Особливості моделювання процесу згоряння синтез-газу в поршневих двигунах

Abstract

Метою роботи є аналіз особливостей робочого процесу у двигунах внутрішнього згоряння при використанні синтетичного газу зі значним вмістом водню. На теперішній час ефективне використання синтетичного газу дозволяє використати енергетичні ресурси спиртових палив та суттєво підвищити екологічні показники двигунів. Крім того, виробництво синтетичного газу на борту транспортного засобу певним чином дозволяє під-вищити паливну економічність двигуна за рахунок використання енергії випускних газів. У статті розглянуто особливості процесу згоряння синтез-газу у робочому циліндрі двигуна внутрішнього згоряння з іскровим запалюванням. Метою дослідження також є оцінка параметрів тепловиділення синтез-газу. Найбільш суттєвим результатом є отримання залежностей для визначення поточного значень показника характеру згоряння m і тривалості згоряння φz в моделі тепловиділення професора І. І. Вібе для двигунів з іскровим запалюванням, що працюють на синтез-газі з діапазоном зміни коефіцієнта надлишку повітря α (1,0...2,2) та варіюванням вмісту водню у складі палива 30...100 % за об'ємом. Встановлено змінність показника згоряння m (1.6…5.5) у напівемпіричній моделі тепловиділення професора І. І. Вібе, що у більшою мірою відповідає реальному закону тепловиділення при експериментальних дослідженнях.

The purpose of the work is to analyze the features of the working process in internal combustion engines when using synthetic gas with significant hydrogen content. At present, the effective use of synthetic gas allows you to use the energy resources of alcohol fuels and significantly increase the environmental performance of engines. In addition, the production of synthetic gas on board a vehicle in a certain way allows you to increase the fuel efficiency of the engine by using the energy of exhaust gases. The article considers the features of the combustion process of synthesis gas in the working cylinder of an internal combustion engine with spark ignition. The purpose of the study is also to estimate the parameters of heat release of synthesis gas. The most significant result is to obtain dependencies for determining the current values of the combustion character indicator m and the combustion duration φz in the heat release in professor's I. I. Wiebe model for spark-ignition engines operating on synthesis gas with a range of changes in the excess air coefficient α (1.0...2.2) and a variation in the hydrogen content in the fuel composition of 30...100% by volume. The variability of the combustion index m (1.6...5.5) in the semi-empirical heat release in professor's I. I. Wiebe model has been established, which largely corresponds to the real law of heat release in experimental studies.