автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания

доктора технических наук
Агуреев, Игорь Евгеньевич
город
Тула
год
2003
специальность ВАК РФ
05.04.02
Диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания»

Автореферат диссертации по теме "Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания"

Тульский государственный университет

, На правах рукописи

УДК 621.43

л

АГУРЕЕВ Игорь Евгеньевич

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Специальность 05.04.02 «Тепловые двигатели»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тула-2003 г.

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» Тульского государственного университета

Научный консультант: доктор физико-математических наук,

профессор Маркин А. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Патрахальцев Н. Н.,

доктор технических наук, профессор Швыкин Ю. С.,

доктор физико-математических наук, профессор Буркин И. М.

Ведущая организация: АК «Туламашзавод».

Защита состоится «{&» января 2004 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДР212.271.22 в Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, проспект Ленина, 92.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

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

Автореферат разослан: декабря 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ПДВС) являются основным типом энергетических установок на транспорте. Это обусловлено многими причинами, прежде всего, относительной простотой их конструкции, удобством эксплуатации, традициями технологии, невысокой стоимостью по сравнению с другими типами тепловых двигателей. В то же время, если пользоваться терминологией системного анализа, ПДВС является сложной системой, в которой осуществляется большое число переходных процессов и эффектов, связанных с нелинейной природой ПДВС. Постоянно возрастающие требования к топливной экономичности и экологическим характеристикам двигателей приводят к необходимости создания микропроцессорных систем управления и регулирования, которые в настоящее время представляют собой сложные устройства. Особой проблемой, когда необходим учет нелинейных свойств двигателей, является определение граничных условий для расчета теплонапряженного состояния деталей ПДВС на нестационарных режимах. Наконец, для более глубокой и точной диагностики двигателей необходимо использование представлений о способностях нелинейных систем переходить в качественно различные состояния и иметь количественные характеристики для прогнозирования таких переходов, что позволило бы сокращать сроки и стоимость ремонтных работ.

Анализ требований, предъявляемых к ПДВС, с учетом частоты цитирования в литературе, позволяет расположить их в следующем порядке: 1) мощностные, экономические и экологические свойства; 2) надежность и хорошие пусковые качества; 3) конструкторско-технологические качества ПДВС и возможности совершенствования их конструкции; 4) способность ПДВС к быстрой приспособляемости при работе на переменных режимах.

Для удовлетворения перечисленным требованиям в современных конструкциях поршневых двигателей автомобильного типа применяют разнообразные технические решения: 1) непосредственный впрыск в камеры сгорания бензиновых двигателей; 2) регулируемые системы подачи воздуха; 3) системы газораспределения с переменными фазами; 4) системы управления смесеобразованием и расслоением заряда; 5) системы управления степенью сжатия и др. Это приводит к тому, что в системах ПДВС происходят все более сложные, как правило, существенно неравновесные процессы, осуществляемые с большими скоростями и требующие управления ими на всех эксплуатационных режимах ПДВС.

Для оценки качества конструкции и для определения эксплуатационных показателей и технического состояния ПДВС традиционно используются различные типы динамических и стационарных характеристик - скоростные, нагрузочные, регулировочные, токсичности и др. Основным способом их построения является натурный эксперимент.

Таким образом, можно сформулировать следующую проблему, решение которой является актуальным пцц рр°тТ1Т'""*,Г1'г'Р!1Циа энергоустановок на основе ПДВС: не сущдао^влдаОйЛ^^й^вг з времени

I С. Петербург 0/.

! оэ

систематически объединенных методик для численно-экспериментального построения и анализа динамических характеристик поршневых двигателей, в составе которых имелись бы возможности для учета неравновесных процессов, критических явлений, качественно различных состояний в ПДВС, что позволило бы удовлетворять основным тенденциям развития конструкции двигателей в соответствие с предъявляемыми к ним требованиями.

Изучение научно-технической литературы показало, что общая теоретическая база для решения указанной проблемы пока не сформирована. Это обусловлено тем, что имеется отставание в использовании методов неравновесной термодинамики, теории нелинейных колебаний и других смежных дисциплин при решении многих задач двигателестроения по сравнению с такими отраслями науки и технологии, как радиофизика, экономика, химия, биология.

Практическое решение сформулированной проблемы заключается в создании иерархии связанных моделей ПДВС как систем с конечным числом степеней свободы, а также алгоритмов и описаний их использования для построения и анализа динамических характеристик.

Таким образом, актуальность настоящей диссертации состоит в теоретическом и практическом решении проблемы создания методических основ для синтеза и анализа динамических характеристик ПДВС, построения различных нелинейных моделей ПДВС и их исследования методами теории нелинейных колебаний, синергетики и др., а также разработки программного обеспечения, в котором эти методы находят свое применение.

Цель работы состоит в решении научно-технической проблемы, состоящей в разработке и применении методик анализа и синтеза характеристик стационарных и нестационарных режимов работы ПДВС с помощью нелинейных математических моделей ПДВС, учитывающих неравновесность рабочих процессов.

Объекты исследования: четырехтактные одно-, двух- и многоцилиндровые бензиновые и дизельные ПДВС (прототипы объектов исследований - двигатели ВАЗ-1111, ЗиЛ-508, ТМЗ-450Д, КамАЗ-740).

Предметы исследования: характеристики установившихся процессов, динамические характеристики многоцилиндровых ПДВС и рабочие процессы, протекающие в цилиндрах, в механизме преобразования движения (кривошипно-шатунном механизме - КШМ), с учетом нелинейных явлений.

Метод исследования - теоретико-экспериментальный, построенный на использовании методов механики сплошной среды, термодинамики неравновесных систем, статистической теории открытых систем, теории рабочих процессов ПДВС, теории нелинейных колебаний, математического моделирования динамических систем, вычислительной математики.

Положения, выносимые на защиту:

1) методические основы математического моделирования характеристик ПДВС, заключающиеся в: а) получении уравнений баланса неравновесной , термодинамики в интегральной форме для рабочих тел и

соответствующих эволюционных уравнений из дифференциальных уравнений баланса; б) получении уравнений движения механизмов ПДВС в наиболее точном и полном виде с учетов зависимости момента инерции от кинематических параметров; в) в постановке связанной задачи термомеханики для ПДВС как системы с конечным числом степеней свободы и формулировке соответствующей задачи Коши;

2) методики анализа и синтеза скоростных, нагрузочных и комбинированных характеристик для стационарных режимов, а также динамических характеристик многоцилиндровых ПДВС;

3) методика определения основных индикаторных и эффективных показателей многоцилиндровых ПДВС на произвольных стационарных и переходных режимах;

4) методика анализа устойчивости рабочих процессов на основе анализа предельных циклов методами фазовых портретов и точечных отображений;

5) семейство математических моделей многоцилиндровых бензиновых и дизельных ПДВС с произвольным числом и расположением цилиндров, а также субмоделей процессов, таких как динамическая модель внешнего смесеобразования и модель сгорания, основанная на обобщении ряда известных уравнений для динамики активных центров.

Научная новизна работы заключается:

1) в разработке методических основ математического моделирования характеристик ПДВС, заключающихся в получении уравнений баланса массы, энергии, импульса и энтропии из основных законов термодинамики неравновесных процессов;

2) в разработке методик анализа и синтеза скоростных, нагрузочных, комбинированных характеристик для стационарных режимов работы ПДВС, а также динамических характеристик;

3) в построении иерархии динамических моделей и субмоделей процессов в ПДВС, позволяющих выполнять анализ устойчивости предельных циклов и стационарных состояний^в фазовом пространстве модельных систем методами фазовых портретов и точечных отображений;

4) в разработке системы фазовых портретов математической модели ПДВС, обобщающих понятие «индикаторная диаграмма» двигателя, с целью более точного описания происходящих в ПДВС процессов и их диагностики;

5) в разработке алгоритмов и программ для построения характеристик установившихся и переходных процессов ПДВС, анализа устойчивости стационарных состояний и предельных циклов, а также построения точечных отображений при решении системы уравнений модели двигателя;

6) в предложении рассматривать проблему межцикловой неидентичности (МЦН) как особое проявление диссипативных свойств ПДВС, при которых возникают возможности реализации динамического хаоса и предпосылки для управления МЦН;

7) в предложении ввести в рассмотрение «управление диссипативными структурами в ПДВС» как фактор, обобщающий такие понятия как

«управление степенью турбулизации смеси», «управление расслоением заряда» и т.п;

8) в формулировке принципов технической синергетики для ПДВС.

Практическая ценность работы заключается:

1) в возможности выполнения различных вычислительных экспериментов, связанных с моделированием работы ПДВС в условиях эксплуатации, в том числе:

а) определять характеристики установившихся и переходных процессов двигателей с внешним и внутренним смесеобразованием, с любым числом и расположением цилиндров;

б) исследовать различные виды индикаторных диаграмм ПДВС и их обобщений в форме фазовых портретов, позволяющих выполнять более глубокий анализ эффективности рабочих процессов и диагностику критических явлений и неисправностей в ПДВС;

в) исследовать устойчивость и условия изменения качественного состояния функционирования ПДВС (бифуркаций) различных режимов при изменении конструктивных и эксплуатационных параметров двигателей;

г) строить скоростные, нагрузочные и многопараметровые характеристики ПДВС с целью моделирования совместной работы двигателя с потребителями мощности.

2) в возможности выполнения расчетов ПДВС с применением разработанных моделей на стадиях эскизного и конструкторского проектов с целью поиска оптимальных конструктивных схем двигателя, а также с целью определения температур и механических нагрузок при решении задач теплонапряженного состояния деталей на динамических режимах;

3) в возможности использования разработанных моделей для программирования микропроцессорных устройств в системах автоматического управления и регулирования ПДВС.

Реализация результатов работы. Материалы исследований изложены в отчетных документах проекта «Разработка фрагментов математического и программного обеспечения синергетического подхода к описанию и проектированию ДВС», поддержанного грантом конкурсного Центра грантов по фундаментальным исследованиям в области транспортных наук при Московском государственном индустриальном университете.

Разработанные математические модели и программное обеспечение использовались при проведении исследовательских расчетов в рамках совместной работы с конструкторским отделом ДВС акционерной компании «Туламашзавод».

Материалы исследований используются в учебном процессе в курсах «Рабочие процессы и экологическая безопасность транспортных двигателей», «Основы САПР ДВС» и дипломном проектировании, при подготовке магистров, аспирантов и соискателей, а также при проведении научно-исследовательских работ на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» Тульского государственного университета.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены

на:

1) Научно-практическом семинаре "Пути совершенствования технической эксплуатации и ремонта машин АТК" во ВлГТУ (г. Владимир, 1995 г.);

2) Международной научно-технической конференции «100 лет Российскому автомобилю» в МАМИ (г. Москва, 1996 г.);

3) VII Международном научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" (г. Владимир, 1999 г.);

4) Х-й межвузовской конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" в СамГТУ (г. Самара, 2000 г.)

5) XXXI Международном научно-техническом симпозиуме, посвященном 135-летию МАМИ "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров" (г. Москва, 2000 г.);

6) Международной научно-практической конференции "Автотранспортный комплекс. Проблемы и перспективы развития" в МАДИ(ТУ) (г. Москва, 2000 г.);

7) VIII Международном научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" (г. Владимир, 2001 г.);

8) 1-м научно-практическом семинаре по вопросам конструкций и эксплуатации ДВС в Рязанском военном инженерном автомобильном институте (г. Рязань, 2001 г.);

9) XII-й межвузовской конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" в СамГТУ (г. Самара, 2002 г.)

10) ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (1996-2003 гг.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано: 1 монография, 18 статей, 9 тезисов докладов, 1 авторское свидетельство, 1 патент.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит 305 страниц машинописного текста, 48 рисунков, 15 таблиц, 53 страницы приложений и состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 313 русских и 34 иностранных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и цели работы. Представлена ее краткая аннотация.

В первой главе рассмотрены средства, повышающие качество и сокращающие время проектирования ПДВС:

1) повышение точности математических моделей, применяемых на каждом иерархическом уровне проектирования;

2) применение численных алгоритмов, рассчитанных на современный уровень вычислительной техники;

3) внедрение новых методов организации работ над проектом;

4) широкое применение методов системного анализа, позволяющих учесть все большее разнообразие принимаемых во внимание связей между отдельными подсистемами и элементами ДВС и сложность их поведения.

Последний пункт является наиболее перспективным и продуктивным. Если в средствах проектирования (в частности, в математическом и программном обеспечении САПР ДВС) системные свойства ПДВС учтены достаточно полно и физически обоснованно, то двигатель, как информационная структура, развивающаяся в ходе проектирования, сможет отражать всё более сложные свойства, присущие реальному ПДВС. Эта особенность проявляется в случае учета многочисленных проявлений нелинейного поведения реальных двигателей. Нелинейное поведение систем является предметом изучения целого комплекса наук, результаты которых до сих пор относительно слабо отражены в средствах проектирования ПДВС. Эти науки объединяются под названием "нелинейная теория", которая имеет такие направления, как синергетика, теория хаоса, теория нелинейных колебаний, теория динамических систем и др., развиваемые трудами таких ученых как А. Пуанкаре, Д. Биркгоф, И. Пригожин, Г. Хакен, А. А. Андронов, А. А. Витт, С. Э. Хайкин, Н. В. Бутенин, Ю. И. Неймарк, Н. А. Фуфаев, Б. Б. Кадомцев, С. П. Курдюмов, Т. С. Ахромеева, Г. Г. Малинецкий, А. А. Самарский, П. С. Ланда, Ю. Л. Климонтович, А. Ю. Лоскутов, А. С. Михайлов и многие другие.

На основе анализа ПДВС как сложной системы ставится задача определения методов, необходимых для построения и анализа математических теорий и моделей ПДВС, более полно отражающих сложную физическую природу происходящих в них процессов. Эти методы предполагается найти в рамках указанных выше научных дисциплин.

Перед рассмотрением системных свойств современного ДВС делается короткий анализ требований, предъявляемых к ПДВС, анализируются условия работы двигателей, а также основные тенденции развития конструкции на примере транспортных двигателей.

Затем в главе обсуждаются основные этапы развития теорий ПДВС, включающие в себя такие аспекты как статический и динамический подход к моделированию. Теория ПДВС создавалась трудами зарубежных и

отечественных исследователей на протяжении всего XX столетия. Следует сослаться на труды Б. С. Стечкина, А. С. Орлина, М. Г. Круглова, Д. Н. Вырубова, В. И. Ивина, А. А. Меднова, И. И. Вибе, В. Н. Луканина, К. А. Морозова, А. С. Хачияна, В. И. Крутова, Н. А. Иващенко, Р. М. Петриченко, Д. Н. Поспелова и многих других. Показано, что динамический подход позволяет наиболее полно использовать достижения таких научных дисциплин, как синергетика и теория нелинейных колебаний, в плане дальнейшего развития методических основ математического моделирования характеристик ПДВС на современном этапе.

Таблица 1

_Классификация синергетических процессов в ПДВС_

_Синергетические процессы 1-го иерархического уровня_

- пуск и останов двигателя

- автоколебательный характер рабочего процесса

- работа двигателя на нестационарных режимах

- потеря устойчивости рабочего цикла при снижении частоты вращения коленчатого вала ниже допустимой

- самопроизвольные колебания частоты вращения коленчатого вала

- потеря устойчивости рабочего цикла при выходе за допустимые концентрационные пределы рабочей смеси

- разнос двигателя_

_Синергетические процессы 2-го иерархического уровня_

- газодинамические процессы в системе газообмена

- газодинамический наддув

- образование вихревых структур в процессах впуска и сжатия

- гидродинамические процессы при топливоподаче

- образование пространственных структур при смесеобразовании

- турбулентный характер процесса сгорания

- детонация топливо-воздушной смеси (TBC) в бензиновых двигателях

- флаттер поршневых колец

- потеря устойчивости работы клапанного механизма газораспределения

- резонанс крутильных и изгибных колебаний деталей двигателя

- образование тепловых конвективных структур в системе охлаждения

- перегрев охлаждающей жидкости_

_Синергетические процессы 3-го иерархического уровня_

- установление режима жидкостного трения в подшипниках ПДВС

- избирательный перенос и эффект безызносности

- разрушение деталей двигателя_

В заключении главы приводится классификация синергетических процессов на различных иерархических уровнях ПДВС как системы, на которых такие явления самоорганизации могут наблюдаться (табл. 1). Явления самоорганизации, как известно, представляют собой возникновение упорядоченных структур (пространственных и/или временных) в условиях, далеких от равновесия. Поэтому наличие различного рода неравновесных

процессов в ПДВС является предпосылкой к созданию возможностей управления диссипативными структурами. На рис. 1 показаны некоторые неравновесные явления в двигателях.

Некоторые неравновесные процессы в ПДВС

Влияние чиста Вебера на траектории ТОПЛИВНОЙ струи при ВВфЫСКС о-и-ЭО uc.We<l»,6-ii-30 и с. We<l7, в -н-30 и с, We<44.i-v50 uc,We<2J

Поле концентрации топлива в

беюиноаом ПДВС с непосредственным впрыском г -16*. 4 -Л с -!•.</ 5*ПКВ

Распространение пламени в плоской цилиндрической камере сгоранив при окруятой скорости вихрв 75 и с а - кинорегистрация. Л - мгновенные положения фронта пламени через интервалы времени КНс;

Индикаторные диаграммы двигателя

л-2000 о№мин. е = 6,7 I- <>'0,888 2-а-1,0

3 - а = 1,195 4 - а -1,54

1 - р -0,994 МПа, 1.-30, [ %,

2 -р. =0,963 МПа, 1,-35.! '/., 3-я »0,866 МПа, 4,-36%.

4 -А =0,509 МПа. п -26,4 *

«

Рис.1. Некоторые неравновесные процессы в ПДВС (по данным работ А. Н. Воинова, Б. С. Стечкина, К. И. Генкина, R. Tatsehl, Н. Riediger, Н. Fuchs, S. Wittig и др.)

Таким образом, целесообразность формулировки принципов технической синергетики ПДВС заключается в возможности постановки и решения следующих актуальных задач:

• получать уравнения неравновесной термодинамики для динамических моделей ПДВС;

• моделировать и исследовать динамику различных диссипативных структур, возникающих в двигателях;

• выполнять анализ устойчивости различных динамических режимов двигателей и устанавливать связь с параметрами конструкции;

• находить условия возникновения различных критических явлений, бифуркаций и катастроф при работе двигателя;

• разрабатывать и применять при проектировании различные критерии степени упорядоченности ПДВС (например, S-теорема Ю. JI. Климонтовича), с помощью которых можно делать оценку оптимальности и эффективности конструкции или режимов работы двигателя.

Во второй главе излагаются основные положения неравновесной теории термомеханических систем (ТМС), в которой вводятся понятия термомеханической системы, ее внутренней энергии, определяются способы ее изменения. При этом начала термодинамики формулируются в виде

аксиом термомеханики К. Трусделла, а именно: 1) аксиомы баланса энергии и 2) аксиомы (принципа) диссипации. Вводятся понятия равновесного термомеханического состояния и равновесного термомеханического процесса. Записываются условия для механического, термодинамического, химического и диффузионного равновесия открытой ТМС.

Методической основой математического моделирования характеристик ПДВС, как особого вида ТМС, является запись уравнений баланса неравновесной термодинамики в интегральной форме для рабочих тел и получение из них соответствующих эволюционных (динамических) уравнений. Принимая гипотезу о локальном равновесии элементарных материальных объемов, уравнения баланса массы, импульса, внутренней энергии и энтропии ТМС в интегральной форме можно записать в виде, который принят, например, в работах Л. И. Седова, А. А. Ильюшина, И. Дьярмати, В. В. Толмачева, А. М. Головина, В. С. Потапова:

Здесь обозначено: р — плотность; V - скорость; и - плотность внутренней энергии; Т - абсолютная температура; 5 — плотность энтропии элемента

производства энтропии; Ц = - вектор плотности теплового потока на площадке с внутренней нормалью (рис.2).

ТМС; F - плотность массовых сил; П - тензор напряжений; сг3 - плотность

Рис.2. Внутрицилиндровое пространство ПДВС как открытая термомеханическая система

Возможность моделирования ПДВС как системы с конечным числом степеней свободы может быть обоснована с использованием принципа подчинения Г. Хакена - сокращения числа независимых переменных, описывающих ТМС, при самоорганизации, т. е. образовании макроскопических диссипативных структур.

Для получения эволюционных уравнений из записанных выше уравнений баланса принимается (как предельный случай принципа подчинения) следующая гипотеза, которая необходима для перехода к обыкновенным дифференциальным уравнениям, т. е. к моделированию рабочего тела ПДВС как системы с конечным числом степеней свободы: функции координат и времени р, и, у, ¿ч, р, Р и др. заменяем

соответствующими им функциями времени таким образом, чтобы выполнялись соотношения:

Р = 77 \раУ'> = — \pudV-, V* = — \pvdV-,

Уу т* т ¡}

Это означает, что перечисленные величины являются равномерно распределенными по объему или поверхности соответственно. Ниже используются обозначения без звездочек в предположении, что соответствующие величины относятся к некоторой эквивалентной неравновесной ТМС, но с равномерным распределением термодинамических параметров. Эффекты, связанные с внутренней неравновесностью системы, могут быть учтены, например, с помощью среднего градиента тензора напряжения.

В результате система динамических уравнений рабочего тела ПДВС, как вязкой теплопроводной среды с учетом массовых сил имеет вид:

Ё Л) +/»2

- V)--у)+ Лн + Х(р, - рр, + яО

1=1 /=1 (=1

Л м

вх т

¿и ^ ~ аь

/=I

1 ¿д

аг

+ сгУ.

О)

Л Т л

В системе (1) используются обозначения: (?„, - массовый расход через /-Й впускной канал; - массовый расход через _/-й выпускной канал; ц1 -

химическии потенциал газовой смеси, протекающей через г'-й впускной канал; - химический потенциал рабочего тела в цилиндре ПДВС; ж -

давление вязких сил; - мощность диссипативных сил;

= Р^/^- мощность механических сил; - скорость подвода

тепла к рабочему телу, в том числе и на поверхностях, представляющих собой границы массообмена. Скорость V будем рассматривать как скорость центра масс РТ в цилиндре ПДВС и использовать в качестве усредненной меры движения элементов газообразного тела. Согласно М. А. Леонтовичу, наличие движение центра масс газообразного тела, заключенного в сосуде, свидетельствует о неравновесном состоянии системы. Мощность диссипативных сил равна:

■ = р" (у,П, - у2П2 - )+ л-,уа =

<*16исс

Л

=р"

'=1 Р, Ра М Ж ;

где первое слагаемое соответствует мощности объемных, а второе -сдвиговых сил вязкости.

Согласно обобщенному уравнению Гиббса

Л- пи _

из (1) заключаем, что производство энтропии в ТМС

а.К-1

Т

dLдacc+Fvm I. (2)

Л

Уравнения, близкие по содержанию (1), были получены Е. П. Поляковым. Система (1) замыкается необходимыми дополнительными соотношениями, в том числе уравнением состояния для рабочего тела ПДВС, а также начальными условиями. Дальнейшее использование уравнений (1) - (2) заключается в выводе из них дифференциальных уравнений для выбранных фазовых координат и в формулировке связанной задачи термомеханики для ПДВС как ТМС с конечным числом степеней свободы, зависящим от количества фазовых координат.

Вариант уравнений для фазовых координат тепломеханических (термомеханических) систем с учетом химических реакций между отдельными компонентами получен в работах А. Г. Шипунова, Ю. С. Швыкина, Н. П. Юрмановой. Уравнения основаны на предположении о зависимости удельной внутренней энергии ТМС от термодинамических параметров - давления, удельного объема и массовой доли компонента р, V, g¡í (или Г, V, g|i) и предназначены для описания процессов в реальных многокомпонентных ТМС. Они записаны для квазиравновесных условий и представляют собой частный случай более общих уравнений баланса неравновесных систем.

В такой постановке уравнение баланса энергии для многокомпонентных ТМС с учетом химических реакций между отдельными компонентами будет иметь вид:

Уравнения для переменных р и Г (фазовых координат) могут быть получены из (3) с привлечением уравнения состояния рабочего тела (в данном случае -идеального газа):

Здесь Ик - энтальпия компонента. Для использования уравнений (4) и (5) при моделировании рабочих процессов ПДВС их необходимо дополнить уравнениями теплообмена, газообмена, кинетическими уравнениями химических реакций и уравнениями движения механизмов.

В заключении главы формулируются основные принципы технической синергетики ПДВС, что является развитием разрабатываемых теоретических основ математического моделирования рабочих процессов ПДВС. Эти принципы сводятся к следующим утверждениям.

Первым принципом является статистический метод и использование обобщенных кинетических уравнений для получения дифференциальных уравнений баланса (гидродинамических уравнений), содержащих информацию о неравновесных процессах на микроскопическом уровне. Эти дифференциальные уравнения могут быть получены в рамках статистической теории открытых систем (Ю. Л. Климонтович).

Вторым принципом технической синергетики тепловых двигателей следует считать исследование эволюции тепловых двигателей на основе критерия самоорганизации, такого как, например, "Б-теорема" Ю. Л. Климонтовича. Критерий дает ответ на вопрос о том, происходят ли в системе явления самоорганизации или деградации, другими словами, дает оценку состояния конструкции и рабочего процесса двигателя, степени совершенства, организованности и упорядоченности технической системы.

Третьим принципом является использование математического аппарата нелинейной теории динамических систем и синергетики.

Четвертый принцип заключается в использовании системы гипотез механики сплошных сред при построении континуальных уравнений для тепловых двигателей. При этом сам тепловой двигатель необходимо рассматривать как сложную, самоорганизующуюся термомеханическую среду.

В третьей главе большое место отводится построению различных вариантов уравнений движения выходного (коленчатого) вала ПДВС.

(3)

Важность этой задачи связана с тем, что до настоящего времени еще широко используются упрощенные уравнения движения элементов КШМ. Такие уравнения, как правило, не учитывают точный закон преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, а также зависимость момента инерции КШМ от угла поворота коленчатого вала. Как показывает практика проектирования современных систем регулирования и управления ПДВС (М. Као, J. J. Moskwa), имеется потребность в создании нелинейных динамических моделей ПДВС, исключающих перечисленные недостатки традиционных моделей.

В диссертации уравнение записывается в виде:

da _ FpR7t'{p -p0+pJ-Ma- R2co2St dt Jk+R%

где + +"*,<< S2 =от/г'2+4

Л KR

зависят от передаточных функций для поршня и шатуна: к'(<р), л"(<р), п'ш ,

к"т, > < > < • Аппарат передаточных функций широко используется в

нелинейной динамике машин (И. И. Вульфсон, М. 3. Коловский). Указанные функции выражают связи между кинематическими параметрами КШМ, например:

V =Лая'(<р), j = Reo

vr =Rg)k'v (<p), cor = am\ {<p) и

т.д. Здесь использовались обозначения: R - радиус кривошипа; тр - масса поршня; vp и jр - мгновенные скорость и ускорение поршня; vr и аг -

мгновенная скорость центра масс шатуна и угловая скорость качания шатуна относительно его центра масс; <р и а> - угол поворота и угловая скорость кривошипа; Я - отношения радиуса кривошипа к длине шатуна; Jk - момент инерции вращающихся деталей.

Другая форма записи уравнения движения

nW> dt 2 dtp ^ V ' где = i' 1,М{<р>*) = рРк*'{р-Ро+РМп)-Мп,атакже

где k(<p) = —b{(p) = —, позволяют классифицировать 2Jm(p) d<p JX<P)

уравнение движения КШМ по сравнению с известными уравнениями, например Матье и др. Здесь р - давление в цилиндре ПДВС; р0 - давление в картере; рт— давление механических потерь; Fp - площадь днища поршня; Мп - момент внешнего потребителя мощности двигателя; J„{<p) — приведенный момент инерции движущихся частей ПДВС:

n,2

где доли массы шатуна, отнесенные к вращающимся и поступательно движущимся деталям

J ( ^ ~'2

к =—г—л'2,к = т Я

а

к

являются функциями угла поворота KB и зависят от конструктивных особенностей КШМ. Если подставить для Jп {(р) выражение vp = Ram', то

получим:

•Ш=(л + mrKwR2)+[{m„ +т,ктУхп\

или

./»=Л +R2{mpKn + «,(*„ +Ктж'2)]. Таким образом, точность уравнения движения будет определяться способом задания величин л{<р), ж'((р), л"(<р), ..., п" (точный или приближенный), а

также способом задания величин кар и кт (т.е. способом приведения масс шатуна).

В связи с этим была выполнена систематизация вывода различных вариантов (4 случая) уравнений движения валов ПДВС, как одноцилиндровых, так и многоцилиндровых, с точными и приближенными законами преобразования движения, с учетом переменности момента инерции деталей КШМ и без него:

Случай 1. Масса шатуна приводится к двум массам (A-ip=const,

/fen=const); передаточные функции задаются по приближенным формулам:

Я

=sin <р+—sin2q>, л"(<р)=cos д> + Л cos 2<р.

Случай 2. Масса шатуна приводится к двум массам (ArSi,=const, icm=const); передаточные функции задаются по точным зависимостям:

).*»Ь + fi). + ^ + >

COS¡3 cosy? COS Р

Случай 3. Шатун рассматривается как распределенная масса, совершающая плоско-параллельное движение (ic =x (q>), кт=кт(<р))\

передаточные функции задаются по приближенным формулам.

Случай 4. Шатун рассматривается как распределенная масса, совершающая плоско-параллельное движение {д>), кт=кт(<р)у,

передаточные функции задаются по точным зависимостям.

На базе развитых выше представлений в главе сформирована динамическая модель ПДВС, которая для одноцилиндрового двигателя имеет вид:

¿со _ ^ Лл-'О? -Ро+Рт)-М„- Я У.?, • Л

Система (6) имеет начальные условия:

(7)

Основные допущения, которые принимались при построении модели, следующие:

Д.1. Рабочее тело (РТ) в любой момент времени состоит из свежего заряда (с массовой долей g^) и продуктов сгорания (#2)-

Д.2. РТ представляет собой квазиравновесную или неравновесную открытую систему с однородным распределением давлений, температур и массовых долей компонентов РТ.

Д.З. Характеристическое уравнение РТ - уравнение Менделеева-Клапейрона (или одно из уравнений состояния реального газа).

Д.4. Температура поверхностей камеры сгорания (КС) считается постоянной или задается в виде требуемой функции времени.

Д.5. Теплообмен между РТ и огневой поверхностью определяется с помощью уравнений Ньютона-Рихмана; для коэффициента теплообмена применяются зависимости Вошни, Эйхельберга, Цапфа или Хохенберга.

Д.6. Процессы газообмена сопровождаются мгновенным перемешиванием смеси, поступающей в цилиндр, с РТ.

Д.7. Процессы газообмена моделируются с помощью уравнений адиабатического квазистационарного течения (уравнения Сен-Венана-Вентцеля) или уравнений нестационарного газообмена.

Д.8. Коэффициенты расхода в уравнениях течения считаются постоянными или рассчитываются по справочным данным как функции чисел Яе и геометрических параметров местных сопротивлений.

Д.9. Закон профилирования кулачков механизма газораспределения типа "полидайн".

Д.10. Утечки заряда через неплотности цилиндра не учитываются.

Сгорание в модели (6) учитывается законами для доли х выгоревшего топлива в соответствии с формулами И. И. Вибе (1-й и 2-й варианты), Н. Ф. Разлейцева или Д. Д. Матиевского.

Давление механических потерь моделируется линейной зависимостью.

В диссертации система уравнений (6) обобщается на случай произвольного числа и расположения цилиндров и на случай неравновесного состояния РТ в соответствие с формулами (1). Для расчета нагрузочных и комбинированных характеристик ПДВС модель типа (6) для многоцилиндровых бензиновых двигателей наращивается моделью впускного трубопровода, в которой дроссельная заслонка представлена местным гидравлическим сопротивлением, зависящим от угла ее открытия.

Тестирование динамической модели многоцилиндрового ПДВС производилось как для дизельных, так и для бензиновых двигателей. На рис.3 показано сравнение расчетной и экспериментальной индикаторных диаграмм двигателя ЗиЛ-130. Погрешность моделирования в среднем не превышает 12%. Рис.3, а показывает, что расчетная диаграмма имеет большую по сравнению с экспериментальной площадь. Это объясняется неточностью моделирования законов сгорания и теплообмена, а также неполным учетом необратимых потерь в цикле. В диссертации обсуждаются вопросы, связанные с влиянием неравновесности внутрицилиндровых процессов на полноту индикаторной диаграммы.

Рис. 3. Расчеты индикаторных диаграмм: а - двигателя ЗиЛ-130: сплошная линия - расчет; х - эксперимент (данные М. С. Ховаха);б-двигателя 147,6/7,1, полученные при различной степени учета вязкости рабочего тела В частности, на рис.3, б показано, как учет вязкости рабочего тела в соответствие с системой уравнений (1) вместо (6), позволяет уточнить необратимые потери и получить более реалистические значения степени полноты индикаторной диаграммы (больший номер кривой соответствует более высоким значениям коэффициентов динамической вязкости). Известно (например, по данным Дж. Хейвуда), что в процессе впуска в цилиндре генерируются крупномасштабные вихревые структуры, которые теряют устойчивость и разрушаются в процессе сжатия. Таким образом, среда становится менее упорядоченной, возрастают потери на диссипацию. Это необходимо учитывать даже при конечномерном моделировании ПДВС, что и выполнено в настоящей диссертации.

Для анализа устойчивости стационарных состояний и предельных циклов в фазовом пространстве системы (6) последнюю необходимо записать в явном виде относительно всех фазовых координат в правых частях уравнений. Это требует некоторых упрощений, например, функции расхода рабочего тела через впускные и выпускные клапаны записаны приближенно, с разложением функций типа (1 + х)" в биномиальный ряд.

Дальнейшее упрощение модели ПДВС заключается в сокращении числа дифференциальных уравнений, входящих в систему. В результате, наиболее простая модель ПДВС может быть записана в виде:

^- = М-Р + /г(<Р)-<» + /зЫ" (о2 + /»> ±

Л с1(р

т

= 0).

(8а)

' = /,(?)■■ Р + Ю + /з М- аг

■ = со.

(8Ь)

для периода сжатия (0<<р<л)и <1(о

Ф Л

с1(р

для периода расширения {к<(р<2к\ где р = р + Ар. Величина Ар соответствует увеличению давления в результате подвода тепла и может быть рассчитана другими методами. Функции /х{<р)-/¡{ф) являются периодическими функциями угла поворота коленчатого вала ПКВ и не зависят от других фазовых координат. Такой вид уравнений модели (8а), (8Ь) позволяет анализировать структуру нелинейных зависимостей производных от фазовых координат. С помощью уравнений (8а) и (8Ь) выполнен расчет показателей Ляпунова и анализ устойчивости стационарных состояний и предельных циклов.

В заключении главы приводится иерархия упрощенных динамических моделей ПДВС, что является одним из широко используемых в настоящее время методов исследования сложных систем (Т. С. Ахромеева, С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий, А. А. Самарский). Это позволяет исследовать упрощенные модели на предмет поиска различных видов решений, их устойчивости, а затем переходить к рассмотрению более сложных моделей (см. гл.4).

В четвертой главе вводятся основные понятия и термины теории нелинейных колебаний, которые применяются при моделировании рабочих процессов ПДВС: фазовое пространство, фазовый портрет, аттрактор в

фазовом пространстве, устойчивость стационарных состояний и предельных циклов, бифуркации потери устойчивости и рождения предельного цикла.

С помощью фазовых портретов можно анализировать вид фазовой траектории (переходный процесс, установившийся режим), а для установившихся режимов определять его вид (стационарное состояние, предельный цикл или другие, более сложные виды колебаний). Например, устойчивым предельным циклом в теории нелинейных колебаний называется такая фазовая траектория, которая соответствует устойчивому периодическому движению. С этой точки зрения индикаторную диаграмму ПДВС можно считать двумерным изображением предельного цикла, что было сделано в работах М. В. Малиованова.

Как видно из системы уравнений (6), фазовыми координатами являются величины: р, т, gl, со и <р. Таким образом, полное фазовое пространство является 5-ти мерным. Существует С35 = 10 и С\ = 10 вариантов трехмерных и двумерных подмножеств фазового пространства соответственно. Кроме того, иногда, в дополнение к перечисленным фазовым координатам, удобно рассматривать такие важные величины, как, например, температуру рабочего тела Т, координату и скорость поршня ур. На рис.4—

5 показаны основные фазовые портреты, которые соответствуют системе

Рис.4. Двумерные проекции фазовых портретов модели ПДВС, построенные в координатах: а-(р- зр); б - (р - ур); в - (Т - яр );г - (р - Т)

Фазовые портреты получены для установившегося режима работы на частоте вращения п = %1\,25 об/мин.

Показанный на рис.4, б график представляет собой зависимость давления в цилиндре от скорости поршня. С его помощью можно анализировать мощностные параметры ПДВС и сравнивать мощность, затрачиваемую на сжатие (площадь диаграммы слева от линии нулевой скорости), с выделенной при сгорании (справа от линии нулевой скорости), а также оптимизировать соотношение этих мощностей в зависимости от управляющих параметров.

ПДВС как открытая система может быть оценен с помощью зависимости р = р(Т) (см. рис.4, г). Очевидно, что эта диаграмма определяется изменением количества массы РТ в цилиндре. Таким образом, при наличии экспериментальных данных р = р(Т) фазовый портрет позволит оценить качество моделирования процессов газообмена с учетом неравновесности. На рис.5, а показана трехмерная индикаторная диаграмма, позволяющая более точно представлять динамику процессов в цилиндре ПДВС. График на рис.5, б образован фазовыми переменными р, т, а и является главным портретом модели (6)._

Рис.5. Трехмерные проекции фазовых портретов модели ПДВС, построенные в координатах: а-(р-зр— V р); б- (р-т-со)

Рассмотрим последовательность построения многопараметровой характеристики двухцилиндрового ДВС. В качестве объекта исследования был выбран двигатель 247,6/7,1. Единичный численный эксперимент представляет собой интегрирование системы (6)-(7) в течение 4...5 сек модельного времени при различных условиях нагружения вплоть до наступления установившегося режима. На рис.6 показан результат такого численного эксперимента.

В течение первой секунды происходит моделирование открытия дроссельной заслонки, затем в момент / = 1,2 сек осуществляется нагружение моментом потребителя, который имеет линейную зависимость от частоты вращения системы "двигатель-потребитель".

X i»

J 120

г-LÍu^ rJ

■•fV 1 1 11 Г"

гл , I

О 02 04 06 0t I 12 14 16 II 2 22 24 26 21 I 12 )4 16 II 4

t. сек

Рис.6. Переходный процесс в ПДВС: а - мощности; б-моменты

аа 12» ига ]«я ¡aaa зшо <200 ею

Частота вращения, об/мин »в расчет — эксперимент

£ т

I____

>* по мое 21оо 2мо 1юо *т т ш ш Частота вращения, об/мин ООО расчет - эксперимент

Рис. 7. Скоростная характеристика ПДВС (эксперимент по данным из официальных каталогов)

Рис.8. Многопараметровая характеристика ПДВС: а - зависимости эффективной мощности от среднего эффективного давления (МПа) и частоты вращения вала (об/мин); б — зависимости удельного эффективного расхода топлива от тех же параметров

После выхода на установившийся режим фиксируются конечные значения индикаторных, эффективных и других показателей ПДВС. Проводя последовательность таких расчетов при различных начальных значениях момента потребителя, получаем внешнюю (ВСХ) или частичную скоростные характеристики двигателя (рис.7), совокупность которых позволяет установить многопараметровую характеристику (рис.8). Сравнение полученной ВСХ с паспортной характеристикой двигателя показало хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных.

На рис.9 приведены алгоритмы построения скоростных и комбинированных характеристик, а также анализа переходных и сходственных установившихся режимов, основанные на разработанных в диссертации динамических моделях ПДВС.

^ НЧМО^

/»Л| / / объекта /

Анализ м коррости.

(раннцы устой-чааоскПДВС

Заааииа ларамагро«

ПДВС

даияетацио-иариы^рнаш

( Начало""^)

Расчет переходного режима

1 г

Выбор точек на динамической характеристике 12..... /„для расчета характеристик сходственных режимов

Определение частоты вращения КВ п.. положения РО и момента выбранных точках

Определение моментов ЛЦлД)] в выбранных точках

Сравнение динамических и сходственных режимов по отклонению АМ„

( Окончание

Рис.9. Алгоритмы анализа и синтеза характеристик многоцилиндровых ПДВС: а - скоростные характеристики; б - переходные

процессы

Разработанные методики анализа нелинейных моделей ПДВС лежат в основе исследований динамических характеристик. Изучение неустановившихся режимов транспортных ПДВС привлекало внимание многих отечественных специалистов (Н. Р. Брилинг, Н. X. Дьяченко, В. И. Кругов, Д. А. Рубец, В. М. Архангельский, Г. Н. Злотин, А. С. Эпштейн, Н. Н. Патрахальцев и др.).

В диссертации одним из основных вопросов является анализ устойчивости рабочих процессов ПДВС и его динамических режимов. Исследование бифуркаций разрушения предельных циклов в зависимости от конструктивных и эксплуатационных параметров ПДВС представляет практический интерес, например, при построении нелинейных моделей ГЩВС в составе микропроцессорных систем управления и их следящих элементов.

Задача анализа устойчивости решается численными методами: различными вариантами метода Рунге-Кутта, многошаговым методом Адамса. Решение представляет собой некоторую траекторию в фазовом пространстве, которая соответствует в общем случае переходному процессу, завершающемуся устойчивым стационарным состоянием, устойчивым предельным циклом или другим аттрактором. Возможные бифуркации разрушения предельного цикла сопровождаются переходным процессом, приводящим к стационарному состоянию (рис.10).

1

к

»*

1

НШипттН- 1 1

—!— 1

Малл^—>

1 -

Врмен. с«г

а

Рис.10. Изменение угловой скорости вращения вала при потере устойчивости предельного цикла 3-цилиндрового дизельного ПДВС и трехмерный фазовый портрет в координатах р,хр,ур (Х-перемещение поршня; Г- скорость поршня; 2— давление в 1-м цилиндре)

Здесь показана зависимость угловой скорости вала трехцилиндрового дизельного двигателя от времени при такой бифуркации, а также трехмерный фазовый портрет в координатах давление - перемещение поршня - скорость поршня (р,хр,ур).

Анализ потери устойчивости позволяет строить бифуркационные диаграммы, которые представляют собой зависимости между выбранными конструктивными параметрами ПДВС на границах устойчивости режима

работы ПДВС и его рабочего цикла. На рис.11 приведены бифуркационные диаграммы для одноцилиндровой секции двигателя типа 247.6/7.1.

ь

6 •

1 з

5.

8-

! /-' —— г

а' в' 1

Ум ом от Момент инерции вала ДВС, кг"м"м

степень сжатия 10 ооо степень сжатия 9

0« ом

Момент инерции вала ДВС, кг*и"м

в-е-® степень сжатия 10 о®о степень окатия 9

Рис. 11. Бифуркационные диаграммы (границы потери устойчивости предельных циклов) для одноцилиндрового бензинового ПДВС

Диаграммы были построены для режима полного открытия дроссельной заслонки. Момент потребителя моделировался линейной зависимостью вида Мп=ксо + т0, где коэффициент пропорциональности ¿=0,3 Нм -с/рад. Параметр т0 варьировался с целью определения границ устойчивой работы. Анализ диаграмм на рис.11 показывает, что увеличение степени сжатия приводит к смещению границ устойчивой работы вверх (области устойчивой работы ПДВС располагаются выше графиков). Подобные диаграммы могут быть построены для любого интересующего конструктивного или эксплуатационного параметра модели ПДВС. Расчет одной точки на диаграмме требует примерно 60...80 минут машинного времени, если используется процессор типа Pentium Celeron-500.

Одной из важных проблем является неравномерность чередования рабочих процессов в одном и том же цилиндре двигателя. По другому ее называют межцикловой неидентичностью (МЦН). Эта проблема рассмотрена в большом числе работ, среди которых можно указать статьи и монографии Б. С. Стечкина, В. А. Звонова, А. Н. Воинова, Г. А. Злотина, Е. А. Федянова, В. Льотко, В. Н. Луканина, А. С. Хачияна, М. Ю. Ушакова, F.-Q. Zhao, Т. Kadoto, Т. Takemoto и др. В диссертации проблема МЦН рассматривается с позиции представлений о динамическом хаосе, т.е. особом виде решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. При численном моделировании ПДВС удалось обнаружить решения, представляющие собой последовательность бифуркаций удвоения периода, приводящую к возникновению хаотических колебаний (рис.12).

а 6 в

Рис.12. Проекции фазовых портретов различных аттракторов модели (6)

В зависимости от величины Мп можно было наблюдать следующие типы аттракторов: а) цикл Б1 (рис.12, а); б) цикл Б2 (рис.12, б); в) цикл Б4 (рис.12, в); г) шумящий цикл х* (рис.12, г); д) стохастический аттрактор (рис.12, д); е) цикл Б3 (рис.12, е). Для проверки соответствия последовательности бифуркаций удвоения периода известному сценарию Фейгенбаума

вычислялось отношение 5 = —которое неплохо согласовалось с константой ¡5=4,6692016.

Анализ полученных решений с помощью одномерных (точечных) отображений Пуанкаре показан на рис.13. Подобные зависимости удобны для построения бифуркационных диаграмм при исследовании различных критических явлений в ПДВС.

В главе решена задача анализа неисправностей ПДВС с помощью разработанных моделей. На рис.14, а ив приведены зависимости частоты вращения двигателя 447,6/7,1 при нарушении воспламенения в 4-м цилиндре. Графики показывают общее уменьшение частоты, увеличение степени неравномерности вращения КВ и изменение формы колебаний.

I ж:

Время 1,<

а

ом] 1ЯЯ ОМ 0И1 *мг

Перемещение поршня, м

Время [.сек В

мц ш ом «ал

Перемещение поршня, м

.Рис. 14. Фазовые портреты (б, г) и участки рабочего процесса (а, в) в интервалах времени от 4 до 4,2 сек (а, б-до нарушения нормального воспламенения в 4-м цилиндре двигателя 447,6/7,1) и от 6 до 6,5 сек (в, г ■ после нарушения воспламенения)

Анализ рисунков показывает, что фазовые портреты существенно изменяются после возникновения неисправности. Это означает, что при наличии в микропроцессоре специальной программы такая неисправность может быть распознана. Очевидно, что нарушение воспламенения (зажигания) может быть определено (и определяется на практике) другими, более простыми средствами. Однако существует огромное количество неисправностей, для которых проблема обнаружения и идентификации является весьма сложной. Метод фазовых портретов обеспечивает системный подход при обнаружении большого числа критических режимов работы и различных неполадок в ПДВС.

902390607

В пятой главе представлено описание программного обеспечения, разработанного для проведения вычислительных экспериментов с динамическими моделями ПДВС. Описан интерфейс, порядок работы и способы формирования параметров, определяющих вид моделируемого переходного процесса двигателя. В табл. 2 приведены основные типы модельных расчетов, которые позволяет выполнять программное обеспечение. Программный комплекс оснащен алгоритмом расчета выбросов токсичных компонентов в равновесной постановке.

Таблица 2

Основные виды вычислительных экспериментов

№ п.п. Вид расчета Варьируемые величины

1 Однократный расчет выхода на стационарный режим при нагружении заданным постоянным моментом потребителя при заданном положении дроссельной заслонки Нет

2 Однократный расчет выхода на стационарный режим при нагружении моментом потребителя, линейно зависящим от частоты вращения вала ПДВС, при заданном положении дроссельной заслонки нет

3 Серия расчетов по типу п.1 с варьированием параметров - степень сжатия; - начальный угол опережения зажигания; - момент инерции маховика; - температура стенок цилиндра; - коэффициент избытка воздуха

4 Серия расчетов по типу п.2 с варьированием параметров То же

5 Серия расчетов выхода на стационарный режим с фиксированным моментом потребителя при разных положениях дроссельной заслонки Угол открытия дроссельной заслонки

6 Серия расчетов выхода на стационарный режим при нагружении различными моментами потребителя, линейно зависящими от частоты вращения, при фиксированном положении дроссельной заслонки Момент потребителя

В заключении диссертации представлены основные результаты работы и практические рекомендации по их применению.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате диссертационной работы решена научно-техническая проблема, состоящая в разработке и применении методик анализа и синтеза характеристик стационарных и нестационарных режимов работы ПДВС с помощью нелинейных математических моделей ПДВС, учитывающих неравновесность рабочих процессов.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1) Разработаны методики анализа и синтеза стационарных и динамических характеристик многоцилиндровых ПДВС представляющие собой совокупность алгоритмов для определения показателей ПДВС при моделировании произвольных нестационарных процессов.

2) Разработана иерархия нелинейных математических моделей ПДВС как систем с конечным числом степеней свободы, которые в совокупности позволяют выполнять:

а) расчет характеристик эффективности рабочих процессов и анализ влияния на них основных конструктивных параметров 4-тактных бензиновых и дизельных ПДВС, как одно-, так и многоцилиндровых;

б) определение характеристик переходных процессов в ПДВС;

в) построение скоростных и многопараметровых характеристик ПДВС;

г) анализ устойчивости стационарных состояний и предельных циклов в моделях ПДВС численно-аналитическими методами, включающими в себя такие методы, как анализ устойчивости методов фазовых портретов, метод точечных преобразований и др.

3) Математические модели рассчитанных прототипов ПДВС достаточно адекватно описывают характеристики двигателей, что доказывается допустимыми погрешностями (в пределах 15%) при моделировании внешних скоростных характеристик, служащих в качестве экспериментальных данных, подтверждающих адекватность модели.

4) Сформулированы методические основы вывода динамических уравнений указанных моделей на базе уравнений баланса массы, импульса, внутренней энергии и энтропии в рамках неравновесной термодинамики.

5) Разработана система фазовых портретов математических моделей ПДВС, обобщающих понятие индикаторной диаграммы с целью более глубокого анализа происходящих в ДВС процессов, более точной идентификации математических моделей и более широких возможностей при их использовании в диагностике работающих ПДВС.

6) Разработаны алгоритмы и программы, имеющие современный пользовательский интерфейс, позволяющие формировать необходимые условия проведения и анализа результатов вычислительных экспериментов и сокращать время расчетов при проектировании ПДВС.

7) Внедрены алгоритмы и программы при выполнении теоретических расчетов для АК «Туламашзавод» с целью поиска оптимальных конструктивных схем ПДВС для дизель-генератора.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Авдеев К. А., Агуреев И. Е., Григорьева Н. В. О построении оптимальных законов управления двигателем // Тез. докл. VIII Междун. науч.-практ. семинара "Совершенствование мощностных, экономич. и экологич. показателей ДВС". - Владимир: ВлГУ, 2001. - С. 73-75.

2. Авдеев К. А., Агуреев И. Е. Определение температурных деформаций деталей камеры сгорания мотоциклетного двигателя // Изв.ТулГУ. Серия «Вопр. проект-ния и эксплуат. автотранспорт, средств и систем». - Тула: ТулГУ, 1995. - С. 75-84.

3. Агуреев И. Е. Термодинамические основы построения теории хемопластичности // Механика и прикладная математика. - Тула: Приокск. кн. изд-во, 1988. - С.42-46.

4. Агуреев И. Е. Двигатель внутреннего сгорания как объект исследования и синергетическая система // Тезисы докладов научно-фактического семинара "Пути совершенствования технической эксплуатации и ремонта машин АТК". - Владимир: Владим. гос. техн. ун-т, 1995. С. 88-89.

5. Агуреев И. Е. Синергетический подход к анализу динамики тепловых двигателей с произвольным механизмом преобразования движения // Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем: Изв. ТулГУ.-Тула, 1995. -С.163-171.

6. Агуреев И. Е. О применении системного подхода при проектировании двигателей внутреннего сгорания // Тез. докл. Междун. науч.-техн. конф. «100 лет Российскому автомобилю». - М.: Изд-во МАМИ, 1996.-С. 14-15.

7. Агуреев И. Е. Принципы технической синергетики тепловых двигателей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. -С.133-145.

8. Агуреев И. Е. Вывод уравнения движения коленчатого вала ДВС с кривошипно-шатунным механизмом с учетом зависимости момента инерции приведенных масс от положения звеньев // Изв. ТулГУ. Серия "Автомобильный транспорт". Вып.З. - Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - С. 114117.

9. Агуреев И. Е. Анализ критических явлений в двигателях внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Серия "Автомобильный транспорт". Вып.З. - Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - С.110-113.

10. Агуреев И. Е. Анализ математических моделей ДВС как нелинейных систем методами технической синергетики // Сб. науч. тр. ведущих ученых технологич. ф-та. - Тула: ТулГУ, 2000. - С. 136-138.

11. Агуреев И. Е. Математическое моделирование двигателей внутреннего сгорания как нелинейных динамических систем // Тр. Х-й межвуз. конф. "Мат. моделирование и краевые задачи". Самара: СамГТУ, 2000.-С. 6-9.

12. Агуреев И. Е. Некоторые тенденции математического моделирования и системного проектирования транспортных двигателей

внутреннего сгорания // Тез. докл. междун. НПК "Автотранспортный комплекс. Проблемы и перспективы развития". М.: МАДИ(ТУ), 2000. - С. 2225.

13. Агуреев И. Е. Нелинейные динамические модели поршневых двигателей внутреннего сгорания. Синергетический подход к построению и анализу: Монография. - Тула: Изд-во Тул. гос. ун-та, 2001. - 228 с.

14. Агуреев И. Е. Некоторые проблемы моделирования характеристик многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания как энергопотребляющих систем // Энергосбережение и водоподготовка. - 2002, №4.-С. 91-92.

15. Агуреев И. Е. Построение динамических моделей поршневых двигателей внутреннего сгорания в рамках неравновесной термодинамики открытых систем // Тр. XII-й межвуз. конф. "Мат. моделирование и краевые задачи". Самара: СамГТУ, 2002. - С. 3-5.

16. Агуреев И. Е. Анализ устойчивости предельных циклов динамических моделей поршневых двигателей внутреннего сгорания численными методами // Тр. XII-й межвуз. конф. "Мат. моделирование и краевые задачи". Самара: СамГТУ, 2002. - С. 6-8.

17. Агуреев И. Е., Авдеев К. А. Некоторые вопросы системного проектирования ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С.145-155.

18. Агуреев И. Е., Авдеев К. А., Малиованов М. В. Разработка обобщенной динамической модели свободнопоршневого ДВС и ее использование при создании высокоскоростных дизель-молотов // Тез. докл. VII Междун. науч.-практ. семинара "Совершенствование мощностных, экономич. и экологич. показателей ДВС" -Владимир:ВлГУ, 1999 - С.140-142.

19. Агуреев И. Е., Авдеев К. А., Рыбаков Г. П. Использование динамических моделей ДВС для построения многопараметровых характеристик и анализа нелинейных явлений // Материалы регионального научно-практического семинара «Перспективы развития ДВС» 22 марта 2001 г. - Рязань: Изд-во Рязанского ВИАИ, 2001. - С.4-6.

20. Агуреев И. Е., Григорьева Н. В. Построение многопараметровых характеристик многоцилиндровых ДВС с помощью нелинейных динамических моделей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.5. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. - С. 92-97.

21. Агуреев И. Е., Должиков А. А., Филин С. В. Применение метода анализа устойчивости в линейном приближении к исследованию рабочих процессов ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. -Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С. 156-161.

22. Агуреев И. Е., Клейнерман A. JL, Фролов Н. Н. Анализ рабочих процессов регенеративного двигателя внутреннего сгорания с уменьшенным выбросом токсичных веществ для городского транспорта // Тез. докл. 2-й Междун. нач.-техн. конф. "Решение экологических проблем в автотранспортном комплексе". - М.: МГАДИ (ТУ), 1998. - С. 46-47.

1 5 ь

23. Агуреев И. Е., Малиованов М. В. Анализ ДВС как сложной нелинейной динамической системы и выявление особенностей ее функционирования на примере четырехтактного двигателя // Тез. докл. VII Междун. науч.-практ. семинара "Совершенствование мощностных, экономич. и экологич. показателей ДВС".- Владимир: ВлГУ, 1999. - С. 40-41.

24. Агуреев И. Е., Малиованов М. В. Динамика и синергетика поршневых двигателей внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.4.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. - С.117-123.

25. Агуреев И. Е., Малиованов М. В. Динамика и синергетика поршневых двигателей внутреннего сгорания // Двигателестроение, № 2. -2001.-С. 36-39.

26. Агуреев И. Е., Филимонов А. Н. Анализ нелинейных математических моделей поршневых ДВС методом фазового портрета и точечных отображений // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.4. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. - С. 123-127.

27. Агуреев И. Е., Филимонов А. Н. Математическое моделирование диссипативных процессов в парах трения автотракторных ДВС // Тез. докл. XXXI НТК "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров" М.: МГТУ "МАМИ", 2000. - С. 86-87.

28. Калганов А. В., Агуреев И. Е. Поршень двигателя внутреннего сгорания. A.c. № 1687830. Заявка № 4698281 4.04.89 г. Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений 01.07.91. Бюл. №40 от 30.10.91.

29. Райков И. Я., Калганов А. В., Агуреев И. Е. Некоторые способы повышения ходимости поршней двигателей внутреннего сгорания // Тез. докл. Всес. науч.-техн. конф. «Повышение надежности и экологических показателей автомобильных двигателей». - Горький, 1990. - С. 67.

30. Травин Ю. Н., Агуреев И. Е. Механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и вращательного в возвратно-поступательное (варианты). Патент № 2115851. Заявка № 95108362 от 23.05.95 г. Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений 20.07.98. Бюл. №20 1998 г.

НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ

Изд. лиц. JIP №020300 от 12.02.97 г.

Подписано в печать -/■/. ^2,2°°3 2. .

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская №2.

Усл. печ. л.2,0 . Уч. изд. л. ^ ? . Тираж 100 экз. Заказ 2.SS .

Тульский государственный университет, 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве ТулГУ, 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Агуреев, Игорь Евгеньевич

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В СОВРЕМЕННЫХ ПДВС.

1.1. Предварительные замечания.

1.2. Условия работы ПДВС и требования, предъявляемые к ним.

1.3. Конструктивные особенности ПДВС и тенденции их развития.

1.4. Системные свойства ПДВС и категория "сложности" в теории и практике двигателестроения.

1.4.1. Двигатель внутреннего сгорания как сложная система.

1.4.2. Системные свойства ПДВС.

1.5. Основные методы математического моделирования ПДВС.

1.5.1. ПДВС как объект математического моделирования.

1.5.2. Развитие теории ПДВС.

1.5.3. Техническая термодинамика и цикловые модели тепловых двигателей: статический подход.

1.5.4. Предпосылки динамического подхода в теории и проектировании ПДВС.

1.6. ПДВС как синергетическая система.

1.6.1. Синергетические явления в ПДВС и синергетический подход в теории ПДВС.

1.6.2. Анализ критических явлений в ПДВС.

1.7. Выводы.

ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕОРИИ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1. Предварительные замечания.

2.2. Термомеханическая система и термомеханические процессы.

2.3. Внутренняя энергия и параметры равновесных состояний ТМС

2.4. Внешнее равновесие ТМС.

2.5. Неравновесность ТМС и принцип локального равновесия.

2.6. Диссипация энергии и диссипативные процессы в ТМС. Энтропия ТМС и второе начало термодинамики для ТМС.

2.7. Уравнения баланса в неравновесной термодинамике.

2.7.1. Уравнения баланса в локальной форме.

2.7.2. Уравнения баланса в материальной форме.

2.7.3. Уравнения баланса для различных материальных сред.

2.7.4. Динамические уравнения баланса для открытых ТМС.

2.8. Термодинамика открытых систем.

2.8.1. Тепломеханика М. А. Мамонтова.

2.8.2. Обобщенные уравнения термодинамики открытых систем.

2.8.3. Дифференциальные уравнения квазиравновесных многокомпонентных открытых ТМС с химическими реакциями.

2.9. Техническая синергетика и теория тепловых двигателей.

2.9.1. Основные положения статистической теории открытых систем

2.9.2. Принципы технической синергетики тепловых двигателей.

2.10. Выводы.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ ПОДСИСТЕМ.

3.1. Предварительные замечания.

3.2. Уравнения движения механизмов тепловых двигателей.

3.2.1 Кинематика механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

3.2.2. Уравнение движения КШМ.

3.2.3. Обобщенные силы в КШМ.

3.2.4. Варианты уравнения движения КШМ.

3.2.5. Уравнение движения многоцилиндрового ПДВС.

3.3. Модель одноцилиндрового 4-тактного ПДВС с принудительным воспламенением.

3.4. Модели многоцилиндровых ПДВС.

3.5. Построение иерархии упрощенных динамических моделей ПДВС.

3.6. Модель внешнего смесеобразования в ПДВС.

3.7. Выводы.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПДВС.

4.1. Предварительные замечания.

4.2. Система фазовых портретов ПДВС.

4.3. Исследование скоростных и многопараметровых характеристик ПДВС

4.4. Исследование переходных процессов в ПДВС.

4.5. Анализ межцикловой неидентичности и исследование стохастических колебаний в ПДВС.

4.6. Анализ бифуркаций потери устойчивости предельных циклов и построение бифуркационных диаграмм для ПДВС.

4.7. Подход к построению критериев самоорганизации (упорядоченности) ПДВС.

4.8. Решение задачи диагностирования неисправностей в ПДВС.

4.9. Выводы.

ГЛАВА 5. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОЦИЛИНДРОВЫХ ПДВС.

5.1. Предварительные замечания.

5.2. Методики анализа и синтеза динамических характеристик многоцилиндровых ПДВС.

5.3. Описание элементов программного обеспечения для моделирования переходных процессов многоцилиндровых ПДВС.

5.4. Выводы.

Введение 2003 год, диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, Агуреев, Игорь Евгеньевич

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ПДВС) являются основным типом энергетических установок на транспорте. Это обусловлено многими причинами, прежде всего, относительной простотой их конструкции, удобством эксплуатации, традициями технологии, невысокой стоимостью по сравнению с другими типами тепловых двигателей. В то же время, если пользоваться терминологией системного # анализа, ПДВС является сложной системой, в которой осуществляется большое число переходных процессов и эффектов, связанных с нелинейной природой ПДВС. Постоянно возрастающие требования к топливной экономичности и экологическим характеристикам двигателей приводят к необходимости создания микропроцессорных систем управления и регулирования, которые в настоящее время представляют собой сложные устройства. Особой проблемой, когда необходим учет нелинейных свойств двигателей, является определение граничных условий для расчета теплонапряженного состояния деталей ПДВС на ф нестационарных режимах. Наконец, для более глубокой и точной диагностики двигателей необходимо использование представлений о способностях нелинейных систем переходить в качественно различные состояния и иметь количественные характеристики для прогнозирования таких переходов, что позволило бы сокращать сроки и стоимость ремонтных работ.

Анализ требований, предъявляемых к ПДВС, с учетом частоты цитирования в литературе, позволяет расположить их в следующем порядке: 1) мощностные, экономические и экологические свойства; 2) надежность и хорошие пусковые качества; 3) конструкторско-технологические качества ПДВС и возможности совершенствования их конструкции; 4) способность ПДВС к быстрой приспособляемости при работе на переменных режимах.

Для удовлетворения перечисленным требованиям в современных конструкциях поршневых двигателей автомобильного типа применяют разнообразные технические решения: 1) непосредственный впрыск в камеры сгорания бензиновых двигателей; 2) регулируемые системы подачи воздуха; 3) системы газораспределения с переменными фазами; 4) системы управления смесеобразованием и расслоением заряда; 5) системы управления степенью сжатия и др. Это приводит к тому, что в системах ПДВС происходят все более сложные, как правило, существенно неравновесные процессы, осуществляемые с большими скоростями и требующие управления ими на всех эксплуатационных режимах ПДВС.

Для оценки качества конструкции и для определения эксплуатационных показателей и технического состояния ПДВС традиционно используются различные типы динамических и стационарных характеристик - скоростные, нагрузочные, регулировочные, токсичности и др. Основным способом их построения является натурный эксперимент.

Таким образом, можно сформулировать следующую проблему, решение которой является актуальным для совершенствования энергоустановок на основе ПДВС: не существует до настоящего времени систематически объединенных методик для численно-экспериментального построения и анализа динамических характеристик поршневых двигателей, в составе которых имелись бы возможности для учета неравновесных процессов, критических явлений, качественно различных состояний в ПДВС, что позволило бы удовлетворять основным тенденциям развития конструкции двигателей в соответствие с предъявляемыми к ним требованиями.

Изучение научно-технической литературы показало, что общая теоретическая база для решения указанной проблемы пока не сформирована. Это обусловлено тем, что имеется отставание в использовании методов неравновесной термодинамики, теории нелинейных колебаний и других смежных дисциплин при решении многих задач двигателестроения по сравнению с такими отраслями науки и технологии, как радиофизика [30], экономика [99, 237], химия [129], биология.

Практическое решение сформулированной проблемы заключается в создании иерархии связанных моделей ПДВС как систем с конечным числом степеней свободы, а также алгоритмов и описаний их использования для построения и анализа динамических характеристик.

Таким образом, актуальность настоящей диссертации состоит в теоретическом и практическом решении проблемы создания методических основ для синтеза и анализа динамических характеристик ПДВС, построения различных нелинейных моделей ПДВС и их исследования методами теории нелинейных колебаний, синергетики и др., а также разработки программного обеспечения, в котором эти методы находят свое применение.

Цель работы состоит в решении научно-технической проблемы, состоящей в разработке и применении методик анализа и синтеза характеристик стационарных и нестационарных режимов работы ПДВС с помощью нелинейных математических моделей ПДВС, учитывающих неравновесность рабочих процессов.

Объекты исследования: четырехтактные одно-, двух- и многоцилиндровые бензиновые и дизельные ПДВС (прототипы объектов исследований - двигатели ВАЗ-1111, ЗиЛ-508, ТМЗ-450Д, КамАЗ-740).

Предметы исследования: характеристики установившихся процессов, динамические характеристики многоцилиндровых ПДВС и рабочие процессы, протекающие в цилиндрах, в механизме преобразования движения (кривошипно-шатунном механизме - КШМ), с учетом нелинейных явлений.

Метод исследования - теоретико-экспериментальный, построенный на использовании методов механики сплошной среды, термодинамики неравновесных систем, статистической теории открытых систем, теории рабочих процессов ПДВС, теории нелинейных колебаний, математического моделирования динамических систем, вычислительной математики.

Положения, выносимые на защиту:

1) методические основы математического моделирования характеристик ПДВС, заключающиеся в: а) получении уравнений баланса неравновесной термодинамики в интегральной форме для рабочих тел и соответствующих эволюционных уравнений из дифференциальных уравнений баланса; б) получении уравнений движения механизмов ПДВС в наиболее точном и полном виде с учетов зависимости момента инерции от кинематических параметров; в) в постановке связанной задачи термомеханики для ПДВС как системы с конечным числом степеней свободы и формулировке соответствующей задачи Коши;

2) методики анализа и синтеза скоростных, нагрузочных и комбинированных характеристик для стационарных режимов, а также динамических характеристик многоцилиндровых ПДВС;

3) методика определения основных индикаторных и эффективных показателей многоцилиндровых ПДВС на произвольных стационарных и переходных режимах;

4) методика анализа устойчивости рабочих процессов на основе анализа предельных циклов методами фазовых портретов и точечных отображений;

5) семейство математических моделей многоцилиндровых бензиновых и дизельных ПДВС с произвольным числом и расположением цилиндров, а также субмоделей процессов, таких как динамическая модель внешнего смесеобразования и модель сгорания, основанная на обобщении ряда известных уравнений для динамики активных центров.

Научная новизна работы заключается:

1) в разработке методических основ математического моделирования характеристик ПДВС, заключающихся в получении уравнений баланса массы, энергии, импульса и энтропии из основных законов термодинамики неравновесных процессов;

2) в разработке методик анализа и синтеза скоростных, нагрузочных, комбинированных характеристик для стационарных режимов работы ПДВС, а также динамических характеристик;

3) в построении иерархии динамических моделей и субмоделей процессов в ПДВС, позволяющих выполнять анализ устойчивости предельных циклов и стационарных состояний в фазовом пространстве модельных систем методами фазовых портретов и точечных отображений;

4) в разработке системы фазовых портретов математической модели ПДВС, обобщающих понятие «индикаторная диаграмма» двигателя, с целью более точного описания происходящих в ПДВС процессов и их диагностики;

5) в разработке алгоритмов и программ для построения характеристик установившихся и переходных процессов ПДВС, анализа устойчивости стационарных состояний и предельных циклов, а также построения точечных отображений при решении системы уравнений модели двигателя;

6) в предложении рассматривать проблему межцикловой неидентичности (МЦН) как особое проявление диссипативных свойств ПДВС, при которых возникают возможности реализации динамического хаоса и предпосылки для управления МЦН;

7) в предложении ввести в рассмотрение «управление диссипативными структурами в ПДВС» как фактор, обобщающий такие понятия как «управление степенью турбулизации смеси», «управление расслоением заряда» и т.п;

8) в формулировке принципов технической синергетики для ПДВС.

Практическая ценность работы заключается:

1) в возможности выполнения различных вычислительных экспериментов, связанных с моделированием работы ПДВС в условиях эксплуатации, в том числе: а) определять характеристики установившихся и переходных процессов двигателей с внешним и внутренним смесеобразованием, с любым числом и расположением цилиндров; б) исследовать различные виды индикаторных диаграмм ПДВС и их обобщений в форме фазовых портретов, позволяющих выполнять более глубокий анализ эффективности рабочих процессов и диагностику критических явлений и неисправностей в ПДВС; в) исследовать устойчивость и условия изменения качественного состояния функционирования ПДВС (бифуркаций) различных режимов при изменении конструктивных и эксплуатационных параметров двигателей; г) строить скоростные, нагрузочные и многопараметровые характеристики ПДВС с целью моделирования совместной работы двигателя с потребителями мощности.

2) в возможности выполнения расчетов ПДВС с применением разработанных моделей на стадиях эскизного и конструкторского проектов с целью поиска оптимальных конструктивных схем двигателя, а также с целью определения температур и механических нагрузок при решении задач теплонапряженного состояния деталей на динамических режимах;

3) в возможности использования разработанных моделей для программирования микропроцессорных устройств в системах автоматического управления и регулирования ПДВС.

Реализация результатов работы. Материалы исследований изложены в отчетных документах проекта «Разработка фрагментов математического и программного обеспечения синергетического подхода к описанию и проектированию ДВС», поддержанного грантом конкурсного

Центра грантов по фундаментальным исследованиям в области транспортных наук при Московском государственном индустриальном университете.

Разработанные математические модели и программное обеспечение использовались при проведении исследовательских расчетов в рамках совместной работы с конструкторским отделом ДВС акционерной компании «Туламашзавод».

Материалы исследований используются в учебном процессе в курсах «Рабочие процессы и экологическая безопасность транспортных двигателей», «Основы САПР ДВС» и дипломном проектировании, при подготовке магистров, аспирантов и соискателей, а также при проведении научно-исследовательских работ на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» Тульского государственного университета.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:

1) Научно-практическом семинаре "Пути совершенствования технической эксплуатации и ремонта машин АТК" во ВлГТУ (г. Владимир, 1995 г.);

2) Международной научно-технической конференции «100 лет Российскому автомобилю» в МАМИ (г. Москва, 1996 г.);

3) VII Международном научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" (г. Владимир, 1999 г.);

4) Х-й межвузовской конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" в СамГТУ (г. Самара, 2000 г.)

5) XXXI Международном научно-техническом симпозиуме, посвященном 135-летию МАМИ "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров" (г. Москва, 2000 г.);

6) Международной научно-практической конференции "Автотранспортный комплекс. Проблемы и перспективы развития" в МАДИ(ТУ) (г. Москва, 2000 г.);

7) VIII Международном научно-практическом семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" (г. Владимир, 2001 г.);

8) 1-м научно-практическом семинаре по вопросам конструкций и эксплуатации ДВС в Рязанском военном инженерном автомобильном институте (г. Рязань, 2001 г.);

9) ХП-й межвузовской конференции "Математическое моделирование и краевые задачи" в СамГТУ (г. Самара, 2002 г.)

10) ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (1996-2003 гг.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано: 1 монография, 18 статей, 9 тезисов докладов, 1 авторское свидетельство, 1 патент.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит 305 страниц машинописного текста, 48 рисунков, 15 таблиц, 53 страницы приложений и состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, включающего 313 русских и 34 иностранных источников.

Заключение диссертация на тему "Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания"

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1) Разработаны методики анализа и синтеза стационарных и динамических характеристик многоцилиндровых ПДВС представляющие собой совокупность алгоритмов для определения показателей ПДВС при моделировании произвольных нестационарных процессов.

2) Разработана иерархия нелинейных математических моделей ПДВС как систем с конечным числом степеней свободы, которые в совокупности позволяют выполнять: а) расчет характеристик эффективности рабочих процессов и анализ влияния на них основных конструктивных параметров 4-тактных бензиновых и дизельных ПДВС, как одно-, так и многоцилиндровых; б) определение характеристик переходных процессов в ПДВС; в) построение скоростных и многопараметровых характеристик ПДВС; г) анализ устойчивости стационарных состояний и предельных циклов в моделях ПДВС численно-аналитическими методами, включающими в себя такие методы, как анализ устойчивости методов фазовых портретов, метод точечных преобразований и др.

3) Математические модели рассчитанных прототипов ПДВС достаточно адекватно описывают характеристики двигателей, что доказывается допустимыми погрешностями (в пределах 15%) при моделировании внешних скоростных характеристик, служащих в качестве экспериментальных данных, подтверждающих адекватность модели.

4) Сформулированы методические основы вывода динамических уравнений указанных моделей на базе уравнений баланса массы, импульса, внутренней энергии и энтропии в рамках неравновесной термодинамики.

5) Разработана система фазовых портретов математических моделей ПДВС, обобщающих понятие индикаторной диаграммы с целью более глубокого анализа происходящих в ДВС процессов, более точной идентификации математических моделей и более широких возможностей при их использовании в диагностике работающих ПДВС.

6) Разработаны алгоритмы и программы, имеющие современный пользовательский интерфейс, позволяющие формировать необходимые условия проведения и анализа результатов вычислительных экспериментов и сокращать время расчетов при проектировании ПДВС.

7) Внедрены алгоритмы и программы при выполнении теоретических расчетов для АК «Туламашзавод» с целью поиска оптимальных конструктивных схем ПДВС для дизель-генератора.

В диссертационой работе сделано предложение рассматривать проблему межцикловой неидентичности (МЦН) как особое проявление диссипативных свойств ПДВС, при которых возникают возможности реализации Ш динамического хаоса и предпосылки для управления МЦН, а также предлагается ввести в рассмотрение понятие «управление диссипативными структурами в ПДВС» как фактор, обобщающий такие термины как «управление степенью турбулизации смеси», «управление расслоением заряда» и т.п.

Разработанные программы содержат математическую модель сгорания в дизелях, основанную на обобщении ряда известных уравнений (модель Разлейцева Н. Ф.) для динамики активных центров.

Заключение

В результате диссертационной работы решена научно-техническая проблема, состоящая в разработке и применении методик анализа и синтеза характеристик стационарных и нестационарных режимов работы ПДВС с помощью нелинейных математических моделей ПДВС, учитывающих неравновесность рабочих процессов.

Библиография Агуреев, Игорь Евгеньевич, диссертация по теме Тепловые двигатели

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М. С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. - 591 с.

2. Авдеев К. А., Агуреев И. Е. Определение температурных деформаций деталей камеры сгорания мотоциклетного двигателя // Изв.ТулГУ. Серия «Вопр. проект-ния и эксплуат. автотранспорт, средств и систем». -Тула: ТулГУ, 1995. С. 75-84.

3. Агуреев И. Е. Термодинамические основы построения теории хе-мопластичности // Механика и прикладная математика. Тула: Приокск. кн. изд-во, 1988. - С.42-46.

4. Агуреев И. Е. Синергетический подход к анализу динамики тепловых двигателей с произвольным механизмом преобразования движения // Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем: Изв. ТулГУ. Тула, 1995. - С.163-171.

5. Агуреев И. E. О применении системного подхода при проектировании двигателей внутреннего сгорания // Тез. докл. Междун. науч.-техн. конф. «100 лет Российскому автомобилю». М.: Изд-во МАМИ, 1996. - С. 14-15.

6. Агуреев И. Е. Принципы технической синергетики тепловых двигателей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. -С.133-145.

7. Агуреев И. Е. Анализ критических явлений в двигателях внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Серия "Автомобильный транспорт". Вып.З. -Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. С.110-113.

8. Агуреев И. Е. Анализ математических моделей ДВС как нелинейных систем методами технической синергетики // Сб. науч. тр. ведущих ученых технологич. ф-та. Тула: ТулГУ, 2000. С. 136-138.

9. Агуреев И. Е. Математическое моделирование двигателей внутреннего сгорания как нелинейных динамических систем // Тр. Х-й межвуз. конф. "Мат. моделирование и краевые задачи". Самара: СамГТУ, 2000. С. 6-9.

10. Агуреев И. Е. Нелинейные динамические модели поршневых двигателей внутреннего сгорания. Синергетический подход к построению и анализу: Монография. Тула: Изд-во Тул. гос. ун-та, 2001. - 228 с.

11. Агуреев И. Е., Авдеев К. А. Некоторые вопросы системного проектирования ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. -Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. -С.145-155.

12. Агуреев И. Е., Григорьева Н. В. Построение многопараметровых характеристик многоцилиндровых ДВС с помощью нелинейных динамических моделей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.5. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. -С. 92-97.

13. Агуреев И. Е., Должиков А. А., Филин С. В. Применение метода анализа устойчивости в линейном приближении к исследованию рабочих процессов ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. -Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. -С.156-161.

14. Агуреев И. Е., Малиованов М. В. Динамика и синергетика поршневых двигателей внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. -С. 117-123.

15. Агуреев И. Е., Малиованов М. В. Динамика и синергетика поршневых двигателей внутреннего сгорания // Двигателестроение, № 2. 2001. - С. 36-39.

16. Агуреев И. Е., Филимонов А. Н. Анализ нелинейных математических моделей поршневых ДВС методом фазового портрета и точечных отображений // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.4. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. -С. 123-127.

17. Агуреев И. Е., Филимонов А. Н. Математическое моделирование диссипативных процессов в парах трения автотракторных ДВС // Тез. докл. XXXI НТК "Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров" М.: МГТУ "МАМИ", 2000. С.86-87.

18. Александров В. С. Прикладная гидроаэродинамика / ТулПИ. -Тула, 1984.-90 с.

19. Алякринский К. А., Чекалов М. А., Шейпак А. А. Математическое моделирование рабочего процесса дизеля // Исследование автомобильных и тракторных двигателей: Межвузовский сборник научных работ. М.: МАМИ, 1987. - С. 87-96.

20. Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.-568 с.

21. Андрющенко А. И. Основы технической термодинамики реальных процессов. М.: Высшая школа, 1975. - 264 с.

22. Анищенко В. С. Сложные колебания в простых системах: Механизмы возникновения, структура и свойства динамического хаоса в радиофизических системах. М.: Наука, 1990. - 312 с.

23. Антипин В. П., Слученков А. М. Определение часового расхода топлива автотракторного дизеля в неустановившемся режиме // Двигателестроение. 1981.-2.-С. 12-14.

24. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей / Ю. И. Будыко, Ю. В. Духнин, В. Э. Коганер, К. М. Маскенсков. Л.: Машиностроение, 1982. - 144 с.

25. Арнольд В. И. Теория катастроф. М.: Наука, 1990. - 128 с.

26. Артоболевкий И. И. Теория машин и механизмов. М.: Наука.

27. Арушанян О. Б., Залетин С. Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на Фортране. М.: МГУ, 1990. - 336 с.

28. Архангельский В. М., Злотин Г. Н. Работа карбюраторных двигателей на неустановившихся режимах. М.: Машиностроение, 1979. - 152 с.

29. Архангельский В. М., Пришвин С.А., Эпштейн С.С. Исследование наполнения автомобильных двигателей при разгонах на режимах полной мощности // Двигателестроение. 1990. - № 2. - с. 5-8.

30. Ахромеева Т. С., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Парадоксы мира нестационарных структур // Компьютеры и нелинейные явления: Информатика и современное естествезнание. М.: Наука, 1988. - С. 44-122.

31. Ахромеева Т. С., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г., Самарский А. А. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. М.: Наука, 1992.- 544 с.

32. Базыкин А. Д., Кузнецов Ю. А., Хибник А. И. Портреты бифуркаций: Бифуркационные диаграммы динамических систем на плоскости. -М.: Знание, 1989. 48 с. - (Новое в жизни, науке, технике. Сер. "Математика, кибернетика"; № 3).

33. Балашов Е. П. Эволюционный синтез систем. М.: Радио и связь, 1985. - 328 с.

34. Бартльме Ф. Газодинамика горения. М.: Энергоатомиздат, 1981.- 280 с.

35. Басалыгин Г. М. Моделирование динамики кривошипно-шатунного механизма как упругоинерционной системы с одной степенью свободы // Двигателестроение. 1990. - № 9. - с. 16-19.

36. Басалыгин Г. М. Аппроксимирующие зависимости для давления газов в цилиндре двухтактного ДВС // Двигателестроение. 1990. -№11.-с. 22-24.

37. Басалыгин Г. М. Моделирование динамики рядного ДВС как крутильной упругоинерционной системы // Двигателестроение. 1991. - № 6. -с. 13-16.

38. Басевич В. Я., Веденеев В. И., Арутюнов В. С. Моделирование задержек самовоспламенения метановоздушных смесей в двигателе внутреннего сгорания // Физика горения и взрыва. 1994. - 2. - С.7-14.

39. Биркгоф Д. Динамические системы. Ижевск: Издательский дом "Удмуртский университет". - 1999. - 408 с.

40. Боголюбов Н. Н., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: ГИТТЛ, 1955. - 448 с.

41. Буданов В. Г. Трансдисциплинарное образование, технологии и принципы синергетики // Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М.: Прогресс-Традиция, 2000. - С. 285-304.

42. Булыгин Ю. И., Давлетшин Р. Ф., Яценко О. В. Математическая модель процесса горения в поршневом двигателе внутреннего сгорания // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 1995. - № 4. -с. 19-21.

43. Булыгин Ю. И., Давлетшин Р. Ф., Яценко О. В. Элементарные химические процессы в поршневых двигателях внутреннего сгорания: кинетическое описание // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 1995. - № 4. - с. 19-21.

44. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. - 400 с.

45. Бутенин Н. В., Неймарк Ю. И., Фуфаев Н. А. Введение в теорию нелинейных колебаний. М.: Наука, 1976. - 384 с.

46. Быстрай Г. П., Пивоваров Д. В. Нерановесиые системы: целостность,эффективность, надежность. Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1989.- 192 с.

47. Васильев В. Д., Соложенцев Е. Д. Кибернетические методы при создании поршневых машин М.: Машиностроение, 1978. - 120 с.

48. Вибе И. И. Новое о рабочем цикле двигателей. М.: ГНТИ, 1962.- 272 с.

49. Вильямс Ф. А. Теория горения. М.: Наука, 1971. - 616 с.

50. Воинов А. Н. Сгорание в быстроходных порневых двигателях. -М.: Машиностроение, 1977. 277 с.

51. Володин А. И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. -М.: Транспорт, 1990. 256 с.

52. Воронин Д. О., Поздеев Г. В. Определение и моделирование силы трения в цилиндро-поршневой группе ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С.161-166.

53. Вульфсон И. И., Коловский М. 3. Нелинейные задачи динамики. -М.: Машиностроение, 1968.

54. Вульфсон И. И. Колебания машин с механизмами циклового действия. JI: Машиностроение, 1990. - 309 с.

55. Гирявец А. К., Муравлев В. В., Тупикин В. Н. Алгоритм микропроцессорного управления впрыскиванием топлива и зажиганием бензинового ДВС // Двигателестроение. 1990. - № 2. - с. 22-23,43.

56. Глаголев Н. М. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания. Новый метод расчета. К., М.: Машгиз, 1950. - 480 с.

57. Голубков Л. Н., Маров В. А. Методические указания к расчетной самостоятельной работе "Расчет показателей автомобиля и рабочего цикла ДВС с использованием ЭВМ". М.: Изд-во МАДИ, 1988. - 31 с.

58. Горак В. В. Расчет цикла ДВС на основе химической кинетики // Двигателестроение. 1990. - № 4. - с. 14-16.

59. Горб С. И. Моделирование судовых дизельных установок и систем управления. М.: Транспорт, 1993. - 134 с.

60. Горячко И. Г. Уравнения сохранения энергии // Двигателестрое-ние. 1990. -№ 12.-е. 3-5.

61. Григорьев М. А., Долецкий В. А., Желтяков В. Т., Субботин Ю. Г. Обеспечение качества транспортных двигателей. Т. 1. М.: Издательство стандартов, 1998. - 632 с.

62. Данилов Ю. А., Кадомцев Б. Б. Что такое синергетика? // Нелинейные волны: Самоорганизация. М.: Наука, 1983. - С. 5-16.

63. Данов С. Н. Дифференциальное уравнение первого закона термодинамики для описания индикаторного процесса дизеля с учетом неидеальности рабочего тела // Двигателестроение. № 6,1990. - С. 15-16.

64. Двигатели автомобильные, мотоциклетные и стационарные. Часть

65. Двигатели автомобильные бензиновые рабочим объемом от 5 до 10 л: Отраслевой каталог. М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1987. - 105 с.

66. Двигатели автомобильные, мотоциклетные и стационарные. Часть

67. Двигатели автомобильные бензиновые рабочим объемом до 5 л: Отраслевой каталог. -М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989. 124 с.

68. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А. С. Ор-лина, М. Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

69. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985. - 456 с.

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

71. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круг-лова. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

72. Двигатели внутреннего сгорания: В 3 кн.: Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян и др. М.: Высшая школа, 1995. - 368 с.

73. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: Учеб. / В. Н. Луканин, И. В. Алексеев, М. Г. Шатров и др. Под ред. В. Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995. - 319 с.

74. Двигатели внутреннего сгорания: В 3 кн.: Кн. 3. Компьютерный практикум: Учеб. / В. Н. Луканин, И. В. Алексеев, М. Г. Шатров и др. Под ред. В. Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995. - 256 с.

75. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания / В. М. Кондрашов, Ю. С. Григорьев, В. В. Тупов и др. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

76. Добролюбов И. П. Использование параметров неравномерности вращения в качестве признаков состояния ДВС в измерительной экспертной системе // Двигателестроение. 2001. - 1. — С. 18-20.

77. Дородницын В. А., Еленин Г. Г. Симметрия нелинейных явлений // Компьютеры и нелинейные явления: Информатика и современное есте-ствезнание. М.: Наука, 1988. - С. 123-191.

78. Драгунов Г. Д., Егоров А. В. О вопросах изменения характеристики ДВС // Двигателестроение. 1991. - № 12. - с. 12-14.

79. Дружинин В. В., Конторов Д. С. Системотехника. М.: Радио и связь, 1985.-200 с.

80. Дульнев Г. Н., Парфенов В. Г., Сигалов А. В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена. М.: Высшая школа, 1990. - 207 с.

81. Дьярмати И. Неравновесная термодинамика. Теория поля и вариационные принципы. М.: Мир, 1974. - 304 с.

82. Елагин М. Ю. Математическое моделирование нестационарных процессов в открытых термодинамических системах. Тула: Изд-во ТулГУ, 1995.-86 с.

83. Елагин М. Ю., Поздеев Г.В. Об оценке влияния переменности теплоемкости рабочего тела на показатели работы ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. -С. 166-169.

84. Елагин М. Ю., Поздеев Г.В. Объемная модель тепловыделения в карбюраторном ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С.169-175.

85. Елагин М. Ю., Кузьмина И. В. Математическая модель и теоретические исследования рабочих процессов многоцилиндровых двигателейвнутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.З. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - С. 104-107.

86. Жмудяк Л. М. Уравнение первого закона термодинамики для расчета процесса сгорания в ДВС // Двигателестроение. 1998. - № 3. - с. 2325.

87. Захребетков Ю. В. Влияние свойств реальных газов на изменение энтальпии в ДВС // Двигателестроение. № 1, 1991. - С.7-8.

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

89. Зельдович Я. Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980.-480 с.

90. Зубарев Д. Н. Неравновесная статистическая термодинамика. -М.: Наука, 1971.-416 с.

91. Зыков В. С. Моделирование волновых процессов в возбудимых средах. М.: Наука, 1984. - 168 с.

92. Ибрагимов Б. Р., Штрайхер Е. Е., Тюфяков А. С. Многофункциональная микропроцессорная система управления двигателем для перспективных моделей автомобилей // Двигателестроение. 1990. - № 5. - с. 32-34.

93. Иванов Г. И. О диссипации энергии при сверхкритическом истечении газа через выпускные каналы ДВС // Двигателестроение. 1991. -№ 7. - с. 3-6.

94. Иващенко Н. А., Кавтарадзе Р. 3. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. - 58 с.

95. Ильюшин А. А. Механика сплошной среды. М.: Изд-во МГУ, 1990.-310 с.

96. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя / Б. С. Стечкин, К. И. Генкин, В. С. Золотаревский, И. В. Скородинский. М.: Изд-во АН СССР, 1960. -200 с.

97. Исерлис Ю. Э. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение, 1981. - 255 с.

98. Исследование при помощи математической модели газообмена двухтактного мотоциклетного двигателя: Отчет по теме "Диагностика и налаживание автотракторных двигателей" / Р.Силлат, М.Лепик, О.Эрлих и др. Таллин: ТЛИ, 1978. - 200 с.

99. Кавтарадзе Р. 3. Локальный теплообмен в поршневых двигателях. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 592 с.

100. Калабин В. П. Тепловые процессы двигателей внутреннего сгорания. М.: Машгиз, 1959. - 440 с.

101. Калганов А. В., Агуреев И. Е. Поршень двигателя внутреннего сгорания. А.с. № 1687830. Заявка № 4698281 4.04.89 г. Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений 01.07.91. Бюл. №40 от 30.10.91.

102. Камышников О. В., Куличков В. И., Патрахальцев Н. Н., Демьяненко Д. В., Пономарев Е. Г., Челознов Б. В. Организация рабочего процесса газодизеля с внутренним смесеобразованием на базе дизеля типа Д-240 // Двигателестроение. 1991. - 5. - с. 3-5.

103. Карминский В. Д. Использование характеристик тепловыделения при диагностировании ДВС // Двигателестроение. 1986. - 12. - С.22-23.

104. Климонтович Ю. JI. Кинетическая теория неидеального газа и неидеальной плазмы. М.: Наука, 1975. - 352 с.

105. Климонтович Ю. Л. Статистическая физика. М.: Наука, 1982. - 608 с.

106. Климонтович Ю. Л. Термодинамика хаотических систем: Библиография // Успехи физических наук. 1994. № 7. - С. 783 - 784.

107. Климонтович Ю. Л. Критерии относительной степени упорядоченности открытых систем // Успехи физических наук. 1996. № 11. С. 1231-1243.

108. Климонтович Ю. Л. Статистическая теория открытых систем. -М.: Янус, 1995. 624 с.

109. Климонтович Ю. Л. Открытые системы // Синергетика и психология. Тексты. Выпуск 1. «Методологические вопросы». М.: Изд-во МГСУ «Союз», 1997. - С.284-299.

110. Князев А. А. Восемь лекций по синергетике. Саратов: Изд-во СарГТУ, 1996. - 92 с.

111. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994. - 236 с.

112. Коломбо С. Двигатели 90-х годов // Автотехника; Пер. с итал. 1991. №1.С.12-19.

113. Коломбо С. Эволюция или революция? // Автотехника; Пер. с итал. 1993. №5. с. 17-23.

114. Колтунов М. А., Кравчук А. С., Майборода В. П. Прикладная механика деформируемого твердого тела. М.: Высшая школа, 1983. - 349 с.

115. Кольцова Э. М., Гордеев JI. С. Методы синергетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1999. - 256 с.

116. Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. Введение в информатику с позиций математического моделирования / Авт. пред. А. А. Самарский. М.: Наука, 1988. - 176 с.

117. Корнилов Г. С., Курманов В. В., Горбунов В. В., Камышников О. В., Куличков В. М., Патрахальцев Н. Н. Снижение дымности отработавших газов дизеля ЯМЭ-238 введением в топливо сжиженного нефтяного газа // Двигателестроение. 1991. -6.-е. 51-52.

118. Костин А. К., Ларионов В. В., Михайлов JI. И. Теплонапряжен-ность двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие. JL: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1979. - 222 с.

119. Костин А. К., Пугачев Б. П., Кочинев Ю. Ю. Работа дизелей в условиях эксплуатации. Л.: Машиностроение, 1989. - 284 с.

120. Костюк В. Н. Изменяющиеся системы. М.: Наука, 1993. - 352с.

121. Красовский О. Г. Численное моделирование нестационарных процессов в газовоздушном тракте двигателя // Труды ЦНИДИ. Совершенствование и создание форсированных двигателей. Сб. научн. трудов. Под ред. В. И. Балакина. Л.: Изд-во ЦНИДИ, 1982. - с. 83-93.

122. Красовский О.Г., Гончар Б.М. Численное моделирование процессов в дизелях // Труды ЦНИДИ. Технический уровень двигателей внутреннего сгорания. Сб. научн. трудов. Под ред. В.И.Балакина. Л.: Изд-во ЦНИДИ, 1984. - с. 68-73.

123. Красовский О. Г., Матвеев В. В. Численное моделирование рабочего процесса дизелей, газовых двигателей и газодизелей // Двигателе-строение. 1990.-№ 11.-е. 11-13.

124. Кривов В. Г., Путятинский В. А., Прутчиков И. О., Агафонов А. Н. Влияние концентрации кислорода на качество переходных процессов дизеля // Двигателестроение. 1990. - № 3. - с. 11-12.

125. Кривов В. Г., Путятинский В. А., Прутчиков И. О., Агафонов А. Н. Совместное влияние концентраций кислорода и углекислого газа в рабочей смеси на качество переходных процессов дизеля // Двигателестроение. 1990. - № 4. - с. 3-5.

126. Круглов М. Г., Меднов А. А. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1988. - 360 с.

127. Кругов В. И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. - 416 с.

128. Крутов В. И. Учет дискретности работы ДВС при оценке его динамических свойств как регулируемого объекта // Двигателестроение. -1991.-№4.-с. 32-33.

129. Крутов В. И., Ландышев А. Б., Минцев В. В. Синтез алгоритмов формирования статической характеристики дизеля для электронной системы автоматического управления частотой вращения вала // Двигателестроение. 1990. - № 10. - с. 22-25.

130. Крутов В. И., Ландышев А. Б., Минцев В. В. Методика оценки устойчивости системы управления частотой вращения вала дизеля и повышение ее показателей качества в условиях внешних воздействий // Двигателестроение. -1991. № 5. - с. 31-33.

131. Крутов В. И., Марков В. А. Анализ влияния изменяющегося по программе угла опережения впрыскивания топлива на качество переходного процесса// Двигателестроение. -1991. № 10/11. - с. 53-56.

132. Крылов А.Н. О погрешностях способов определения механических потерь в двигателях внутреннего сгорания // Труды МВТУ, № 257. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Выпуск 1. М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1977. с. 58-70.

133. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Турбулентность и горение. -М.: Наука, 1986. 288 с.

134. Кузьмина И. В., Чесноков С. А. Моделирование волновых процессов в выпускных каналах ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.З. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - С.93-97.

135. Кузьмина И. В. Математическое моделирование и диагностика рабочих процессов многоцилиндровых ДВС с внешним смесеобразованием. Автореферат дисс. . канд. наук. Тула, 2000. - 23 с.

136. Кулешов А. С., Волков К. И. Современное программное обеспечение для моделирования и оптимизации ДВС // Перспективы развития двигателей внутреннего сгорания: Сб. докл. регионального научно-практического семинара. Рязань, 2002. - С.24-31.

137. Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика теория самоорганизации (идеи, методы, перспективы) // Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. Введение в информатику с позиций математического моделирования. - М.: Наука, 1988. - С. 79-136.

138. Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б., Самарский А. А. Структуры в нелинейных средах // Компьютеры и нелинейные явления: Информатика и современное естествезнание. М.: Наука, 1988. - С. 543.

139. Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Синергетика новые направления. - М.: Знание, 1989. - 48 с. - (Новое в жизни, науке, технике. Сер. "Математика, кибернетика"; № 11).

140. Кутищев М. А. Влияние вязкости и теплопроводности на процессы в выпускном тракте двигателей внутреннего сгорания // Двигатели внутреннего сгорания.: Сб. научн. тр. Выпуск 52. Харьков: Изд-во «Основа» при ХГУ, 1990. - С. 86-92.

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

142. Ладоша Е.Н., Яценко О.В. Моделирование кинетики горения заряда в поршневом двигателе с учетом процессов переноса // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. -2000. №2. - СС.44-46.

143. Ланда П. С. Автоколебания в системах с конечным числом степеней свободы. М.: Наука, 1980. - 360 с.

144. Ланда П. С. Автоколебания в распределенных системах. М.: Наука, 1983. - 320 с.

145. Ланда П. С. Нелинейные колебания и волны. М.: Наука-Физматлит, 1997. - 496 с.

146. Ландехов Е. Н., Столобов М. С. Технология предпроектных исследований тепловых двигателей // Двигателестроение. № 8-9, 1991. -С.28-30.

147. Ландехов Е. Н. Формализация процедуры построения расчетных моделей проектирования и исследования двигателей //Двигателестроение. № 2, 1990. - С. 11-14.

148. Ландехов Е. Н. Формализация процедуры построения расчетных моделей проектирования и исследования двигателей. Информационные данные и синтез комплексной модели // Двигателестроение. № 5, 1990.-С.12-16.

149. Лебедев С. В. Инженерная методика комплексной оптимизации параметров высокооборотных дизелей // Двигателестроение. 1998. -№3.-с. 5-12.

150. Лебедев С. В., Родин А. Ф. Моделирование характеристики тепловыделения дизелей ЧН16,5/15,5 и ЧН16,5/18,5 // Двигателестроение. -1998. -№4. -с. 18-21.

151. Левин М. И., Воронов Н. А., Островский Э. С., Леснер Е. Ю. Микропроцессорная система управления углом опережения впрыскивания топлива. Динамика. // Двигателестроение. 1989. - 11. — С.28-30.

152. Левин М. И., Воронов Н. А., Островский Э. С., Леснер Е. Ю. Микропроцессорная система управления углом опережения впрыскивания топлива. Динамика. // Двигателестроение. 1989. - 12. - С.23-24, 29.

153. Леонов О. Б. Определение подачи топлива в циклах неустановившегося режима работы дизеля // Труды МВТУ, № 282. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания. Выпуск 2. М.: Изд-во МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1978. С.4-12.

154. Леонов О. Б., Патрахальцев Н. Н. Расчетный цикл неустановившегося режима работы дизеля // Изв. вузов. Машиностроение. 1973. -10. - С.104-109.

155. Лентович М. А. Введение в термодинамику. Статистическая физика. М.: Наука, 1983. - 416 с.

156. Лоскутов А. Ю., Михайлов А. С. Введение в синергетику. М.: Наука, 1990.-272 с.

157. Луканин В. Н., Трофименко Ю. В. Экологически чистая автомобильная энергоустановка: понятия и количественная оценка // Итоги науки и техники. Серия "Автомобиьный и городской транспорт". Т. 18. -М.: ВИНИТИ, 1994. 140 с.

158. Луканин В. Н., Трофименко Ю. В. Снижение экологических нагрузок на окружающую среду при работе автомобильного транспорта // Итоги науки и техники. Серия "Автомобиьный и городской транспорт". Т.19. М.: ВИНИТИ, 1996. - 340 с.

159. Луканин В. Н., Буслаев А. П., Трофименко Ю. В., Яшина М. В. Автотранспортные потоки и окружающая среда. М.: ИНФРА-М, 1998. -408 с.

160. Льотко В., Луканин В. Н., Хачиян А. С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ(ТУ), 2000.-311 с.

161. Макаров Э. С., Толоконников Л.А. Вариант построения теории пластичности дилатирующей среды // Изв. АН СССР. Механика тв. тела. -1979. 1. -С.88-93.

162. Макарчук А. А. Расчетное прогнозирование периода задержки воспламенения топлив в малоразмерных дизелях // Двигателестроение. -1991.- №5. -с. 20-23.

163. Максимов Е. А., Никишин В. Н., Кавтарадзе Р. 3., Бенидзе Д. Ш. Нестационарный локальный теплообмен в быстроходном дизеле при поршневом сжатии расширении И Двигателестроение. - 1991. -№5.-с. 10-11.

164. Малинецкий Г. Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику. М.: Наука, 1997. - 255 с.

165. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 336 с.

166. Малиованов М. В., Семенчук М. И. Двигатель внутреннего сгорания как автоколебательная система // Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем. Межвуз. сборник науч. работ. Тула: ТулГТУ, 1995. - с. 132-143.

167. Малиованов М. В. Тепломеханика как теоретическая база исследования ДВС // Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем. Межвуз. сборник науч. работ. Тула: ТулГТУ, 1995.-с. 154-162.

168. Малиованов М. В. Динамическая теория ДВС (целесообразность создания и этапы разработки) // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С. 189-196.

169. Малиованов М. В., Поздеев Г. В. К построению динамической модели одноцилиндрового карбюраторного ДВС с кривошипно-шатунным механизмом // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С.196-207.

170. Малиованов М. В., Поздеев Г. В., Хмелев Р. Н. Разработка математической модели течения газа в трубопроводе двигателя // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.З. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. -С.89-92.

171. Мамонтов М. А. Теория тепловых двигателей: Динамический анализ. Тула: Изд-во ТулПИ, 1987. - 78 с.

172. Мамонтов М. А. Тепломеханика тела переменной массы основа теории пневмогазоприводов // Пневматические приводы и системы управления. Сб. научн. тр. - М.: Наука, 1971. - с. 8-18.

173. Мамонтов М. А. Вопросы термодинамики тела переменной масс. М.: Оборонгиз, 1961. - 56 с.

174. Мамонтов М. А. Вопросы тепломеханики. Тула: Изд-во Тул-ПИ, 1974. - 48 с.

175. Махов Г. А., Куценогий К. П. К вопросу о химических процессах в каплях углеводородных топлив. 1. Схемы механизма высокотемпературного жидкофазного окисления // Физика горения и взрыва. 1980. 5. -С.125-139.

176. Минцев В .В., Зайцев А. И., Ландышев А. Б., Маслов А. Н. Математическая модель двигателя 6ЧН 13/14 как объекта регулирования по частоте вращения коленчатого вала // Двигателестроение. 1990. - № 12. -с. 21-24.

177. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. -М.: Наука, 1981.-488 с.

178. Молчанов П. Н., Владимирский А. И., Боровский В. А. Система впрыскивания бензина // Двигателестроение. 1990. - № 3. - с. 21-23.

179. Морозов К. А., Черняк Б. Я., Синельников Н. И. Особенности рабочих процессов высокооборотных карбюраторных двигателей. М.: Машиностроение, 1971. - 100 с.

180. Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей. М.: Изд-во МАДИ(ТУ), 1997. - 84 с.

181. Назаров Н. И., Черняк Б. Я. Основы инженерных исследований и испытания двигателей: Автоматизация исследовательских испытаний ДВС. М.: Изд-во МАДИ, 1988. - 75 с.

182. Неймарк Ю. И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1972. - 472 с.

183. Неймарк Ю. И., Коган Н. Я., Савельев В. П. Динамические модели теории управления. М.: Наука, 1985. - 400 с.

184. Неймарк Ю. И., Ланда П. С. Стохастические и хаотические колебания. М.: Наука, 1987. - 424 с.

185. Николаев В. И., Брук В. М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1985. - 199 с.

186. Николаев Ю. А. Обобщенная модель кинетики химических реакций в водородно-кислородных газовых смесях // Физика горения и взрыва. 1994, № 1.-С.66-72.

187. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. Введение. М.: Мир, 1990. - 344 с.

188. Николис Дж. Динамика иерархических систем: Эволюционное представление. М.: Мир, 1989. - 488 с.

189. Новое в синергетике. Загадки мира неравновесных структур. -М.: Наука, 1996. 263 с.

190. Одинцов В. И. Метод расчета продолжительности задержки воспламенения топлива в ДВС с учетом влияния конструктивных факторов // Двигателестроение. 1990. - № 3. - с. 17-18.

191. Одинцов В. И. Метод расчета продолжительности процесса сгорания в мало- и среднеоборотных ДВС с учетом влияния конструктивных факторов // Двигателестроение. 1990. - № 4. - с. 27, 38.

192. Оптимизация конструкции теплонапряженных деталей дизелей / С. И. Шелков, В. В. Мирошников, Н. А. Иващенко и др. М.: Машиностроение, 1983. - 112 с.

193. Осипов Г. С. Основы теории параметрической идентификации линейных математических моделей динамических объектов // Двигателестроение. 1990. - № 3. - с. 28-31.

194. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. В 2 кн./А. П. Васильев, В. М. Кудрявцев, В. А. Кузнецов и др.; Под ред. В. М. Кудрявцева. М.: Высшая школа, 1993.

195. Патрахальцев Н. Н. Влияние остаточного давления на стабильность и устойчивость работы топливной аппаратуры дизеля // Двигатели внутреннего сгорания. Выпуск 44. Харьков: Изд-во ХГУ, 1986. - С.122-129.

196. Патрахальцев Н. Н., Савастенко А. А., Виноградский В. JI. Регулирование начального давления топлива методы и средства повышения экономичности и эффективности работы дизелей // Автомобильная промышленность. 2002. - 3. - с. 13-14.

197. Пелешко В. Н., Олисов П. А. Влияние применения обогащенного кислородом воздуха на характеристики дизельных двигателей // Двигателестроение. 1998. - № 3. - с. 35-39.

198. Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

199. Петриченко Р. М. Физические основы внутрицилиндровых процессов в ДВС. Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. - 243 с.

200. Петриченко М. Р. Блокирующее действие вращательного движения газа на теплопередачу в камере сжатия (сгорания) // Двигателестроение. 1990. - № 4. - с. 57-58.

201. Подстригач Я. С., Повстенко Ю. 3. Введение в механику поверхностных явлений в деформируемых твердых телах. К.: Наукова думка, 1985. - 200 с.

202. Подчуфаров Б. М. Основы динамики тепломеханических систем. Тула: Изд-во ТулПИ, 1982. - 83 с.

203. Подчуфаров Б. М., Подчуфаров Ю. Б. Тепломеханика. Тула: Изд-во ТулПИ, 1985. - 104 с.

204. Подчуфаров Б. М. Современное состояние и некоторые перспективы развития теории пневматических (газовых) сервомеханизмов // Пневматические приводы и системы управления. Сб. научн. тр. М.: Наука, 1971.-с. 18-26.

205. Поздеев Г. В. Разработка динамических моделей и исследование переходных режимов функционирования одноцилиндровых двухтактных ДВС. Дисс. . канд. наук. Тула, 1998. - 138 с.

206. Поспелов Д. Р. Двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением. Теория и расчет. М.: Машиностроение, 1971. - 536 с.

207. Пригожин И. Конец определенности. Время, хаос и новые законы природы. Ижевск: Ижевская республиканская типография, 1999. -216 с.

208. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 312 с.

209. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 240 с.

210. Приходько А. М. Цифровая фильтрация при анализе тепловыделения по индикаторным диаграммам дизелей на персональной ЭВМ // Двигателестроение. -1991. № 12.-е. 21-23.

211. Пришвин С. А., Эпштейн С. С. Исследования разгонов автомобильных двигателей требуют нового подхода // Двигателестроение. — 1989. -11.- С.57-58.

212. Пришвин С. А., Эпштейн С. С. Динамические измерения при исследованиях неустановившихся режимов работы автомобильных карбюраторных двигателей // Двигателестроение. 1990. - № 7. - с. 25-29.

213. Пу Т. Нелинейная экономическая динамика. Ижевск: Издательский дом "Удмуртский университет", 2000. - 200 с.

214. Рабинович М. И., Сущик М. М. Когерентные структуры в турбулентных течениях // Нелинейные волны: Самоорганизация. М.: Наука, 1983.- С. 56-85.

215. Разлейцев Н. Ф., Филипковский А. И. Математическая модель процесса сгорания в дизеле со струйным смесеобразованием // Двигателестроение. 1990. - № 7. - с. 52-56.

216. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 1. Проблемы и принципы создания САПР: Практ. пособие / А. В. Петров, В. М. Черненький. Под ред. А. В. Петрова. М.: Высшая школа, 1990. - 143 с.

217. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей (дипломное проектирование) / Б. Е. Железко, В. А. Адамов, И. К. Ру-сецкий, Г. Я. Якубенко. Мн.: Высшая школа, 1987. - 247 с.

218. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник / В. И. Мяченков, В. П. Мальцев, В. П. Майборода и др.; Под общ. ред. В. И. Мяченкова. М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.

219. Редзюк А. М., Говорун А. Г., Корпач А. А., Скибарко С. И. Исследование переходных режимов работы бензинового двигателя при отключении части цилиндров // Двигателестроение. 1989. -11.- С.3-6.

220. Роганов С. Г., Дамер А. А., Макушев Ю. П. Исследование топливных систем дизелей // Труды МВТУ, № 351. Комбинированные двигатели внутреннего сгорания. М.: Изд-во МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1981. -С. 14-31.

221. Рузавин Г. И. Методология научного исследования. М.: ЮНИТИ, 1999.-317 с.

222. Румянцев С. В., Сгилевский В. А. Системное проектирование авиационного двигателя. М.: Изд-во МАИ, 1991. - 80 с.

223. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М.: Наука-Физматлит, 1997. - 320 с.

224. Свещинский В. О. К вопросу об экспериментальном моделировании газодинамических объектов в ДВС // Двигателестроение. 1998. - № 4.-с. 32-33.

225. Седов J1. И. Механика сплошной среды. Т.1. М.: Наука, 1973. - 536 с.

226. Семенов Б. Н., Павлов Е. П., Копцев В. П. Рабочий процесс высокооборотных дизелей малой мощности. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1990. - 240 с.

227. Семенов Б. Н., Соколов С. С., Смайлис В. И. Пути совершенствования рабочего процесса дизелей // Труды ЦНИДИ. Технический уровень двигателей внутреннего сгорания. Сб. научн. трудов. Под ред. В. И. Балакина. Л.: Изд-во ЦНИДИ, 1984. - с. 43-54.

228. Семенов Н. Н. Цепные реакции. М.: Наука, 1986. - 535 с.

229. Семенчева Н. В. Математическое моделирование парожидко-стных процессов. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - 72 с.

230. Сеначин П. К., Матиевский Д. Д., Свистула А. Е. Моделирование жесткой работы газодизеля как задача о самовоспламенении локального объема // Двигателестроение. 1998. - № 4. - с. 16-18.

231. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979. - 552 с.

232. Синергетика: Сборник статей./ Под ред. Б.Б.Кадомцева. М.: Мир, 1984. - 248 с.

233. Синергетика и усталостное разрушение металлов: Сб. статей. -М.: Наука, 1989.-246 с.

234. Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9 кн. / В. А. Трудоношин, Н. В. Пивоварова. Кн. 4. Математические модели технических объектов. М.: Высшая школа, 1986. - 160 с.

235. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А. Д. Блинов, П. А. Голубев, Ю. А. Драган и др. Под ред. В. С. Папонова и А. М. Минеева. М.: НИЦ «Инженер», 2000. - 332 с.

236. Соколов С. С., Власов Л. И. Зависимость экономичности дизеля от размеров горящего топливного факела // Труды ЦНИДИ. Совершенствование и создание форсированных двигателей. Сб. научн. трудов. Под ред. В. И. Балакина. Л.: Изд-во ЦНИДИ, 1982. - с. 26-40.

237. Степаньянц Г. А. Теория динамических систем. М.: Машиностроение, 1985. - 248 с.

238. Степин В. С., Горохов В. Г., Розов М. А. Философия науки и техники. М.: Гардарика, 1996. - 400 с.

239. Стефановский Б. С., Романько В. И. Особенности и показатели процесса газообмена четырехтактного быстроходного карбюраторногодвигателя на основных эксплуатационных режимах // Двигателестроение. -1991.-№2.-с. 45-46.

240. Стратонович P. JI. Нелинейная неравновесная термодинамика. -М.: Наука, 1985.-480 с.

241. Сычев В. В. Сложные термодинамические системы. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

242. Таленс Я. Ф. Работа конструктора. Л.: Машиностроение, 1987.-255 с.

243. Теремякин П. Г., Гирявец А. К., Муравьев В. В. Оптимизация работы бензинового двигателя с впрыскиванием топлива на нетяговых режимах с применением средств электроники // Двигателестроение. 1990. -№ 6. - с. 55-57.

244. Терлецкий Я. П. Статистическая физика. М.: Высшая школа, 1994. - 350 с.

245. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т. / Л. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др. -М.: Наука, 1978.

246. Толмачев В. В., Головин А. М., Потапов В. С. Термодинамика и электродинамика сплошной среды. М.: Изд-во МГУ, 1988. - 232 с.

247. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Снижение токсичных выбросов среднеоборотного судового дизеля в переходных режимах // Двигателестроение. 1998. - № 4. - с. 37-41.

248. Топливные системы и экономичность дизелей / И. В. Астахов, Л. Н. Голубков, В. И. Трусов и др. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

249. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие / Под ред. P.M. Петриченко. -Л.: ЛГУ, 1990.-248 с.

250. Третьяков Н. П. Синтез циклов карбюраторных двигателей с помощью ЭВМ // Исследование автомобильных и тракторных двигателей: Межвузовский сборник научных работ. М.: МАМИ, 1987. - с. 11-18.

251. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошных сред. М.: Мир, 1975. - 592 с.

252. Устойчивость рабочего процесса в двигателях летательных аппаратов / М. А. Ильченко, В. В. Крютченко, Ю. С. Мнацаканян и др. М.: Машиностроение, 1995. - 320 с.

253. Ушаков М. Ю., Мокроусов А. В. Методика оценки устойчивости частоты вращения ДВС // Двигателестроение. 1990. - № 12.-е. 46-48.

254. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в хими-чексой кинетике. М.: Наука, 1987. - 502 с.

255. Хайтун С. Д. Механика и необратимость. М.: Янус, 1996.448 с.

256. Хакен Г. Явления перехода и переходные процессы в нелинейных системах // Синергетика: Сб. статей / Под ред. Б. Б. Кадомцева. М.: Мир, 1984. - С.7-17.

257. Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985. - 423 с.

258. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический юдход к сложным системам. М.: Мир, 1991. 240 с.

259. Хакен Г. Основные понятия синергетики // Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М.: Прогресс-Традиция, 2000. - С. 28-55.

260. Хапаев М. М. Усреднение в теории устойчивости. М.: Наука, 1986. - 192 с.

261. Хейвуд Дж. Гидродинамика рабочих цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Фримановская лекция 1986 г. // Труды ASME. Серия «Теоретические основы инженерных измерений». 1987, №1. - с. 171229.

262. Ховах М. С. Расчет процесса впуска в четырехтактном дизеле // Туды НАМИ. Выпуск 75. М.: Изд-во НАМИ, 1965. - С.30-57.

263. Хрулев А. Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. -М.: Издательство "За рулем", 1999. 440 с.

264. Хуциев А. И. Двигатели внутреннего сгорания с регулируемым процессом сжатия. -М.: Машиностроение, 1986. 104 с.

265. Хэссард Б., Казаринов Н., Вэн И. Теория и приложения бифуркации рождения цикла. М.: Мир, 1985. - 280 с.

266. Чесноков С. А. Моделирование высокотемпературных реакций горения. Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. - 163 с.

267. Четвертаков В. А. Об уравновешивании сил инерции поршневых машин // Двигателестроение. 1991. - № 3. - с. 14-16.

268. Чистяков В. К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

269. Шабанов А. Ю., Зайцев А. Б., Андропов А. П., Ющенко А. А. Совершенствование конструкции ЦПГ дизеля 8ЧВН 15/16 с использованием элементов САПР ДВС // Двигателестроение. № 5, 1990. - С.8-9.

270. Шабров Н. Н. Метод конечных элементов в расчетах деталей тепловых двигателей. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1983.-212 с.

271. Шипунов А. Г., Швыкин Ю. С., Юрманова Н. П. Расчет и проектирование энергетических узлов комплексов вооружения. Часть 1. Термогазодинамика энергоузлов с переменной массой рабочего тела. Тула: Изд-во ТулГУ, 1997. - 116 с.

272. Шпур Г., Краузе Ф.-Л. Автоматизированное проектирование в машиностроении / Пер. с нем. Г. Д. Волковой и др.; Под ред. Ю. М. Соло-менцева, В. П. Диденко. М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

273. Эджибия И. Ф. Устойчивость работы и регулирование свобод-нопоршневых двигателей. Тбилиси: Мецниереба, 1976. - 142 с.

274. Экономичность двигателей мотороллеров и мотоциклов / Пу-довеев В. И., Гололобов Е. И., Плешанов А. А. и др. Тула: Приок. кн. изд-во, 1989.- 174 с.

275. Электронное управление автомобильными двигателями / Г. П. Покровский, Е. А. Белов, С. Г. Драгомиров и др. Под общ. ред. Г. П. Покровского. М.: Машиностроение, 1994. - 336 с.

276. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: Алгоритмы прикладных программ / Р. М. Петриченко, С. А. Батурин, Ю. Н. Исаков и др. Под общ. ред. Р. М. Петриченко. JL: Машиностроение, 1990.-328 с.

277. Эпштейн А. С. Расчет переходных процессов комбинированных двигателей типа Д100 // Проблемы развития комбинированных ДВС. — М.: Машиностроение, 1968. С.205-224.

278. Эпштейн А. С. В редакцию журнала "Двигателестроение" // Двигателестроение. 1990. - № 3. - с. 54-55.

279. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М.: Мир, 1987.224 с.

280. Юдаев Б. Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1988. - 479 с.

281. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. М.: Транспорт, 1979. - 198 с.

282. Abida, J., Claude, D. Spark ignition engines and pollution emission: New approaches in modelling and control // Int. J. of Vehicle Design. 1994. -Vol. 15, Nos.3/4/5, pp.494-508.

283. Alles, S., Swick, C., Hoffman, M., Mahmud, S. M., and Lin, F. A real-time hardware-in-the-loop vehicle simulator simular for traction assist // Int. J. of Vehicle Design. 1994. - Vol. 15, No.6, pp.597-625.

284. Amann, C. A. Private vehicles for personal transportation // Int. J. of Vehicle Design. 1993. - Vol. 14, Nos.5/6, pp.399-430.

285. Benhassaine M., Champoussin J. S., Guerrassi N. Repatrion du frottement instane dans chaque segment et dans la jupe despistons dun moteur alternatif // Entropie. 1993. № 174-175. p.l 19-126.

286. Cho, D., Hedrick, J. K. Automotive Powertrain Modeling for Control // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. 1989. -Vol.111.-pp. 568-576.

287. Drobyshevich, V. I. Mathematical modeling of non-stationary hybrid combustion wave // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. -pp. 114-121.

288. Frost, V. Problems of turbulent combustiom simulation // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. - pp. 404-434.

289. Ibrahim, О. M., Klein, S. A., Mitchell, J. W. Effects of Irreversibility and Economics on the Performance of a Heat Engine // Trans. ASME. J. of Solar Energy Eng. 1992. - Vol.114, No.4. - pp. 267-271.

290. Inage, Shin-ichi, Ohtsuka, Masaya // Nihon kikai gakkai ronbushu.1. M,

291. Математическая модель процесса сгорания.) Trans. Jap. Soc. Mech. B. -1995. 61, No.586. - pp. 324-331.

292. Kao, M., Moskwa, J. J. Engine load and equivalence ratio estimation for control and diagnostics via nonlinear sliding observers // Int. J. of Vehicle Design. 1994. - Vol. 15, Nos.3/4/5, pp. 358-368.

293. Kao, M., Moskwa, J. J. Turbocharged Diesel Engine Modeling for Nonlinear Engine Control and State Estimation // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. 1995. - Vol. 117, No. 1. - pp.20-30.

294. Као, М., Moskwa, J. J. Nonlinear Diesel Engine Control and Cylinder Pressure Observation // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. 1995. - Vol.117, No.6. - pp.183-192.

295. Kitagawa, Т., Kido, H., Sulistyono, J., and Kuramoto, D. A Study of Fuel Jet Stratification using Air Flow Motion // Mem. of the Faculty of Eng., Kyushu Un. 1997, Vol.57, No.4.

296. Kuhl, A. L., Oppenheim, A. K. Turbulent combustion in the self-similar exothermic-flow limit // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. - pp. 388-396.

297. Kuznetsov, E.A., Minaev, S.S. Velocity of coherent structure propagaition on the flame surface // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. - pp. 397-403.

298. Misawa, E. A., Hedrick, J. K. Nonlinear Observers A State-of-the-Art Survey // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. - 1989. -Vol.111.-pp. 344-352.

299. Negurescu, N., Рапа, С. M., and Popa, M. G. The thermodynamic processes simulation into D.I. engine cylinder // Sci. Bull. Mech. Eng. / Poly-techn. Inst. Bucharest. 1991. - 53,No.3-4. - pp. 117-124.

300. Olusegum J. Ilegbusi. A multi-fluid model of turbulent combustionin ducted flame // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by

301. G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. - pp. 321333.

302. Osipov, A. I., Rybkina, E. A., and Uvarov, A. V. Combustion waves in a nonequilibrium gas // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997.-pp. 284-288.

303. Rose, M., Roth, P., Frolov, S. M., etc. Lagrangian approach for modeling two-phase turbulent reactive flows // Advanced Computation and Analysis of Combustion / Ed. by G. D. Roy, S. M. Frolov, P. Givi. Moscow: ENAS Publishers, 1997. - pp. 175-194.

304. Shiao, Ya., Pan, Ch.-H., and Moskwa, J. J. Advanced dynamic spark ignition engine modelling for diagnostics and control // Int. J. of Vehicle Design. 1994. - Vol. 15, No.6, pp.578-596.

305. Weeks, R. W., Moskwa, J. J. Transient Air Flow Rate Estimation in a Natural Gas Engine Using a Nonlinear Observer. SAE paper No. 940759, 1995.

306. Weeks, R. W., Moskwa, J. J. Automotive Engine Modeling for Real-Time Control Using MATLAB/SIMULINK, SAE paper No. 950417, 1995.

307. Wittig, S., Himmelsbach, J., Hallmann, M., Samenfink., W., and ElsaPer, M. Mixture Preparation and Wall Film Behavior in Suction Pipes of Spark-Ignition Engines // MTZ Motortechnische Zeitschrift. 1994. - 3. - pp. 160-166.