РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ В ДВУХТАКТНЫХ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СУДОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Анотація

Результаты анализа мировых топливных ресурсов указывают на то, что наиболее распространенными ископаемыми топливами на земле являются твердые топлива. Специалисты считают, что при сохранении нынешних темпов их использования, запасов углей хватит, по крайней мере, еще на 400...450 лет. Низкая цена на этот вид топлива делает их использование привлекательной перспективой для применения в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Попытки создания двигателей, способных работать на твердых топливах, предпринимались на протяжении всего периода существования ДВС, начиная с работ Р.Дизеля по созданию его рационального двигателя. Однако на протяжении всего этого периода основные усилия специалистов были направлены на то, чтобы приспособить существующие типы поршневых двигателей, работающих на жидких или газообразных топливах, под использование угольного топлива в виде мелкодисперсной пыли, непосредственно подаваемой в рабочий цилиндр или впрыскиваемой в камеру сгорания в составе топливо- или водо-угольной суспензии. Первой попыткой разработать двигатель, который специально создавался под использование твердых топлив и позволял бы максимально использовать преимущества их агрегатного состояния, были работы американского инженера Joseph C. Firey, предложившего конструкцию с внутрицилиндровой газификацией твердого топлива. Впоследствии авторами был усовершенствован данный метод путем организации принудительной продувки слоя твердого топлива в процессе подвода теплоты к рабочему телу. Авторами была разработана и реализована численная модель рабочего процесса данного двигателя, с использованием которой выполнен ряд исследований, направленных на поиск новых подходов к организации рабочих процессов в твердотопливных двигателях со слоевым сжиганием. Эти подходы позволяют максимально использовать особенности подготовки воздушного заряда к сгоранию и управляемого процесса подвода теплоты для повышения термодинамической эффективности рабочего цикла. Обсуждению результатов этого исследования посвящена данная статья.