Зажигание на 406 двигателе инжектор: Метки грм 405 двигатель газель

Содержание

Змз 406 инжектор гнет клапана или нет


Установка меток или как выставить зажигание на 406 двигателе

Правильно выставленные метки сохраняют здоровье двигателю ГРМ ЗМЗ 406 на долгие годы. Опытные механики знают, что после того, как будет заменена цепь по степени важности выставление меток стоит на первом месте при сборке силового агрегата. Поэтому к этой процедуре относятся с внимательностью.
А наши автовладельцы научились ремонтировать отечественные двигатели «на коленке» в гаражных условиях. И многие не обладают той сноровкой и опытом, который есть у механиков на СТО. Поэтому сегодня я расскажу вам о том, как правильно выставить метки на ГРМ ЗМЗ 406.

Почему рвет цепи на 406 двигателе?

Здесь одна причина, не дают хорошую натяжку натяжители цепи, так как они есть двух видов, одни фиксируются при выходе (эти лучше) другие не фиксируются. А так как натяжение происходит за счет давления масла, то возможные причины такие, слабое давление масла, либо забитый канал подачи масла к натяжителю, либо в самом натяжителе забилось отверстие для прохождения масла.

Есть разница в распредвалах 406 двигателя

Разница есть в распредвалах 406 двигателя, на фото показаны распредвалы 406 двигателя, с лева распредвал ставиться на левую сторону (впускные клапана) если смотреть на двигатель спереди а правый на правую (выпускные клапана). Обратите внимание на стрелки, по кулачкам распредвала и направляющей можно определить какой распредвал ставиться слева а какой справа.

Для того чтобы в нормальном режиме работал мотор на автомобиле Волга или Газель, необходимо правильно выставить на ЗМЗ-406 метки ГРМ. На автомобилях в качестве привода использоваться может цепь или ремень. Преимуществ и недостатков у каждого типа имеется много, некоторые утверждают, что цепь не способна порваться. Нужно огорчить – способна, да еще и как! Кроме того, для ее нормальной работы требуется наличие смазки, поэтому при замене цепи нужно действительно разобрать половину мотора и даже сливать масло.

Гнет ли клапана на 406 двигателе газель?

На скорости 40кмч появились хлопки в воздушном патрубке. При вскрытии клап крышки — рокеры на всех впускных клапанах оказались сломанными пополам. Видимо нижняя цепь перескочила на один зуб т.к. нижний натяжитель заклинило у основания. Двигатель Zmz 514.10 (Дизель)

Вопрос: Могло ли при этом загнуть клапана?

Основной вопрос в том — гнет ли клапана на этом двигателе? И могло ли их погнуть если все четыре рокера на впускных клапанах сломались?

добрый день! Вопрос: Могло ли при этом загнуть клапана?

В любом случае в начале позвони на завод, 83161 3-73-38 (гарантийный отдел). С ними реши вопрос гарантии, потом пусть соединят с инженером. Может, и не погнул. Удачи.

В любом случае в начале позвони на завод, 83161 3-73-38 (гарантийный отдел). С ними реши вопрос гарантии, потом пусть соединят с инженером. Может, и не погнул. Удачи.

если рокера сломаны, значит была встреча клапанов с поршнями. Так как головка плоская (нет камеры сгорания), клапана гнет враз.

если рокера сломаны, значит была встреча клапанов с поршнями. Так как головка плоская (нет камеры сгорания), клапана гнет враз.

на счет встречи клапонов не сомневаюсь а вот погнуть их .. могло вообщем не погнуть они перпендикулярно поршню стоят.. если бы чуть под наклоном, то в загибе сомнений нету.. хотя вообщем у них стержень очень тонкий.

а на дизеле клапанам деваться некуда, только гнуться.

Здравствуйте!Спасибо всем за советы,и за участие.Клапана целые,поршня тоже в норме.Удар на себя приняли рокеры.Так-что, уважаемый «Зуёк»,не всегда оказывается сухое вино лучше чем сырая вода.Хотя,каждому своё.(Шутка,понимаешь) На пару недель вынужденный перерыв.Всем удачи.До свидания.

Ситуация аналогичная и у меня , но только в момент запуска при выезде из гаража, приступил к разборке движка. весь ряд впускных коромысел в хлам!Звиняйте владелцы диз хантеров но ЗМЗ-514 дерьмо конкретное , и дорогое!

Установка меток зажигания двс 406 инжектор. Микропроцессорное зажигание (мпсз) вместо трамблёра

Фазы ГРМ ЗМЗ 409, 405, 406 установка, настройка, регулировка, рекомендации

в продаже существуют наборы для установки фаз ГРМ

с помошью шаблона насверливаем ещё 6 отверстий

у меня выпускной распред вал был собраный, — тоесть с напресованой звездой

откручиваем бугеля — (постели прижима) распред вала и поворачиваем кулачками первого цилиндра на выпускной коллектор, так что бы была натянута цепь от нижней звезды, прижимаем рв — закручивая бугеля, ставим планку транспортира на первом цилиндре — нужной частью указателя ловим 19 градусов, я новую цепь поставил 18 градусов, допустимый параметр 2 градуса, в мануале 19… если принципиально то можно перепресовать звезду во второе положении шпонки

на фото выставлено положение выпускного до прижима РВ:

аналогично повернув кулачёк первого цилиндра на впускной колектор и ловим 20градусов или относительно на один градус больше получившегося угла выпускного рв

я поставил 19 градусов, так как выпуск был 18

установленый впускной рв с разницей в один градус прижимаем бугелями и приложив пересверленую звезду поворащиваем так что б в натяге цепи одно из 7ми насверленых отверстий было соосно шпонке на рв, в крайнем случае (для гурманов) есть второй вариант отверстия на валу для шпонки, тоесть у вас будет 14 вариантов, только заранее не заколачивайте шпонку глубоко в рв, (что б не было мучительно больно…) а то вдруг не вытащите… далее ставите успокоители цепи, гидронатяжитель

получается такая картинка:

гидронатяжитель: откручиваете крышку гидронатяжителя и по центру крышки болт, вставляете новый или перезаряженый старый, прикручиваете крышку прижимая натяжитель и вставив отвёртку ударяете по натяжителю раскрывая его внутри…

бугеля: на бугелях написаны номера

впускной: 1-2-3-4, номер ставится на сторону впускного коллектора!

выпускной: 5-6-7-8, номер со стороны выпускного коллектора!

не путайте их местами, если оставляете старые, то ставьте так как они были!

если РВ новый, то обязательно промажте маслом бугеля и шейки рв

если передняя крышка новая , то давление в системе маслоснабжения будет НЕДОСТАТОЧНОЕ, для исправления — радиус постелей рв притирается шкуркой, до полноценного прижатия передней крышки!

так же читайте пользу на нашем сайте:

или тему на форуме:

Процедура подмены цепи ГРМ ЗМЗ-406 Волга ГАЗ-31105 (видео)

Мечта наших отцов и дедов Волга. Не так давно нас посетил мой старенькый друг на собственной любимице ГАЗ 31105. Показавшейся сторонний шум со стороны привода ГРМ, также увеличенный расход и нехорошая приемистость, приговаривает цепи газораспределительного механизма. Итак, ГАЗ 31105, двигатель 406 замена цепи ГРМ.

Оговоримся сразу, что нам понадобится: масло в двигатель с фильтром и прокладка поддона картера, лучше, что бы она была пробковая, герметик высокотемпературный, серый 999 фирмы ABRO, керосин и щетка по металлу, для промывке деталей. Чистый двигатель я видел только у новой Волге. Не зря говорят: «Если у Волге не течет масло, значит его нет». Еще набор ключей и головок с усиленной на 36, шестигранник на 6, много ветоши, растворимый кофе и несколько бутербродов с колбасой. А так же терпение и огромное желание провести данную процедуру самостоятельно, поскольку очень велик соблазн поручить это кому ни будь другому. Прочитав статью до конца, вы поймете почему.

Самое главное, это комплект для ремонта привода газораспределения двигателей ЗМЗ-405,406,409 полный – это его официальное название. В него обязательно должны входить следующие ингредиенты:

  1. Два натяжителя цепи.
  2. Два гидронатяжителя цепи.
  3. Две цепи привода, малая и большая. Для ЗМЗ-406 70 и 90 звеньев, для ЗМЗ-405 72 и 92 звена.
  4. Три успокоителя цепи.
  5. Прокладки крышки цепи верхней и нижней, помпы и крышки гидронатяжителя, а так же две шумоизоляционных.
  6. Звездочки коленчатого и распределительного валов, промежуточного вала ведущая и ведомая с фиксирующей пластиной.

Выглядит он так.

А вот и сам пациент.

Под капотом действительно двигатель ЗМЗ-406.

Закончили осмотр, приступаем к силовым упражнениям

Для начала снимаем защиту двигателя и брызговик. Сливаем антифриз и масло из двигателя. Снимаем верхний патрубок радиатора.

Отсоединяем все мешающие патрубки.

Убираем в сторону жгут проводов. Запоминаем или зарисовываем расположение разъемов на катушках зажигания.

Головкой на 12 отворачиваем восемь болтов по кругу держащих клапанную крышку и снимаем последнею.

Пока натянут сервисный ремень, ослабляем три болта на 10 шкива помпы.

Ослабляем болт на 13, натяжного ролика и откручивая болт на 10 ослабляем натяжение ремня вспомогательных агрегатов.

Снимаем сервисный ремень, ролик и шкив насоса охлаждающей жидкости.

Отворачиваем четыре винта верхней крышки ГРМ и снимаем последнею.

Снимаем генератор вмести с треугольной пластиной.

Откручиваем болт на 10 датчика положения коленвала.

Читайте

Убираем датчик в сторону, что бы не мешал.

Головкой на 36 за болт шкива проворачиваем коленчатый вал по часовой стрелки до момента, когда метки на распределительных валах будут указывать на верхнею мертвую точку.

Метка на распредвале впускных клапанов должна оказаться на уровне верхней кромки головки блока цилиндров .

Аналогично для распредвала выпускных клапанов.

Установка зажигания 406 двигателя автомобиля

Старина прям мастер)))))))))))

ГАЗЕЛЬ — установка расспредвалов по меткам

Новый метод с доработкой Хочешь больше видео уроков?

Откручиваем болт шкива коленчатого вала, предварительно застопорив коленвал. Для этого, помощник в салоне включает пятую передачу и изо всех сил жмет на тормоз, а мы в это время легким движением руки с использованием метровой трубы и головки на 36 отворачиваем болт. Снимаем шкив коленвала, придется помучится, поскольку сидит на валу он плотно.

Ослабляем хомуты патрубков помпы.

Шестигранником на 6 откручиваем четыре винта с передней стороны помпы и ключом на 12 один с задней стороны и снимаем насос охлаждающей жидкости.

Откручиваем два болта крышки верхнего гидронатяжителя. Поскольку натяжитель в разряженном состояние он будет давить на крышку, придерживаем ее что бы не выскочила.

Снимаем крышку и сам гидронатяжитель.

Аналогично и нижнем.

Откручиваем шесть болтов на 14 усилителя и снимаем его. Под ним спрятались гайки крепления масленого поддона.

Шестигранником откручиваем оставшиеся винты передней крышки ГРМ (5 штук), а так же все что держит масленый поддон (11 винтов и 4 гайки).

Поддон опускается вниз примерно на два сантиметра, дальше не дает балка. Но это хватает что бы вытащить старую прокладку и вспоминая добрыми словами инженеров из Горькова отчистить прилегающие поверхности перед установкой новой прокладки.

Вот такая страшная картина предстает перед нашим взором.

Теперь снимаем нижнею крышку ГРМ.

Шестигранником откручиваем винты верхнего успокоителя и снимаем его.

Аналогично со вторым. Снимется он вместе с цепью.

На распределительных валах есть специальный квадрат под ключ на 30, для того что бы можно было держать валы при откручивании болта звездочки. Ключом на 30 держим валы и на 17 откручиваем звездочки распредвалов.

Снимаем звездочки распределительных валов и цепь с успокоителем.

Читайте

Шестигранником отворачиваем крепление натяжителя цепи и снимаем его. Аналогично с нижнем.

Отгибаем края стопорной пластины и ключом на 12 отворачиваем болты крепления звездочки промежуточного вала . Снимаем ее вместе с цепью. После чего

шестигранником откручиваем два болта нижнего успокоителя и снимаем его.

Что для иностранца смерть, то для Русского находка. В любом ремонте есть определенные стандарты которых многие придерживаются, но для тех кто многое делает своими руками эти стандарты не писаны. Все дело в дороговизне выполнения этих стандартов. Покажу как можно подогнать подушки распредвалов головки ЗМЗ 406 двигателя от другой головки. Хотя по правилам стандартов, нельзя ставить подушки распредвала с одной головки на другую, так как они будут либо зажимать распредвал либо в них будет болтаться распредвал. Этот способ можно применять к любой головки блока где есть подушки распредвала, например в движках ВАЗ.

Вот и мне пришлось немного выпендриваться подгоняя подушки 406 головки под другую головку 406 двигателя. Пригнал хозяин Газель и попросил заменить головку блока, на другую, что он купил на разборке за копейки но без подушек распредвала. Но для нас это не проблема, все можно подогнать только надо знать как это сделать. В родной головке 406 двигателя была микротрещина из-за которой шли газы в систему охлаждения.

Подгоняем подушки под распредвал

Прежде всего перед установкой головки на двигатель, надо проверить как сидят распредвалы в головке. Распредвал может подушка зажать, а может быть прослаблена что приведет к болтанки распредвала и стуку.

Уложите распредвалы как показано на фото ниже в головку, для удобства вращения распредвала и проверки на зажатость или прослабленость удобно крутить за болты крепления звездочек. Только обязательно распредвалы ставятся без стаканчиков (компенсаторов) клапанов. Наживите подушки распредвала, попробуйте прокрутить распредвал. Крутиться значит уже неплохо, затем поочередно закручивайте подушки, закрутили подушку, проверили на вращение.

Таким способом можно узнать какая подушка зажимает а какая нет, если подушка зажала распредвал, ослабьте ее проверьте остальные. После этой процедуры знаете какая подушка зажимает а какая нет. Остается зажимающею подушку распредвала преподнять, а прослабленную приспустить. Мне повезло, зажимала только одна подушка, самая первая и с одной стороны.

Фото. Укладываем распредвалы в головку

Для того чтобы отпустить зажатую подушку понадобиться обыкновенная бумага или токая жесть, с бумагой проблем меньше так как ее легко резать.

Фото. Прикрученные распредвалы к головке с вставленным ключом, для проверки на вращение.

Ослабляем зажимающею подушку подготавливаем подложку из бумаги, подкладываем под подушку. Затягиваем подушку и проверяем на зажатость, если распредвал стал вращаться значит все нормально, но если опять зажимает добавляйте еще один слой из бумаги. Так до тех пор пока распредвал не начнет вращаться.

Фото. Лист бумаги подготовленный для подкладывания под подушку.

После этой процедуры знаете что под эту подушку нужно три листа подложки из бумаги, их и подложите когда поставите головку на двигатель, лишнюю бумагу легко обрезать ножом.

Фото. Вставленный лист бумаги под подушку распредвала.

Так, хорошо с зажимающими подушками разобрались, теперь надо проверить на прослабленность. Здесь также поможет бумага но не толще листа тетради, вырежьте тонкую полоску как показано на фото ниже, ослабьте подушку подложите эту полоску, закрутите подушку. Если распредвал зажмет, отлично зазор что надо, если будет легко вращаться или бумага легко двигаться вперед назад, значит придется опускать подушку до нужного зазора.

Фото. Проверка на прослабленность распредвала при помощи полоски из бумаги.

Остается опустить подушку распредвла, это можно сделать при помощи точильного камня или расстеленной наждачной бумаги на ровной поверхности. На фото ниже показано как опустить подушку ниже. Круговыми движениями в разные стороны можно стачивать подушку о камень или наждачную бумагу, тем самым опуская ее. Потерли подушку проверили, и так до нужного зазора.

Фото. Опускаем подушку на точильном камне.

После установки головки на двигатель, обязательно на всякий случай проверьте распедвалы на вращение как показано на фото ниже. Также эту процедуру по подгонки распредвалов можно делать не снимая головки с двигателя, эта необходимость бывает если есть большая выработка в подушках распредвалов, рапредвалы болтаются и стучат. Здесь придется сажать подушки.

Фото. Поставленная головка 406 двигателя с ключом для проверки вращения рапредвала, подложенной подкладкой из бумаги под подушку.

После проверки лишнюю бумагу обрежьте ножом.

Как видите даже из таких нестыковок можно сделать хорошую головку, что распредвалы будут работать как новые тихо и приятно.

Как выставить метки ГРМ 406 двигателя

Метки ГРМ на 406 двигателе можно выставлять двумя способами, первый по заводской инструкции но по ней сложней и можно легко ошибиться. Так как метки на звездочках нужно расположить по внешнему радиусу звездочек.

Мой способ проще, показан на картинке ниже. Метки на звездочках расположите по внутреннему радиусу также противоположно друг другу. Когда метки находятся рядом четко видать точность их совпадения.

В этот момент по ходу вращения коленвала цепь должна быть натянута, проверить можно так, после установки цепи по меткам, проверните коленвал против часовой стрелки на десять градусов. Распредвалы также против часовой стрелки до натяжки цепи. Теперь верните коленвал на метку, проверти совпадение меток звездочек.

Картинка. Метки ГРМ 406 двигателя

Что делать сорвало резьбу под болтом подушки?

Что делать, можно плакать но слезами не исправишь, можно нарезать резьбу крупней, а можно углубить резьбу и нарезать резьбу глубже, мне этот вариант больше нравиться, но нужно и подобрать и длинней болт. Болт можно взять длинней и обрезать его до нужного размера.

Фото. Углубляем отверстие под болт.

В 406 головке есть особенность, отверстие что ближе к центру можно сверлить насквозь, а по краям глубже на десять-одиннадцать миллиметров так как если сверлить глубже можно повредить канал давления масла. Либо в крайних отверстиях нарезать резьбу крупней. Родная резьба стандарт М8.

Фото. Метчик для нарезания резьбы в головке.

Сборка 406 ЗМЗ, ремонт головки. Видео.

Горобинский С.В.

Автомобили марки «Газель» самый популярный и доступный в России грузовик, предназначенный для перевозки небольших грузов. Так как количество таких автомобилей становится все большим и большим, нам стоит рассмотреть некоторые нюансы различных систем «Газели», например микропроцессорной системы зажигания, которая устанавливается на 406 модификацию. В данном случае мы рассмотрим диагностику автомобиля, хозяин которого жалуется на рывки, хлопки и потерю мощности.

Проверке подвернутся система питания, двигатель и зажигание. С помощью газового анализатора был проверен карбюратор, но не в работе первой и второй камер, отсечке, холостом ходе, а также обогащении на холостом режиме неполадок не было обнаружено. Далее двигатель. Проверка компрессии не выявила нарушений, показатели 9,6 кг/см 2 для 406 двигателя совпали с нормой, однако небольшое отклонение на 10% было выявлено при повторной проверке, поэтому при очередной проверке подверглись фазы газораспределения. Оказалось, что хлопки и рывки были следствием того, что на два зуба перескочила верхняя цепь.

Система газораспределения.

В 406й модификации, двигатель выглядит следующим образом: на каждый из двух выпускных и двух впускных цилиндров установлено по четыре клапана, правым распределительным валом (вид спереди) приводятся в действие выпускные, а левым — впускные. Гидрокомпенсаторы зазоров привода клапанов от кулачков распределительных валов позволяют не заниматься обслуживанием и регулировкой. Распределительные валы приводятся в движение от коленчатого вала двумя втулочными цепями.

Вид правильной сборки в ВМТ такта сжатия при положении поршня первого цилиндра привода распредвалов:

1. Выступ на крышке цепи (М1) должен совпадать с риской на звездочке коленчатого вала (2), горизонтально расположенные метки (9) на звездочках распредвалов (10, 12) должны совпасть с верхней плоскостью головки цилиндров.

2. Установочная метка (М2) на блоке цилиндров должна соответствовать риске на звездочке промежуточного вала.

Центр двадцатого зуба синхронизационного диска (3) должен находиться при данном положении валов строго напротив центра сердечника датчика положения коленвала (4). Синхронизационный диск (1) — это зубчатое колесо, на котором на расстоянии 6 градусов друг от друга расположены впадины в количестве 58 штук, две из которых отсутствуют для синхронизации. Две пропущенные впадины являются местом начала отсчета номеров зубов (15), причем нумерация идет в направлении обратного хода часовой стрелки. Однако регулировка системы газораспределения не привела к возврату былой мощности двигателя.

Теперь возьмемся за диагностику системы зажигания. Управление клапаном экономайзера принудительно холостого хода в шестнадцатиклапанном карбюраторном двигателе ЗМЗ — 4063 и зажиганием обеспечивается микропроцессорной системой МИКАС 5.4. Данная система, позволяющая в зависимости от условий эксплуатации и работы двигателя реализовать максимально оптимальный УОЗ, она состоит из проводов с соединителями, блока управления, комплекта исполнительных узлов и датчиков. Высокие удельные показания двигателя без опасения случаев калильного зажигания и детонации, обеспечены за счет эффективной идентификации блока управления детонационного сгорания каждого из цилиндров и датчика детонации. При повреждении датчиков, блоком мгновенно реализуется режим аварийного управления. Датчик положения коленвала — исключение, так как функционирование двигателя без него невозможно.


Электронный блок управления (ЭБУ) Микас 5.4

На моторном щите а/м установлен ДАД — датчик абсолютного воздушного давления на впускном трубопроводе (модель 0261230004 фирмы Бош), и соединен с задроссельным пространством во впускном трубопроводе двигателя. Количество воздуха, которое поступает в цилиндры двигателя, вычисляется блоком управления по измеренному значению. Этот датчик выглядит как электронное выносное интегральное устройство с рабочей камерой из кремния и специального порошка, которая имеет внутри образцовое давление. Проводимость чувствительных полупроводниковых элементов, расположенных внутри рабочей камеры меняется в прямой зависимости от ее механического расположения. Питание датчика обеспечивается стабилизированным напряжением в 5 В, а выходное напряжение величиной 0,4….4,65 В и линейно зависит от измеряемого давления, составляющего от 0,2 до 1,05 атмосфер и подключается с помощью трехконтактной вилки к жгуту проводов. Изменение баланса тензомоста вызывается смещением мембраны (т.е. рабочей камеры), поскольку резисторы включаются по мостовой схеме. Электронная схема обработки сигнала, размещенная на одной плате с чувствительным элементом, связана с этими резисторами.

Датчик абсолютного давления (ДАД)

Чтобы определить температуру двигателя, автомобиль оснащается ДТохл (датчиком температуры охлаждающей жидкости) моделей 19.328, либо 40.5226, произведенными в России. Блок управляет клапаном экономайзера принудительно-холостого хода и также корректирует (УОЗ) в соответствии с измеренным температурным значением. Система управления состоит из катушки зажигания, электромагнитного клапана экономайзера принудительно-холостого хода и датчика детонации. ДТохл, установленный на внешней оболочке термостата системы охлаждения при помощи двухконтактного соединителя подключен к жгуту.


Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДTохл)

Напротив венца зубчатого диска шкива коленвала в приливе крышки цепи механизма распределения газа, установлен, индукционного типа датчик положения коленвала (ДПКВ) модели 23.3847 пр-ва России, либо модели 0261210113 немецкой фирмы Бош, который соединяется гибким кабелем с трехконтактной электровилкой. Данный датчик имеет вид катушки с магнитным сердечником, с сопротивлением обмотки равном от 880 до 900 Ом. Чтобы обеспечить оптимальную работу системы управления, необходим зазор между зубьями диска и датчиком размером от 0,5 до 1 миллиметра. Для того чтобы избежать повреждения кабеля датчика вращающимися деталями генератора или двигателя, он должен быть закреплен максимально надежно, поскольку неисправность работы ДПКВ приводит к остановке работы двигателя.

Принципы работы.

С помощью сигнала датчика положения коленвала блок управления осуществляет вычисление частоты вращения, а определение величины циклового наполнения воздухом каждого из четырех цилиндров двигателя происходит за счет измерения абсолютного давления. Угол значения опережения зажигания, которые зависят от циклового наполнения и частоты вращения, и соответствующие частоте работы двигателя, хранятся в запоминающем устройстве блока. Данные угловые значения имеют дополнительную корректировку, зависящую от температуры охлаждающей жидкости. Обеспечение хороших тяговых свойств в данных условиях достигается увеличением угловых значений опережения зажигания в холодном двигателе. Также при обнаружении детонационного возгорания, обусловленного некоторыми факторами, например изменениями условий окружающей среды или применением низкооктанового топлива, блок управления скорректирует УОЗ. При повреждении датчиков абсолютного давления или температуры внешней среды блок управления активизирует аварийные программы и включает лампы диагностики. Снижение мощности, ухудшение динамических свойств, увеличение расхода топлива — все это результаты эксплуатации двигателя автомобиля с данными неисправностями. К тому же, кроме управления зажиганием в функции блока входит управление электромагнитным клапаном экономайзера принудительно — холостого хода, что при торможении а/м двигателем обеспечивает отключение топливной подачи. Значение вращений коленвала для отключения подачи топлива — 1860 оборотов в минуту, а для возобновления подачи — 1560 оборотов в минуту.

Во-первых, необходимо проверить работу диагностической цепи и бортовую систему диагностики, поскольку при активации режима отображения хода должен выдаваться код неисправности 12. Для начала считывания кодов должны быть замкнуты десятый и двенадцатый контакты диагностической колодки.

Во-вторых, с помощью диагностического тестера произвести замеры параметров датчиков двигателя для сравнения их с типовыми значениями, установленными для «среднего» двигателя.

При условии наличия у мастера определенного опыта и точных параметров сигналов в вольтах для измерений может быть достаточно обычного осциллографа и мультиметра, но все же при наличии диагностического тестера будет возможным задать поправку УОЗ и проверить исполнительные устройства.

Проверка тестируемой «Газели» на абсолютное давление выдала значение в 50 мбар при норме в 400-480, а повышение оборотов не вызвало повышения давления и его показания практически не изменялись.

Измерив, все показания, и протестировав все, что могло привести к тем жалобам, предъявленным хозяином «Газели», была установлена причина «недомогания» автомобиля, которая оказалась довольно таки банальной — трубка, соединяющая датчик давления и впускной коллектор была загрязнена. Неисправность была устранена, и автомобиль вернулся к хозяину почти в том же состоянии, что и при сходе с конвейера.

Однако на диагностику автомобиля может уходить гораздо больше времени, иногда даже целый день, поскольку неисправности могут быть не только фиксированными, но и «плавающими».

В двигателе змз 406 система зажигания лишена традиционного трамблера. Его функцию выполняет КМСУД – комплексная микропроцессорная система управления двигателем.

В двигателе змз 406 система зажигания лишена традиционного трамблера. Его функцию выполняет КМСУД – комплексная микропроцессорная система управления двигателем. Эдакий мини-компьютер, в простонародье именуемый блоком управления.

Информацию блок считывает с различных датчиков. И главные сигналы идут с датчиков положения коленчатого и распределительного валов.

То есть, установка зажигания змз 406 карбюратор ограничивается выставлением фаз газораспределительного механизма (ГРМ)

Система газораспределения в ДВС – это работа впускных и выпускных клапанов относительно положения поршней в цилиндрах двигателя. Клапанами в змз 406 управляют два распредвала, а поршни жестко связаны с коленвалом. Чтобы не было сбоя в фазах ГРМ, коленвал и распредвалы нужно выставить «по меткам».

Для того, чтобы выставить валы по меткам, с двигателя нужно снять верхний гидронатяжитель цепи (в змз 406 их два – верхний и нижний) и переднюю крышку головки блока цилиндров. У Газели на 406 двигателе метки зажигания выставляются в следующем порядке:

  1. Выставить метку на коленвале. Метка в виде риски нанесена на демпфере, закрепленном на шкиве вала. На блоке двигателя (точнее, это называется – нижняяя крышка ГРМ) тоже есть метка. Она находится выше и чуть левей от оси коленвала. Метки должны совпасть. Для этого на болт, которым крепится шкив к коленчатому валу, надевается торцовый ключ на 36 и вращается по часовой стрелке.
  2. Выставить метки на распредвалах. Риски или точки нанесены на шестерни механизма газораспределения, закрепленные на распределительных валах. Метки должны «смотреть» в разные стороны и находиться четко на уровне верхнего края головки блока цилиндров. Правая ветвь цепи должна быть натянута, а левая – свободная.
  3. Вставить на место гидронатяжитель, сверху – крышку и прижать ее двумя болтами. Левая ветвь цепи при этом должна натянуться. Потом поставить на место переднюю крышку головки (правильно – верхняя крышка ГРМ)

Бывает так, что коленвал выставлен по метке, а распредвалы никак не хотят становиться как надо.

На это может быть несколько причин:

  • Распредвалы работают не на 1-й, а на 4-й цилиндр. Решается просто – нужно сделать полный оборот коленвала, на 360°. После этого можно выставлять метки на распредвалах
  • Цепь ГРМ растянулась. Решается проблема заменой цепи и шестерен, потому что у них наверняка тоже есть выработка.
  • Провернулся демпфер на валу. К сожалению, и такое бывает. В этом случае приходится действовать по старинке: выкручивать свечу с первого блока цилиндров и выставлять поршень в крайнее верхнее положение. Это и будет соответствовать совпадению меток на коленвале.

В целом, выставление зажигания на змз 406 – не такая уж заумная процедура. Если один раз сделать самостоятельно, то в последующем эта работа будет казаться не сложнее, чем поменять масло в двигателе.

ЗМЗ 406 инжектор


Дата публикации Дек 20, 2013, Рубрики Автомобиль Газель |

ЗМЗ 406 инжектор является бензиновым силовым агрегатом внутреннего сгорания и находится в серийном производстве с 1997 года. Широкое применение данный двигатель получил в автомобилях “Волга” и, впоследствии, “Газель”. Инжекторный двигатель 406, это рядный силовой агрегат, с принудительным жидкостным охлаждением и различными типами впрыска горючего. В данном случае, рассматриваем двигатель, в котором впрыск топлива обеспечивается посредством распыления через форсунки инжектора.

Для двигателей ЗМЗ 406 инжектор рекомендовано топливо: бензин Аи 92. Впервые, в данном силовом агрегате, нашла применение электроника фирмы Bosch, предусматривающая одновременное использование двух катушек зажигания. Все электронные системы, при помощи которых производится управление рабочими режимами двигателя 406 инжектор, обеспечиваются электронным блоком управления (в основном модели МИКАС).

Наряду со своей, сравнительно, невысокой ценой, силовой агрегат ЗМЗ 406 с инжекторной системой питания положительно отличает его экономичность, надежность, простота в обслуживании и, если потребуется, ремонте, так, как база запасных частей на 406 инжектор никогда не испытывала в них недостатка. Данный двигатель имеет 4 цилиндра и 16 клапанов, рабочий объем двигателя 2,28 литров. Что касается недостатков, то, по мнению специалистов, следует обратить внимание на несовершенство системы охлаждения силового агрегата, а также его “разборчивость” и “капризность” к используемым свечам зажигания и моторному маслу. Поэтому специалисты настоятельно рекомендуют использовать только то масло и свечи, которые прописаны в технической инструкции транспортного средства.

Любой двигатель, оснащенный инжекторным впрыском топлива, и ЗМЗ 406 в частности, не в состоянии бесперебойно работать в течении очень длительного времени. Во многом это обусловлено низким качеством используемого горючего. Поэтому, после прохождения автомобилем, порядка, 40 тыс. км., форсунки инжектора требуют обязательной очистки, которая проводится в условиях ремонтного сервиса, с применением специального оборудования или промывочного стенда. Для стендовой прочистки форсунок инжектора применяется специальная жидкость под названием сольвент. По окончании процедуры прочистки форсунок инжектора, в обязательном порядке проводится их тестирование на герметичность и производительность.

Related posts:

  1. Система охлаждения ВАЗ 2110 (инжектор)
  2. Не заводится ВАЗ 2110 с инжектором
  3. Бензонасос ВАЗ 2110 инжектор
  4. Расход топлива МТЗ 82
  5. Схема электрооборудования Газели
Еще по теме
  • Нет связанных постов

Стартер крутит на свечах нет искры инжектор двигатель змз 406 2 что делать

Главная › Новости

Опубликовано: 13.10.2016

Автомобиль НЕ ЗАВОДИТСЯ!? Часть первая — Как искать ИСКРУ?

Сейчас мы побеседуем про свечки зажигания для автомобиля Газель с движками ЗМЗ-405 и 406. Какие марки свеч инсталлируются на данные типы движков, как проводить их подмену.


406 двигатель работает без искры №1.

Многие автовладельцы считают, что свечки зажигания являются не такими уж и значительными элементами системы зажигания, и от их особо ничего не зависит.

И вправду так может показаться, ведь они всего только элемент, который конвертирует напряжение, подающееся от катушки, в искру, воспламеняющую горючую смесь в цилиндре. Но не все так просто.


Нет искры пропала искра № 11

От свойства искры, проскакивающей меж электродами, зависит качество и скорость сгорания топливной консистенции, а это впрямую оказывает влияние на мощностные характеристики и экономию горючего.

Потому если искра будет слабенькая из-за несоответствующего зазора меж электродами, либо совсем будут пропуски из-за повреждения изолятора либо утраты плотности, то часть горючего будет просто вылетать «в трубу», не выполняя полезного деяния.

Отсюда и утрата мощности, и нецелесообразный расход горючего.

Новые свечки часто решают основную делему – отсутствие искры. Но принципиально учесть, что выпускаются различные их модели, рассчитанные под определенные условия работы.

Потому клейках новый набор свеч определенной марки может работать отлично, а уже на другом давать слабенькую искру, что будет оказывать влияние на качество сгорания горючего.

Дальше разберем вопрос по соответствию свеч для движков, устанавливающихся на авто марки Газель.

С патентами на систему управления впрыском топлива и патентными заявками (класс 123/406.47)

Номер патента: 11168639

Abstract: Устройство управления двигателем с воспламенением от сжатия применяется к двигателю, способному осуществлять сгорание с воспламенением от частичного сжатия, в котором воздушно-топливная смесь подвергается воспламенению CI путем самовоспламенения.Устройство управления создает обедненную среду A/F, когда соотношение воздух-топливо как соотношение между воздухом и топливом в цилиндре превышает 20 и ниже 35, или бедную среду G/F, где соотношение воздух-топливо как топливо соотношение между всем газом и топливом в цилиндре превышает 18 и ниже 50, а соотношение воздух-топливо практически соответствует стехиометрическому соотношению воздух-топливо. Перед запланированным временем сгорания CI в среде с обедненной смесью A/F или в среде с обедненной смесью G/F устройство управления заставляет свечу зажигания генерировать искру и генерировать высокотемпературную часть.

Type: Grant

Filed: April 19, 2019

Date of Patent: November 9, 2021

Assignee: Mazda Motor Corporation

Inventors: Kota Matsumoto, Tomonori Urushihara, Keiji Maruyama, Masanari Sueoka, Ryohei Ono, Yuji Harada, Toru Miyamoto, Atsushi Inoue, Tatsuhiro Tokunaga, Takuya Ohura, Yusuke Kawai, Tomohiro Nishida, Keita Arai, Yodai Yamaguchi

Cost, Effectiveness, and Deployment of Fuel Economy Technologies for Light-Duty Vehicles |The National Academies Press

Alger, T.2010. Технология HEDGE от SwRI для высокоэффективных бензиновых двигателей с низким уровнем выбросов. Конференция DEER, 29 сентября.

Алжир, Т.Ф. 2014. Высокоэффективные двигатели будущего. Презентация Комитету Национального исследовательского совета по оценке технологий улучшения топливной экономичности легковых автомобилей, фаза 2. Вашингтон, округ Колумбия, 13 февраля.

Алджер, Т.Ф. и Б.В. Мангольд. 2009. Специализированная система рециркуляции отработавших газов: новая концепция высокоэффективных двигателей. Представлено на Конгрессе Общества автомобильных инженеров, Международный технический документ SAE 2009-01-0694.

Алджер Т., Б. Мангольд, К. Робертс и Дж. Гингрич. 2012. Влияние индекса антидетонации топлива и охлаждаемой системы рециркуляции отработавших газов на производительность и эффективность двигателя. САЕ Интерн. J. Двигатели 5(3):1229-1241. дои: 10.4271/2012-01-1149.

Амери, М. 2010. Энергетический и эксергетический анализ двигателя с искровым зажиганием. Междунар. Журнал эксергии (IJEX) 7 (5).

Американский институт нефти (API). 2010. Определение потенциальных диапазонов свойств смесей этанола среднего уровня. Вашингтон, Д.С.

Арнольд, С. 2014. Двигатель с бесступенчатым регулированием рабочего объема. Engine Systems Innovation, Inc. Предоставлено Комитету Национального исследовательского совета по оценке технологий улучшения топливной экономичности легковых автомобилей, этап 2. 21 февраля.

Автонеделя. 2013. Honda переходит на турбо с новым семейством двигателей. 18 ноября. http://autoweek.com/article/car-news/honda-goes-turbo-new-engine-family.

Берри, И. 2010. Влияние стиля вождения и характеристик транспортных средств на реальный расход топлива в США.S. Легковые автомобили. Диссертация MIT MS, февраль.

Bickerstaffe, S. 2012. Ford 1.0 EcoBoost. Инженер-автомобилист, 1 февраля

Берч, С. 2013. «Электромеханический клапан» открывает новые возможности в технологии сжигания. Журнал SAE Automotive Engineering, 17 июня. http://articles.sae.org/12246/.

Birch, S. 2014. В двигателе Volvo с тройным наддувом используются двойные турбины и электронный компрессор. Журнал Automotive Engineering, 23 октября. http://articles.sae.org/13626.

Блэксил, Х.2012. Демонстрационная машина MAHLE для сокращения размеров. Презентация Комитету Национального исследовательского совета по оценке технологий улучшения топливной экономичности легковых автомобилей, фаза 2. Дирборн, Мичиган, 27 сентября.

Боретти А. и Дж. Скальцо. 2011. Деактивация поршней и клапанов для улучшения характеристик двигателей внутреннего сгорания при частичной нагрузке. SAE International, Технический документ 2011-01-0368.

БоргВарнер. нд eBoost от BorgWarner. http://www.3k-warner.de/products/eBooster.аспкс. По состоянию на 20 августа 2013 г.

Бромберг Л., Д.Р. Кон и Дж. Б. Хейвуд. 2012а. Бензиновые двигатели с турбонаддувом, пропитанные спиртом. Белая книга для исследования Национального нефтяного совета, Массачусетского технологического института и Ethanol Boosting Systems, LLC (EBS).

Бромберг Л., Д.Р. Кон и Дж. Б. Хейвуд. 2012б. Воздействие смесей этанола в двигателях SI: «Увеличение воздействия этанола». Центр плазменной науки и синтеза Массачусетского технологического института и Ethanol Boosting Systems, LLC (EBS). Международный семинар по двигателям внутреннего сгорания на этаноле, Сан-Паулу, Бразилия, 4 октября.

Brooke, L. 2013. Chrysler видит будущее ICE. SAE Automotive Engineering International, 1 октября

Браун, С.Ф. 2000. Приближаемся к бескулачковому двигателю: он экономит топливо, работает чище и лучше реагирует на правую ногу водителя. Журнал Fortune, 29 мая.

Кэрнс, А. и Х. Блэксил. 2005а. Влияние комбинированной внутренней и внешней рециркуляции отработавших газов на самовоспламенение, управляемое бензином. Технический документ SAE 2005-01-0133.

Кэрнс, А.и Х. Блэксил. 2005б. Обедненный наддув и рециркуляция выхлопных газов для самовоспламенения, контролируемого при высокой нагрузке. Технический документ SAE 2005-01-3744.

CARB (Совет по воздушным ресурсам Калифорнии). 2009. Отчет персонала: Первоначальное изложение причин: Предлагаемые правила для внедрения стандарта низкоуглеродного топлива. Публичные слушания по рассмотрению предлагаемого регламента по внедрению стандарта низкоуглеродного топлива. Сакраменто, Калифорния, 5 марта.

.

КАРБ. 2012. Калифорния, 2015 г. и последующие типовые критерии стандартов на выбросы выхлопных газов и процедуры испытаний, а также 2017 г. и последующие типовые стандарты на выбросы выхлопных газов и процедуры испытаний для легковых автомобилей, малотоннажных грузовиков и транспортных средств средней грузоподъемности.Принят 22 марта.

Карли, Л. 2007. Готовы ли вы к маслам GF-5? Underhood Service, 1 января. http://www.underhoodservice.com/are-you-ready-for-gf-5-oils/.

Касуэлл, Д.А. 1984. Поршень с регулируемой степенью сжатия для двигателя внутреннего сгорания. Патент США № 4 469 055 A, 4 сентября

г.

Чедвелл, К., Т. Алджер, Дж. Зюль и Р. Гукельбергер. 2014. Демонстрация специальной EGR на двигателе 2,0 л GDI. САЕ Интерн. J. Двигатели 7(1): 434-447. дои: 10.4271/2014-01-1190.

Чеа, Л., К. Эванс, А. Бандивадекар и Дж. Хейвуд. 2007. Фактор два: сокращение вдвое потребления топлива новыми автомобилями в США к 2035 году. Публикация № LFEE 2007-04 RP.

Чанг, С.Дж., А.Г. Стефанопулу и М. Янкович. 2007. Нелинейное управление переходами нагрузки на основе наблюдателя в двигателях с воспламенением от сжатия с однородным зарядом. IEEE транс. Система управления Технол. 15(3):438-448.

Чоу, Э. 2013. Изучение использования бензина с более высоким октановым числом для U.S. Парк легковых автомобилей, магистерская диссертация, Массачусетский технологический институт, июнь.

Чоу, Э., Дж. Хейвуд и Р. Спет. 2014. Преимущества стандартного бензина с более высоким октановым числом для парка легковых автомобилей США. Технический документ SAE 2014-01-1961. дои: 10.4271/2014-01-1961.

Крайслер. 2013. Письменный комментарий относительно предложенного EPA правила под названием «Контроль загрязнения воздуха от автомобилей: стандарты выбросов автомобилей и топлива уровня 3», опубликованного в Федеральном реестре 21 мая 2013 года.EPA-HQ-OAR-2011-0135-4326, 1 июля. http://www.regulations.gov/#!documentDetail;D=EPA-HQ-OAR-2011-0135-4326.

Колтман, Д., Дж.В.Г. Тернер, Р. Кертис, Д. Блейк, Б. Холланд, Р.Дж. Пирсон, А. Арден и Х. Нуглиш. 2008. Проект Sabre: компактный 3-цилиндровый двигатель с непосредственным впрыском и синергетическими технологиями для достижения низкого уровня выбросов CO2. Документ SAE 2008-01-0138.

Колуччи, Дж. 2012. Улучшение автомобильной экономии топлива за счет изменения топлива. Презентация Комитету Национального исследовательского совета по оценке технологий повышения топливной экономичности легковых автомобилей.Дирборн, Мичиган, 3 декабря.

.

Колуччи, Дж. 2013. Более высокое октановое число: возможности, проблемы и пути к выходу на рынок. Презентация на Международном симпозиуме SAE по высокооктановым топливам. Вашингтон, округ Колумбия, 29 января.

Confer, K. 2014. 2013 DOE Vehicle Technologies Review – Бензиновый сверхэкономичный автомобиль. Обзор заслуг Министерства энергетики США ACE064, 17 мая.

Конфер, К., Дж. Кирван, М. Селлнау, Дж. Юрига и Н. Инженер. 2012. Обновление программы бензиновых сверхэкономичных автомобилей.Конференция «Лань ОЛЕНЬ», 16 октября.

Конфер, К.А., Дж. Кирван и Н. Инженер. 2013. Разработка и демонстрация транспортных средств системного подхода к технологиям улучшения экономии топлива. САЕ 2013-01-0280. дои: 10.4271/2013-01-0280.

Cruff, L., M. Kaiser, S. Krause, H. Roderick et al. 2010. EBDI ® — Применение полностью гибкого двигателя с искровым зажиганием уменьшенного размера с высоким BMEP. Технический документ SAE 2010-01-0587. дои: 10.4271/2010-01-0587.

Дана.нд Активная разминка. http://www.dana.com/wps/wcm/connect/dext2/dana/markets/light+vehicle/thermal+management/active+warmup/active+warmup. По состоянию на 22 июля 2013 г.

Доу С., З. Гао, В. Приходько, С. Карран и Р. Вагнер. 2013. Моделирование контроля выбросов для двигателей RCCI. Симпозиум Центра исследования двигателей, июнь.

Дик, А., Дж. Грейнер, А. Лохер и Ф. Яух. 2013. Потенциал оптимизации современной 8-ступенчатой ​​автоматической коробки передач. SAE 2013-01-1272.

ДизельНет.2013. Легковые автомобили и легкие грузовики – Калифорния. Стандарты выбросов. http://www.dieselnet.com/standards/us/ld_ca.php. По состоянию на 12 июля 2013 г.

Новости дизельного топлива. 2012 г. Исследование Toyota/Shell: увеличение экономии топлива на 12 % благодаря дизельному топливу FT в оптимизированном двигателе. Новости дизельного топлива 6(33).

границ | Характеристики воспламенения и горения н-бутанола и смесей ПФБО/н-бутанола с добавлением присадки, улучшающей воспламенение

1 Введение

Использование топлива, полученного из биомассы, для замены топлива на основе ископаемого топлива является многообещающим способом добиться нулевых выбросов двуокиси углерода .Быстрый пиролиз — это эффективный процесс преобразования биомассы с более низкой плотностью энергии в жидкое биотопливо с более высокой плотностью энергии. В процессе быстрого пиролиза органические материалы быстро нагреваются до 450–600°С в отсутствие кислорода. После короткого времени пребывания в несколько секунд пар быстро конденсируется в жидкость, называемую биомаслом быстрого пиролиза (FPBO) (Bridgewater, 2012; Broumand et al., 2020). Типичное сырье включает отходы лесного хозяйства, такие как опилки, побочные продукты сельского хозяйства, такие как кукурузная солома, и органические отходы бумажной промышленности.

Среди прочего, FPBO изучается как топливо для стационарных дизельных двигателей для комбинированного производства тепла и электроэнергии (SmartCHP, 2019). Однако его особые физические и химические свойства ограничивают прямое применение в обычных дизельных двигателях (Hossain and Davies, 2013; Mueller, 2013). Доступно несколько всесторонних обзоров свойств FPBO (Mueller, 2013; Lehto et al., 2014; Broumand et al., 2020), все из которых показывают, насколько топливные свойства FPBO сильно зависят от типа сырья и производственного процесса.Как правило, FPBO имеет высокое содержание воды (15–30 % масс.) и высокое содержание кислорода (30–50 % масс.). Кроме того, он также содержит некоторые твердые вещества (полимер и уголь) и частицы золы (металл и соли). По сравнению с задержкой воспламенения коммерческого дизельного топлива, высокотемпературные реакции FPBO в двигателе с воспламенением от сжатия замедлены. Это результат, вызванный как ухудшением распыления из-за более высокой вязкости, так и более низкой химической реакционной способностью (ван де Белд и др., 2013; ван де Белд и др., 2018).Другими свойствами FPBO, которые следует учитывать, являются его кислотность и склонность к полимеризации. Высокая кислотность (pH 2–3) FPBO может привести к коррозии металлических и эластомерных материалов системы подачи и впрыска топлива (Kass et al., 2015; Kass et al., 2020). Его склонность к полимеризации при повышенных температурах может привести к засорению и закоксовыванию форсунок (Broumand et al., 2020; Wang and Ben, 2020).

Смешивание FPBO с более качественным базовым топливом является распространенным решением для заправки немодифицированного дизельного двигателя FPBO.Спиртовое топливо широко используется для смешивания как обычного дизельного топлива, так и биотоплива (Zheng et al., 2015; Atmanli and Yilmaz, 2018; Atmanli and Yilmaz, 2020; Liu et al., 2020). распространенной практикой при смешивании топлива является смешивание FPBO с полярными растворителями, такими как этанол (Lee et al., 2013; Lee and Kim, 2015) или бутанол (Lee et al., 2013; Lee et al., 2020). Смешивание FPBO со спиртами может эффективно снизить вязкость, а также поверхностное натяжение, повысить его летучесть и сдержать полимеризацию.Все эти эффекты могут улучшить стабильность смеси и характеристики распыления. Однако характеристики воспламенения как FPBO, так и спиртов уступают дизелю. Следовательно, в топливные смеси следует добавлять дополнительные присадки, улучшающие воспламенение, для достижения своевременного самовоспламенения и соответствующих характеристик сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия (Alcala and Bridgwater, 2013; Atmanli, 2016).

Целью данной работы является исследование характеристик воспламенения и горения FPBO.В качестве компонента смеси выбран н-бутанол из-за его более высокой реакционной способности по сравнению с этанолом. Небольшое количество коммерческого улучшителя воспламенения 2-этилгексилнитрата (ЭГН) добавляется в топливные смеси для улучшения воспламеняемости. В этом исследовании используется камера сгорания постоянного объема (CVCC), чтобы обеспечить четко определенные и неподвижные граничные условия для исследования характеристик воспламенения и горения. Настоящая работа построена следующим образом. Раздел 2 знакомит с экспериментальной установкой, условиями испытаний и методом обработки данных.Затем в разделе 3 описаны определения показателей для оценки характеристик воспламенения и горения. После этого результаты анализируются и обсуждаются в разделе 4. Общие выводы подробно изложены в последнем разделе данной статьи.

2 Методология

2.1 Блок исследования горения

Блок исследования горения (CRU) от Fueltech Solutions AS используется для измерения характеристик воспламенения и сгорания топливных смесей. На рис. 1 показана схема камеры сгорания постоянного объема (КПОП) в КРУ.Окружающий газ подается в камеру с помощью внешних газовых баллонов высокого давления, содержащих сжатый синтетический воздух и азот. Электрические нагреватели используются для нагрева камеры сгорания до нужной температуры. В таблице 1 приведены основные параметры CRU. Две термопары установлены в двух разных местах на внутренней поверхности стенки для обеспечения однородной и точной температуры в камере (разница <1°C).

РИСУНОК 1 . Схематический обзор блока исследования горения (CRU).

ТАБЛИЦА 1 . Основные параметры CRU.

В системе подачи и впрыска топлива CRU усилитель давления приводится в действие гидронасосом, обеспечивающим давление топлива от 300 до 1500 бар на форсунку (Bosch CRIP2, семь отверстий диаметром 0,16 мм, зонт угол 158°, артикул 0445110157). Установлена ​​система водяного охлаждения, чтобы избежать перегрева вокруг сопла форсунки. Два датчика динамического давления (Kistler) установлены соответственно в топливной рампе и в камере сгорания.Они контролируют давление впрыска топлива и изменение давления в камере во время процесса впрыска и сгорания с частотой 50 кГц. Дополнительную информацию об экспериментальной установке можно найти в предыдущих исследованиях (Han et al., 2021; Han and Somers, 2021; Wang et al., 2021).

2.2 Испытанное топливо и условия эксплуатации

В этом исследовании н-бутанол (CAS 71-36-3) и EHN (CAS 27247-96-7) используются в качестве растворителя и присадки для улучшения воспламенения, соответственно, для испытания FPBO в CRU. Образец FPBO предоставлен BTG Biomass Technology Group BV.Предыдущие исследования показали, что добавление присадки, улучшающей воспламенение, к топливам с низким цетановым числом значительно улучшает их характеристики воспламенения. Однако эффективность снижается при увеличении количества присадки, улучшающей воспламенение (van de Beld et al., 2013).

В настоящем исследовании сначала тестируются пять различных добавок EHN от 2% до 10% в н-бутаноле (в этой работе все соотношения в смеси в процентах относятся к массовой доле), чтобы определить подходящую дозировку присадки, улучшающей воспламенение. На основании полученных результатов массовая доля ЭГН впоследствии фиксируется на уровне 5% и смешивается со смесями ПФБО/н-бутанол, содержащими семь различных массовых долей ПФБО от 0% до 30%.В табл. 2 приведены аббревиатуры названий испытанных топливных смесей и их составов. В таблице 3 сравниваются основные свойства дизельного топлива, н-бутанола, FPBO и EHN.

ТАБЛИЦА 2 . Составы испытанных топливных смесей (во все смесевые топлива добавлено 1000 частей на миллион усилителя смазывающей способности Infineum R655).

ТАБЛИЦА 3 . Топливные свойства дизельного топлива, н-бутанола, FPBO и EHN.

Чтобы исследовать влияние температуры стенки камеры, проводят развертку температуры камеры ( T стенка ) от 490 до 580°C с шагом 15°C.Другие рабочие условия CRU поддерживаются постоянными: начальное давление в камере ( P init ) 30 бар, давление впрыска ( P inj ) 1500 бар и продолжительность впрыска ( 909163 τ dur ) 1,5 мс. Примечательно, что в выходных данных CRU гидравлическая задержка 0,340 мс уже скорректирована, чтобы показать давление в камере после начала впрыска (ASOI). Во время теста каждое измерение включает восемь инъекций, при этом регистрируются только последние пять инъекций и усредняется ансамбль.

2.3 Обработка данных

Данные о давлении в камере используются для расчета общей скорости тепловыделения (HRR) и массовой доли сжигаемого газа (MFB) с соответствующими поправками, как показано на рис. 2. Сначала применяется поправка на скорость звука. исходное давление в камере (Lillo et al., 2012). Датчик динамического давления установлен в нижней части камеры на расстоянии 90 мм от сопла форсунки. Из-за ограниченной скорости распространения волны давления (то есть скорости звука) существует задержка между началом воспламенения и повышением давления, определяемым датчиком динамического давления.Расстояние между датчиком динамического давления и осью струи используется для определения задержки сигнала давления в камере, а скорость звука рассчитывается по следующему уравнению:

, где γ — удельная теплоемкость окружающего газа в камере, R — универсальная газовая постоянная, Tamb — температура окружающей среды, а M — средняя молекулярная масса окружающего газа. Для всех условий испытаний воздух используется в качестве окружающего газа, начальная температура стенки, Twall, принимается такой же, как температура окружающей среды, а удельная теплоемкость воздуха, γ, определяется из таблицы γ-T воздуха. (Поферл и Свела, 1973).Обычно время распространения волны давления составляет около 0,15 мс.

РИСУНОК 2 . Блок-схема обработки данных.

Скорректированные данные давления можно использовать для расчета общей скорости тепловыделения. В соответствии с первым законом термодинамики в системе CVCC общая скорость тепловыделения, т. е. скорость выделения химической энергии, dQch/dt, определяется по следующему уравнению:

, где dQn/dt — чистая скорость тепловыделения, а dQht/dt скорость теплопередачи к стенке камеры (Heywood, 2018).При отсутствии изменения объема чистая скорость тепловыделения в CVCC может быть описана как

, где γ — удельная теплоемкость окружающего газа, V — общий объем камеры, dp/dt — давление скорость нарастания (PRR). На рисунке 3 черными кривыми показаны скорректированные профили давления (вверху) и PRR (внизу) эталонного топлива, дизельного топлива EN590, в эталонных условиях. Для высокореактивных видов топлива, таких как дизельное топливо, впрыскиваемое топливо сначала подвергается процессам распыления и испарения, а затем смешивается с окружающим воздухом.Через короткое время предварительно смешанная топливно-воздушная смесь самовоспламеняется и быстро выделяет тепло, что приводит к резкому увеличению давления. Впоследствии оставшаяся часть топлива сгорает в фазе контролируемого смешения и/или выгорания. Вместе с увеличением давления, создаваемого горением, повышается и средняя температура окружающего газа, а температура стенки камеры остается практически неизменной из-за тепловой инерции. Следовательно, происходит потеря тепла из-за теплопередачи от окружающего газа к стенке камеры, что приводит к падению профиля давления после того, как он достигает пика в конце сгорания.Из уравнения 2, после завершения реакций горения dQch/dt=0, так что dQht/dt=-dQn/dt. В этом исследовании используется простая модель теплопередачи для оценки скорости теплопередачи от окружающего газа к стенке камеры. Считаем термодинамическое состояние внутри камеры однородным. Средняя температура окружающего газа Tmean является функцией давления в камере в предположении об идеальном газе. В соответствии с законом Фурье скорость теплопередачи можно определить с помощью следующего уравнения:

dQht/dt=−kA(Tmean−Twall)(4)

, где A — общая площадь внутренней поверхности камеры, а k — коэффициент теплопроводности. .Из уравнений 2–4 коэффициент kA определяется с использованием данных PRR после завершения реакции горения. Значение kA, рассчитанное для дизельного топлива EN590 в эталонных условиях (как показано на рис. 3), применяется ко всем тестовым случаям для расчета коэффициента теплопередачи.

РИСУНОК 3 . Результаты для дизеля EN590 в зависимости от времени ASOI (используются две разные шкалы для отображения результатов через 0–5,5–30 мс соответственно). Вверху: профили давления и кумулятивного тепловыделения. Внизу: профили PRR и HRR.Условия тестирования: T Стена = 580 ° C, P init = 30 бар, P Int = 1500 бар, τ Dur = 1,5 РС.

На рис. 3 также показаны профили кумулятивного тепловыделения (вверху) и HRR (внизу). Кумулятивное тепловыделение представляет собой интегрирование dQch/dt (т. е. HRR), которое выравнивается после достижения пика, что означает, что модель теплопередачи действительна.Однако это кумулятивное тепловыделение по-прежнему не является полностью монотонным, особенно ближе к концу сгорания (около 10 мс ASOI). Это связано с тем, что в реальной ситуации передача тепла от окружающего газа к стенке камеры затруднена. С одной стороны, температурное поле окружающего газа неоднородно; с другой стороны, в процессе горения из-за малого диаметра камеры происходит взаимодействие струйного пламени со стенкой, что приводит к локальным потерям тепла (Maes et al., 2020).Текущая модель адекватна для сравнения топлив при одинаковых условиях впрыска в CRU, более детальные доработки выходят за рамки настоящего исследования.

Наконец, массовая доля сожженного топлива (MFB) рассчитывается путем интегрирования HRR, деленного на общую химическую энергию впрыскиваемого топлива (Heywood, 2018; Li et al., 2019). В профиле кумулятивного тепловыделения начальное отрицательное значение обусловлено испарительным охлаждением, а наименьшее значение используется для оценки общего поглощения тепла для расчета общего тепловыделения.Объем впрыска определяется путем деления расчетной общей химической энергии дизельного топлива EN590 на его LHV при эталонных условиях. Расчетный объем впрыска, вероятно, будет меньше фактического значения из-за локальных потерь тепла из-за взаимодействия струйного пламени со стенкой. Стоит отметить, что на объем впрыска также незначительно влияют физические свойства топлива, такие как вязкость и летучесть, в то время как в данном исследовании один и тот же объем впрыска применяется ко всем тестируемым топливным смесям как константа.

3 Определения показателей для оценки характеристик воспламенения и сгорания топлива

На рис. 4 показан типичный набор профилей давления, HRR, dHRR/dt и MFB для одного тестового случая (EHN-4 при Twall = 550°C). Красная сплошная кривая представляет собой усредненный по ансамблю результат пяти инъекций, а заштрихованная красным область представляет собой 95% доверительный интервал (ДИ). Первое снижение давления и отрицательное значение HRR вызваны испарительным охлаждением и начальными эндотермическими реакциями пиролиза (Somers et al., 2018). Впоследствии, в отличие от фазы сгорания дизельного топлива с предварительным смешиванием и контролируемым смешиванием / поздним сгоранием (на рисунке 3), можно наблюдать отчетливый двухстадийный процесс воспламенения, фазы низкотемпературной реакции (LTR) и высокотемпературной реакции (HTR). . Это связано с тем, что химическая реактивность испытуемого топлива относительно низка, а продолжительность впрыска относительно короткая, что отделяет процесс сгорания от процесса впрыска. Двухстадийные процессы воспламенения можно объяснить с точки зрения химической кинетики.Во время фазы LTR образуются низкотемпературные продукты сгорания, такие как формальдегид. Расход высокореакционноспособных радикалов приводит к снижению скорости химической реакции, но локальная температура продолжает расти. Когда локальная температура достигает критического значения, высокотемпературная ветвь механизма воспламенения становится доминирующей, что приводит к скачку скорости химической реакции (соответствующему скачку HRR) и высвобождению большей части химической энергии в фазе ВТР.

РИСУНОК 4 .Давление, HRR, dHRR/dt и результаты MFB EHN-4 для Twall = 550°C. Сплошная красная кривая показывает усредненный по ансамблю результат пяти инъекций, а заштрихованные красные области представляют 95% доверительный интервал для каждого усредненного результата. Индикаторы горения показаны синими пунктирными линиями. Две сплошные синие линии на панели dHRR/dt представляют собой линейную аппроксимацию двух положительных наклонов профиля dHRR/dt в высокотемпературной реакционной фазе соответственно.

Для количественной оценки характеристик воспламенения и горения топлива обычно вводят некоторые показатели.Примеры этих индикаторов включают задержку воспламенения (ID), фазирование горения (CP), окончание горения (EC) и продолжительность горения (BD). Однако существует множество различных определений этих показателей в исследованиях горения с использованием анализа на основе давления. В Таблице 4 перечислены определения показателей, использованных в этом исследовании, и они объясняются и обсуждаются в этом разделе.

ТАБЛИЦА 4 . Определения индикаторов.

3.1 Задержка воспламенения

Задержка воспламенения является наиболее важным показателем для оценки воспламеняемости топлива.Как показано в Таблице 4, в этом исследовании используются четыре определения задержки воспламенения: ID 0,2 , ID 5% , ID minP и ID HTR . Первые три определения широко использовались для исследования дизельных топлив. Однако последний вариант специально адаптирован для топлива с явлением двухступенчатого зажигания, поскольку в реальном двигателе синхронизация HTR является решающим фактором для эффективности двигателя и выбросов.

ID 0,2 устанавливает фиксированное изменение давления для определения ID, которое было принято в ASTM D7668 (ASTM, 2017) и во многих исследованиях впоследствии (Kuszewski, 2018; Liang et al., 2019; Олива и Фернандес-Родригес, 2020 г.).

Другой стандарт ASTM, ASTM D6890 (ASTM, 2021) и несколько других исследований (Somers et al., 2018; Zhang et al., 2021) использовали точку восстановления давления для определения ID как ID minP , что также соответствует определение фиксированного изменения давления аналогично ID 0,2 . При минимальном давлении скорость выделения тепла в результате экзотермических реакций превышает скорость поглощения тепла, вызванного испарением жидкости и эндотермическими реакциями (Somers et al., 2018). Поэтому он является хорошим индикатором для определения начала фазы низкотемпературной реакции, хотя его применение иногда ограничено из-за неочевидных абсолютных изменений для разных случаев.

ID 5% — момент, когда высвобождается 5% химической энергии топлива. ID 5% адаптируется к изменению общей подводимой энергии при изменении массового расхода форсунки (разные отверстия), давления впрыска, продолжительности впрыска или компонентов топлива, поэтому ID 5% является более надежным, чем ID 0.2 в этих случаях (Joshi et al., 2015; Rabl et al., 2015; Кривополянский и др., 2019; Li et al., 2019).

ID HTR определяется как горизонтальная точка пересечения линейной аппроксимации первого положительного наклона профиля dHRR/dt в фазе HTR. Как показано на рисунке 4, между двумя пиками в профиле HRR проходит длительный период. Все определения задержки воспламенения с фиксированным значением (ID 0,2 , ID 5% и ID minP ) расположены вблизи первого пика, вызванного LTR.В фазе HTR изменение HRR можно определить с помощью профиля dHRR/dt, так что точка пересечения нуля первого положительного наклона dHRR/dt, ID HTR , представляет собой более реалистичный результат для начала интенсивного высокого уровня. -температурное тепловыделение без использования фиксированного определения. Подобные методы, такие как определение ID HRT , описанное здесь, также были приняты в некоторых исследованиях (Joshi et al., 2015; Zhang et al., 2021). Таким образом, ID HTR используется в этом исследовании для характеристики фазы HTR, в то время как все определения будут показаны при анализе результатов.

3.2 Фазирование сгорания

Фазирование сгорания (CP) имеет решающее значение для теплового КПД в работе двигателя, и его часто определяют как момент, когда в экспериментах с двигателем высвобождается 50% химической энергии топлива (Caton, 2014). Поэтому в этом исследовании CP 50% определяется как момент для 50% MFB. Аналогичные определения CP также использовались в ASTM D7668 (ASTM, 2017) и в некоторых недавних исследованиях (Kuszewski, 2018; Кривополянский и др., 2019). CP maxHRR определяется как момент пикового значения HRR.Аналогичные определения были приняты в стандарте IP 541 (IP, 2006 г.) и некоторых исследованиях (Prak et al., 2013 г.). Следует отметить, что для случаев значительного горения, контролируемого смесеобразованием, т. е. сгорания дизельного топлива при относительно большой продолжительности впрыска, максимальное значение HRR достигается за счет раннего горения предварительно смешанной смеси, что делает это определение СР недостаточным для оценки КПД двигателя. Следовательно, CP maxHRR обычно используется в тех случаях, когда процессы впрыска и сгорания достаточно разделены.

3.3 Конец сгорания

В этом исследовании используются два определения окончания сгорания. EC 90% , момент для 90% MFB, используется для обозначения времени, когда большая часть химической энергии топлива высвобождается в реакциях сгорания. Кроме того, точно так же, как ID HTR , EC HTR определяется как горизонтальная точка пересечения линейной аппроксимации второго положительного наклона профиля dHRR/dt в фазе HTR, чтобы охарактеризовать окончание высокотемпературных реакций. .

3.4 Продолжительность горения

На основании показателей, определенных выше, рассчитываются три определения продолжительности горения:

1 продолжительность горения низкотемпературной реакции (BD LTR ) – это период между ID minP и ID HTR ;

2 продолжительность горения высокотемпературной реакции (BD HTR ) — период между ID HTR и EC HTR ;

3 продолжительность горения (BD 5-90 ) — это период между ID 5% и EC 90% .

Как показано на рис. 4, BD LTR может быть достаточно длинным, если реактивность топлива или температура стенки камеры низкая, тогда как BD HTR квазисимметрично распределен по обеим сторонам высокотемпературного тепловыделения пик в профиле ЧСС. Это сильно отличается от профиля HRR в обычном дизельном топливе (CDC), но больше похоже на профиль HRR в гомогенном реакторе, где в процессе выделения тепла преобладает химическая кинетика, а не скорость смешивания топлива и воздуха.

4 Результаты и обсуждение

4.1 Влияние добавки EHN на горение н-бутанола

В этом разделе рассматриваются различные количества добавки, улучшающей воспламенение (EHN), добавляемой в н-бутанол, и влияние топливных смесей на характеристики воспламенения и горения. анализируются. На рис. 5 представлены профили тепловыделения (HRR) и массовой доли сгоревшего топлива (MFB) пяти топливных смесей с различными добавками ЭГН (от 2% до 10% при температуре стенки камеры 580°С). Согласно профилям HRR, более высокие доли EHN приводят к большему и более раннему низкотемпературному тепловыделению, и, следовательно, высокотемпературное тепловыделение явно опережает и пик HRR повышается.Профили MFB показывают, что н-бутанол с добавкой 4–10 % EHN может обеспечить относительно высокую эффективность сгорания (профиль MFB превышает 90 % и в конечном итоге выравнивается), в то время как эффективность сгорания н-бутанола с добавкой 2 % EHN составляет чуть ниже. Эффективность сгорания EHN-10 достигает 96,8% при ASOI 16 мс, что немного ниже ожидаемого значения. Помимо возможности неполного сгорания, к этому результату может привести и отклонение расчетного объема впрыска.

РИСУНОК 5 . Профили HRR и MFB смесей н-бутанола и ЭГН с массовой долей ЭГН 2–10 % (Twall = 580°C).

На рис. 6 представлены показатели характеристик воспламенения и горения н-бутанола с добавкой 2–10 % ЭГН при трех различных температурах стенок камеры (520, 550 и 580°С). Как упоминалось ранее, показанные результаты являются средними значениями пяти инъекций. Столбики погрешностей на рисунке 6 показывают соответствующие 95% доверительные интервалы. На трех панелях в верхнем ряду представлены результаты задержки воспламенения.Как правило, более высокие количества EHN могут эффективно сократить задержку воспламенения, но этот эффект явно уменьшается, когда процентное содержание EHN превышает 8%. Как и ожидалось, ID HTR дает самое высокое значение среди четырех определений задержки воспламенения, тогда как ID minP всегда является самым низким. Следует отметить, что измеренные задержки воспламенения почти во всех случаях превышают продолжительность впрыска (зафиксированную на уровне 1,5 мс), что означает, что процессы воспламенения и горения для тестируемых топлив не связаны с впрыском топлива.В отличие от процесса сгорания дизельного топлива, показанного на рисунке 3, для испытанных видов топлива нет перекрытия между впрыском и основным сгоранием. Таким образом, на рис. 6 отчетливо видно явление двухстадийного воспламенения (LTR и HTR). постепенно отклоняется от ID 0,2 и приближается к ID HTR с увеличением доли EHN.

РИСУНОК 6 .Результаты показателей воспламенения и горения н-бутанола с добавкой 2–10 % ЭГН при различных температурах стенок камеры.

Два наиболее широко используемых определения ID, ID 0,2 и ID 5% , могут фиксировать тенденцию воспламенения топлива при изменении состава топлива или температуры стенок камеры, и оба имеют хорошую воспроизводимость. По сравнению с другими определениями ID, ID HTR имеет наибольшее значение и показывает более высокую неопределенность, особенно при более низкой температуре стенок камеры.Однако он чрезвычайно актуален для топливных смесей в условиях, когда из-за большой задержки воспламенения становится заметным двухступенчатое воспламенение. С одной стороны, ID HTR более значим для характеристики влияния температуры стенок камеры на процесс воспламенения топлива. С другой стороны, это также показывает значительное влияние добавления EHN на продвижение HTR, особенно при самой низкой температуре камеры 520°C. Фактически, другие определения ID показывают лишь ограниченный эффект добавления EHN.ID minP не подходит для описания характеристик воспламенения, поскольку его относительное изменение довольно мало и он нечувствителен к различным температурам стенок камеры.

Результаты фаз горения и окончания сгорания показаны на трех панелях во второй строке рисунка 6. Два определения фаз горения, CP 50% и CP maxHRR , дают почти одинаковые результаты при хорошем повторяемость. Увеличение доли EHN приводит к усилению CP, но в соответствии с результатами ID этот эффект становится менее очевидным, когда содержание EHN превышает 8%.Профиль EC HTR показывает ту же тенденцию, что и CP, но его неопределенность при 520°C относительно высока. При 580°C EC 90% и EC HTR почти одинаковы для процентного содержания EHN 6–10%. Однако для случаев с меньшей добавкой EHN или более низкой температурой в камере конечная степень превращения топлива не может достигать 90%, и, таким образом, невозможно определить EC90%. Тем не менее, если уменьшить порог MFB для определения EC, например, до 80%, значительное тепловыделение может наблюдаться после EC 80% для топлив с высоким содержанием EHN при 580°C, как показано на рисунке 5.Следовательно, применимость ЭК, определяемых фиксированным MFB, ограничена при изменении температуры или испытании топлив с совершенно другой реакционной способностью.

Продолжительность горения (BD 5-90 , BD LTR и BD HTR ) показаны в третьей строке на рис. 6. При 520°C неопределенное значение EC 90% также препятствует значимому BD 5-90 значений для большинства случаев. Кроме того, BD LTR существенно снижается с увеличением содержания EHN, в то время как BD HTR остается практически неизменным.Однако при 580°C увеличение процентного содержания EHN приводит к значительному снижению BD LTR , а также к умеренному снижению BD HTR . Это связано с тем, что при более низкой температуре два пика в профилях HRR отделены, и, следовательно, небольшое изменение содержания EHN (2%–10%) может в основном укоротить фазу LTR, но мало влияет на фазу HTR. Однако при более высокой температуре два пика в профилях HRR в некоторой степени перекрываются, как показано на рисунке 5. Таким образом, уменьшенный BD LTR в результате увеличения содержания EHN также приводит к более короткому BD HTR .

Согласно вышеизложенному, добавление ЭГН в н-бутанол с массовой долей 5% обеспечивает хороший баланс между улучшением воспламеняемости и дозировкой присадки, улучшающей воспламенение. Эта доза EHN используется в следующем разделе для изучения воспламеняющих свойств смесей FPBO/н-бутанол.

4.2 Влияние содержания FPBO на горение смесей FPBO/н-бутанол

В этом разделе исследуются смеси FPBO/н-бутанол с добавлением 5% ЭГН. Во-первых, на рис. 7 показаны профили HRR и MFB FPBO-30 при различных температурах стенок камеры.Видно, что FPBO-30 не инициирует высокотемпературные реакции при 490°C, а горение не завершается в течение 45 мс при 505°C. С повышением температуры фазы LTR и HTR продвигаются вперед, и кажущаяся полнота сгорания увеличивается. Однако в большинстве случаев конечная степень конверсии топлива не достигает 90 %, что существенно меньше эффективности сгорания, установленной для смесей н-бутанол/ЭГН. FPBO представляет собой конденсат органических паров при температуре выше 450°C, а это означает, что он содержит некоторые высококипящие компоненты, которые трудно испаряются после закачки.Хуже того, FPBO имеет тенденцию к полимеризации при температурах выше 80°C (CEN, 2017; Broumand et al., 2020), поэтому при нагревании топлива перед впрыском могут образовываться еще более тяжелые компоненты. Температура топлива в камере форсунки может достигать около 100°C в CVCC с предварительным сжиганием (Malbec et al., 2013). Ожидается, что для CVCC с электронным подогревом, такого как CRU, температура в камере инжектора будет даже намного выше. Эти более тяжелые компоненты могут осаждаться из топлива и образовывать твердые частицы, которые трудно полностью окислить в процессе сгорания топлива и которые сильно влияют на полноту сгорания.

РИСУНОК 7 . Профили HRR и MFB FPBO-30 при различных температурах стенок камеры (490–580°C).

На рис. 8 представлены показатели ПФБО-30 в зависимости от температуры стенок камеры. Как правило, более высокая температура стенок камеры приводит к более короткой задержке воспламенения. Однако поведение ID 0,2 и ID 5% в диапазоне температур стенок камеры 535–565°C означает, что, вероятно, имеет место явление так называемого отрицательного температурного коэффициента (ОТК) (т.д., дальнейшее повышение температуры, приводящее к замедлению скорости химической реакции в определенном интервале температур). Для алканов, таких как н-гептан, синергетический эффект трех элементарных реакций (RH + O 2 = R + HO 2 , HO 2 + HO 2 = H 2 O 2 2 , H 2 O 2 = 2OH), приводит сначала к снижению реакционной способности, а затем к ее увеличению при повышении температуры в определенном диапазоне (Curran et al., 1998). Эти наблюдения обычно справедливы для экспериментов и моделирования в гомогенных реакторных системах. Однако в этом исследовании время смешивания впрыскиваемого топлива и окружающего воздуха различается при изменении температуры стенок камеры. Следовательно, необходимо провести дополнительный химический кинетический анализ для дальнейшего изучения явления NTC для н-бутанола с добавлением EHN. Кроме того, CP 50%, CP maxHRR, и EC HTR имеют ту же тенденцию: они значительно улучшаются при повышении температуры.И BD LTR , и BD HTR укорачиваются при более высокой температуре, но, как упоминалось в предыдущем разделе, BD LTR более чувствителен к изменению температуры, чем BD HTR .

РИСУНОК 8 . Результаты показателей воспламенения и горения ПФБО-30 при разных температурах стенок камеры (490–580°С).

На рис. 9 сравнивается влияние пропорции FPBO на профили HRR и MFB при 550°C. Как показано на рисунке, профили HRR топливных смесей с различными пропорциями FPBO почти одинаковы на фазе LTR, тогда как на фазе HTR существуют существенные различия.Как правило, увеличение содержания FPBO приводит к задержке фазы HTR, снижению пикового значения HRR и снижению конечной степени конверсии топлива. Это связано с тем, что химическая активность FPBO ниже, чем у н-бутанола, а его более тяжелые компоненты испытывают медленные процессы испарения и горения, что увеличивает продолжительность горения.

РИСУНОК 9 . Профили HRR и MFB смесей FPBO и н-бутанола с массовой долей FPBO 0–30 % (5% EHN, Twall = 550°C).

На рис. 10 представлены результаты показателей в зависимости от массовой доли ППБО при трех температурах стенок камеры.Плоские профили ID minP , ID 0,2 и ID 5% показывают, что влияние содержания FPBO на фазу LTR незначительно. Содержание FPBO мало влияет на ID HTR , за исключением более высоких пропорций смеси (> 20%), где FPBO ухудшает воспламеняемость смеси. Этот эффект незначителен только при более высоких температурах.

РИСУНОК 10 . Результаты показателей воспламенения и горения для смесей FPBO и н-бутанола (5% EHN) при различных температурах стенок камеры.

Также для этих смесей (как и для смесей н-бутанола/ЭГН) фазирование горения CP 50% остается аналогичным CP maxHRR . При 520 °C более высокая доля FPBO приводит к замедлению CP, но этот эффект становится менее очевидным при более высоких температурах, что указывает на то, что повышенные температуры улучшают процессы испарения и сгорания FPBO. В реальных двигателях повышение температуры в цилиндрах в конце такта сжатия может улучшить применимость топлива с другим соотношением FPBO.Показатель окончания сгорания EC HTR показывает тенденции, сходные с CP, но имеет большую неопределенность при 520°C. Эта неопределенность увеличивается с содержанием FPBO. Это указывает на то, что повышенная доля FPBO может увеличить циклическую изменчивость двигателя, особенно в условиях низкой нагрузки, когда температура в цилиндрах относительно низкая. EC 90% можно определить только при более высоких температурах, и он снова увеличивается с увеличением доли FPBO.

Что касается BD LTR и BD HTR , результаты показывают, что увеличение FPBO продлевает BD HTR при 550 и 580°C, но мало влияет на BD LTR .Однако при 520°C более высокое содержание FPBO приводит к увеличению BD LTR . Это можно объяснить тенденцией ID HTR , как упоминалось выше. Поскольку EC HTR было трудно определить из-за большой неопределенности, результаты BD HTR нельзя было оценить при 520°C.

5 Резюме и заключение

Характеристики воспламенения и горения н-бутанола и смесей ПФБО/н-бутанол экспериментально исследованы в исследовательской установке горения с добавлением ЭГН в качестве присадки, улучшающей воспламенение.На основе следов давления в камере во время впрыска топлива и процесса сгорания принимаются различные определения индикаторов сгорания, которые сравниваются для количественного описания характеристик воспламенения и сгорания топлива. К ним относятся задержка воспламенения, фазирование сгорания, окончание сгорания и время реакции. Проанализированы их применимость и эффективность для различных топливных смесей при различной температуре стенок камеры. Установлено, что EHN в количестве 5% масс. обеспечивает хороший баланс между повышенной воспламеняемостью и дозировкой присадки, улучшающей воспламенение.Таким образом, эта доза EHN используется для улучшения способности воспламенения смесей FPBO/н-бутанол. Испытываются топливные смеси с различной массовой долей FPBO от 0% до 30% и исследуется влияние температуры стенок камеры.

Ниже перечислены основные результаты этого исследования.

1 Для н-бутанола с добавкой ЭГН 2%–8% во всех случаях наблюдается двухстадийное воспламенение. Добавление большего количества ЭГН в н-бутанол приводит к большему и более раннему низкотемпературному выделению тепла. Высокотемпературное тепловыделение явно опережает и его пик становится выше.Однако эффекты EHN выравниваются в процентах выше 8%.

2 Обсуждаются четыре определения задержки воспламенения. ID minP не подходит для описания воспламенения топлива, поскольку он нечувствителен к различным температурам стенок камеры. ID 0,2 и ID 5% показывают хорошую согласованность. Оба они способны фиксировать разницу в задержке воспламенения при изменении процентного содержания EHN или температуры стенки камеры.

3 EHN также влияет на основное горение.ID HTR лучше отражает огромные различия в начале основного сгорания, но это происходит за счет немного большей неопределенности по сравнению с другими определениями ID.

4 Два определения фазирования горения, CP 50% и CP maxHRR , дают почти идентичные результаты. Однако это может быть результатом сочетания короткого впрыска и большой задержки воспламенения. При наличии значительной фазы, контролируемой смешиванием, это, вероятно, неверно.

5 Применимость двух определений конца горения различается: EC HTR описывает окончание высокотемпературной реакции и показывает аналогичную тенденцию с фазированием горения; однако EC 90% имеет большую неопределенность и может быть определена только при более высокой температуре стенок камеры из-за относительно низкой химической активности испытанных топлив.

6 Обсуждаются три определения продолжительности горения. Подобно EC90%, BD 5-90 нельзя определить, если MFB не превышает 90%.BD LTR и BD HTR используются для отображения продолжительности горения низко- и высокотемпературных реакций соответственно. Они предоставляют количественную информацию для испытанных видов топлива, для которых очевидно явление двухступенчатого воспламенения.

7 Более высокое содержание FPBO мало влияет на низкотемпературную фазу реакции, но задерживает пик HRR высокотемпературной фазы реакции. Это связано с тем, что обычно химическая активность FPBO ниже, чем у н-бутанола.Более тяжелые компоненты в FPBO трудно испаряются и сжигаются, что приводит к снижению степени конверсии топлива и дальнейшему замедлению EC 90% . При высоких температурах стенок камеры увеличение доли FPBO оказывает менее выраженное влияние на BD LTR , но продлевает BD HTR . При более низких температурах более высокие пропорции FPBO ухудшают воспламеняемость смеси, задерживая ID HTR и продлевая BD LTR .

8 Температура стенки камеры оказывает существенное влияние на процессы воспламенения и горения смесей ПФБО/н-бутанол с 5% ЭГН.Явление отрицательного температурного коэффициента наблюдалось в диапазоне температур стенки камеры 535–565°С.

Заявление о доступности данных

Первоначальные материалы, представленные в исследовании, являются общедоступными. Эти данные можно найти здесь: https://doi.org/10.5281/zenodo.5841988.

Вклад авторов

YW, NM и BS внесли свой вклад в разработку концепции и дизайна исследования. YW, JH и MC провели экспериментальные испытания. YW, NM и MC исследовали и внедрили определения индикаторов.БС является директором проекта. YW написал первый черновик рукописи. Все авторы участвовали в доработке рукописи.

Финансирование

Это исследование поддерживается программой исследований и инноваций Horizon 2020 Европейского Союза (проект SmartCHP, соглашение о гранте № 815259).

Конфликт интересов

BTG Biomass Technology Group BV предоставила образцы FPBO.

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Роберта Кулена, MSc, из группы Power and Flow Технологического университета Эйндховена за его ценный вклад в обработку данных CRU.Компания BTG Biomass Technology Group BV выражает благодарность за образцы FPBO.

Сокращения

BD, продолжительность горения; CDC, обычное дизельное топливо; ДИ, доверительный интервал; CP, фазирование горения; CP, фазирование горения; CVCC, сосуд для сжигания постоянного объема; ЕС, окончание сгорания; EHN, 2-этилгексилнитрат; FPBO, биомасло быстрого пиролиза; HRR, частота высвобождения слуха; HTR, высокотемпературная реакция; ID, задержка зажигания; LTR, низкотемпературная реакция; MFB, массовая доля сгоревшего; NTC, отрицательный температурный коэффициент; PRR, Скорость нарастания давления.

Ссылки

Алкала, А., и Бриджуотер, А.В. (2013). Модернизация жидкостей для быстрого пиролиза: смеси биодизеля и пиролизного масла. Топливо 109, 417–426. doi:10.1016/j.fuel.2013.02.058

Полный текст CrossRef | Google Scholar

ASTM (2017). ASTM D7668-17, Стандартный метод испытаний для определения производного цетанового числа (DCN) дизельного топлива — задержка воспламенения и задержка сгорания с использованием метода камеры сгорания постоянного объема. Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.doi:10.1520/D7668-17

Полный текст CrossRef | Google Scholar

ASTM (2021). ASTM D6890-21, Стандартный метод испытаний для определения задержки воспламенения и производного цетанового числа (DCN) дизельного топлива путем сжигания в камере постоянного объема. Западный Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International.

Google Scholar

Атманли А. и Йылмаз Н. (2018). Сравнительный анализ смесей н-бутанол/дизель и 1-пентанол/дизель в двигателе с воспламенением от сжатия. Топливо 234, 161–169.doi:10.1016/j.fuel.2018.07.015

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Атманли, А., и Йылмаз, Н. (2020). Экспериментальная оценка полунизкотемпературного горения с использованием смесей биодизеля из отработанного масла и спирта C3-C5 в дизельном двигателе. Fuel 260, 116357. doi:10.1016/j.fuel.2019.116357

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Атманли, А. (2016). Влияние присадки, улучшающей цетановое число, на свойства топлива и характеристики двигателя дизельного двигателя, работающего на смесях дизельного топлива, масла лесного ореха и спирта с высшим углеродом. Топливо 172, 209–217. doi:10.1016/j.fuel.2016.01.013

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Бриджуотер, А. В. (2012). Обзор быстрого пиролиза биомассы и модернизации продукта. Биомасса Биоэнергетика 38, 68–94. doi:10.1016/j.biombioe.2011.01.048

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Бруманд М., Альберт-Грин С., Юн С., Хонг З. и Томсон М. Дж. (2020). Распылительное сжигание биомасел быстрого пиролиза: применение, проблемы и потенциальные решения. Прог. Энерг. Сгорел. науч. 79, 100834. doi:10.1016/j.pecs.2020.100834

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Катон, Дж. А. (2014). Фазирование сгорания для максимальной эффективности обычных и высокоэффективных двигателей. Энерг. Конверс. Управление 77, 564–576. doi:10.1016/j.enconman.2013.09.060

Полный текст CrossRef | Google Scholar

CEN (2017). CEN/TR 17103 Био-масло быстрого пиролиза для стационарных двигателей внутреннего сгорания – определение качества.Брюссель, Бельгия: Европейский комитет по стандартизации.

Google Scholar

Карран Х. Дж., Гаффури П., Питц У. Дж. и Уэстбрук С. К. (1998). Комплексное моделирование окисления N-гептана. Горение. Пламя 114, 149–177. doi:10.1016/S0010-2180(97)00282-4

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Хан, Дж., и Сомерс, Л.М.Т. (2021). Сравнительное исследование характеристик воспламенения изомеров бутанола с использованием камеры сгорания постоянного объема в условиях, подобных дизельным двигателям. Fuel 304, 121347. doi:10.1016/j.fuel.2021.121347

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан Дж., Ван Ю. и Сомерс Б. (2021). Экспериментальное исследование вязкости и характеристик горения смесей N-бутанол/дизель. Технический документ SAE 2021-01-0555, 1–11. doi:10.4271/2021-01-0555

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Heywood, JB (2018). Основы двигателя внутреннего сгорания . 2-й. Эдн. Нью-Йорк: Образование McGraw-Hill.

Google Scholar

Хоссейн А.К. и Дэвис П.А. (2013). Пиролизные жидкости и газы как альтернативные виды топлива в двигателях внутреннего сгорания — обзор. Продлить. Суст. Энерг. Ред. 21, 165–189. doi:10.1016/j.rser.2012.12.031

Полный текст CrossRef | Google Scholar

IP (2006 г.). IP 541: Определение характеристик воспламенения и сгорания остаточного топлива – метод камеры сгорания постоянного объема. Лондон, Соединенное Королевство: Энергетический институт.

Google Scholar

Джоши У., Чжэн З., Шреста А., Хенейн Н. и Саттлер Э. (2015). Исследование чувствительности задержки зажигания и энергии активации при сгорании дизельного топлива. Дж. Инж. Gas Turbines Power 137 (9), 091506. doi:10.1115/1.4029777

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Касс, доктор медицинских наук, Янке, К., Коннацер, Р., Льюис, С., Кайзер, Дж., и Тайсс, Т. (2015). Оценка совместимости эластомерных инфраструктурных материалов с чистым дизельным топливом и дизельной смесью, содержащей 20% биомасла быстрого пиролиза. Международный SAE. J. Топливная смазка. 8, 50–61. doi:10.4271/2015-01-0888

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Касс, М. Д., Армстронг, Б. Л., Каул, Б. К., Коннацер, Р. М., Льюис, С., Кайзер, Дж. Р., и др. (2020). Стабильность, горение и совместимость смесей высоковязкого мазута с биотопливом быстрого пиролиза. Энергетическое топливо 34, 8403–8413. doi:10.1021/acs.energyfuels.0c00721 ​​

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Кривополянский В., Бьорген, К.О.П., Эмберсон, Д., Ушаков, С., Эсёй, В., и Лёвас, Т. (2019). Экспериментальное исследование характеристик задержки воспламенения, горения и эмиссии NO гидрогенизированного растительного масла. Международный SAE. J. Топливная смазка. 12, 29–42. doi:10.4271/04-12-01-0002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кушевски, Х. (2018). Влияние добавления присадки 2-этилгексилнитрат цетана на свойства самовоспламенения смеси этанол-дизельное топливо — исследование при различных температурах окружающего газа. Топливо 224, 57–67. doi:10.1016/j.fuel.2018.03.084

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ли, С., и Ким, Т. Ю. (2015). Технико-экономическое обоснование использования пиролизного древесно-масляного этанольного топлива с пилотным впрыском дизельного топлива в дизельном двигателе. Топливо 162, 65–73. doi:10.1016/j.fuel.2015.08.049

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Lee, S., Jang, Y., Kim, T.Y., Kang, K.-Y., Kim, H., and Lim, J. (2013). Характеристики производительности и выбросов дизельного двигателя, работающего на смеси пиролизного масла и этанола с предварительным впрыском дизельного и биодизельного топлива. Международный SAE. J. Топливная смазка. 6, 785–793. doi:10.4271/2013-01-2671

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Ву С. Х., Ким Ю., Чой Ю. и Канг К. (2020). Характеристики горения и выбросов дизельного генератора, работающего на смеси н-бутанола/кофейной гущи пиролизного масла/дизельного топлива. Energy 206, 118201. doi:10.1016/j.energy.2020.118201

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лехто Дж., Оасмаа А., Солантауста Ю., Кито, М., и Кьярамонти, Д. (2014). Обзор качества мазута и сгорания биотоплива быстрого пиролиза из лигноцеллюлозной биомассы. Заяв. Энерг. 116, 178–190. doi:10.1016/j.apenergy.2013.11.040

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли Ю., Сюй Х., Кракнелл Р., Хед Р. и Шуай С. (2019). Экспериментальное исследование характеристик горения HVO по сравнению с TME и ULSD при различных соотношениях компонентов смеси. Топливо 255, 115757. doi:10.1016/j.топливо.2019.115757

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Лян X., Чжун А., Сунь З. и Хань Д. (2019). Самовоспламенение смесей изомеров N-гептана и бутанола в камере сгорания постоянного объема. Fuel 254, 115638. doi:10.1016/j.fuel.2019.115638

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лилло П. М., Пикетт Л. М., Перссон Х., Андерссон О. и Кук С. (2012). Обнаружение воспламенения распыления дизельного топлива и пространственная/временная коррекция. Международный SAE.J. Двигатели 5, 1330–1346. doi:10.4271/2012-01-1239

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, Х. Ф., Вэнь, М. С., Цуй, Ю. К., Чжан, К. К., Чжэн, З. К., и Яо, М. Ф. (2020). Влияние смешивания N-бутанола с дизельным топливом на развитие и спектр пламени. Спектроск. Спектр. Анальный. 40 (7), 1998–2004 гг. doi:10.3964/j.issn.1000-0593(2020)07-1998-07

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мэйс Н., Хуглугт М., Дам Н., Сомерс Б. и Харди Г.(2020). О влиянии расстояния до стенки и геометрии пламени распыления N-додекана под высоким давлением в камере постоянного объема. Междунар. J. Рез. двигателя 21, 406–417. doi:10.1177/1468087419875242

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мальбек Л.-М., Эгускиса Дж., Брюно Г. и Мейер М. (2013). Характеристика набора форсунок ECN Spray A: варианты сопла к соплу и влияние на характеристики распыления. Международный SAE. J. Двигатели 6, 1642–1660. дои: 10.4271/2013-24-0037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mueller, CJ (2013). Возможность использования сырых жидкостей от быстрого пиролиза древесной биомассы в качестве топлива для двигателей с воспламенением от сжатия: обзор литературы. Международный SAE. J. Топливная смазка. 6, 251–262. doi:10.4271/2013-01-1691

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Олива Ф. и Фернандес-Родригес Д. (2020). Исследование самовоспламенения смесей СНГ с дизельным топливом и HVO в камере сгорания постоянного объема. Fuel 267, 117173. doi:10.1016/j.fuel.2020.117173

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Поферл, Д. Дж., и Свела, Р. А. (1973). Термодинамические и транспортные свойства воздуха и его продуктов сгорания топлива и природного газа ASTMA-A-1 при 20, 30 и 40 атмосфер. Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. (2013). Разработка заменителя смеси для гидроочистки возобновляемого дизельного топлива на основе водорослей. Энергетическое топливо 27, 954–961. doi:10.1021/ef301879g

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Рабл С., Дэвис Т.Дж., Макдугалл А.П. и Крэкнелл Р.Ф. (2015). Понимание взаимосвязи между задержкой воспламенения и продолжительностью горения в сосуде постоянного объема в условиях дизельного двигателя. Проц. Сгорел. Инст. 35, 2967–2974. doi:10.1016/j.proci.2014.05.054

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Somers, K.P., Curran, H.J., Burke, U., Banyon, C., Hakka, H.M., Battin-Leclerc, F., et al. (2018). Важность эндотермических реакций пиролиза в понимании процессов сгорания дизельного топлива. Топливо 224, 302–310. doi:10.1016/j.fuel.2018.02.173

Полный текст CrossRef | Google Scholar

ван де Бельд Б., Холле Э. и Флорин Дж. (2013). Использование пиролизного масла и топлива на основе пиролизного масла в дизельных двигателях для ТЭЦ. Заяв. Энерг. 102, 190–197. doi:10.1016/j.apenergy.2012.05.047

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

ван де Бельд Б., Холле Э. и Флорин Дж. (2018). Использование смеси масла и этанола для быстрого пиролиза в дизельных двигателях для ТЭЦ. Биомасса Биоэнергетика 110, 114–122. doi:10.1016/j.biombioe.2018.01.023

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ван Р. и Бен Х. (2020). Ускоренный процесс старения модельных соединений бионефти: исследование механизма. Перед. Энерг. Рез. 8, 79. doi:10.3389/fenrg.2020.00079

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Ю., Хан Дж., Мэйс Н. и Сомерс Б. (2021). «Характеристики воспламенения и горения н-бутанола и смесей ПФБО/н-бутанола с добавлением присадки, улучшающей воспламенение», на 10-м Европейском совещании по вопросам горения (ECM 2021), Неаполь, Италия, 14–15 апреля 2021 г.

Google Scholar

Чжан Ю., Кук С., Ким К.С. и Квеон С.-Б. (2021). Оценка измерений задержки воспламенения в зависимости от давления для различных видов топлива с цетановым числом в малогабаритном двигателе с воспламенением от сжатия. Международный SAE. J. Двигатели 14, 683–695. doi:10.4271/03-14-05-0041

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжэн З., Юэ Л., Лю Х., Чжу Ю., Чжун С. и Яо М. (2015). Влияние двухступенчатого впрыска на сгорание и выбросы при высокой скорости рециркуляции отработавших газов в дизельном двигателе при заправке смесями дизельного топлива/бензина, дизельного топлива/н-бутанола, дизельного топлива/бензина/н-бутанола и чистого дизельного топлива.

Оставить ответ