автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение рабочего процесса дизеля присадкой воды к топливу

На правах рукописи

Тактак Абдулрахман

УЛУЧШЕНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ ПРИСАДКОЙ ВОДЫ К ТОПЛИВУ

05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова (АлтГТУ)»

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Матиевский Дмитрий Дмитриевич

кандидат технических наук, доцент Свистула Андрей Евгениевич

доктор технических наук, профессор, Лебедев Олег Николаевич;

кандидат технических наук, Андреев Юрий Васильевич

Ведущая организация: ОАО «ПО Алтайский моторный

завод»

Защита состоится 2 июня 2005 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.03, действующего при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять в двух экземплярах по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного I

совета д.т.н., профессор /о ) В.А. Синицын

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Особое место в развитии двигателе-строения уделяется вопросам дальнейшего совершенствования дизелей, как наиболее экономичного теплового двигателя, расширению их применения в различных секторах экономики.

Одним из направлений дальнейшего развития дизелей является повышение их удельной мощности и снижения вредных выбросов при увеличении среднего эффективного давления и частоты вращения коленчатого вала, что связано с необходимостью интенсификации процессов смесеобразования и сгорания.

Одним из действенных методов совершенствования смесеобразования и интенсификации процесса горения топлива является использование присадки воды к топливу в виде водо-топливных эмульсий (ВТЭ). Многочисленными исследованиями при этом установлено: снижается выброс сажи и оксидов азота с ОГ; снижается расход топлива и смазочного масла; происходит снижение теплонапряженности деталей дизеля при сохранении мощности; сокращается нагарообразова-ние в цилиндрах; увеличивается ресурс распылителей и др.

Однако до настоящего времени способы использования воды как присадки к топливу разработаны и изучены недостаточно. Так, например, это оперативное управление концентрацией воды в топливе, влияние содержания воды в топливе как дополнительной добавки к рабочему телу (РТ) на степень использования воздушного заряда цилиндра, на индикаторный КПД и его составляющие, на показатели токсичности и др. Поэтому работы, посвященные исследованию данных вопросов, являются несомненно актуальными.

Цель работы заключается в исследовании возможностей и разработке практических рекомендаций по повышению экономичности и снижению вредных выбросов дизеля с отработавшими газами впрыскиванием своеобразной ВТЭ управляемого состава, оперативно приготовленной непосредственно в форсунке.

Для достижения поставленной цели предусматривается решение следующих задач:

- теоретическое исследование термодинамического характера воздействия присадки воды к РТ на индикаторный КПД и показатели цикла двигателя; оценка степени влияния присадки воды к РТ на индикаторный КПД и перспективы его увеличения;

- разработка способа присадки воды к топливу (приготовления своеобразной ВТЭ) в ЛВД непосредственно в форсунке с возможно-

стью оперативного управления концентрацией воды в топливе и параметрами впрыска, опытной топливной аппаратуры;

- экспериментальное исследование внутрицилиндрового процесса и основных показателей рабочего процесса дизелей 1413/14 при использовании опытной топливной аппаратуры для осуществления присадки воды к топливу;

- разработка рекомендаций по прогнозированию степени эффективности использования воздушного заряда цилиндра при моделировании рабочего процесса дизеля, работающего с присадкой воды к топливу.

Методы исследования и достоверность. В работе нашли применение как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Достоверность результатов достигнута выбором современных методов и средств измерений, соблюдением требований стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей, а для теоретических исследований - принятием обоснованных исходных данных и закономерностей и сопоставлением результатов расчета и эксперимента.

Научная новизна. Составлена модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД, реализованная в виде программы на алгоритмическом языке PASCAL и доведенная до практического инженерного использования. Разработан способ присадки воды к топливу (приготовление своеобразной ВТЭ) в магистрали высокого давления непосредственно в форсунке с возможностью оперативного управления концентрацией воды в топливе и параметрами впрыска; разработаны принципы, на основе которых сконструирована опытная форсунка и система питания дизеля, защищенная патентом на полезную модель. Предложен алгоритм управления концентрацией воды в топливе. Получена зависимость степени эффективного использования воздушного заряда цилиндра от состава получаемой ВТЭ. Теоретически и экспериментально показана возможность повышения индикаторного КПД дизеля и снижения вредных выбросов при использовании присадки воды к топливу в магистрали высокого давления.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Предложена уточненная математическая модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки

дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД, реализованная в виде программы на алгоритмическом языке PASCAL и доведенная до практического инженерного использования. Предложена система питания дизеля, позволяющая оперативно готовить своеобразную ВТЭ в топливной магистрали высокого давления и управлять ее составом. Разработанные практические рекомендации по отработке конструктивной схемы и эксплуатации предлагаемой топливной системы значительно снизят трудоемкость работ при ее внедрении.

Результаты работы использованы в учебном процессе и НИРС АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г.Барнаул 2004-2005 г., ежегодных научных семинарах и заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» 2003-2005г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, получен патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и списка использованной литературы, приложения, содержит 126 страниц машинописного текста, 39 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 117 наименований.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

- результаты анализа ранее выполненных исследований по использованию присадки воды к топливу и рабочему телу ее и влиянию на показатели цикла дизеля и индикаторный КПД;

- результаты теоретического исследования термодинамического характера воздействия присадки воды к РТ на индикаторный КПД и показатели цикла двигателя; оценка степени влияния присадки воды к РТ на индикаторный КПД и перспективы его увеличения;

- способ присадки воды к топливу (приготовления ВТЭ) в магистрали высокого давления топлива непосредственно в форсунке с возможностью оперативного управления расходом присадки воды и параметрами впрыска, опытная система питания дизеля;

- результаты экспериментального исследования внутрицилиндро-вого процесса и основных показателей рабочего процесса дизеля 1Ч13/14 с присадкой воды к топливу опытной топливной аппаратурой;

- рекомендации по прогнозированию степени эффективного использования воздушного заряда цилиндра при моделировании рабоче-

го процесса дизеля, работающего с присадкой воды к топливу (на ВТЭ).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна, приведены основные положения, выносимые автором на защиту.

В первом разделе проведен комплексный анализ состояния вопроса, и определены задачи исследования.

Многочисленные расчеты и экспериментальные исследования показывают, что резервы повышения индикаторного КПД дизеля необходимо искать в интенсификации процессов смесеобразования и сгорания. В существующих быстроходных двигателях имеет место значительная неоднородность в распределении топлива по окислителю, т.е. образуются локальные зоны, переобогащенные топливом, что приводит в условиях действия высоких температур к образованию сажистых частиц с последующим медленным выгоранием с большой несвоевременностью. Повышение экономичности и снижение выбросов сажи требует реализации смесеобразования в дизеле таким образом, чтобы после воспламенения исключить глубокую неоднородность топливно-воздушной смеси и предотвратить образование сажи.

Многочисленными исследованиями показано, что вода в составе ВТЭ способствует разрушению переобогащенных топливом зон в камере сгорания, уменьшению неоднородности в распределении топлива по окислителю, интенсификации процессов смесеобразования и сгорания, увеличению задержки воспламенения, снижению выбросов сажи и окислов азота с ОГ. Однако нет однозначного мнения относительно изменения жесткости, максимального давления в цикле и экономичности.

Проанализированы способы подачи воды в цикл. Добавка воды в цикл приводит к дополнительным затратам теплоты на ее испарение и нагрев, увеличению количества рабочего тела и изменению его состава (увеличивается теплоемкость), снижению уровня температур в цикле. Теплота, выделившаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу на более низком уровне температур. Однако дифференциальная оценка термодинамического влияния добавки воды в цикл на индикаторный КПД цикла и коэффициенты неиспользования теплоты практически не выполнялась или игнорировалось в виду признания его малости.

Показано, что требуется управление составом ВТЭ и моментом впрыска в зависимости от скоростного и нагрузочного режима. Из этого

условия оптимально готовить ВТЭ непосредственно перед впрыском в линии высокого давления (ЛВД). В литературе практически отсутствуют материалы по теоретическому или экспериментальному изучению рабочего процесса дизеля при впрыске ВТЭ, приготовленной непосредственно в форсунке.

Основное количество работ по использованию присадки воды проведено на двигателях сравнительно большой размерности (судовых). Высокооборотные дизели широкого народнохозяйственного назначения такими работами охвачены слабо.

В заключение первого раздела сформулированы вышеуказанные цель и задачи исследования.

Во втором разделе проводится расчетно-теоретическое исследование влияния добавки воды в цикл как дополнительного рабочего тела со свойственными ему термодинамическими параметрами на показатели цикла и формирование индикаторного КПД и коэффициентов неиспользования теплоты.

В основу численного исследования положена модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела.

В качестве допущений принимается, что присадка воды является инертной добавкой, требует определенное количество теплоты на нагрев и испарение, изменяет состав и количество рабочего тела, увеличивая концентрацию водяного пара и, тем самым, влияя на теплоемкость.

Решая систему уравнений, включающую уравнения сохранения массы, энергии и уравнение состояния, можно получить развернутое уравнение первого закона термодинамики для рабочего процесса двигателя с подачей дополнительного рабочего тела:

¿Ог

где - интенсивность выделения тепла при сгорании топлива;

- интенсивность теплообмена со стенками рабочего цилиндра;

- интенсивность подвода (отвода) тепла с дополнительным рабочим телом; истинная мольная изохорная теплоемкость смеси

л

газов; — - интенсивность тепловыделения и ввода продуктов сгора-с1<р

ния;

интенсивность ввода присадки. Выражения в правой части

уравнения (1) характеризуют соответственно изменение внутренней энергии и работу на поршне.

Количество тепла, отведенное от рабочего тела дополнительной массой присадки, определяем из предположения, что введенная порция ее мгновенно прогревается по мере поступления до текущей температуры смеси, т.е. теплота расходуется на испарение и нагрев присадки (в жидком и парообразном состоянии):

^Огп _ ¿ОУИСП | ¿ОУНАГР . НАТР _ НАГР ( ^бж НАТР

Если температура присадки воды ниже температуры парообразования, то учитывается затрата теплоты на ее нагрев до температуры парообразования.

Интегрирование выражения (1) относительно переменных Т, <р позволяет получить функцию изменения температуры рабочего тела по углу поворота коленчатого вала Т =/(<р) и синтезировать индикаторную диаграмму Р = /(<р).

Для анализа процессов формирования индикаторного КПД г^ и составляющих неиспользования теплоты использован метод Матиев-ского Д.Д., в котором выражение для индикаторного КПД имеет вид

- 1 - АХИ„ -д3- 6НС -8К- ¿„,.

(3)

Здесь коэффициент АХИ„ характеризует неполноту выделения теплоты, связанную с недогоранием или прямыми потерями топлива. Все остальные коэффициенты, обозначенные через <5, есть коэффициенты неиспользования теплоты в цикле: <5} - в эталонном цикле; 5ИС - от несвоевременности ввода теплоты; 5К - от изменения состояния (температуры и состава) РТ и показателя адиабаты к ; <5,„ - по всевозможным причинам отвода теплоты по ходу развития цикла (теплообмен со стенками, отвод теплоты на нагрев и испарение присадки, диссоциацию и др.

Численные исследования сравнительного характера проведены применительно к рабочему процессу быстроходного дизеля Присадка воды по отношению к расходу топлива задавалась в диапазоне что перекрывает возможную концентрацию воды в

водо-топливных эмульсиях. При использовании С, ОТ 0 до 1 количество РТ в мольном измерении практически линейно возрастает примерно на 7,7%.

На рисунке 1 показано относительное изменение Рг, Тг, Р[ и ц1. Присадка воды в цикле вызывает отвод теплоты на ее испарение и нагрев пара до температуры среды в цилиндре, а также повышает теплоемкость рабочего тела. По этой причине с увеличением доли воды С, отмечается снижение максимальных давления Рг и температуры Тг цикла, уменьшение среднего индикаторного давления Л" и индикаторного КПД ци Увеличение количества рабочего тела на величину дополнительно введенной порции воды (на 7,7% при ^=1), что должно привести к росту сказывается незначительно ввиду малости изменения коэффициента молекулярного изменения ц.

Суммарно отвод теплоты в относительном измерении на испарение присадки воды и ее нагрев до температуры РТ Т достигает 12% при ¿1=1, что близко к потерям теплоты на теплообмен в процессе сжатия и расширения.

1,00

1 ¿г 0,96

|£ 0,92 0,88

0 0,2 0,4 0,Б 0,8 внго"»т 1

Рисунок 1 - Влияние присадки воды на относительное изменение Рг, Тг, Р1, т/г

На рисунке 2 представлен один из вариантов расчета влияния момента ввода присадки воды на формирование индикаторного КПД.

При раннем вводе присадки (более 20° п.к.в. до ВМТ) наблюдается максимальное значение величины и минимальное - по причине ввода дополнительного РТ с большей теплоемкостью и снижения температуры РТ соответственно. Изменение величины §к =6С +<5^ при малых расходах присадки имеет положительное, а при больших - отрицательное значение.

Потери на теплообмен уменьшаются как при увеличении доли присадки, так и при более раннем угле ее ввода.

Коэффициенты ис„ И „агр имеют максимальное значение при вводе присадки в районе ВМТ (неблагоприятное место отвода теплоты) и растут с увеличением доли присадки.

Рисунок 2 - Влияние момента ввода присадки на абсолютное изменение составляющих индикаторного КПД (£Ю,5)

Коэффициент показывает место эффективного ввода присадки. Из рисунка видно, что изменение эд имеет положительное значение на линии сжатия, минимальную величину приобретает в районе ВМТ, затем несколько увеличивается на линии расширения. Протяженность зоны положительных эд также зависит от доли присадки.

С термодинамической точки зрения влияния на КПД наиболее эффективно вводить присадку воды на линии сжатия ранее -60° п.к.в., а наименее эффективно в районе ВМТ. При использовании ВТЭ впрыск ее производится за 10-20° до ВМТ, следовательно, ввод РТ в виде воды в цикл при ее испарении осуществится в районе ВМТ, т.е. в самом неблагоприятном месте. Итак, присадка воды, содержащаяся во ВТЭ как дополнительное рабочее тело, имеет с термодинамической точки зрения негативное воздействие на КПД цикла и приводит к его снижению.

Влияние процессов, связанных с диссоциацией присадки воды, на индикаторный КПД Т^ оценивается величиной исс (в составе не превышающей 0,01 при

Сохранить или увеличить индикаторный КПД при впрыске ВТЭ следует за счет снижения других составляющих неиспользования теплоты на величину и, в первую очередь, это касается

снижения потерь, связанных с несвоевременностью определяемой интенсификацией процессов смесеобразования и сгорания.

В итоге, проведенное исследование показало, что осуществление присадки воды в районе ВМТ вызывает снижение индикаторного КПД, по причине отвода теплоты на испарение присадки и нагрев, оцениваемые соответственно коэффициентами ввод дополнительного РТ с присадкой способствует росту индикаторного КПД, но оценивается величиной значительно меньшей, чем отвод теплоты & ис„+ иагр- Ввод присадки воды на линии сжатия за 60° до ВМТ приводит к росту индикаторного КПД по причине снижения коэффициентов и незначительной величины

В третьем разделе приводится описание опытной системы питания, защищенной патентом на полезную модель, для оперативного приготовления и управления составом ВТЭ.

Основным элементом системы топливоподачи является форсунка, схема которой изображена на рисунке 3. Форсунка имеет магистраль подачи присадки воды 1, содержащую обратный клапан 2 и смеситель-но-диспергирующую камеру 3 с винтовой вставкой, и магистраль подачи топлива 5, 6. В конке впрыска под действием разгружающего хода нагнетательного клапана давление в полости 4 снижается, и присадка, имея давление большее, чем остаточное давление дизельного топлива в трубопроводе, поступает через клапан 2 в смесительно-диспергирующую камеру 3, где образуется своеобразная ВТЭ. Состав ВТЭ регулируется изменением давления в магистрали присадки. При очередном впрыске давление топлива в системе превысит давление присадки, клапан 2 закроется, поднимется игла форсунки, и подготовленная ВТЭ через сопловые отверстия поступит в цилиндр дизеля.

В разделе приведено описание экспериментальной установки для «горячих» испытаний опытной топливной аппаратуры на базе одноцилиндрового отсека дизеля 1Ч13/14, методика проведения эксперимента, выполнен подробный расчет погрешностей измерений.

Экспериментальная установка снабжена необходимыми контрольно-измерительными приборами, датчиками, усиливающей и записывающей аппаратурой для снятия индикаторных диаграмм, осцил-лографирования топливоподачи, регистрации уровня дымности на выхлопе, концентрации в ОГ дизеля. В основу методики исследований положен сравнительный метод.

В четвертом разделе приведены результаты сравнительных экспериментальных исследований показателей рабочего процесса дизеля при работе с присадкой воды с применением разработанной ТА с це-

лью выявления возможности экономии дизельного топлива и снижения токсичности, а также с целью подтверждения достоверности расчетно-теоретических исследований, изложенных в настоящей диссертации.

Показано, что с ростом £ от 0 до 40% отмечается увеличение динамики цикла, которая выражается в увеличении максимального давления Ртйх на 8,3% и жесткости (dP/d(p)mca на 13% (рисунок 4). В диапазоне £=0...25% наблюдается снижение удельного индикаторного расхода топлива, затем при £>25% отмечается его увеличение. В диапазоне £<25% значительную роль играют положительные факторы: лучшее распыливание топлива, подвод теплоты в районе ВМТ, снижение температуры и др. При начинают сказываться отрицательные факторы: нежелательный отвод теплоты, изменение состава РТ (появление трехатомных газов) и др. На номинальном режиме работы двигателя оптимальной является расход присадки воды £«25-30%.

Рисунок 3 - Схема опытной фор- 0 10 20 30 {;, %

сунки и = 1750 мин"1; Pi = 0,88 МПа

Рисунок 4 - Влияние присадки воды к топливу на показатели рабочего процесса дизеля 1413/14

С увеличением доли £ присадки наблюдается рост тепловыделения в первой фазе с одновременным смещением угла достижения его максимума к ВМТ. Положение второго максимума практически не ме-

няется. Отмечен рост задержки воспламенения топлива и смещение момента начала воспламенения в сторону ВМТ (на 4,5° п.к.в.).

Рост доли присадки приводит к некоторому увеличению продолжительности врыска, а увеличение давления Рп в магистрали присадки (следовательно и остаточного давления) вызывает несколько раннее начало впрыска (почти на 2° п.к.в.).

Управление расходом присадки путем изменения давления в магистрали присадки, а, следовательно, и начального давления впрыска автоматически компенсирует увеличение задержки воспламенения т.е. при переходе на подачу ВТЭ практически не требуется корректировки момента начала впрыска. Регулировочная характеристика по углу начала подачи показывает, что ошибка момента впрыска по сравнению с оптимальным не будет превышать 1° п.к.в.

Получен оптимальный расход присадки воды, подаваемой опытной ТА, по нагрузочной характеристике (рисунок 5). На малых нагрузках целесообразна работа на чистом дизельном топливе, а далее с увеличением нагрузки необходим рост расхода присадки воды примерно до 30%.

При использовании присадки воды к дизельному топливу достигнуто снижение удельного индикаторного расхода топлива на 4... 5 %, выбросов сажи с ОГ на 25...45 % и окислов азота на 30 % при некотором увеличении жесткости работы дизеля (до 5 %). Прослеживается возможность дальнейшего форсирования двигателя по нагрузке без ухудшения показателей экономичности и токсичности.

Получено увеличение индикаторного КПД 7< на 4...5 % при работе дизеля с присадкой воды, которое определяется уменьшением составляющих неиспользования теплоты в цикле вследствие несвоевременности <5^с и неполноты Лнп сгорания, теплообмена <5^, изменения температуры % рабочего тела. Наиболее существенно уменьшается несвоевременность сгорания (более 0,01 ед.) вследствие увеличения тепловыделения в первой фазе и сокращения продолжительности догорания, что в значительной мере (около 50 %) предопределяет рост индикаторного КПД (рисунок 6).

Экспериментом подтверждены результаты теоретических исследований, выполненых во втором разделе. Сравнивая полученные экспериментально коэффициенты неиспользования теплоты с расчетными, можно отметить достаточно хорошее совпадение тенденции их изменения (Таблица 1). Видно, что рост КПД 7< в значительной степени предопределяется снижением коэффициентов несвоевременности и неполноты сгорания.

Таблица 1 - Абсолютное изменение коэффициентов неиспользования теплоты _и индикаторного КПД с присадкой воды ¿>30%_

<и% Дуисп+нагоэ ^ ¿не, % Д» % V,, % Прим.

-0,1 +0,13 -0,2 +0,75 - - -0,6 Расчет

-0,4 +0,1 -0,5 +0,65 -1,2 -0,5 +1,9 Эксперимент

Исследованиями подтверждено влияние воды во ВТЭ на эффективность использования воздушного заряда Минимальное значение возрастает с 0,42 до 0,66 при использовании ВТЭ состава 40%. Обработкой экспериментального материала получены аппроксимацион-ные зависимости, описывающие изменение координат минимума функции &=/(<рг)

^ ФЛ = 0,336 - о.оо/ —^ ■

4л =0,79-0,371

(доз) ;

1,018;'

которые дают возможность использовать программно-расчетный комплекс PROCESS для моделирования рабочего и внутрицилиндро-вых процессов дизеля, разработанный на кафедре ДВС АлгГТУ. Комплекс программ можно эффективно использовать при решении конкретных задач, связанных с доводкой рабочего процесса, математическим прогнозированием характеристик впрыскивания топлива, результирующего сажевыделения, дымности ОГ и экономичности цикла дизеля в целом.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ выполненных работ показал перспективность использования в дизеле присадки воды к топливу оперативно регулируемого состава.

2. Составлена и реализована на алгоритмическом языке PASCAL модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД.

3. Установлено, что при использовании присадки воды существуют факторы, имеющие противоположное влияние на индикаторный КПД, что предопределяет наличие его максимума при оптимальной величине присадки воды к топливу.

4. Численным исследованием на модели показано, что присадка воды к РТ вызывает снижение индикаторного КПД в основном по причине отвода теплоты на испарение присадки и нагрев пара, оцениваемые соответственно коэффициентами <5W „с„, и Sw „агр, ввод дополнительного РТ с присадкой способствует росту Pi. Суммарно отвод теплоты в относительном измерении на испарение присадки воды и ее нагрев до температуры РТ Т достигает 12% при £=1, что близко к потерям теплоты на теплообмен в процессе сжатия и расширения. Ввод присадки воды на линии сжатия за 60° до ВМТ может привести к росту индикаторного КПД по причине снижения коэффициентов и ¿¡,т и незначительной величины Д,, „<•„+ ¿¡„ нагр. Для исключения снижения T]i при использовании присадки воды необходимо снижение коэффициентов неиспользования теплоты на величину £&0,01 и, в первую очередь это касается 8„с.

5. Защищена патентом на полезную модель опытная система то-пливоподачи, позволяющая оптимально управлять составом и моментом подачи своеобразной ВТЭ, приготавливаемой непосредственно в

форсунке.

6. Экспериментально получена характеристика оптимального состава ВТЭ для различных нагрузочных режимов.

7. При использовании присадки воды к дизельному топливу экспериментально достигнуто снижение удельного индикаторного расхода топлива на 4...5 %, выбросов сажи с ОГ на 25...45 % и окислов азота на 30 % при некотором увеличении жесткости работы дизеля (до 5 %). Получено увеличение индикаторного КПД T|j на 4...5 % при работе дизеля с присадкой воды, которое определяется уменьшением неиспользования теплоты в цикле вследствие несвоевременности 8т и неполноты Д,,,, сгорания, теплообмена {>,„, изменения температуры 5Т рабочего тела.

8. Аппроксимацией экспериментального материала получены зависимости влияния концентрации присадки воды в топливе на степень эффективного использования воздушного заряда цилиндра, которые дают возможность использовать программно-расчетный комплекс PROCESS для моделирования рабочего и внутрицилиндровых процессов дизеля на ВТЭ.

Публикации по теме диссертации

1. Тактах А. Разработка системы присадки воды к дизельному топливу/ АТактак, АЕ.Свистула // Наука и молодежь: 1-я Всероссийская науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых/ АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во Ал-тГГУ, 2004. -С. 96-97.

2. Свистула АЕ. Исследование индикаторного процесса дизеля с присадкой воды к рабочему телу/ АЕ.Свистула, АТактак //Повышение экологической безопасности автотракторной техники: сб. статей/ Академия транспорта РФ, АлтГТУ. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - С. 22-28

3. Матиевский Д.Д. Анализ воздействия присадки воды к рабочему телу в дизеле на показатели цикла и индикаторный КПД/ Д.Д.Матиевский, АЕ.Свистула, АТактак // Вестник Алтайской науки. - 2004. - вып.1. -С.234-237.

4. Матиевский Д.Д. Осуществление присадки воды к топливу и ее влияние на показатели цикла и индикаторный КПД дизеля/ Д.Д.Матиевский, АЕ.Свистула, А.Тактак// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2004. - №2. - С. 105-110.

5. Патент на полезную модель 42073 Российская Федерация, МПК7 F 02 М 25/022. Система питания дизеля / Свистула А.Е., Матиевский Д.Д., Калюжный Е.М., Тактах А (РФ) - № 2004121938/22; заявл. 19.07.2004; опубл. 20.11.04, Бюл. №32.

Подписано в печать 25.04.05 г. Формат 60x841/16 Печать - ризография. У сл.п.л. 0,93 Тираж 120 экз. Заказ 2005-f/

Отпечатано в типографии АлтГТУ4 ' 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 V" '

оэ вдг' 942

Введение.

1 Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1 Краткий анализ процессов смесеобразования и сгорания и возможность их интенсификации в быстроходных дизелях.

1.2 Анализ воздействия присадки воды на показатели рабочего процесса.

1.3 Способы подачи присадки воды в двигатель.

1.4 Выводы по главе. Цель и задачи настоящего исследования.

2 Теоретическое исследование эффективности использования теплоты в цикле дизеля с присадкой дополнительного рабочего тела в виде воды к рабочему телу.

2.1 Методика расчета индикаторного процесса с учетом влияния присадки воды на переменную массу рабочего тела.

2.1.1 Особенности присадки воды как дополнительного рабочего тела.

2.1.2 Методика расчета индикаторного процесса с переменной массой рабочего тела.;.

2.2 Результаты численного анализа влияния присадки воды к рабочему телу на показатели цикла и индикаторный КПД.

2.2.1 Влияние присадки воды в идеальном цикле с мгновенным вводом присадки в ВМТ.

2.2.2 Численный анализ влияния присадки воды к рабочему телу на показатели цикла и индикаторный КПД.

2.2.2.1 Изменение состава и количества рабочего тела.

2.2.2.2 Влияние присадки воды к РТ на показатели рабочего цикла.

2.2.2.3 Влияние присадки воды на коэффициенты неиспользования теплоты в цикле.

2.2.2.4 Влияние момента ввода присадки на показатели цикла и индикаторный КПД.

2.2.2.5 Влияние присадки воды к РТ в утилизационном цикле при отсутствии тепловыделения с топливом.

2.3 Выводы по главе.

3 Описание экспериментальной установки, методики экспериментального исследования и обработки данных.

3.1 Описание экспериментальной установки с одноцилиндровым двигателем УК-2, ее систем, устройств и приборов контроля.

3.2 Опытная топливная система и аппаратура для ее исследования.

3.2.1 Система питания дизеля.

3.2.2 Приборы и аппаратура для исследования процесса топливопода

3.3 Методика эксперимента, измерение и обработка опытных данных.

3.4. Анализ погрешностей измерения и обработки опытных данных.

4 Результаты экспериментального исследования рабочего процесса дизеля с присадкой воды к топливу с использованием опытной топливной аппаратуры.

4.1 Исследование влияния доли присадки воды на показатели рабочего процесса, тепловыделения и составляющие индикаторного КПД

4.2 Исследование параметров рабочего процесса и индикаторного КПД при изменении угла начала подачи топлива.

4.3 Сравнительное исследование влияния присадки воды к топливу по нагрузочной характеристике с использованием опытной ТА.

4.4 Влияние присадки воды к топливу на эффективность использования воздушного заряда цилиндра.

4.5 Выводы по главе.

Особое место в развитии двигателестроения уделяется вопросам дальнейшего совершенствования дизелей, как наиболее экономичных тепловых двигателей, расширению их применения в различных секторах экономики.

Несмотря на то, что дизель в настоящее время является экономичным и долговечным двигателем, имеется возможность дальнейшего улучшения его характеристик путем совершенствования рабочего процесса, качество которого зависит от многих факторов: газодинамического состояния воздушного заряда, параметров топливной аппаратуры, качества смесеобразования, условий наддува, физико-химических показателей топлив и т.д., возможность которых используется не полностью. Одним из отрицательных последствий применения дизелей является увеличение выброса в атмосферу продуктов сгорания, часть из которых обладает токсическими свойствами. Образование сажистых частиц в дизеле, кроме того, вызывает появление интенсивного радиационного теплообмена, повышающего теплонапряженность деталей двигателя. Являясь адсорбентами, а в дальнейшем носителями многих вредных для живых организмов веществ, сажистые частицы, присутствующие в отработавших газах, оказывают отрицательное влияние на здоровье человека и экологию окружающей среды.

Экономические и токсические показатели дизелей во многом зависят от качества протекания процессов смесеобразования и сгорания.

Одним из направлений дальнейшего развития дизелей является повышение их удельной мощности и снижения вредных выбросов при увеличении среднего эффективного давления и частоты вращения коленчатого вала, что связано с дальнейшей интенсификацией процессов смесеобразования и сгорания.

Таким образом, решение основных проблем дизелестроения (улучшения экономических и экологических показателей, повышение удельной мощности) требует улучшения качества и интенсификации смесеобразования и сгорания.

Одним из действенных методов совершенствования смесеобразования и интенсификации процесса горения топлива является использование водо-топливных эмульсий (ВТЭ). Многочисленными исследованиями при этом установлено: происходит снижение теплонапряженности деталей дизеля при сохранении мощности; сокращается нагарообразование в цилиндрах; снижается выброс сажи и оксидов азота с ОГ; увеличивается ресурс распылителей; снижается расход топлива и смазочного масла и др.

Однако до настоящего времени способы использования воды как присадки к топливу разработаны и изучены недостаточно. Так, например, это оперативное управление концентрацией воды в топливе, влияние содержания воды в топливе как дополнительной добавки к рабочему телу (РТ) на степень использования воздушного заряда цилиндра, на индикаторный КПД и его составляющие, на показатели токсичности и др., а также максимальное исключение корродирующего действия воды на элементы топливной аппаратуры.

Цель работы заключается в исследовании возможностей и разработке практических рекомендаций по повышению экономичности и снижению вредных выбросов дизеля с отработавшими газами впрыскиванием своеобразной ВТЭ управляемого состава, оперативно приготовленной непосредственно в форсунке.

Научная новизна. Составлена модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД, реализованная в виде программы на алгоритмическом языке PASCAL и доведенная до практического инженерного использования. Разработан способ присадки воды к топливу (приготовление своеобразной ВТЭ) в магистрали высокого давления непосредственно в форсунке с возможностью оперативного управления концентрацией воды в топливе и параметрами впрыска; разработаны принципы, на основе которых сконструирована опытная форсунка и система питания дизеля, защищенная патентом на полезную модель. Предложен алгоритм управления концентрацией воды в топливе. Получена зависимость степени эффективного использования воздушного заряда цилиндра от состава получаемой ВТЭ. Теоретически и экспериментально показана возможность повышения индикаторного КПД дизеля и снижения вредных выбросов при использовании присадки воды к топливу в магистрали высокого давления.

Методы исследования. В работе нашли применение как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Достоверность результатов достигнута выбором современных методов и средств измерений, соблюдением требований стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей, а для теоретических исследований - принятием обоснованных исходных данных и закономерностей и сопоставлением результатов расчета и эксперимента.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Предложена уточненная математическая модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД, реализованная в виде программы на алгоритмическом языке PASCAL и доведенная до практического инженерного использования. Предложена система питания дизеля, позволяющая оперативно готовить своеобразную ВТЭ в топливной магистрали высокого давления и управлять ее составом. Разработанные практические рекомендации по отработке конструктивной схемы и эксплуатации предлагаемой топливной системы значительно снизят трудоемкость работ при ее внедрении.

Экспериментальная часть работы выполнена на установке с двигателем 1413/14 в лаборатории кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Алтайского технического университета им.И.И.Ползунова.

Результаты работы использованы в учебном процессе и НИРС АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, г.Барнаул 2004 г., ежегодных научных семинарах и заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» 2004-2005 г.

Публикации. По'теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, получен патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и списка использованной литературы, приложения, содержит 126 страниц машинописного текста, 39 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 117 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате выполненного теоретического и экспериментального исследования сделаны следующие выводы:

1. Анализ ранее выполненных исследований выявил, что резервы повышения индикаторного КПД дизеля необходимо искать в интенсификации процессов смесеобразования и сгорания путем снижения вероятности образования зон, переобогащенных топливом. Существенно уменьшить неоднородность в распределении топлива по окислителю, которая имеет место в современных быстроходных дизелях, можно за счет впрыскивания ВТЭ в оптимальной пропорции в соответствии с нагрузочным и скоростным режимом. Готовить ВТЭ следует, непосредственно перед впрыском в ЛВД в форсунке.

2. Добавка воды в цикл приводит к дополнительным затратам теплоты на ее испарение и нагрев, увеличению количества рабочего тела и изменению его состава (увеличивается теплоемкость), снижению уровня температур в цикле. Теплота, выделившаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую работу на более низком уровне температур.

3. Составлена и реализована на алгоритмическом языке PASCAL модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД.

4. Показано, что присадка воды к РТ вызывает снижение индикаторного КПД в основном по причине отвода теплоты на испарение присадки и нагрев пара, оцениваемые соответственно коэффициентами Sw исп, и Sw нагр, ввод дополнительного РТ с присадкой способствует росту Pi.

5. Ввод присадки воды на линии сжатия за 60° до ВМТ может привести к росту индикаторного КПД по причине снижения коэффициентов ^и^и незначительной величины Sw исп+ <5w нагр.

6. Для исключения снижения rfi при использовании присадки воды необходимо снижение всех составляющих неиспользования теплоты на величину 2^0,01 и, в первую очередь это касается снижения потерь, связанных с несвоевременностью ввода теплоты 8НС. Уменьшить неиспользование теплоты можно вводом присадки в виде пара, исключив коэффициент Sw ис„, имеющий значительную величину.

7. Разработана опытная система топливоподачи, позволяющая оптимально управлять составом и моментом подачи ВТЭ, приготавливаемой непосредственно в форсунке.

8. Экспериментально подтверждено, что присадка воды к топливу позволяет повысить эффективность использования воздушного заряда цилиндра.

9. Установлено, что при использовании присадки воды существуют факторы, имеющие противоположное влияние на индикаторный КПД, что предопределяет наличие его максимума при оптимальной концентрации присадки воды в топливе.

В ходе работы получен ряд конкретных результатов.

1. Получена оптимальная величина присадки воды, подаваемой опытной ТА, по нагрузочной характеристике. На малых нагрузках целесообразна работа на чистом дизельном топливе, а далее с увеличением нагрузки необходим рост величины присадки воды к топливу примерно до 30%.

2. При использовании присадки воды к дизельному топливу достигнуто снижение удельного индикаторного расхода топлива на 4.5 %, выбросов сажи с ОГ на 25.45 % и окислов азота на 30 % при некотором увеличении жесткости работы дизеля (до 5 %). Прослеживается возможность дальнейшего форсирования двигателя по нагрузке без ухудшения показателей экономичности и токсичности.

3. Получено увеличение индикаторного КПД r|j на 4.5 % при работе дизеля с присадкой воды, которое определяется уменьшением составляющих неиспользования теплоты в цикле вследствие несвоевременности 5„с и неполноты А„п сгорания, теплообмена 5vv-d изменения температуры 5Т рабочего тела. Наиболее существенно, уменьшается несвоевременность сгорания 5НС (более 0,01 ед.) вследствие увеличения тепловыделения в первой фазе и сокращения продолжительности догорания, что в значительной мере (около 50 %) предопределяет рост индикаторного КПД.

4. Получены экспериментальные зависимости влияния концентрации присадки воды в топливе на степень эффективного использования воздушного заряда цилиндра, которые дают возможность использовать программно-расчетный комплекс PROCESS для моделирования рабочего и внутрицилиндровых процессов дизеля.

Для проведения работы и получения надежных и достоверных результатов были разработаны следующие методы и средства исследований:

1. Разработана модель рабочего цикла с учетом переменной массы, состава и термодинамических свойств рабочего тела, позволяющая учесть влияние на рабочий процесс присадки дополнительного РТ, дополненная блоком анализа индикаторного КПД, которая реализована в виде программы на алгоритмическом языке PASCAL и доведена до практического инженерного использования.

2. Разработана топливная система для осуществления присадки воды к дизельному топливу непосредственно • перед впрыском, защищенная патентом на полезную модель [70].

По результатам работы можно дать следующие рекомендации:

1. Использовать опыт проведения, математического моделирования показателей цикла дизеля, индикаторного КПД и его составляющих при использовании присадки воды к РТ.

2. Применять разработанную топливную систему для приготовления, подачи и оперативного управления составом ВТЭ с целью интенсификации процессов смесеобразования и сгорания.

Разработанные методы расчета и результаты исследования используются в учебном процессе, НИРС на кафедре ДВС АлтГТУ им. И.И.Ползунова.

1. А. с. 1087681 СССР, МКИ3 F 02 M 25/10. Система питания двигателя внутреннего сгорания / А.Е. Свистула, Д.Д. Матиевский (СССР). -№ 3556791/25-06; - заявл. 29.08.83; опубл. 1984, Бюл. № 13.

2. Алейников Ю.П. Совершенствование показателей дизелей изотермического подвижного состава / Ю.П. Алейников, Е.И. Боженок, Р.В. Малов, C.B. Никонов // Двигателестроение. 1984. - № 7. - С.53-55.

3. Арнольд Л.В. Техническая термодинамика и теплопередача: учебник для ВУЗов / Л.В.Арнольд, Г.А.Михайловский, В.М.Селиверстов. — М.: Высш.шк., 1979. 437 с.

4. Астахов И.В. Подача и распыливание топлива в дизелях/ И.В. Астахов, В.И.Трусов, A.C. Хачиян и др. — М.: Машиностроение, 1972. 359 с.

5. Батурин С.А. Исследование процесса сажеобразования и тепловыделения в судовом дизеле при работе на эмульгированном топливе / С.А.Батурин, О.Н.Лебедев и др. //Сборник тр. /Новосиб. ин-т водного транспорта. Новосибирск, 1975. - Вып.100. - С.54-68.

6. Батурин С.А. Физические основы и математическое моделирование процессов результирующего сажевыделения и теплового излучения в дизелях: дисс. докт. техн. наук / С.А.Батурин; Л11И. Л., 1982. - 357 с.

7. Белов Е.А. Изменение ресурсных показателей дизеля 6ЧН18/22 при работе на водотопливной эмульсии/ Е.А.Белов, Л.О.Мироненко, Л.О.Соловьева // Ползуновский вестник. №1. - 2004. - С. 202-205

8. Белов Е.А. Исследование влияния концентрации воды в водотопливной эмульсии на параметры рабочего процесса дизеля 6ЧН18/22/ Е.А.Белов// Дизельные энергетические установки речных судов: сборник тр./ НГАВТ. Новосибирск, 2003. - С. 21-25.

9. Белов Е.А. Исследование работы топливной аппаратуры судовых дизелей на водотопливных эмульсиях: автореф. дис. . канд. техн. наук/ Е.А.Белов. Новосибирск, 2004. - 16 с.

10. П.Болдырев И.В. О некоторых проблемах организации процессов смесеобразования и горения в быстроходном дизеле/ И.В.Болдырев // Физика горения и взрыва. 1981. - № 5. - С. 121-125.

11. Болотов А.К. Опыт снижения токсичности отработавших газов дизелей за счет подачи воды/ А.К.Болотов, В. А.Лиханов, В. М.Попов и др. // Двигателестроение. 1982. - №7. - С. 48-50.

12. Бриллинг Н.Р. Быстроходные дизели/ Н.Р.Бриллинг. М.: Машгиз, 1951.-520 с.

13. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов/ И.Н.Бронштейн, К.А.Семендяев. М.: Наука, 1980. - 975 с.

14. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей/ Н.Б.Варгафтик. М.: Наука, 1972. - 720 с.

15. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных/ Г.В.Веденяпин. М.: Колос, 1967. - 156 с.

16. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя/ И.И.Вибе. М.: Машгиз, 1962. - 271 с.

17. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях/ А.Н.Воинов. М.: Машиностроение, 1977. - 276 с.

18. Воржев Ю.И. Применение водотопливных эмульсий в судовых дизелях/ Ю.И.Воржев // Двигателестроение. 1986. - №12. - С. 30-33.

19. Гладков О. А. Создание малотоксичных дизелей речных судов/ О.А.Гладков, Е.Ю.Лерман. — Л.: Судостроение, 1990. — 112 с.

20. Гладков О. А. Характер воздействия водотопливной эмульсии на процессы сгорания топлива в дизеле/ О. А.Гладков, Е. В.Берштейн, Д. П.Виноградов// Двигателестроение. 1989. - №10. - С.10-12.

21. Грехов Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей/ Л.В.Грехов, Н.А.Иващенко, В.А.Марков. М.:Легион-Автодата, 2004. - 344 с.

22. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания/ Н.Ф.Дубовкин. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 288 с.

23. Дьяченко Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания/ Н.Х.Дьяченко и др. Л.: Машиностроение, 1974. - 552 с.

24. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерения/

25. A.Н.Зайдель. Л.: Наука, 1968. - 95 с.

26. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания/

27. B.А.Звонов. М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

28. Зельдович Я.Б. Окисление азота при горении/ Я.Б.Зельдович, П.Я.Садовников, Д.А.Франк-Каменецкий. -М.: АН СССР, 1947. 147с.

29. Иванов A.B. Применение оптических методов для исследования факела топлива, распыленного дизельными форсунками/ А.В.Иванов// Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания. М., 1983. - С. 45-53.

30. Иванов В.М. Применение топливо-водяных эмульсий в двигателях внутреннего сгорания/ В.М.Иванов, Л.В.Сергеев// Новые методы сжигания топлива и вопросы теории горения. М.: Наука, 1965. - С. 162-165.

31. Иванов В.М. Топливные эмульсии/ В.М.Иванов. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 216 с.

32. Калашников С.А. Расчет периода задержки воспламенения безводного и эмульгированного топлива/ С.А.Калашников // Дизельные энергетические установки речных судов: сб. науч. тр./ Новосиб. гос. акад. вод. трансп. — Новосибирск, 2003. — 4.2. С.5-13.

33. Калашников С.А. Расчетное исследование влияния водо-топливной эмульсии на индикаторный КПД дизеля / С.А. Калашников, И.Г.Мироненко // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. — 2004. №1. -С. 77-82.

34. Канило П.М. Токсичность Г.ТД и перспективы применения водорода/ П.М.Канило. -Киев: Наукова думка, 1982. 140 с.

35. Кветковский В.И. Исследование динамики тепловыделения в судовых среднеоборотных дизелях: автореф. дисс. канд. техн. наук/ В.И. Кветковский; ОВИМУ. Одесса, 1980 -17 с.

36. Коваленко Ю.Ф. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания за счет утилизации теплоты их отработавших газов: автореф. дисс. канд. техн. наук/ Ю.Ф.Коваленко. Барнаул,2003. - 17 с.

37. Краткий справочник физико-химических величин/ под. ред. К.П. Мищенко и A.A. Равделя. Д.: Химия, 1974. - 200 с.

38. Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях/ В.А.Кутовой. М.: Машиностроение, 1981. - 119 с.

39. Лазарев Е.А. Основные принципы управления процессом сгорания топлива в дизелях/ Е.А.Лазарев// Двигателестроение. 1983. - № 9. - С. 3-7.

40. Лазурко В.П. Программа обработки индикаторных диаграмм на алгоритмическом языке Базисный фортран/ В.П.Лазурко, В.А.Кудрявцев // Сборник тр./ЦНИДИ. Л., 1975. - Вып.68. - С. 46-54.

41. Лебедев О.Н. Водотопливные эмульсии в судовых дизелях/ О.Н.Лебедев, В.А.Сомов, В.Д.Сисин. Л.: Судостроение, 1988. - 106 с.

42. Лебедев О.Н. Исследование и повышение эффективности объемного смесеобразования в судовых четырехтактных дизелях: автореф. дисс. д-ра техн. наук/ О.Н.Лебедев; ЛИИВТ. Л., 1979.- 34 с.

43. Лебедев О.Н. Исследование процессов испарения и сгорания капель эмульгированного топлива/ О.Н.Лебедев, В.Н. Марченко // Двигателестроение. 1979. - №12. - С. 26-27.

44. Лебедев О.Н. К вопросу о механизме сжигания водо-топливных эмульсий в судовых дизелях/ О.Н.Лебедев, В.П.Носов// Сборник тр./ НИИВТ. Новосибирск, 1980. - Вып. 151. - С. 33-38.

45. Лебедев О.Н. К вопросу о распыливании топлива дизельными форсунками/ О.Н.Лебедев// Изв. СО АН СССР. Сер. техн.наук. 1977. - №3. -Вып.1. - С.40-44.

46. Лебедев О.Н. Методы улучшения смесеобразования в судовых четырехтактных дизелях/ О.Н.Лебедев; НИИВТ. Новосибирск: НИИВТ, 1973.- 100 с.

47. Лебедев О.Н. О поперечном переносе примеси в турбулентной струе/ О.Н.Лебедев, В.Н.Марченко// Сборник тр./ НИИВТ. Новосибирск, 1976.-Вып.121.-С. 32-41.

48. Лерман Е. Ю. Высоконцентрированные водотопливные эмульсии — эффективное средство улучшения экологических показателей легкихбыстроходных дизелей/ Е. Ю.Лерман, О. А.Гладков// Двигателестроение. -1986. №10. - С.41-42.

49. Либефорт Г.Б. Судовые двигатели и окружающая среда/ Г.Б.Либефорт. Л.: Судостроение, 1979. - 144 с.

50. Лоскутов A.C. Снижение выбросов окислов азота дизелями в атмосферу/ А.С.Лоскутов, А.Л.Новоселов, В.А.Вагнер; Алт.краевое правление Союза НИО СССР. Барнаул, 1990. - 120 с.

51. Лушпа А.И. Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций / А.И.Лушпа. — М.: Машиностроение, 1981. 240 с.

52. Лышевский A.C. Распыливание топлива в судовых дизелях/ А.С.Лышевский. Л.: Судостроение, 1971. - 248 с.

53. Малов Р.В. Снижение образования окислов азота в цилиндре дизелей изотермического подвижного состава/ Р.В.Малов, С.В.Никонов // Эффективность двигателей внутреннего сгорания/ ВЗМИ. М., 1981. — С. 6777.

54. Матиевский Д.Д. Анализ эффективности использования теплоты в цикле дизеля с присадкой воды к рабочему телу/ Д.Д.Матиевский, А.Е.Свистула // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. -2004. -№1.- С. 68-73.

55. Матиевский Д.Д. Анализ воздействия присадки воды к рабочему телу в дизеле на показатели цикла и индикаторный КПД/ Д.Д.Матиевский, А.Е.Свистула, А.Тактак // Вестник Алтайской науки. 2004. — вып.1. - С.234-237,

56. Матиевский Д.Д. Метод анализа индикаторного КПД рабочего цикла двигателя/ Д.Д.Матиевский// Двигателестроение. 1984. - № 6. - С.7-11. ■ ■

57. Матиевский Д.Д. Осуществление присадки воды к топливу и ее влияние на показатели цикла и индикаторный КПД дизеля/ Д.Д.Матиевский,

58. А.Е.Свистула, А.Тактак// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2004. - №2. - С.105-110.

59. Матиевский Д.Д. Рабочие процессы ДВС/ Д.Д.Матиевский; Алт. политехи, ин-т. Барнаул, 1983. - 84 с.

60. Матиевский Д.Д. Разработка и использование методологии анализа индикаторного КПД для снижения расхода традиционного топлива, дымности и токсичности тракторных дизелей: дисс.докт.техн.наук/ Д.Д.Матиевский; АПИ. Барнаул, 1988. - 416 с.

61. Матиевский Д.Д. Снижение токсичности дизеля организацией межцилиндрового перепуска отработанных газов, охлаждаемых водой, водными растворами спиртов и аммиака/Д.Д.Матиевский, М.А. Челяденков // Двигателестроение. 1986. - №7. - С.3-6.

62. Матиевский Д.Д. Уточенный метод расчета индикаторной диаграммы/ Д.Д.Матиевский, А.В.Гладышев; АЛИ. Барнаул: АПИ, 1990. — 23 с.

63. Мироненко И.Г. Изменение термического КПД дизеля при его переводе на эмульгированное топливо/ И.Г.Мироненко // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2004. - №1. - С. 74-76.

64. Мироненко И.Г. Исследование работы высокооборотного дизеля на водотопливной эмульсии дизельного топлива/ И.Г.Мироненко// Повышение уровня технической эксплуатации судовых дизелей: сб. научн. тр./ НИИВТ. -Новосибирск, 1987. С. 41-43.

65. Назаров В.П. Влияние добавок воды на впуске на некоторые показатели рабочего процесса тракторного дизеля/ В.П.Назаров, А.И.Шихаб //Рабочие процессы автотракторных двигателей внутреннего сгорания: сборник науч. тр./ МАДИ. М., 1981. - С.35-38.

66. Николаев А.Г. Экспериментальное исследование расширения струи распыленного топлива при дробном впрыске/ А.Г.Николаев// Применение

67. ЭВМ на водном транспорте/ НИИВТ. Новосибирск, 1980. - Вып. 151. - С. 43-45.

68. Носов В.П. О периоде задержки воспламенения при работе дизеля на эмульсии топлива с водой/ В.П.Носов// Судовые силовые установки: сборник тр./ НИИВТ. Новосибирск, 1978. - Вып. 133.- С.76-80,

69. Носов В.П. Эффективный способ сжигания тяжелого топлива в судовых среднеоборотных дизелях: автореф. дисс. канд. тех. наук/ В.П.Носов Л.:ЛИВТ, 1981. -22 с.

70. Патент на полезную модель 42073 Российская Федерация, МПК7 F 02 М 25/022. Система питания дизеля. / Свистула А.Е., Матиевский Д.Д., Калюжный Е.М., Тактак А. (РФ) № 2004121938/22; заявл. 19.07.2004; опубл. 20.11.04, Бюл. №32.

71. Патрахальцев H.H. Дизели: система регулирования начального давления впрыскивания топлива/ Н.Н.Патрахальцев, А.А.Савастенко, В.Л.Виноградский// Автомобильная промышленность. 2002. - .№3. - С. 1416.

72. Писчаненко В.В. Интенсификация рабочего процесса принужденным возмущающим потоком в двигателях с воспламенением от сжатия: автореф. дисс. . канд. техн. наук/ В.В .Писчаненко. Одесса, 1953. -24 с.

73. Покровский Е.А. Исследование особенностей рабочего процесса дизеля при впрыске воды в цилиндры: дисс. канд. техн. наук/ Е.А.Покровский. Калининград, 1978. - 217 с.

74. Раевский Н.П. Методы экспериментального исследования механических параметров машин/ Н.П.Раевский. М.: Изд-во АН СССР, 1952. -236 с.

75. Разлейцев Н.Ф. Анализ условий сгорания в дизелях с помощью обобщенного уравнения динамики горения/ Н.Ф.Разлейцев// Двигатели внутреннего сгорания: сборник тр. Харьков, 1969. - Вып. 8. - С. 47-52.

76. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях/ Н.Ф.Разлейцев. Харьков: Вища школа, 1980. - 169 с.

77. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания/ И.Я.Райков. М.: Высшая школа, 1975. - 314 с.

78. Распыливание жидкостей / Ю.Ф.Дитякин, Л.А.Клячко, Б.В.Новиков, В.ИЛгодкин. М.: Машиностроение, 1977. - 207 с.

79. Результаты испытаний дизеля Д37Е при подаче воды и бензина во впускной коллектор/ А.П.Сахаров, З.А.Хрыновский, Ю.Т.Чекемес, В.П. Снигирев //Доклады /МИИСП 1972. - Вып 8. - Т. 2. - С. 19-27.

80. Рослякова О.В. Исследование влияния водо-топливной эмульсии на образование оксидов азота /О.В. Рослякова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2004. - №1. - С. 97-98.

81. Сахаров А.Г. Исследование работы дизеля с турбонаддувом и подачей воды на впуске в цилиндры/ А.Г.Сахаров, А.Н.Корабелыциков // Сборник тр./МИИСП.-1973.-Т. 10.-Вып. 2.-Ч. 1.-С. 52-58.

82. Сахаров А.Г. Форсирование тракторного дизеля применением турбонаддува на обогащенном топливом воздухе и с подачей воды/ А.Г.Сахаров, А.Н.Корабелыциков // Сборник тр./ МИИСП. 1973. - Т. 10. -Вып. 2.-Ч. 1.-С. 59-66.

83. Свиридов Ю.Б. Гомогенизация топливовоздушной смеси основа прогресса ДВС/ Ю.Б.Свиридов, В.А.Скворцов, Е.В.Новиков// Двигателестроение. - 1982. - № 1. - С.3-7.

84. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях/ Ю.Б.Свиридов. JL: Машиностроение, 1972. - 224 с.

85. Свистула А.Е. Влияние переменности состава топливно-воздушной смеси в зоне горения на сажевыделение, параметры рабочего цикла и индикаторный кпд цикла дизеля/ А.Е.Свистула, Д.Д.Матиевский// Ползуновский Вестник. 2002. - №1. - С.10-17.

86. Свистула А.Е. Повышение эффективности использования воздушного заряда в дизеле/ А.Е.Свистула, Д.Д.Матиевский// Ползуновский Вестник.-2004. №1. - С. 181-187.

87. Свистула А.Е. Снижение расхода топлива и вредных выбросов дизеля воздействием на рабочий процесс присадки газа к топливу: автореф. дисс.канд.техн.наук/ А.Е.Свистула; АПИ. Л.:ЛПИ, 1987. -20 с.

88. Семенов К.А. Повышение экономичности судовых дизелей за счет использования водотопливных эмульсий тяжелых топлив: автореф. дисс.канд.техн.наук/ К.А.Семенов; ЦНИДИ. Л.:ЦНИДИ, 1986. - 25 с.

89. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели/ В.И.Смайлис. Л.: Машиностроение, 1972. - 128 с.

90. Сомов В.А. О применении водотопливных эмульсий в дизелях/ В.А.Сомов // Двигателестроение. 1988. - №3. - С. 35-37.

91. Сомов В.А. Судовые многотопливные дизели/ В.А.Сомов, Ю.Г.Ищук. Л.: Судостроение, 1984.-240 с.

92. Coy С. Динамика заряженных суспензий/ С.Соу// Реология суспензий. М.: Мир, 1975. - С. 140-284.

93. Стечкин B.C., Генкин К.Н., Золотаревский B.C., Скородинский И.В. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий циклбыстроходного поршневого двигателя/ В.С.Стечкин, К.Н.Генкин,

94. B.С.Золотаревский, И.В.Скородинский. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 199 с.

95. Тактак А. Разработка системы присадки воды к дизельному топливу/ А.Тактак, А.Е.Свистула // Наука и молодежь: 1-я Всероссийская науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых/ АлтГТУ. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - С. 96-97.

96. Тузов Л. В. Эффективность работы главных судовых двигателей с пониженной частотой вращения при работе на водотопливных эмульсиях/ Л.В.Тузов, В.П.Викторов, Ю.А.Горбачев, ' А.А.Иванченко// Двигателестроение. 1989. - №11. - С.41-42.

97. Файнлейб Б.Н. Методы испытаний и исследований топливной аппаратуры автотракторных дизелей/ Б.Н.Файнлейб, И.Г.Голубков, Л.А.Клочев. М.-Л.: Машиностроение, 1965. - 175 с.

98. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: справочник/ Б.Н.Файнлейб. Л.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

99. Филипосянц Т.Р. Пути снижения дымности и токсичности отработавших газов дизельных двигателей/ Т.Р.Филипосянц, А.П.Кратко. — М.: НИИНАВТПРОМ, 1973. 72 с.

100. Фомин Ю.Я. Топливная аппаратура дизелей/ Ю.Я.Фомин, Г.В.Никонов, В.Г.Ивановский. М.: Машиностроение, 1982. - 168 с.

101. Хандов З.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания/ З.А.Хандов. М.: Транспорт, 1975. - 368 с.

102. Ценев В.А. Особенности работы дизелей на водотопливных эмульсиях/ В.А.Ценев// Химия и технология топлив и масел. 1983. - № 12.1. C. 12-14.

103. Шархабиль А.Х. Снижение токсичности выбросов и повышение экономичности малоразмерного высокооборотного дизеля подачей воды в цилиндры: автореф. дисс.канд.техн.наук/ А.Х.Шархабиль; РУДН. М., 2000.-16 с.

104. Школьный А. А. Физическая модель воздействия воды в составе водотопливной эмульсии на процесс смесеобразования и сгорания в дизелях/ А.А., Школьный К.А.Семенов, В.В.Сенчило; ЦНИДИ. Л., 1984. - 29 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш, № 1380тм-84 деп.

105. Adkins Philip. The burning of emulsified fuel in medium speed diesel engines/ P.Adkins //Fairplay Int. Shipp Weekly 281. 1982. - №5132. - P.27-29.

106. Effectiveness of the combustion of emulsified fuels in diesel engines (Исследование работы дизелей на водоэмульсионном топливе)/ P.S.Katsoulakos// Int. Conf. Combust. Eng., Oxford, 11-14 Apr., 1983. London, 1983.-Vol. 2.-P.51-62.

107. Hugnes F.A. Emulsified for fuel economy/ F.A. Hugnes // Shipbuild m and mar. eng. int.- 1982. -№2661. -P. 387-388.

108. Hugnes F.A. Emulsified fuel produces saving on shipboard trials/ F.A.Hugnes // Motor ship. 1982. - № 740. - P. 61-62.

109. Hugnes F.A. Performance on emulsified fuel/ F.A.Hugnes // Mar. Propuls. Int. 1984. - Apr. - P. 40-42.

110. Kuel P.H. Effect of water on burning velocity of hydrogen — air flames/ P.H.Kuel// ARS Journal. 1963. - V. 32. - №11.

111. Long Z. Combustion of emulsified fuel in high speed diesel engines/

112. Z.Long, R.Matsumoto, K.Ogata, Y.Ohde // Bulletin of the M.E. S. J. 1989. -V.17.-№ 1. - March. - P.12-18.

113. Thompson R.V. The Burning of Emulsified Fuel in Diesel Engines/ R.V.Thompson, I.Thorp, G.Armstrong, P.Katsoulakos// Trans. Inst. Mar. Eng. C93. 1981. - № 10. - P. 19-25.

114. Thorp I. Running diesels on water / I.Thorp, G.Armstrong, P.Katsoulakos// Mar. Week. Febr., Suppl. 1980. - P. 18-20.

115. Thorp L. The application of oil-water emulsions as a diesel engine fuel / I.Thorp, G.Armstrong, P.Katsoulakos// Trans. N. E. Coast Inst. Eng. And Shipbuild. 1980. - № 3. - P. 115-126.