Numerical study of the process of compressing a turbulized two-temperature air charge in the diesel engine
| Autor: | Evgen Slepuzhnikov, Igor Khmyrov, K. V. Korytchenko, Dmytro Dubinin, Andrei Lisnyak, Anatoliy Kasimov |
|---|---|
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
Materials science
cold start diesel engine numerical study compression process engine start facilitation Field (physics) 020209 energy 0211 other engineering and technologies UDC 621.436 Energy Engineering and Power Technology 02 engineering and technology Diesel engine Industrial and Manufacturing Engineering Cylinder (engine) law.invention Diesel fuel law Management of Technology and Innovation lcsh:Technology (General) 021105 building & construction 0202 electrical engineering electronic engineering information engineering lcsh:Industry Electrical and Electronic Engineering Cold start (automotive) холодний пуск дизельний двигун чисельне дослідження процес стиснення полегшення пуску Applied Mathematics Mechanical Engineering Charge (physics) Mechanics Compression (physics) холодный пуск дизельный двигатель численное исследование процесс сжатия облегчение пуска Computer Science Applications Vortex Control and Systems Engineering lcsh:T1-995 lcsh:HD2321-4730.9 |
| Zdroj: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6, № 5 (96) (2018): Applied physics; 49-53 Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 6, № 5 (96) (2018): Прикладная физика; 49-53 Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 6, № 5 (96) (2018): Прикладна фізика; 49-53 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol 6, Iss 5 (96), Pp 49-53 (2018) |
| ISSN: | 1729-4061 1729-3774 |
| DOI: | 10.15587/1729-4061.2018.150376 |
| Popis: | We have investigated the issue on improving energy efficiency of systems that facilitate the start of diesel engines by heating the air charge. The enhanced energy efficiency is based on the heating of part of the charge only. The result is the formed air charge in the engine cylinder, which consists of two layers of air with different temperatures.To substantiate the new method for facilitating the cold start of the multi-liter diesel engine, a numerical study into the compression of a different-temperature air charge in the engine was conducted. Using an engine of the type 6TD as an example, we have numerically studied a change in the temperature field of the charge at compression, taking into consideration the vortex flows that arise when a charge forms in the engine's cylinder. Based on an analysis of the temperature field in the charge, we have identified the existence of conditions for a reliable self-ignition of fuel in the charge at its compression. In order to form two layers of air with a different temperature, we first assigned, under conditions of modeling, the injecting of cold air into the engine's cylinder at a temperature of 253 K. Next, the heated air was injected at a temperature of 773 K. A volumetric fraction of the heated air in the charge was 10 %.Based on the simulation results, it was established that the existence of charge layers with different temperatures is retained at compression. We have confirmed that the temperature of the fuel auto-ignition in the pre-heated layer of air could be achieved at the intake air temperature of −20 °C.The results obtained could be applied to substantiate the requirements for the energy-efficient systems that facilitate a cold start of the diesel engines Досліджувалася проблема підвищення енергоефективності систем полегшення пуску дизельних двигунів за рахунок підігрівання повітряного заряду. В основу підвищення енергоефективності закладено підігрівання лише частини заряду. У результаті в циліндрі двигуна утворюється повітряний заряд, що складається з двох шарів повітря з різною температурою.Для обґрунтування нового методу полегшення холодного пуску багатолітрового дизельного двигуна проведено чисельне дослідження стиснення різнотемпературного повітряного заряду в двигуні. Чисельно досліджувалася зміна температурного поля заряду під час стиснення з урахуванням вихрових потоків, що виникають при формуванні заряду в циліндрі двигуна на прикладі двигуна типу 6ТД. З аналізу температурного поля заряду виявлено наявність умов для надійного самозаймання палива у заряді під час його стиснення. Для формування двох шарів повітря, що мають різну температуру, за умов моделювання задавалося спочатку нагнітання холодного повітря в циліндр двигуна при температурі 253 K. Далі здійснювалось нагнітання підігрітого повітря при температурі 773 K. Об'ємна доля підігрітого повітря в заряді склала 10 %.За результатами моделювання виявлено, що при стисненні зберігається наявність шарів заряду з різними температурами. Підтверджено досягнення температури самозаймання палива в попередньо підігрітому шарі повітря при температурі впускного повітря – 20 °С.Отримані результати можуть бути використані для обґрунтування вимог до енергоефективних систем полегшення холодного пуску дизельних двигунів Исследовалась проблема повышения энергоэффективности систем облегчения пуска дизельных двигателей за счет подогрева воздушного заряда. В основу повышения энергоэффективности заложен подогрев только части заряда. В результате в цилиндре двигателя образуется воздушный заряд, состоящий из двух слоев воздуха с разной температурой.Для обоснования нового метода облегчения холодного пуска многолитрового дизельного двигателя проведено численное исследование сжатия разнотемпературного воздушного заряда в двигателе. Численно исследовалось изменение температурного поля заряда при сжатии с учетом вихревых потоков, возникающих при формировании заряда в цилиндре двигателя на примере двигателя типа 6ТД. Из анализа температурного поля заряда выявлено наличие условий для надежного самовоспламенения топлива в заряде во время его сжатия. Для формирования двух слоев воздуха, имеющих разную температуру, в условиях моделирования задавалось сначала нагнетание холодного воздуха в цилиндр двигателя при температуре 253 K. Далее осуществлялось нагнетание подогретого воздуха при температуре 773 K. Объемная доля подогретого воздуха в заряде составила 10 %.По результатам моделирования установлено, что при сжатии сохраняется наличие слоев заряда с разными температурами. Подтверждено достижение температуры самовоспламенения топлива в предварительно подогретом слое воздуха при температуре впускного воздуха – 20 °С.Полученные результаты могут быть использованы для обоснования требований к энергоэффективным системам облегчения холодного пуска дизельных двигателей |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|