Determining the characteristics for the rational adjusting of an fuel-air mixture composition in a two-stroke engine with internal mixture formation

Abstract

Розроблено робочий процес для двигунів з іскровим запалюванням і безпосереднім впорскуванням палива, що забезпечує організацію розшарованого збідненого паливоповітряного заряду на часткових навантаженнях та потужносного складу паливоповітряної суміші на підвищених навантаженнях. Проведена модернізація конструкції двотактного двигуна з іскровим запалюванням шляхом установки системи без-посереднього впорскування палива, розміщення форсунки в стінці циліндра і зміни форми камери згоряння. Розроблено методику проведення регулювальних характеристик за складом паливоповітряної суміші в циліндрі двотактного двигуна з іскровим запалюванням. Особливістю методики є реєстрація параметрів і показників двигуна при постійній цикловій подачі палива та регулюванні повітря на впуску. Запропонована методика дозволяє точніше регулювати склад паливоповітряної суміші завдяки більш точному дозуванню повітря, ніж циклової подачі палива. Проведено експериментальні дослідження і побудовано регулювальні характеристики за складом паливоповітряної суміші в циліндрі двотактного двигуна з розробленим робочим процесом. Побудовано навантажувальні характеристики (n=3000 хв-1) раціонального регулювання за граничною економічністю та максимальною потужністю на базі даних регулювальних характеристик за складом паливоповітряної суміші. Встановлено, що за навантажувальною характеристикою раціонального регулювання економічного складу пали-воповітряної суміші в циліндрі двигуна (λцил. ек) змінюється від 1,31 до 1,94, а мінімальна витрата палива становить ge min=259 г/(кВт·год). За навантажувальною характеристикою раціонального регулювання потужносного складу паливоповітряної суміші в циліндрі двигуна (λцил. п) змінюється від 1,31 до 1,7, а витрата палива на часткових навантаженнях становить ge=270 г/(кВт·год). Характеристики за витратою повітря в залежності від циклової подачі палива можуть бути використані для зміни складу паливоповітряної суміші при автоматичному регулюванні навантаження двигуна.

An operating process for engines with spark ignition and direct fuel injection engines which ensures the formation of a stratified lean fuel-air charge under the modes of partial loads and the power composition of the fuel-air mixture at high loads has been developed. The design of a two-stroke spark-ignition engine was modernized by installing a direct fuel injection system, placing the nozzle in the cylinder wall, and changing the combustion chamber shape.

A procedure of adjustment of the composition of the fuel-air mixture in the cylinder of a two-stroke spark-ignition engine has been developed. The procedure features the recording of engine parameters and indicators at a constant cycle fuel feed and intake air adjustment. The proposed procedure makes it possible to more accurately adjust the composition of the fuel-air mixture due to a more accurate dosage of air than the cycle fuel feed. Experimental studies were carried out and adjustment characteristics were constructed in terms of the air-fuel mixture composition in the cylinder of a two-stroke engine with a developed operating process. Load characteristics (at n=3,000 rpm) of rational adjustment in terms of economy and maximum power were constructed based on data on the adjustment characteristics for the composition of the fuel-air mixture. It was found that in terms of the load characteristic of rational economy adjustment, the composition of the fuel-air mixture in the engine cylinder (λcyl.ec) varied from 1.31 to 1.94 and the minimum fuel consumption was ge min=259 g/(kWh). In terms of the load characteristic of rational power adjustment, the composition of the fuel-air mixture in the engine cylinder (λcyl.pow) varied from 1.31 to 1.7, and the fuel consumption at partial loads was ge=270 g/kWh. Characteristics of airflow rate depending on the cycle fuel feed can be used to change the composition of the fuel-air mixture with automatic adjustment of the engine load