebiegów ciśnienia czynnika roboczego 36
3.6. Bezwymiarowy współczynnik wykorzystania ciepła xi(α) 40
3.6.1. Wewnętrzny bilans energii w cylindrze 40
3.6.2. Ustalenie początku i końca spalania 42
3.6.3. Obliczenie przebiegu zmiany objętości czynnika roboczego 43
3.6.4. Obliczenie przebiegu zmian temperatury spalania 44
3.6.5. Obliczenie przebiegu zmian współczynnika wykorzystania ciepła 44
3.7. Ciepło wykorzystane w procesie spalania Qi(α) 46
3.8. Charakterystyka wtrysku paliwa 47
3.9. Optyczna analiza przebiegu wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 51
3.10. Rozkład temperatury w płomieniu – metoda dwu kolorów 57
3.10.1. Wprowadzenie 57
3.10.2. Podstawowe prawa i pojęcia dotyczące promieniowania cieplnego stosowane w metodzie dwu kolorów 57
3.10.3. Model płomienia sadzowego 61
3.10.4. Wykorzystanie metody dwu kolorów 63
4. WPŁYW PALIW ROŚLINNYCH NA PRZEBIEG PROCESU SPALANIA 67
4.1. Podstawowe parametry pracy silnika 67
4.2. Parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła 78
4.3. Wizualizacja wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 93
5. WPŁYW ŚREDNICY OTWORÓW WYLOTOWYCH ROZPYLACZA NA PRZEBIEG PROCESU SPALANIA 116
5.1. Podstawowe parametry pracy silnika 116
5.2. Parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła 121
5.3. Wizualizacja wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 128
6. WPŁYW POCZĄTKU WTRYSKU PALIWA NA PRZEBIEG PROCESU SPALANIA 150
6.1. Podstawowe parametry pracy silnika 150
6.2. Parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła 156
6.3. Wizualizacja wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 171
7. WPŁYW OBCIĄŻENIA SILNIKA NA PRZEBIEG PROCESU SPALANIA 195
7.1. Podstawowe parametry pracy silnika 195
7.2. Parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła 199
7.3. Wizualizacja wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 210
8. WPŁYW PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILNIKA NA PRZEBIEG PROCESU SPALANIA 224
8.1. Podstawowe parametry pracy silnika 224
8.2. Parametry wykresów indykatorowych i prędkości wywiązywania się ciepła 227
8.3. Wizualizacja wtrysku i spalania paliwa w cylindrze silnika 237
9. PODSUMOWANIE 259
LITERATURA 262
