ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ТОКА ИОНИЗАЦИИ И МАКСИМАЛЬНОГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ СГОРАНИИ БЕНЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ, ОБОГАЩЕННОЙ ВОДОРОДОМ
- Авторы: Шайкин А.П.1, Ивашин П.В.1, Дерячев А.Д.1
-
Учреждения:
- Тольяттинский государственный университет, Тольятти
- Выпуск: № 1 (2017)
- Страницы: 30-35
- Раздел: Технические науки
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/255
- DOI: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2017-1-30-35
- ID: 255
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Ионный ток, возникающий в результате химических реакций горения углеводородного топлива, называют током хемиионизации. Анализ исследовательских работ показал, что величина тока хемиионизации может характеризовать интенсивность и скорость химических реакций горения в камере сгорания поршневого двигателя, а следовательно, и эффективность тепловыделения в процессе сгорания двигателя внутреннего сгорания. В работе показано, что исследование взаимосвязи ионного тока и индикаторного давления сгорания, в наибольшей мере определяющего эффективность рабочего процесса, является актуальной задачей, особенно для бензиновых двигателей с добавками водорода. Цель работы – анализ зависимости индикаторного давления сгорания и ионного тока при различных начальных условиях горения топливно-воздушной смеси. На основе экспериментальных исследований, проведенных на одноцилиндровой моторной установке УИТ-85, получены данные об ионном токе, возникающем на удаленном от свечи зажигания электроде датчика ионизации вследствие прохождения через него фронта пламени. Получены индикаторные диаграммы с помощью пьезоэлектрического датчика давления фирмы Kistler, совмещенного со свечой зажигания. Представлены данные обработки пиков ионного тока и индикаторного давления и построены графики зависимости их от состава смеси при различных начальных условиях. В результате работы представлен график взаимосвязи максимумов индикаторного давления и ионного тока при варьировании состава смеси при различной частоте вращения коленчатого вала, массовой доле добавляемого водорода в топливно-воздушную смесь, степени сжатия и двух углах опережения зажигания.
Об авторах
Александр Петрович Шайкин
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Автор, ответственный за переписку.
Email: a_shajkin@mail.ru
доктор технических наук, профессор кафедры «Энергетические машины и системы управления»
РоссияПавел Валентинович Ивашин
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Email: ivashinpv@rambler.ru
кандидат технических наук, научный сотрудник НИЧ
РоссияАлександр Дмитриевич Дерячев
Тольяттинский государственный университет, Тольятти
Email: proscripts@mail.ru
кандидат технических наук, техник НИЧ
РоссияСписок литературы
- Перспективные автомобильные топлива: виды, характеристики, перспективы / под ред. Я.Б. Чертова. М.: Транспорт, 1982. 319 с.
- Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ, 2000. 311 с.
- Приходьков К.В., Бастраков А.М., Рязанова Т.Н. Исследование влияния коэффициента избытка воздуха на характеристики горения водородо-воздушных смесей в условиях камеры сгорания постоянного объема // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2013. Т. 5. № 12. С. 37–39.
- Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей. Киев: Наукова думка, 1984. 143 с.
- Малышенко С.П. Водородный автомобиль в России? // Энергия: экономика, техника, экология. 2003. № 7. С. 33–39.
- State activities that promote fuel cells and hydrogen infrastructure development. Washington: Breakthrough Technologies Institute, 2006. 231 p.
- Бортников Л.Н., Павлов Д.А., Русаков М.М., Смоленский В.В. Применение водорода для повышения полноты сгорания ТВС на режимах пуска и прогрева // Естественные и технические науки. 2013. № 1. С. 346–350.
- Бортников Л.Н., Павлов Д.А., Русаков М.М., Шайкин А.П. Состав продуктов сгорания бензоводородовоздушных смесей в сферической камере постоянного объема // Химическая физика. 2011. Т. 30. № 1. С. 56–65.
- Шайкин А.П., Дерячев А.Д. Взаимосвязь ширины зоны горения со скоростью распространения пламени и ионным током в условиях двигателя с искровым зажиганием // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2014. № 3. С. 82–86.
- Стечкин Б.С., Генкин К.И., Золоторевский В.С. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 199 с.
- Калькот Г. Процессы образования ионов в пламени // Вопросы ракетной техники. 1958. № 4. С. 78–94.
- Степанов Е.М., Дьячков Б.Г. Ионизация в пламени и электрическое поле. М.: Металлургия, 1968. 311 с.
- Corcione F.E., Vaglieco B.M., Merola S.S. Evaluation of Knocking Combustion by an Ion Current System and Optical Diagnostics of Radical Species // Proceeding of 6th COMODIA Symposium. 2004. № 6. P. 487–495.
- Kramer M., Wolf K. Approaches to gasoline engine control involving the use of ion current sensory analysis // Proseedings – SAE. 1990. P. 79–86.
- Balles E.N. VanDyne E.A., Wahl A.M., Ratton K., Lai M.C. In cylinder air/fuel ratio approximation using spark gap ionization // SAE Technical Papers. 1998. doi: 10.4271/980166.
- Аравин Г.С. Ионизация пламени и пламенных газов в условиях бомбы и двигателя : дис. … канд. техн. наук. М., 1951. 157 с.
- Иноземцев Н.Н. Ионизация в ламинарных пламенах // Известия Академии наук СССР. Отделение технических наук. Энергетика и автоматика. 1960. № 2. С. 59–66.
- Saitzkoff A. Reinmann R., Mauss F., Glavmo M. In-cylinder pressure measurements using the spark plug as an ionization sensor // SAE Technical Papers. 1997. doi: 10.4271/970857.
- Ясников И.С., Ивашин П.В., Шайкин А.П. К вопросу о турбулентном распространении пламени в замкнутом объеме // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. № 11. С. 39–43.
- Раменский А.Ю. Исследование рабочих процессов автомобильного двигателя на бензино-водородных топливных композициях : дис. … канд. техн. наук. М., 1981. 202 с.