автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Влияние локального расслоения топливовоздушной смеси в области межэлектродного зазора свечи зажигания на выбросы оксидов азота из цилиндров ДВС

На правах рукописи

Иванов Юрий Владимирович

ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛЬНОГО РАССЛОЕНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ОБЛАСТИ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ НА ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА ИЗ ЦИЛИНДРОВдве

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2006

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом

университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Злотин Григорий Наумович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Грига Анатолий Данилович;

кандидат технических наук Свиридов Дмитрий Евгеньевич.

Ведущее предприятие: ЗАО Волжское производство автобусов

"Волжанин"

Защита диссертации состоится 3 марта 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.028.03 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета

Автореферат разослан 4 февраля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ожогин В.А.

ЛВ<Г£ з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Снижение загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов (ОГ) ДВС остается актуальной задачей современного двигателестроения. По оценкам некоторых специалистов, на долю автомобильного транспорта приходится до 80 % всех вредных выбросов в крупных городах России.

Известно, что регулировка рабочего процесса двигателя на наиболее экономичный режим работы приводит к уменьшению выделения токсичных продуктов неполного сгорания (СО и СтНп), но при этом выделение оксидов азота ЫОх может увеличиваться. В свою очередь, многие методы снижения N0* приводят к ухудшению топливной экономичности двигателей. Таким образом, перед двигателестроителями стоит задача поиска путей повышения топливной экономичности и улучшения экологических показателей.

С целью решения этой задачи на кафедре "Теплотехника и гидравлика" ВолгГТУ был разработан и защищен патентом способ организации рабочего процесса ДВС с искровым зажиганием при локальном расслоении топливовоздушной смеси вблизи источника воспламенения. Проведенные исследования показали эффективность подобного способа организации рабочего процесса с точки зрения расширения пределов эффективного обеднения топливовоздушной смеси и сокращения удельного эффективного расхода топлива. К сожалению, нет данных о влиянии такой организации рабочего процесса на содержание в ОГ токсичных компонентов и, в первую очередь, оксидов азота N0*. Устранение этого пробела является составной частью решения проблемы снижения токсичности автомобильных ДВС, что и определяет актуальность приведенных исследований.

Подтверждением актуальности работы является также ее поддержка проектом 205.08.01.006 подпрограммы "Транспорт" научно-технической программы Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

Цель работы. Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное исследование влияния локального расслоения топливовоздушной смеси в области межэлектродного зазора свечи зажигания на выбросы из цилиндров двигателя одного из наиболее опасных токсичных компонентов - оксидов азота. Это предполагает решение следующих задач.

1. Создать математическую модель образования N0*, учитывающую локальные добавки в область межэлектродного зазора свечи зажигания горючего газа.

2. Провести вычислительные эксперименты, позволяющие оценить влияние различных факторов на образование оксидов азота при локальном расслоении топливовоздушной смеси.

3. Провести возможно более широкие эксперименту пт,нме исслепо-

вания как для верификации результатов теоретически; ловиях реального ДВС, так и для получения дополг ителЛИ&я1№МЙ* о

0 г

МВОиЭДШММОД ус>

о

спмчйрг аг ОЭ ь д

влиянии локальных добавок горючего газа на токсичность ОГ.

4. Создать стенд, оснащенный специальной управляющей, регулирующей и регистрирующей аппаратурой, обеспечивающий выполнение указанной выше программы экспериментальных исследований.

Научная новизна. Впервые теоретически и экспериментально изучено влияние локального расслоения смеси в области межэлектродного зазора на образование в цилиндре бензинового двигателя оксидов азота, что позволило установить регулировочные и режимные факторы, обеспечивающие их наиболее эффективное снижение.

Разработана оригинальная математическая модель, базирующаяся на современных представлениях о физико-химических основах процесса образования N0* в цилиндре ДВС, учитывающая локальное расслоение топ-ливовоздушной смеси в области межэлектродного зазора.

Предложен метод оценки объема обогащенной части расслоенного заряда и определения в нем коэффициента избытка воздуха.

Найдены новые методические и аппаратурные решения для натурных экспериментов, включая создание специального устройства, объединяющего свечу зажигания и систему подвода к межэлектродному зазору горючего газа.

Достоверность и обоснованность научных положений работы обусловливаются использованием фундаментальных уравнений термодинамики, теории ДВС и газовой динамики, обоснованностью допущений, принятых при разработке расчетных моделей, высокой сходимостью результаюв расчетов и экспериментов.

Методы исследования. Теоретические исследования с помощью созданной математической модели и разработанного программного обеспечения влияния на образование оксидов азота регулировочных факторов, определяющих организацию локального расслоения. Широкие натурные эксперименты, позволившие верифицировать результаты теоретических исследований и, кроме того, получить сведения о влиянии на образование Ж)х дополнительных факторов.

Объект исследований. Двухцилиндровый двш атель ВАЗ - 1111 Волжского автомобильного завода.

Практическая ценность. Установлено, что организация рабочего процесса двигателя легкого топлива с локальными добавками горючего газа в область электродов свечи зажигания позволяет снизить выбросы с отработавшими газами оксидов азота.

Созданная математическая модель и результаты экспериментов являются основой для выбора, в зависимости от режима работы двигателя, параметров подачи горючего газа, обеспечивающих наиболее эффективное снижение эмиссии N0*.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях и семинарах: Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2001 г.), Межгосударственный научно-технический

семинар "Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ" (Саратов, 2001 г.), Международная научно-практическая конференция "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" (Владимир, 2001 г.), отчетная конференция-выставка подпрограммы 205 "Транспорт" научно-технической программы Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приорететным направлениям науки и техники" (Москва, 2002 г.), Международная научно-техническая конференция "Авто НН 03 Автомобильный транспорт в XXI веке" (Н. Новгород, 2003 г.), Всероссийский научный семинар "Луканинские чтения Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе" (Москва, 2003 г.), Международная конференция "Образование через науку" (Москва, 2005 г.), Международная научно-практическая конференция "Прогресс транспортных средств и систем" (Волгоград, 2002, 2005 гг.), ежегодные научно-практические конференции ВолгГТУ (Волгоград, 2000-2006 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы. Объем диссертации составляет 116 страниц, включая 70 страниц машинописного текста, 42 рисунка и 11 страниц списка использованной литературы из 102 наименований, включая 24 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности темы диссертации. В реферативной форме приведена общая характеристика работы.

В первой главе приведены современные взгляды на природу образования в цилиндре ДВС оксидов азота, проведен литературный обзор способов снижения выбросов NO* двигателями с искровым зажиганием. Показано, что уменьшения эмиссии оксидов азота можно добиться: снижением максимальных температур в процессе сгорания, уменьшением концентрации кислорода на участке сгорания, соответствующего максимальным температурам, применением каталитических нейтрализаторов ОГ. Практическая реализация указанных способов может быть обеспечена за счет: рециркуляции отработавших газов, переноса процесса сгорания на линию расширения (например, за счет уменьшения угла опережения зажигания), расслоения заряда, использования каталитического нейтрализатора тройного действия.

Значительный интерес с точки зрения повышения топливной экономичности и экологической безопасности двигателя представляет организация его работы на обедненной топливовоздушной смеси при расслоении заряда. Исследованиями в этой области занимались А.Н. Воинов, Л.А. Гусак, Р.И Мехтиев, В.А. Звонов, Г.Н. Злотин, В.З. Гибадуллин, Е.А. Захаров, Н. Müller, A.J. Scussel, J.M. Lewis, и др.

Особое внимание в обзоре уделено разработанному в ВолгГТУ способу организации рабочего процесса двигателя с локальным расслоением топливовоздушной смеси, который заключается в подаче малых доз горючего газа в область межэлектродного зазора свечи зажигания незадолго до искрового разряда. Исследования такого способа организации работы двигателя проводились при локальной подаче в эту область как пропана, так и метана. Результаты исследований показали, что обогащенная газом вблизи электродов свечи бензовоздушная смесь легко и надежно воспламеняется, горение быстро выходит на стационарный режим и охватывает большой объем, что позволяет сократить продолжительность процесса сгорания, снизить его межцикловую нестабильность, повысить топливную экономичность двигателя.

Положительное влияние послойного смесеобразования на повышение топливной экономичности и снижение выбросов с ОГ токсичных компонентов и, в первую очередь, оксидов азота было отмечено В А. Звоно-вым и Р.И. Мехтиевым. Однако отсутствуют известные нам работы, в ко-юрых рассматривается влияние на содержание в ОГ N0* организации рабочего процесса с локальным расслоением топливовоздушной смеси, что потребовало большого объема теоретических и экспериментальных исследований.

Во второй главе описывается разработанная математическая модель образования в цилиндре ДВС оксидов азота, учитывающая локальное расслоение топливовоздушной смеси в области электродов свечи зажигания.

В модели считается, что локально обогащенная топливовоздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха а/ занимает некоторый объем V) вблизи электродов свечи зажигания. В остальном пространстве камеры и орания Vц концентрация дополнительно поданного горючего газа равна нулю, оно занято топливовоздушной смесью с коэффициентом избытка воздуха о.ц. В процессе сгорания, как обогащенная часть, так и основная (обедненная) часть топливовоздушной смеси рассматриваются состоящими из двух зон: зоны продуктов сгорания объемом и зоны свежего заряда объемом Уи. Масса продуктов сгорания в первой зоне ть, их температура Ть. Масса несгоревшей смеси (вторая зона) составляет ти, а ее температура Ти. В связи с тем, что скорости распространения фронта пламени и потока свежего заряда в камере сгорания малы по сравнению со скоростью звука, давление смеси в каждый момент времени принимается одинаковым по всему объему: рь ~ ри - р- Масса смеси в рабочей полости цилиндра в течение цикла считается постоянной, то есть предполагается отсутствие утечек заряда через уплотнительные элементы.

Расчет концентрации образующихся при сгорании оксидов азота производится по двум реакциям цепного механизма (через О и К) и реакции бимолекулярного механизма по уравнению, предложенному В.А. Звоновым:

с1г,

NО _ . _

с1<р 249,4 -п-Тт

1 —

К\п • го Кс . г

Кг п ■ го.

0)

где <р - угол поворота коленчатого вала; и - частота вращения коленчатого вала двигателя; ГЛ( - температура продуктов сгорания; ,

К^и - константы скоростей реакций цепного и бимолекулярного механизмов; г^, г0г, г0 - равновесные объемные доли 1М2, 02 и О в продуктах сгорания.

Необходимые для расчета значения констант скоростей реакций определялись по известным из литературы уравнениям, равновесные объемные доли N2, 02 и О в продуктах сгорания - по методике, основанной на определении равновесных концентраций следующих одиннадцати компонентов: С02, СО, Н20, Н2, Н, 02, ОН, Ы2, N0, N. О.

Для того, чтобы определить на каждом шаге счета процесса сгорания значения температуры и давления, необходимые для расчета равновесных концентраций компонентов продуктов сгорания и динамики образования оксидов азота, было использовано описанное ниже математическое моделирование рабочего процесса двигателя.

Исходя из представления о двухзонной модели топливовоздушной смеси в процессе сгорания: зоны свежей смеси и зоны продуктов сгорания, математическое описание рабочего процесса осуществляется системой дифференциальных уравнений, включающей уравнения сохранения объемов (2), массы (3), (4), энергии (5), (6), а также уравнения состояния (7), (8) для обеих зон:

<1<р с1<р с1<р' ¿К _ с!ти <1<р с1<р '

(2) (3)

сЬп/, ¿у -*-=«.-г-. (4>

с1<р с1<р' о^-Г.) ^ ^ я-п/зо " а<р * а<р 4 " ¿<р

(5)

а? я-п/зо " у а? 4 ь а? *4 а<р р- • ыд>

= + (7)

р с!<Р уи й<р ти й<р Ти <1<р'

p dtp Vb dcp mb dtp Tb dtp'

где V- объем цилиндра; % - доля выгоревшего топлива; та - общая масса заряда в объемах У) и Vn, равная ть + ти; Q0 - теплота, выделившаяся в результате сгорания основного и дополнительно поданного топлива; и

aZi - коэффициенты теплоотдачи для зон свежего заряда и продуктов сгорания соответственно; Fu и Fb - площади поверхности цилиндра, соприкасающейся со свежим зарядом и продуктами сгорания соответственно; cv и

cVh - изохорные массовые теплоемкости свежего заряда и продуктов сгорания соответственно; ср - изобарная массовая теплоемкость свежего заряда; Ru - удельная газовая постоянная свежего заряда.

Приведенная система уравнений была дополнена соотношениями, позволяющими учесть расслоение топливовоздушной смеси и определить:

состояние заряда в цилиндре к концу сжатия, теплоту сгорания Q0, теплому

емкости си и Сь, скорость выгорания топлива ——, коэффициенты теплоот-

d<p

дачи а^ и а1;, кинематику поршня и площади поверхности теплообмена.

При моделировании локального расслоения топливовоздушной смеси было принято, что струя горючего газа с температурой Тг, удельной теплоемкостью срг под давлением рго вытекает из отверстия форсунки радиусом Гф в течение времени тф через перепускной канал в гомогенную бензо-воздушную смесь, имеющую изменяющиеся по времени (или углу поворота коленчатого вала) давление р, температуру Ти, теплоемкость сри и заданный коэффициент избытка воздуха ац.

Масса горючего газа, поступившего в цилиндр двигателя за время Тф, находилась по формуле:

т,

о * pi \(р] 2 г \ р к+1 "

~ «г-1 Я,.Г, .Рго)

(9)

где ц/ - коэффициент расхода, учитывающий местные сопротивления, обусловленные сложной конфигурацией канала; = л • г^ - площадь отверстия форсунки, из которого вытекает горючий газ; к - показатель адиабаты горючего газа; Яг - удельная газовая постоянная локально подаваемого горючего газа.

Было принято допущение, что вблизи электродов свечи зажигания образуется гомогенная трехкомпонентная горючая смесь, занимающая объем V/. Для определения этого объема проводились серии экспериментов

по зажиганию струй горючих газов на воздухе. Считалось, что при одинаковых значениях избыточного давления подачи газа, объем трехкомпо-нентной горючей смеси в цилиндре двигателя сопоставим с объемом двух-компонентной смеси, образующейся при подаче струи газа на воздухе.

Коэффициент избытка воздуха в зоне локального обогащения определяется по формуле:

а'=1—Ъ—<10>

С ' +1ов'тб

где тд - масса воздуха, находящегося в зоне локального обогащения; 1ог - количество воздуха, теоретически необходимое для сжигания газа; 1ад - количество воздуха, теоретически необходимое для сжигания бензина; т'б - масса бензина, поданного в область локального обогащения.

Среднее по всей камере сгорания значение коэффициента избытка воздуха аср может быть оценено с помощью следующего выражения:

а _ а: ■(!<* ■тг+10б-т'б) + аи -1л-т\ ^

" 1аг-т!+106-т6

где те - масса бензина в цилиндре двигателя; т"6 - масса бензина, находящегося в обедненной части цилиндра.

При расчете теплоты сгорания и теплоемкостей топливовоздушной смеси учитывалось, что в объеме V/, где присутствует и горючий газ, и бензин, речь идет о сложном углеводородном горючем.

Для определения давления и температуры продуктов сгорания на каждом шаге интегрирования определялось количество топлива, выгоревшего к этому времени. Для этого использовалась формула, предложенная И.И. Вибе, хорошо аппроксимирующая выгорание топлива в разных типах поршневых ДВС при различных условиях их работы:

г _ т+1

-6,908- <Р-<Ро

где <р0 - угол начала сгорания; <р2 - угол продолжительности сгорания; <р -текущее значение угла поворота кривошипа в процессе сгорания; т - показатель характера сгорания.

В области VI значения показателя сгорания т и угла продолжительности сгорания <рг определялись по ранее разработанным на кафедре "Теплотехника и гидравлика" методикам.

Приводятся данные о верификации рабочего процесса модели, показавшие хорошее совпадение результатов расчета как с литературными

данными, так и с результатами собственных экспериментов.

В третьей главе приведены результаты теоретического исследования образования в цилиндре ДВС оксидов азота при локальной добавке горючего газа в зону зажигания.

В ходе исследования установлено, что локальная подача горючего газа, к примеру метана, в область электродов свечи зажигания препятствует образованию оксидов азота. Так, работа двигателя с локальными добавками метана и средним по камере сгорания коэффициентом избытка воздуха 0^,-1,1 приводит к снижению эмиссии N0* на 30 % (рис. 1). Организация работы двигателя с локальным расслоением топливовоздушной смеси и обеднением ее по объему цилиндра до значения аср = 1,4 еще значительнее уменьшает выброс оксидов азота.

Показано существенное влияние на эмиссию оксидов азота параметров расслоения топливовоздушной смеси, а именно: избыточного давления, времени и угла опережения (относительно ВМТ) впрыска газа. Сделан вывод о том, что для каждого режима работы двигателя существуют строго определенные оптимальные сочетания параметров подачи горючего газа. Предложены подходы к их определению.

Приводится полученная расчетным путем зависимость концентрации N0^ от относительного объема зоны локального обогащения смеси д, представляющего собой в процентах отношение объема V,, занятого обогащенной смесью, к общему объему (К/ + Уп). Установлено, что увеличение объема обогащения приводит к снижению эмиссии оксида азота. Однако надо принимать во внимание и тот факт, что в этом случае увеличивается расход промотирующего горение газа.

Исследована зависимость образования оксидов азота от среднего по камере сгорания коэффициента избытка воздуха при локальном расслоении смеси (рис. 2). Видно, что наибольшее влияние добавка метана оказывает на участке от аср - 1,0 до аср = 1,15. Так, на данном режиме работы двигателя, при среднем по камере сгорания коэффициенте избытка воздуха аср = 1,0 локальная подача метана позволяет снизить концентрацию оксидов азота в ОГ почти на 10 %, а при аср = 1,1 до 40 %.

Приведена зависимость оптимального угла опережения впрыска метана от частоты вращения коленчатого вала двигателя при Тф = 1,5 мс.

В четвертой главе приводится описание экспериментальных стендов, контрольно-измерительной аппаратуры и методик проведения экспериментов.

Экспериментальное исследование влияния локального расслоения топливовоздушной смеси в области электродов свечи зажигания проводилось на специально разработанном и созданном для этого стенде, основой которого стал двухцилиндровый двигатель ВАЗ - 1111 Волжского автомобильного завода.

Для подвода горючего газа в область межэлектродного зазора свечи зажигания было создано специальное устройство (рис. 3), в котором объединены свеча зажигания и система подачи газа. Оно представляло собой

модернизацию ранее использовавшегося узла воспламенения, т.к. последний был критичен к давлению подачи горючего газа.

Для обеспечения возможности регулирования состава основной топ-ливовоздушной смеси в конструкцию штатной системы питания были внесены изменения, позволяющие изменять проходное сечение главного топливного жиклера первичной камеры карбюратора.

Для анализа состава ОГ применялся аппаратурный комплекс, состоящий из газозаборных трактов и трех газоанализаторов. Была обеспечена возможность отбора пробы ОГ как от двигателя в целом, так и от отдельных цилиндров. Анализ концентрации оксида углерода СО и углеводородов СтНп осуществлялся газоанализатором ГИАМ 27-01. Для анализа концентраций оксидов азота ЫОх в составе ОГ использовались газоанализаторы ГИАМ 27-04 и АСГАТ.

С целью определения оптимальных комбинаций избыточного давления подачи газа и управляющих дозирующей форсункой и системой зажигания импульсов, была использована установка для визуализации факелов горючего газа, подаваемого в межэлектродный зазор на воздухе.

При проведении экспериментов запуск и прогрев двигателя осуществлялись при штатных регулировках систем питания и зажигания без подачи метана. Затем двигатель выводился на необходимый скоростной и нагрузочный режим, производились замеры. После начала подачи в область межэлектродного зазора свечи зажигания метана, замеры повторялись. При измерениях контролировались: скоростной («е), нагрузочный Ме) режимы, измерялись расходы воздуха и топлива, концентрации СО, СтНп, N0,.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований образования в цилиндре ДВС оксидов азота при локальной добавке горючего газа в область электродов свечи.

Для исследования влияния разработанной и созданной конструкции узла подачи на процесс воспламенения локально подаваемого газа были вначале проведены эксперименты по зажиганию струи метана и пропана на воздухе. Опыты показали, что разработанная конструкция позволяет к моменту искрообразования образовывать трехкомпонентную смесь оптимального состава непосредственно у электродов свечи зажигания.

Следующим этапом исследований стало получение нагрузочных характеристик двигателя. Поскольку рассматриваемый способ работы двигателя эффективен (с точки зрения топливной экономичности) на режимах частичных нагрузок, постольку исследовалась работа двигателя именно на этих режимах. Получено, что локальная добавка метана снижает содержание в ОГ ДВС оксидов азота на различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя. При всех исследованных частотах вращения коленчатого вала по мере увеличения нагрузки, это положительное воздействие увеличивается. Так, при частоте вращения коленчатого вала пе = 2300 мин"' и среднем эффективном давлении ре ~ 0,10 МПа локальная добавка метана привела к снижению содержания в ОГ оксидов азота на 6 %, а при

N0,

Рис. 1. Динамика образования N0* при гомогенном и расслоенном заряде (л = 3000 мин'1, ч>Ар = 70 %):

1 - гомогенный заряд а = 1,1;

2 - расслоенный заряд аср = 1,1,«/ = 0,9;

3 - расслоенный заряд аср - 1,4, я/ = 0,9

N0,

Рис. 2. Расчетные зависимости эмиссии N0* от среднего по камере сгорания коэффициента избытка воздуха аср (л = 2300 мин'1; р„ = 0,1 М11а; а, = 0,80):

1 - при работе без локальных добавок;

2 - при работе с локальной добавкой

Рис. 3. Схема узла подачи горючего газа в область межэлектродного зазора-

1 - корпус; 2 - накидная гайка; 3 - изолятор; 4 - уплотнитель; 5 - отверстие для присоединения дозатора газа

I

млн 1600

1200

800

400

0

0 0,05 0,1 0,15 0,2 Ре, МПа

Рис. 4 Зависимость эмиссии оксидов азота от среднего эффективною давления ре при локальной подаче метана и без нее (п = 2300 мин1; &,„„ = 50 °ПКВ; тф = 1 мс):

♦ - при работе без локальных добавок;

• - при работе с локальной добавкой метана

N0..

1800

1400

I

V

1000

• •

600

0,85

0,95

1,05

Рис. 5. Зависимость эмиссии N0* от среднего но камере сгорания коэффициента избытка воздуха аср при локальной подаче метана и без (п = 2300 мин"1; ре = 0,1 МПа; а, - 0,80):

♦ - при работе без локальных добавок;

• - при работе с локальной добавкой метана

N0*,

1500

1450

1400

1350 -

1300

40

45

50

55 0мр,°ПКВ

Рис. 6. Зависимость эмиссии оксидов азота от угла опережения впрыска метана (п - 2300 мин1; ре 0,1 МПа; аср = 1,05, хф = 1 мс, <93 = 25 °ПКВ)

ре ~ 0,21 МПа - до 10 % (рис. 4).

Проведены экспериментальные исследования по изучению влияния локального расслоения смеси на выбросы оксидов азота при работе двигателя с различной степенью обеднения основной топливовоздушной смеси (рис. 5) Сопоставление рис. 2 и 5 позволило говорить о хорошем совпадении результатов расчета с данными экспериментов, что является еще одним подтверждением адекватности разработанной модели.

Результаты исследований показали, что оптимальный угол начала подачи на форсунку управляющего импульса &впр больше угла опережения зажигания ("), на 25.. .30 град. ПКВ (рис. 6).

Увеличение давления или продолжительности подачи в межэлектродный зазор свечи зажигания газа при постоянном среднем по камере сгорания коэффициенте избытка воздуха а,р, приводит к увеличению степени расслоения топливовоздушной смеси. Как было показано в ходе теоретических исследований, с увеличением степени расслоения, эмиссия оксидов азота КОх снижается. Эти тенденции были подтверждены и экспериментально. Однако значительное увеличение продолжительности тф и избыточного давления рг подачи газа приводит к существенному росту расхода горючего газа и отрицательно сказывается на использовании теплоты сгорания топливной смеси. В ходе исследований были установлены наиболее эффективные пределы варьирования продолжительности и давления подачи газа: Тф - 1... 1,5 мс, р, = 50...70 кПа. Так, на режиме ре = 0,15 МПа эти параметры составили: Тф = 1,43 мс и р, = 60 кПа, при этом количество метана, поданное в область межэлектродного зазора, составило 23 г/ч.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые установлено, что организация рабочего процесса двигателя легкого топлива с локальными добавками горючего газа в область электродов свечи зажигания позволяет снизить выбросы с отработавшими газами оксидов азота. Определены регулировочные параметры, обеспечивающие наиболее эффективное снижение эмиссии N0*.

2. Указанный выше основной результат достигнут благодаря следующему.

2.1. Предложен способ моделирования локального расслоения топливовоздушной смеси, позволяющий оценить объем обогащения и коэффициент избытка воздуха в нем.

2.2. Создана математическая модель для расчета рабочего процесса и образования оксидов азота, базирующаяся на современных представлениях о физико-химических основах этого процесса и учитывающая особенности организации локального расслоения, разработано соответствующее программное обеспечение.

2.3. Теоретический анализ, подтвержденный результатами экспериментальных исследований, позволил установить области состава смеси,

при которых ее локальное расслоение вблизи электродов свечи зажигания обеспечивает наибольшее снижение эмиссии оксидов азота. На примере использования в качестве горючего газа метана показано, что это имеет место в диапазоне aíp = 1,00 ... 1,15. Так, работа двигателя с локальными добавками метана на режиме п = 2300 мин'1, ре = 0,1 МПа, при аср= 1,1 и а, = 0,80 позволяет снизить концентрацию оксидов азота NOx в отработавших газах двигателя до 40 %.

2.4. Экспериментальные результаты показали существенное влияние на эффективность снижения эмиссии NOx момента начала &тр и продолжительности Тф подачи в область межэлектродного зазора газа и его избыточного давления р,. Устатювлена зависимость этих показателей от режима работы двигателя. Так, на режимере = 0,15 МПа эти параметры составили: гф = 1,43 мс и р, = 60 кПа, при этом количество метана, поданное в область межэлектродного зазора, составило 23 г/ч. При рассмотренных режимах работы двигателя эти величины находятся в следующих пределах: Тф - 1... 1,5 мс, р., = 50 ..70 кПа. Установлено, что начало впрыска должно на 20 ... 25 град. ПКВ опережать угол опережения зажигания.

3. Для проведения экспериментальных исследований созданы новые и модернизированы уже имеющиеся экспериментальные стенды, дополнительное вспомогательное оборудование, включая специальное устройство, объединяющее свечу зажигания и систему подвода к межэлектродному зазору горючего газа.

4. Результаты представленных исследований использованы при работе над проектом 205 08.01.006 "Снижение выбросов окислов азота двигателями легкого топлива путем локального расслоения топливовоздуш-ной смеси вблизи источника воспламенения" подпрограммы "Транспорт" научно-технической программы Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Моделирование образования окислов азота в цилиндре ДОС при локальном расслоении топливовоздушной смеси/ Е.А. Захаров, Г Н. Злотин, Ю.В Иванов// Наземные транспортные системы: Межвуз. сб. научн. тр./ ВолгГТУ - Волгоград, 2000- С. 54-58.

2. Локальное расслоение топливовоздушной смеси как способ улучшения токсических характеристик бензиновых ДВС/ Г.Н. Злотин, Е.А. Захаров, Ю.В Иванов// Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Мат. VIII междунар. науч.-практ. конф., 22 - 24 мая 2001 г./ Владимир. гос. ун-т.- Владимир, 2001.- С. 149-150.

3. Моделирование образования оксидов азота в цилиндре ДВС при локальном расслоении топливовоздушной смеси/ Е.А. Захаров, В.А. Звонов, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов// Приводная техника.- 2001.- № 4.- С. 56-60.

4. Снижение выбросов окислов азота двигателями легкого топлива при локальном расслоении топливовоздушной смеси/ Г.Н. Злотин, Е.А. Федянов, Е.А Захаров, Ю.В. Иванов, В.Д Зорин// Отчетная конф.-выставка по подпрограмме

"Транспорт" науч.-техн. программы Мин образ. РФ "Науч. исслед. высшей школы ...": Тез. докл., 11-13 февр. 2002 г., Москва - Звенигород/ Московский гос. авиационный ин-т (Технический ун-т).- М.; Звенигород, 2002,- С. 417-418.

5. Исследование влияния локального расслоения топливовоздушной смеси на образование окислов азота/ Ю В. Иванов, Г.Н. Злотин, Е.А. Захаров// VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 13-16 ноября 2001 г.: Тезисы докладов/ ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2002.- С. 51-52.

6. Влияние локальных добавок горючих газов в область межэлекгродного зазора свечи зажигания на токсичность отработавших газов ДВС с искровым воспламенением/ Г.Н. Злотин, Е.А. Захаров, Ю.В. Иванов// Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Матер, меж-госуд. науч.-техн. семинара, Саратов, май 2001 г./ Саратовский гос аграрный ун-тим. Н.И. Вавилова.- Саратов, 2002,- С. 120-122.

7. Влияние локального расслоения топливовоздушной смеси на токсические характеристики бензиновых ДВС/ Е.А. Захаров, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов// Наземные транспортные системы Межвуз сб. науч. тр./ ВолгГТУ.- Волгоград, 2002,-С. 29-31.

8. Рабочий процесс ДВС с внешним смесеобразованием при локальном расслоении топливовоздушной смеси и его влияние на выброс основных токсичных компонентов/ Е.А. Захаров, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов// Прогресс транспортных средств и систем - 2002: Матер, междунар. науч.-практич. конф., Волгоград, 8-11 октября 2002 г./ ВолгГТУ и др.- Волю1рад, 2002,- Часть 2.- С. 146-148.

9. Исследование влияния рабочего процесса с локальным расслоением топливовоздушной смеси на эмиссию оксидов азота' Е А. Захаров, Г.Н. Злотин, Ю В. Иванов // АВТО НН 03. Автомобильный транспорт в XXI веке: Сб. науч. статей Междунар. науч.-техн. конф, (17-19 дек. 2003 г.)/ Нижеюрод. гос. техн. ун-т и др.- Н. Новгород, 2003,- С. 240-242

10. Влияние локального расслоения топливовоздушной смеси на токсические характеристики бензиновых ДВС/ Е.А. Захаров, Г H Злотин, Ю В. Иванов// Образование через науку: Материалы международного симпозиума/ МГТУ-Москва, 2005.- С. 385-386.

11. Теоретические и экспериментальные исследования влияния локального расслоения топливовоздушной смеси на эмиссию с отработавшими газами оксидов азота / Е.А. Захаров, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов // Прогресс транспортных средств и систем - 2005: матер, междунар. науч.-практ. конф., (20-23 сент. 2005 г.)/ ВолгГТУ и др.- Волгоград, 2005,- Ч. 1.- С. 364-365.

12. Влияние локального расслоения топливовоздушной смеси на токсические характеристики бензинового двигателя/ Е.А. Захаров, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов// Сборник научных трудов по проблемам двигателестроения/ МГТУ им. Н.Э. Баумана.- М„ 2005,- С. 46-49.

Подписано в печать^ О. 0'1.2006 г. Заказ № У Л . Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Типография «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

¿c££jL 2388

V

с

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современные представления на природу образования оксидов азота.

1.2. Современные способы снижения эмиссии оксидов азота двигателями с искровым зажиганием.

1.3. Расслоение топливовоздушной смеси как способ расширения пределов эффективного обеднения.

1.4. Основные задачи исследования.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВС ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ' РАССЛОЕНИИ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ОБЛАСТИ

МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ.

2.1. Общая характеристика модели и принятые допущения.

2.2. Расчет концентрации NOx.

2.3. Расчет равновесного состава продуктов сгорания.

2.4. Математическое описание рабочего процесса двигателя.

2.4.1. Система основных уравнений.

2.4.2. Термодинамическое состояние заряда в конце сжатия

2.4.3. Моделирование локального расслоения топливо-воздушной смеси.

2.4.4. Теплота сгорания смеси Q

2.4.5. Моделирование процесса сгорания и скорости выгорания горючего.

2.4.6. Теплоемкости свежего заряда и продуктов сгорания.

2.4.7. Теплоотдача в стенки.

2.4.8. Моделирование процесса расширения.

2.5. Программная реализация модели.

2.6. Проверка модели на адекватность. s\-i 2.7. Выводы по главе.

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВС ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ ЛОКАЛЬНОЙ ПОДАЧЕ ГОРЮЧЕГО ГАЗА В ОБЛАСТЬ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ.

3.1. Влияние избыточного давления рг горючего газа и продолжительности Тф его локальной подачи на параметры расслоения.

3.2. Влияние локальных добавок горючего газа на образование в цилиндре ДВС оксидов азота.

3.3. Рекомендации по организации рабочего процесса двигателя с локальными добавками горючего газа в область электродов свечи зажигания.

3.4. Выводы по главе.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

4.1. Экспериментальная установка, использованная при проведении исследований на поршневом ДВС.

4.1.1. Общие сведения об объекте испытаний.

4.1.2. Система подачи газа в область межэлектродного зазора свечи зажигания.

4.1.3. Устройство для подачи газа в область межэлектродного зазора.

4.1.4. Системы зажигания и питания.

4.1.5. Аппаратурный комплекс для анализа состава отработавших газов.

4.2. Экспериментальная установка для визуальной регистрации \\ факелов горючего газа, подаваемого в область межэлектродного зазора.

4.3. Общая методика экспериментов на ДВС.

4.4. Выводы по главе.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДОБАВОК ГОРЮЧИХ ГАЗОВ В ОБЛАСТЬ ЭЛЕКТРОДОВ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ НА ОБРАЗОВАНИЕ ОКСИДОВ АЗОТА NOx.

5.1. Особенности воспламенения газа, подаваемого при помощи разработанной конструкции узла подачи газа.

5.2. Влияние локальных добавок горючих газов на эмиссию оксидов азота.

5.3. Влияние параметров подачи горючего газа на эмиссию оксидов азота NOx.

5.4. Выводы по главе.

Снижение загрязнения окружающей среды выбросами токсичных компонентов отработавших газов (ОГ) ДВС остается актуальной задачей современного двигателестроения. По оценкам некоторых специалистов, на долю автомобильного транспорта приходится до 80 % всех вредных выбросов в крупных городах России.

Основными токсичными веществами, выделяемыми ДВС являются: оксиды углерода СО и азота NOx, углеводороды CmHn, бенз(а)пирен, альдегиды, оксиды серы, сажа и др.

Анализ тенденций развития энергетических установок транспортных средств показывает, что поршневой двигатель по своим технико-экономическим характеристикам продолжает оставаться основной энергетической установкой для наземного транспорта. Поэтому существенную роль в уменьшении загрязнения атмосферы может сыграть снижение токсичности поршневых ДВС.

Известно несколько подходов к решению поставленной задачи:

1. нейтрализация токсичных компонентов в выпускной системе двигателя;

2. воздействие на процесс сгорания в цилиндре двигателя с целью снижения образования токсичных веществ;

3. совместное использование указанных выше вариантов.

Наибольший эффект может дать последний подход, тем более, что наряду с проблемой снижения токсичности ОГ автомобильных двигателей не менее важное значение приобрела проблема снижения расхода углеводородных топлив как вследствие ограниченности мировых запасов нефти, так и в свете необходимости сократить выбросы "парниковых" газов, прежде всего С02.

Известно, что регулировка рабочего процесса двигателя на наиболее экономичный режим работы приводит к уменьшению выделения токсичных продуктов неполного сгорания (СО и CmHn), но при этом выделение оксидов азота NOx может увеличиваться. Вместе с тем, многие методы снижения NOx приводят к ухудшению топливной экономичности двигателей.

Таким образом, перед двигателестроителями стоит задача поиска путей повышения топливной экономичности и снижения выделения продуктов неполного сгорания при одновременном снижении эмиссии оксидов азота NOx.

На сегодняшний день одним из перспективных направлений улучшения экономических и экологических характеристик бензиновых ДВС является создание двигателя с рабочим процессом на бедных топливовоздушных смесях. Однако расширение пределов эффективного обеднения (ПЭО) может быть достигнуто лишь при условии надежного и быстрого развития начального очага (НО) горения, например за счет расслоения.

С этой целью на кафедре "Теплотехника и гидравлика" ВолгГТУ разработан и защищен патентом способ организации рабочего процесса ДВС с искровым зажиганием, при котором в область межэлектродного зазора свечи зажигания незадолго до искрообразования подается небольшое количество горючего газа, например метана. Проведенные исследования показали эффективность подобного способа рабочего процесса с точки зрения расширения ПЭО топливовоздушной смеси и сокращения удельного эффективного расхода топлива, однако влияние предлагаемого способа организации рабочего процесса на эмиссию NOx не изучалось.

Данная диссертационная работа посвящена исследованию этого вопроса. В ходе исследования была специально разработана математическая модель и проведено теоретическое исследование влияния на образование NOx в цилиндре ДВС предлагаемого способа организации рабочего процесса.

Для экспериментальной проверки выводов теоретических исследований был создан специальный экспериментальный стенд, на котором был проведен большой объем экспериментов.

Как теоретические, так и экспериментальные исследования показали, что организация рабочего процесса с локальным расслоением топливовоз-душной смеси позволяет заметно снизить эмиссию оксидов азота. Эти исследования позволили установить оптимальные значения ряда регулировочных параметров: избыточного давления подачи метана, момента подачи и продолжительности импульсов, управляющих дозированием газа и моментом электрического разряда между электродами свечи зажигания.

Часть данной работы выполнялась в рамках проекта 205.08.01.006 "Снижение выбросов окислов азота двигателями легкого топлива путем локального расслоения топливовоздушной смеси вблизи источника воспламенения" подпрограммы "Транспорт" научно-технической программы Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

Автор выражает огромную благодарность и признательность своему научному руководителю доктору технических наук, профессору Злотину Григорию Наумовичу и научному консультанту кандидату технических наук, доценту Захарову Евгению Александровичу за неоценимую помощь и поддержку, внимание и терпение. Автор признателен доктору технических наук, профессору Федянову Евгению Алексеевичу за ценные консультации, советы, помощь и поддержку, кандидату технических наук, доценту Шумскому Сергею Николаевичу за содействие в изготовлении, наладке и ремонте электронной измерительной аппаратуры, заведующему лабораторией Холодову Владиславу Сергеевичу за помощь при разработке и создании узла подачи горючего газа, а также всем сотрудникам кафедры, содействовавшим выполнению данной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Впервые установлено, что организация рабочего процесса двигателя легкого топлива с локальными добавками горючего газа в область электродов свечи зажигания позволяет снизить выбросы с отработавшими газами оксидов азота. Определены регулировочные параметры, обеспечивающие наиболее эффективное снижение эмиссии NOx.

2. Указанный выше основной результат достигнут благодаря следующему.

2.1. Предложен способ моделирования локального расслоения топливовоздушной смеси, позволяющий оценить объем обогащения и коэффициент избытка воздуха в нем.

2.2. Создана математическая модель для расчета рабочего процесса и образования оксидов азота, базирующаяся на современных представлениях о физико-химических основах этого процесса и учитывающая особенности организации локального расслоения, разработано соответствующее программное обеспечение.

2.3. Теоретический анализ, подтвержденный результатами экспериментальных исследований, позволил установить области состава смеси, при которых ее локальное расслоение вблизи электродов свечи зажигания обеспечивает наибольшее снижение эмиссии оксидов азота. На примере использования в качестве горючего газа метана показано, что это имеет место в диапазоне аср= 1,0 . 1,15. Так, работа двигателя с локальными добавками метана на режиме п = 2300 мин"1, ре = 0,1 МПа, при аср = 1,1 и щ - 0,80 позволяет снизить концентрацию оксидов азота NOx в отработавших газах двигателя до 40 %.

2.4. Экспериментальные результаты показали существенное влияние на эффективность снижения эмиссии NOx момента начала 0впр и продолжительности Тф подачи в область межэлектродного зазора газа и его избыточного давления рг. Установлена зависимость этих показателей от режима работы двигателя. Так, на режиме ре = 0,15 МПа эти параметры составили: Тф = 1,43 мс и рг = 60 кПа, при этом количество метана, поданное в область межэлектродного зазора, составило 23 г/ч. При рассмотренных режимах работы двигателя эти величины находятся в следующих пределах: тф = 11,5 мс, рг = 50.70 кПа. Установлено, что начало впрыска должно на 20 . 25 град. ПКВ опережать угол опережения зажигания.

3. Для проведения экспериментальных исследований созданы новые и модернизированы уже имеющиеся экспериментальные стенды, дополнительное вспомогательное оборудование, включая специальное устройство, объединяющее свечу зажигания и систему подвода к межэлектродному зазору горючего газа.

4. Результаты представленных исследований использованы при работе над проектом 205.08.01.006 "Снижение выбросов окислов азота двигателями легкого топлива путем локального расслоения топливовоздушной смеси вблизи источника воспламенения" подпрограммы "Транспорт" научно-технической программы Минобразования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха - М.: Машиностроение, 1977 - 592 с.

2. Автомобильные и тракторные двигатели / Под ред. И.М. Ленина-М.: Высшая школа, 1969 656 с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий М.: Наука, 1971287 с.

4. Атрощенко В.И., Алексеев A.M., Засорин А.П. Курс технологии связанного азота М.: Химия, 1969 - 383 с.

5. Башев В.В. Улучшение показателей роторно поршневого двигателя за счет оптимизации инициирущего искрового разряда: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгПИ - Волгоград, 1986 - 196 с.

6. Бензиновый двигатель Mitsubishi GDI с прямым впрыском // Автостроение за рубежом 1998 - № 3 - С. 20-22.

7. Болбас М.М., Савич Е.Л. Эффективность топливоиспользования и снижение токсичности автомобиля-Мн.: БПИ, 1988.

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

9. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя.- М.: Машгиз, 1962 — 272 с.

10. Вилюнов В.И., Некрасов Е.А., Баушев B.C. О закономерностях искрового воспламенения и выхода на стационарный режим горения // Физика горения и взрыва 1976 - № 3.- С. 361-366.

11. Вишневский А.Е., Гусак Л.А., Самойлов И.Б. О промотировании горения углеродно-воздушных смесей // Доклады АН СССР.-1977.- Т. 232.- № 2.- С. 363-366.

12. Влияние локального расслоения топливовоздушной смеси на токсические характеристики бензинового двигателя / Е.А. Захаров,

13. Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов // Образование через науку: Тезисы докладов Международной конференции / МГТУ- Москва, 2005.- С. 385-386.

14. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях-М.: Машиностроение, 1977.-280 с.

15. Гибадуллин В.З. Организация рабочего процесса ДВС с внешним смесеобразованием и локальной подачей микродобавок водорода в область межэлектродного зазора свечи зажигания: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгПИ.- Волгоград, 1992 206 с.

16. Гибадуллин В.З., Злотин Г.Н., Захаров Е.А. Влияние микродобавок водорода на токсичность бензиновых ДВС // Вестник Международной Академии наук экологии и безопасной жизнедеятельности.-1998.-№ 1.-С. 36-38.

17. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний: ГОСТ 14846-81.-М.: Изд-во стандартов, 1991.- 56 с.

18. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова- М.: Машиностроение, 1983.-372 с.

19. Дмитриевский А.В., Шатров Е.В. Топливная экономичность бензиновых двигателей.-М.: Машиностроение, 1985.-208 с.

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

21. Дульгер М.В., Злотин Г.Н., Федянов Е.А., Треплин В.А. Газовая динамика и агрегаты наддува Волгоград: ВолгПИ, 1989 - 330 с.

22. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобиль-t ных двигателей М.: Транспорт, 1985 - 120 с.

23. Загрязкин Н.Н., Тимошенко Ю.И. Развитие пламени после поджи-\ гания стабилизированной и нестабилизированной смеси электрическими искрами // Труды института двигателей АН СССР-1962.- Выпуск 6.- С. 110-112.

24. Захаров Е.А. Рабочий процесс ДВС с искровым зажиганием и локальными добавками углеводородных газов в область межэлектродного зазора: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгГТУ- Волгоград, 1998.- 166 с.

25. Звонов В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания-ВГУ.-Луганск, 1998,- 126 с.

26. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания М.: Машиностроение, 1981.-160 с.

27. Звонов В.А., Козлов А.В., Кутенев В.Ф., Теренченко А.С. Экологическая безопасность автомобиля в полном жизненном цикле // Стандарты и качество 2001 - № 7-8 - С. 128-133.

28. Звонов В.А., Стюарт, Старкман Клапан с гидравлическим приводом для отбора проб газа из цилиндра двигателя внутреннего сгорания // Приборы для научных исследований 1968 - Т. 39 - № 12.- С. 34-48.

29. Звонов В.А., Теренченко А.С. Образование оксидов азота при сгорании альтернативных топлив в дизеле // Автомобильная промышленность- 2003 № 3.- С. 10-13.

30. Звонов В.А., Теренченко А.С. Математическая модель процесса сгорания и образования NOx в дизеле с добавкой испаренного метанола на впуск // Приводная техника 2003 - № 3 - С. 32-42.

31. Звонов В.А., Фурса В.В., Солодовник П.С. Исследование динамики образования токсичных веществ в цилиндре дизеля // Двигатели внутреннего сгорания: Межвуз. сб. научн. тр. / ХГУ- 1975 Вып. 21.-С. 17-25.

32. Зеленко М.А., Поляков JI.M., Сонкин В.И., Цапов Н.Н. ДВС с непосредственным впрыскиванием топлива. Ультрабедный двигатель // Автомобильная промышленность 1999 - № 1- С. 11-16.

33. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений М.: Наука, 1966 - 686 с.

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

35. Зельдович Я.Б., Симонов Н.Н. К теории искрового воспламенения газовых взрывчатых смесей // Журнал физической химии 1949-Т. 23-№ 11.-С. 1361-1374.

36. Зорин В.Д. Влияние расслоения обедненной метановоздушной смеси в области электродов свечи зажигания на процессы ее воспламенения и горения: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгГТУ- Волгоград, 2003- 168 с.

37. Злотин Г.Н., Гибадуллин В.З. Если водород добавлять в конце такта сжатия // Автомобильная промышленность 1995 - № 11-С. 21-23.

38. Злотин Г.Н., Захаров Е.А. Влияние подачи микродоз углеводородного газа в межэлектродный зазор свечи зажигания на процесс сгорания топливовоздушных смесей // Двигателестроение 1998-№4.- С. 21-23.

39. Злотин Г.Н., Захаров Е.А., Шумский С.Н. Экспериментальное исследование влияния локальных подач пропана на развитие начального очага горения / ВолгГТУ Волгоград, 1998 - 15 е.- Деп. в ВИНИТИ 11.03.98,№717-В 98.

40. Злотин Г.Н., Шумский С.Н., Дульгер М.В. Методика расчета термохимических характеристик сгорания углеводородных топлив // Известия ВУЗов. Энергетика 1988.-№ 8 - С. 58-63.

41. Злотин Г.Н., Федянов Е.А. Теплотехника / ВолгГТУ Волгоград, 2005.-339 с.

42. Исаев С.И. Курс химической термодинамики М.: Машиностроение, 1975.-256 с.

43. Итоги науки и техники М., 1985 - 281 е.- (Двигатели внутр. сгорания. Автомобильные двиг. / В.А. Луарье, В.А. Мангушев, И.В. Маркова, Б.Я.Черняк; Т. 4).

44. Казанская А.С., Скобло В.А. Расчеты химических равнове-сий:Учебное пособие для вузов М.: Высшая школа, 1974 - 288 с.

45. Каменев В.Ф., Ефременков С.А. Способ управления двигателем, работающем на обедненных топливовоздушных смесях // Автомобильная промышленность 1995-№ 3 - С. 9-12.

46. Корнилов Г.С., Каменев В.Ф. Резервы бензиновых двигателей. Проект"Антитокс" // Автомобильная промышленность 1992-№ 2.-С. 14-15.

47. Куценко А.С. Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания на ЭВМ Киев: Наук, думка, 1988 - 104 с.

48. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина- М.: Высш. школа, 2001.- 273 с.

49. Методика, алгоритм и программа расчета равновесного состава продуктов сгорания топливовоздушной смеси на ЭВМ: Метод, указания / Р.И.Мехтиев, Х.Б.Багиров; АзПИ- Баку, 1984 30 с.

50. Мехтиев Р.И. О механизме сгорания расслоенного топливовоз-душного заряда // Двигателестроение- 1979- № 10 — С. 3-6.

51. У 52. Мехтиев Р.И., Багиров Х.Б. и др. Влияние расслоенности зарядана рабочий процесс и токсичность двигателя // Известия ВУЗов. Машиностроение 1978-№ 6 -С. 79-83.

52. Мехтиев Р.И., Гасанов Ф.М., Меджидов Р.А. Эффективный рабочий процесс бензинового двигателя с высокой степенью сжатия // Двигателестроение 1982-№ 5 -С. 5-8.

53. Мехтиев Р.И., Посвянский B.C., Багиров Х.Б. Расчет концентраций равновесных продуктов сгорания топливо-воздушных смесей в ДВС //Двигателестроение.- 1981.-№ 3 С 13-15.

54. Мищенко А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей-Киев: Наукова думка, 1984 143 с.

55. Моделирование образования оксидов азота в цилиндре ДВС при локальном расслоении топливовоздушной смеси / Е.А. Захаров, В.А. Звонов, Г.Н. Злотин, Ю.В. Иванов // Приводная техника-2001.-№ 4 С. 56-60.

56. Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей М.: Легион-Автодата, 2001 - 80 с.

57. Основы практической теории горения / Под ред. В.В. Померанцева- Л.: Энергоатомиздат, 1986.-312 с.

58. Офосу Ахенкора А. К. Влияние завихривания потока во впускном трубопроводе на движение заряда в цилиндре карбюраторногодвигателя: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгПИ Волгоград, 1991»210 с.

59. Разработка технических требований к характеристикам искровых разрядов двигателей, работающих на бедных смесях: Отчет о НИР (заключит.) / ВолгПИ.- № ГР 01900060642; Инв. № 02910049729.-Волгоград, 1991 97 с.

60. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания: Учебник для вузов М.: Высш. школа, 1975 - 320 с.

61. Расчет характеристик двигателя внутреннего сгорания / Б.П. Рудой, Р.А. Галлиев, С.Б. Даянов и др.; УфАИ Уфа, 1986 - 107 с.

62. Свитачев А.Ю. Стохастическая математическая модель развития начального очага горения в ДВС с искровым зажиганием: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгГТУ.- Волгоград, 1998- 140 с.

63. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И.К. Кикоина-М.: Атомиздат, 1976- 1008 с.

64. Теория турбулентных струй 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. Г.Н. Абрамовича-М.: Наука, 1984 -715 с.

65. Теренченко А.С. Экологическая безопасность автомобильных дизелей в полном жизненном цикле: Автореф. дисс. . канд. техн.

66. Y наук / НАМИ,- Москва, 2003- 20 с.t

67. Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигатеI

68. Транспорт и окружающая среда: Учебник / М.М. Болбас, E.JI. Са-вич, Г.М. Кухаренок, Р.Я. Пармон и др.- Мн.: Технопринт, 2003262 с.

69. Трелин Ю.А. Исследование особенности работы ДВС с искровым зажиганием при добавках водорода в бензовоздушную смесь: Дисс. . канд. техн. наук /ВолгПИ.- Волгоград, 1981-210 с.

70. Федянов Е.А. Межцикловая неидентичность рабочего процесса и проблемы улучшения показателей ДВС с искровым зажиганием: Дис. . докт. техн. наук /ВолгГТУ.-Волгоград, 1999 337 с.

71. Федянова Н.А. Использование математического моделирования рабочего процесса для разработки и обоснования концепции эфг фективного управления углом опережения зажигания в ДВС:

72. Дисс. . канд. техн. наук /ВолгПИ,-Волгоград, 1992 139 с.

73. Флиегел В.К. Исследование процессов воспламенения топливовоздушных смесей электрической искрой: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгПИ.-Волгоград, 1982 198 с.

74. Химия горения / Под ред. У. Гардинера,- М.: Мир, 1988 464 с.

75. Хитрин JI.H. Физика горения и взрыва- М.: Изд. Московского университета, 1957.-444 с.

76. Шумский С.Н. Форсирование начальной фазы сгорания в ДВС за счет воздействия на процесс искрового воспламенения топливо-воздушных смесей: Дисс. . канд. техн. наук / ВолгПИ.- Волгоград, 1987.-254 с.

77. Шумский С.Н., Захаров Е.А. Экспериментальная установка для исследования зажигания топливовоздушных смесей с микродобав

78. V ками водорода в область электродов свечи зажигания / ВолгГТУi>

79. Bates Stephen. Flame imaging studies in a spark ignition four -stroke internal combustion optical engine // SAE Techn. Pap. Ser-1989 — № 890154 - 16 p.

80. Development of VTEC-E Lean-Burn Engine / Kazutoshi Nishizawa, * Hidemi Ogihara, Kauro Horie, Chikara Tanaka, Keiji Miura, Noriyuki

81. Yamada // Honda R&D Technical Review.- 1992 Vol. 4.v

82. Douaud A., de Soete G., Henault C. Experimental Analysis of the Initiation and Development of Part Load Combustion in Spark Ignition Engines // SAE Techn. Pap. Ser.- 1983.- № 830338.- 16 p.

83. Dulger M., Sher E. Experimental Study on Spark Ignition of Flowing Combustible Mixtures // SAE Techn. Pap. Ser 1995.-№ 951004.- 12 pp.

84. Eyzat P., Guibet J.C. A New Look at Nitrogen Oxides Formation in Int ternal Combustion Engines // SAE Pap.- 1968.- № 680124.- 17 p.

85. Fenimore C.P. Formation of Nitric Oxide from Fuel Nitrogen in Ethyl!' ene Flames // Combustion and Flame.- 1972 Vol. 19, P. 289-296.

86. Hopkinson B. The effect of mixture strength and scavenging upon thermal efficiency / Proc. Instn. Mech. Engrs April 1908- P. 417-453.

87. Ignition in learn-burn engines / Hancock M.S. // SERG Bull (Gr. Brit.).- 1989.-4, № l.-P. 16-17.

88. Kalghatgi G.T. Spark Ignition, Early Flame Development and Cyclic Variations in I. C. Engine // SAE Techn. Pap. Ser.- 1987.- № 870163.13 p.

89. Ко Y., Anderson R.W., Arpaci V.S. Spark Ignition of Propane Air Mixtures near the Minimum Ignition Energy // Combustion and Flame.- 1991.-Vol. 83.-№ 1 -2.-P. 75-105.

90. Lewis J.M., Tierney W.T. United Parcel Service Applies Texaco

91. Stratified Charge Engine Technology to Power Parcel Delivery Vans

92. Progress Report // SAE Techn. Pap. Ser.- 1980.- № 801429.- 14 p.

93. Mitsunory Ishii Analysis of Emissions Reduction Potential and Power Output of a Natural Gas Engine // Journal of Society of Automotive Engineering of Japan 1993-№ 10-Vol. 47.

94. Miiller H., Almstadt K. Die Entflammugsphase im Ottomotor Dauer und Streuung in Abhangigkeit vom Betriebspunkt // MTZ- 1982-Vol. 43.-№4.-P. 149-155.

95. Newhall H.K., Starkman E.S. Direct Spectroscopic Determination of Nitric Oxide in Reciprocating Engine Cylinders // SAE Pap 1967 - № 670122.-18 p.tVi

96. NGV: Transportation for the New Century // 7 International Conference and Exhibition on Natural Gas Vehicles- Yokohama, Japan-2000.- 790 pp.

97. Pattas K., Hofner G. Stickoxidbilding bei der Ottomotorischen ver-brennung // MTZ.- 1973.- № 12.- S 397-404.

98. Petrovic S. Cycle-by-Cycle Variations of Flame Propagation in a Spark Ignition Engine // SAE Techn. Pap. Ser.- 1982.- № 820091.- 121. P

99. Prospects of Ignition Enhancement / Maly R., Saggau В., Wagner E., Ziegler G. // SAE Techn. Pap. Ser.- 1983.- № 830478.- 18 p.

100. Rashidi M. The Nature of Cycle-by-Cycle Variations in the S.I.Engine from High Speed Photographs // Combustion and Flame 1981- Vol. 42.-№2.-P. 111-122.

101. Ricardo H.R. Report of the Empire Motor Fuels Committee / Proc. Inst. Auto. Engr.- 1923.-Vol. 18, Part 1,-P. 1-24.

102. Rilley R. Alternative Cars in the 21st Century // Society of Automotive Engineers, Inc.- 1994.

103. Scussel A.J., Simco A.O., Wade W.R. The Ford Proco Engine Update // SAE Techn. Pap. Ser.- 1978.- № 780699.- 12 p.

104. Study on Spark Ignition Using a Single Compression Machine. Effects of Compression Ratio and Flow Velocity on the Ignition of a Mixture / Hattori Т., Nishida M., Nohira H., Iwashita Y. // JSAE Rev.- 1983.- № 10.-P. 9-17.

105. Tizard H.T., Pye D.R. The character of various fuels for Internal Combustion Engines The influences of specific heat and dissociation of the working fluid // Empire Motor Fuels Committee Report / Instn. Automobile Engrs - 1923.- Vol. 46.- P. 1-47.