Аппаратно-программный комплекс для подачи добавочных компонентов в цилиндр дизельного двигателя

1. Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образ

Федеральное агентство по рыболовству
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный технический университет»
Разработка и предоставление образовательных услуг в области среднего, высшего и дополнительного профессионального образования,
послевузовского образования; воспитательная и научно-исследовательская работа сертифицированы DQS и ГОСТ Р по ISO 9001:2008
Институт Морских технологий, энергетики и транспорта
Специальность180403.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
Кафедра «Эксплуатация водного транспорта»
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
«Аппаратно-программный комплекс для подачи
добавочных компонентов в цилиндр дизельного двигателя с
целью повышения его технико-экономических и
экологических характеристик»
Работа выполнена студентами группы ДТМ-61:
Пальниковым С.В.
Умербаевым А.М.
Руководители работы:
д.т.н., профессор кафедры ЭВТ
Покусаев М.Н.
магистрант гр.ДТУОМ 21
Грабарчук А.Ю.

2. Актуальность работы подтверждается основными нормативными документами:

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ
ОСНОВНЫМИ НОРМАТИВНЫМИ ДОКУМЕНТАМИ:
Приложение VI к Международной конвенции МАРПОЛ 73/78 по
предотвращению загрязнения атмосферы с судов от 19 мая 2005г.
(с поправками 2011, 2015 годов)
Постановление Правительства РФ № 83 «О проведении регулярных
проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие
техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в
атмосферный воздух» от 06.02.2002г.
ГОСТ Р 51249-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы
вредных веществ с отработавшими газами от 01.01.2000г.
2

3. Цели работы

ЦЕЛИ РАБОТЫ
Разработать аппаратную и
программную часть электронного
блока управления
Осуществить подготовку силового
агрегата 1Ч17/24 к монтажу на него
аппаратно-программного комплекса
Анализировать процесс работы
дизеля с применением различных
дополнительных компонентов
3

4. Схема системы

СХЕМА СИСТЕМЫ
7
1
8
2
11
4
3
6
м
13
16
5
1 Бак для добавочного компонента;
2 Фильтр тонкой очистки
3 Подкачивающий насос
4 Невозвратный клапан
5 Электродвигатель
6 Топливный насос высокого давления
7 Регулятор давления
8 Аккумуляторная топливная рампа
12
14
15
11 Топливный бак;
12 Клапан;
13 Подкачивающий насос;
14 Фильтр тонкой очистки
15 Топливный насос высокого давления
16 Датчик давления топлива
4

5.

ВОЗМОЖНОСТИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ
Задания угла начала подачи добавочного
компонента и продолжительности впрыска в
любой угол поворота КВ
Ступенчатая подача добавочного компонента
с возможностью подачи до 20 ступеней за
цикл
Воспроизведение и запись цифровых и
графических параметров и показателей
работы дизеля
5

6. модульный блок управления

МОДУЛЬНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
АЦП датчиков
АЦП датчиков
давления
давления
Датчик
положения
КВ
Датчик
температу
ры газов
Форсунка
Основной блок
Основной блок
управления
управления
ЭБУ
Регулятор
ЦАП форсунки давления
ЦАП форсунки
4АЦП угловой
АЦП угловой
скорости
скорости
Датчик
температу
ры
охлаждаю
щей
жидкости
Датчик
давления
в
цилиндре
Датчик
давления
в
топливной
рампе
6

7. Интерфейс управления системой

ИНТЕРФЕЙС УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ
Угол начала
начала впрыска
впрыска
Угол
Продолжительность
Продолжительность
впрыска
впрыска
Индикатор
Индикатор угла
угла
поворота
КВ
поворота КВ
Угловая
Угловая скорость
скорость
прохождения
прохождения каждых
каждых 66
градусов
градусов угла
угла поворота
поворота
КВ
КВ
Впрыски
Впрыски добавочного
добавочного
компонента
компонента
Давление
Давление в
в
топливной
топливной рампе
рампе
Обороты
Обороты дизеля
дизеля
Угол
Угол поворота
поворота КВ
КВ
Кнопка
Кнопка записи
записи
Кнопка
Кнопка паузы
паузы
Кнопка
Кнопка
сохранения
7 сохранения

8. Экспериментальное исследование

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Эксперимент №1
Добавочный компонент: дизельное
топливо
Эксперимент №2
Добавочный компонент: этиловый
спирт
Испытания при нагрузках
25%,50%,75%,100% и на холостом
ходу
Угол подачи:
30 градусов до ВМТ,
продолжительность 10 градусов
Угол подачи:
Непосредственно в ВМТ
Угол подачи:
10 градусов после ВМТ,
продолжительность 10 градусов
Атмосферные условия одинаковы
8

9. Изменение концентрации NO

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ NO
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
500
400
300
Концентрация, ррм
200
100
0
0
25
50
75
100
Нагрузка, %
NO (ДТ)
NO (ДТ+ДТ 30° до ВМТ)
NO (ДТ+ДТ 10° после ВМТ)
NO (ДТ+ДТ 30° до ВМТ)
NO (ДТ+ДТ 30° до ВМТ)
NO (ДТ+ДТ 10° после ВМТ)
9

10. Изменение концентрации NOX

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ NOX
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
500
400
300
Концентрация, ррм
200
100
0
0
25
50
75
100
Нагрузка, %
Nox (ДТ)
NOх (ДТ+ДТ 30° до ВМТ)
NOх (ДТ+ДТ 10° после ВМТ)
NOх (ДТ)
NOх (ДТ+ДТ 30° до ВМТ)
NOх (ДТ+ДТ 10° после ВМТ)
10

11. Изменение концентрации СО

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ СО
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
700
600
500
400
Концентрация, ррм
300
200
100
0
0
25
50
75
CO (ДТ)
CO (ДТ) Нагрузка, %
CO (ДТ+спирт, подача в ВМТ)
CO (ДТ+спирт, подача в ВМТ)
11
100

12. Изменение удельного расхода топлива

ИЗМЕНЕНИЕ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
0.7
0.6
0.5
0.4
Концентрация, ррм
0.3
0.2
0.1
0
0
25
50
75
100
Нагрузка, %
ДТ
ДТ+ДТ, 30° до ВМТ
ДТ+ДТ (10° после ВМТ)
(ДТ)
ДТ+ДТ, 30° до ВМТ
ДТ+ДТ (10° после ВМТ)
12

13. Изменение температуры выхлопных газов

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
250
250
200
200
150
150
Температура газов, °С
Температура газов, °С
100
100
50
50
0
0
25
50
Нагрузка, %
Тог ( ДТ)
Тог ( ДТ)
Тог ( ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
Тог ( ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
75
100
0
0
25
50
Нагрузка,%
Тог (ДТ)
Тог (ДТ)
13
75
100

14. Изменение концентрации SO2

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ SO2
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
50
45
40
35
30
Концентрация, ррм
25
20
15
10
5
0
SO2 (ДТ)
0
25
50
75
100
Нагрузка, %
SO2 (ДТ)
SO2 (ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
SO2 (ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
SO2 (ДТ+ДТ, 10° после ВМТ)
SO2 (ДТ+ДТ, 10° после ВМТ)
14

15. Изменение концентрации О2

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ О2
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
18.5
25
18
20
17.5
17
15
Концентрация, ррм
Концентрация, ррм
16.5
16
10
15.5
5
15
14.5
0
0
25
50
75
100
Нагрузка, %О2 (ДТ)
О2 (ДТ)
О2 (ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
О2 (ДТ+ДТ, 10° после ВМТ)
0
О2 (ДТ+ДТ, 30° до ВМТ)
О2 (ДТ+ДТ, 10° после ВМТ)
25
50
Нагрузка, %
О2 (ДТ)
О2 (ДТ+спирт)
15
О2 (ДТ+спирт)
О2 (ДТ+спирт)
75
100

16. Изменение концентрации Н2

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ Н2
Доп. компонент - ДТ
Доп. компонент - спирт
16

17.

ВЫРАЖАЕМ ОСОБУЮ БЛАГОДАРНОСТЬ ЗА
ПОМОЩЬ И СОДЕЙСТВИЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
ДАННОЙ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ СЛЕДУЮЩИМ
ЛИЦАМ:
студенту 3 курса физико-технического факультета АГУ
Колесникову Ивану Владимировичу
Шершневу Александру Александровичу студенту
группы ДТМс - 61
Хмельницкой Анастасии Александровне аспиранту
кафедры ЭВТ
17

18.

ПРОВЕДЁННЫЕ РАБОТЫ
Подготовлена и оформлена заявка на конкурс
«УМНИК» и выигран гранд
Напечатана статья в сборнике «Исследования
молодых учёных-вклад в инновационное
развитие России»
Оформлена и подана заявка на полезную
модель «Устройство для подачи добавочных
жидкостных компонентов в цилиндр
дизельного двигателя» в ФИПС
18

19.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
19