автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Научные основы эффективного применения топлив различного состава в автотракторных дизелях

На правах рукописи

КАМФЕР Георгий Матвеевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТОПЛИВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВАВАВТОТРАКТОРНЫХДИЗЕЛЯХ

(05.04.02 - Тепловые двигатели)

Автореферат

диссертации иа соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели» и в Проблемной лаборатории транспортных двигателей Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета)

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Толшин В.И.,

доктор технических наук, профессор Кавтарадзе Р.З.,

доктор технических наук, профессор Каминский В.Н.

Ведущая организация

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ.

Защита состоится 15 июня 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК Минобразования РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ(ГТУ).

Автореферат разослан 2004 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим высылать в адрес диссертационного совета. Телефон для справок (095) 155-03-28.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Транспорт, прежде всего автомобильный, является основным потребителем нефти и останется им на период до 2040-2050 гг. Одновременно происходит постоянное ужесточение требований к качеству применяемых топлив с позиции улучшения их экологических свойств и уменьшения загрязнения окружающей среды продуктами их сгорания. Отмеченные тенденции указывают на целесообразность постепенного изменения структуры производства дизельных топлив за счет использования альтернативных сырьевых ресурсов - природного газа, угля, биомассы и др. Применение реформулированных и синтетических топлив, топлив на основе эфиров низших спиртов и растительных масел позволит при одновременном расширении их ресурсов существенно улучшить экологическую обстановку.

Для повышения эффективности использования в дизелях перспективных топлив с различными физико-химическими свойствами необходимы глубокий анализ и количественная оценка механизма влияния свойств топлив на процессы смесеобразования и теплоиспользования, а также выявление закономерностей, связывающих эти свойства с протеканием отдельных стадий рабочего цикла, учитывая возможное изменение свойств топлив.

Оптимизация показателей качеств перспективных топлив будет компромиссом между их себестоимостью, необходимостью облагораживания состава с учетом жестких экологических ограничений и возможностью получения высоких энергоэкономических показателей. Обоснование характеристик таких топлив и организация их эффективного применения в дизелях становится в настоящее время актуальной проблемой. Одним из путей решения данной проблемы является формирование подхода, рассматривающего в качестве регулирующего фактора свойства топлив, направленным изменением которых можно воздействовать на протекание рабочего цикла дизеля.

Цель работы - улучшение энергоэкономических и экологических показателей дизелей путем повышения эффективности применения топлив с различными физико-химическими свойствами в дизелях на основе дальнейшего развития теории процессов теплообмена и испарения; обоснование показателей качеств перспективных топлив для дизелей.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Анализ и обобщение методами теории подобия характеристик теплообмена нестационарной топливной струи с нагретой средой в условиях дизельного впрыскивания в широком диапазоне изменения условий смесеобразования и свойств топлив.

2. Теоретический анализ и расчет полей температуры около испаряющейся топливной струи и в ее объеме с учетом сжатия и турбулентных пульсаций скорости.

3. Развитие теории фракционирования и испарения и разработка методов расчета равновесной и

4. Анализ взаимосвязей интенсивности вихревого движения заряда, давления и длительности впрыскивания, угла раскрытия и количества топливных струй с динамической испаряемостью топлив и разработка на этой основе показателей оценки процесса смесеобразования с позиций оптимального теплоиспользования.

5. Экспериментальное исследование показателей рабочего цикла дизеля при применении топлив различного фракционного и группового состава. Установление механизма и количественная оценка влияния испаряемости и цетанового числа (ЦЧ) на процессы смесеобразования и теплоиспользо-вания.

6. Анализ и обоснование характеристик перспективных топлив для дизелей и разработка методологии их расчетного определения.

Научная новизна. Даны пути реализации основной научной идеи диссертационной работы - повышение эффективности организации процессов смесеобразования и теплоиспользования путем управляющего воздействия свойств топлив и, в частности, их динамической испаряемости и цетанового числа - позволяющие решать важную научно-техническую проблему улучшения экономических и экологических показателей дизелей при использовании топлив с различными физико-химическими свойствами.

Основные элементы научной новизны, которые выносятся на защиту:

1. Новый методологический подход к анализу и расчету показателей рабочего цикла дизеля, учитывающий свойства топлив и, в частности, динамическую испаряемость и цетановое число как управляющие факторы процесса смесеобразования.

2. Развитие теории теплообмена между нагретой средой и нестационарной топливной струей и критериальное уравнение для модифицированного числа Стэнтона в диапазоне изменения термогазодинамических параметров и свойств среды, характеристик впрыскивания и свойств топлив, характерных для условий работы транспортных дизелей.

3. Математическая модель испаряющейся топливной струи с учетом возникающего вследствие испарения радиального (стефановского) течения среды от ее поверхности и уравнения для расчета двухмерного нестационарного поля температур. Уравнения для расчета средних и локальных температур среды в цилиндре дизеля с учетом сжатия и турбулентных пульсаций скорости.

4. Теория и методы расчета равновесной (с учетом фракционирования) и динамической испаряемости топлив различного состава.

5. Методология обоснования фракционного состава и цетанового числа товарных и реформулированных топлив для дизелей. Расчетное прогнозирование свойств реформулированных топлив при заданных ограничениях элементного состава на склонность к образованию сажи и теплоту сгорания топливовоздушной смеси.

6. Методология расчетного определения свойств диметилового эфира на основе аналогичных свойств термодинамически подобных веществ.

Достоверность результатов. Достоверность теоретических исследований базируется на использовании фундаментальных законов и положений термодинамики и тепломассообмена и физически обоснованных моделях рассматриваемых явлений и подтверждается согласованием результатов расчета с опубликованными и полученными автором экспериментальными данными. Достоверность результатов экспериментов обоснована соблюдением требований стандартов, использованием современных аттестованных методов и средств регистрации и измерения, повторяемостью результатов измерений.

Практическая значимость. Разработанные в диссертации теоретические положения, модели, методики и алгоритмы, реализованные в виде программ для ЭВМ, могут быть использованы при разработке и реализации научно-технических мероприятий по совершенствованию показателей дизелей с камерой сгорания (КС) в поршне. Предложены возможные пути повышения эффективности теплоиспользования и снижения выбросов токсических веществ:

1. Критерии для сравнительной оценки эффективности смесеобразования, которые экспериментально подтверждены в широком диапазоне изменения относительного диаметра КС, вихревого отношения, количества и диаметра распыливающих отверстий и угла раскрытия топливных струй, относительной глубины КС, длительности впрыскивания, динамической испаряемости топлива.

2. Расчетные методы, использующие в качестве определяющего параметра динамическую испаряемость топлива, позволяют: подбирать вихреобра-зующую способность впускного канала в зависимости от фракционного состава (плотности) и ЦЧ топлив; оценивать степень приближения действительной длительности периода задержки воспламенения (ПЗВ) к оптимальной; определять показатели первой фазы сгорания и содержание сажи и NOх в ОГ при работе дизелей на топливах различного состава; находить соотношение между фракционным составом и требуемым фактическим ЦЧ дизельных топлив.

3. Математическая модель согласования конструктивного оформления КС и геометрии топливных струй, обеспечивающего достижение минимального расхода топлива на номинальной частоте вращения.

4. Комплекс уравнений для определения термодинамических свойств диме-тилового эфира в состоянии насыщения (давление насыщенных паров, скрытая теплота парообразования и др.) в диапазоне температур до критической, достоверность которых контролируется выполнением уравнения Клапейрона-Клаузиуса и подтверждается опубликованными экспериментальными данными.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических, методологических и прикладных исследований по теме диссертации использованы на Алтайском моторостроительном производственном объединении (АМПО) при разработке новой конструкции впускного канала; на Чебоксарском заво-

де промышленных тракторов (ЧЗПТ) при разработке новой камеры сгорания (а.с. 759736) и согласовании конструктивного оформления КС и распылителя для дизеля А-90 ТК; на Камском автомобильном заводе (ОАО «КАМАЗ») при оптимизации положения распиливающих отверстий в камере сгорания дизелей КамАЗ, отвечающих нормам ЕВРО-2.

Акты внедрения, приложенные к диссертации, подтверждают экономический эффект от комплекса выполненных работ. Разработанные методики расчета максимального давления и скорости нарастания давления при сгорании, периода задержки воспламенения, требуемой скорости движения заряда, динамической испаряемости, конструктивного оформления КС используются на ОАО «КАМАЗ», АМПО (г. Барнаул), МосАвтоЗИЛе, ПО ЧЗПТ (г. Чебоксары) и ряде других организаций. Научные и технические результаты работы используются в учебном процессе МАДИ(ГТУ) на кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели», в Липецком ГТУ, Общевойсковой академии Сухопутных войск РФ и при написании учебников и учебных пособий.

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались и получили одобрение на 27 международных и всероссийских научных конференциях.

Публикации. Основные теоретические и научные результаты исследований опубликованы в 97 печатных работах, в том числе двух монографиях и учебнике «Теплотехника».

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, содержит 369 страниц текста, 132 таблицы, 132 рисунка, список литературы из 212 наименований и 8 приложений.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, ее научная новизна, дана общая характеристика проводимых исследований. В качестве представительного параметра предлагается для анализа использовать динамическую испаряемость, характер влияния которой показан ниже на рис. 1.

В первой главе диссертации изложены результаты исследования процесса теплообмена нестационарной топливной струи с нагретой средой в условиях дизельного впрыскивания при использовании топлив различного состава и изменении физических свойств среды. Методика экспериментального исследования включала в себя скоростную кинорегистрацию развития топливной струи, измерение скорости движения заряда, индицирование давления, измерение локальных температур. Были использованы товарные топлива и их фракции, эталонные углеводороды и их смеси, спирты, что позволило охватить возможный диапазон изменения показателей качеств товарных и перспективных топлив для дизелей. Количество подведенной к топливу от нагретой среды теплоты Qa =,Дт) определяли по экспериментальным кривым изменения давления Ар0=_Дт) и характеристикам впрыскивания топлива тт=У[т).

Рис. 1. Взаимосвязь испаряемости топлива с процессами рабочего цикла дизеля

Обобщение опытных значений Qa методами теории подобия позволило получить критериальное уравнение теплообмена между нагретым зарядом и топливной струей в условиях нестационарного (дизельного) впрыскивания

-.0,5/ I г /■ Л0'35

(Ки Рг)^1

5/ = Ц2- = скТ кве"°~Кр^"

' £ш-р! Рт

Су 1Ро тв)

Но

ро

¿30

О)

где Л - модифицированное число Стэнтона; , - внутренняя энергия среды в момент начала впрыскивания; ск = 2,50-10"5; Ь = 4-10~\ с; кр — 0,012 - опытные коэффициенты; ст,

теплоемкость топлива, среды; рт,->„

5

плотность топ-

лива, среды (при нормальных условиях); Тнв=Тнв1Тт^ рнв-р„в/р0

(р„= 105 Па); со - угловая скорость движения заряда; Тт. 0 - начальная температура топлива; т„, от, - масса топлива, среды; - эффективное проходное сечение распыливающих отверстий; ¿30 - средний объемный диаметр капель; Рг, Р^т - критерий Прандтля среды, топлива; Но — иг/с/зо - критерий гидродинамической гомохронности; и - текущая скорость впрыскивания в интервале (0-т); Ки — г!стЦй - критерий фазового перехода; г - скрытая теплота парообразования при нормальном давлении; ^о - температура выкипания 50% топлива; ¡ро- количество распыливающих отверстий, х - текущее время.

Измерение температур по радиусу струи, а также в различных зонах около струи, рис. 2, выявило локальный характер теплообмена, ограниченного размерами топливной струи, и показало, что по мере удаления от оси струи время от начала момента впрыскивания до момента начала понижения температуры увеличивается, а интенсивность и максимальная величина понижения уменьшаются. В результате в различных зонах максимум понижения температуры достигается в различные моменты времени, что характерно для условий радиального течения среды от поверхности струи.

Рис. 2. Изменение температуры при впрыскивании топлива в камеру V= const в зависимости от относительного времени i!xenp и расстояния от оси струи (рнв = 2,1- 10s Па, Тн. = 773 К, g„ = 79 мг/цикл): г = 0, 2, 4, 6, 8 мм - в объеме струи; г = 10, 12, 15, 20 мм - около струи

Проведен расчет поля температур около испаряющейся топливной струи с использованием математического аппарата турбулентной диффузии. Теплообмен топливной струи с нагретой средой представлен суперпозицией точечных стоков теплоты, линейно распределенных по оси струи и движущих-

ся от оси струи со скоростью и,. Сумма этих стоков в каждый момент времени принималась равной величине определяемой по уравнению (1). Тогда изменение температуры АТ{г,г,х) в произвольной точке на длине г по оси распыливающего отверстия, радиусе г от оси струи в момент времени т равно

; D„ - коэффициент турбулентной диффу-

^тпах ч Апах ,

зии; ¿шах - длина струи, Q„ч, - подведенная к топливу теплота за время впрыскивания х,,„р, определяемая по уравнению (1) при х — т,

•вяру CJ

координата то-

чечного стока.

Подставляя выражение для £?а(г0) в уравнение (2) и интегрируя, после необходимых преобразований находим:

2 ;

л/271;

Здесь er/(x)=~Y=je4 dt = <t>(x-J2.); ф(х) = -Д= Je 2dt - табулирован-

^О

ные интегралы вероятности; Этах = Апах1 ^Dmzenp Q =

1 = z/AnaX? r = '/¿max; x = т/тв„р; V = &л/(8рсУ(я4лп/,)Р/2).

В уравнении (3) пренебрегаем первым слагаемым в фигурных скобках ввиду его малости. Радиальное ------- -------—— ----------

ростью us учитываем величинои Тогда из (3) получаем

с т [r-a0{x-i)f, где а0=щхтр1 ^

где - изменение температуры при на оси струи на

половине ее длины, приближенно равное для характерных условий дизельно-

го впрыскивания 6.Т0 в

29„

. Изменение температуры на половине длины

струи (z = 0,5) на расстоянии г от оси струи получим из уравнения (4)

А -®max±riUHf ДГ(г;0^;т) = с---

Д тп

Из уравнения (5) следует, что максимальное понижение температуры на расстоянии г от оси струи достигается при значении

е

ехр а0=г/{т,

равном единице, что соответствует условию

где т„

г/Т.

max' ьвпр» чпах

время достижения АТтт. Результаты обработки опытных значений АТ^ для z = 0,5 (камера У = const, ¿max =100 мм) для разных моментов времени в зависимости от удаленности точки измерения от оси струи показали, что расчетные значения а0 группируются (в пределах точности эксперимента) около постоянной величины а0 ю 0,015, что соответствует исходному допущению и, — const. Значения и„ подсчитанные по величине а0 (при Lmax= 100 мм, хвпр- 2,1-10"3 с), находятся в диапазоне 0,65...0,79 м/с; расчетная скорость стефановского течения от поверхности испаряющейся струи для данного режима равна примерно и, = 0,7 м/с. Полученные результаты подтверждаются опубликованными данными (Б.Н.Семенов, R.Schaffitz).

В табл. 1 и на рис. 3 дано сопоставление результатов прямых измерений температуры на оси струи (г = 0) при впрыскивании топлива в камеру V = const (L max - 150 мм) по данным Б.Н.Семенова (ЦНИДИ) и расчетов по уравнению (4) при т = 1, г = 0.

Согласование опытных и расчетных значений наряду с постоянством величины подтверждает достоверность принятой математической модели. Уравнения (3)...(5) позволяют определять локальные температуры в различные моменты времени при испарении топлива в условиях постоянного объема.

Для расчета температуры в условиях дизеля при наличии сжатия использовали уравнение 1-го закона термодинамики со стоком теплоты вследствие теплообмена топлива с нагретой средой

Таблица 1

г, мм 25 50 70 90 110 130

Z 0,17 0,2 0,33 0,4 0,467 0,6 0,733 0,8 0,867 1,0

А7"тах, К, измерение 240 174 143 120 68 23

измерение 1,68 1,22 1 0,84 0,476 0,161

расчет по (4) 1,6 1,2 0,8 0,4 0

ЛГтах 2.0

А Тп

1.5 1.0

0,5

О V

\ о > Ч \

| ч \

0,2

0,4

0.6

0,8

Рис. 3. Относительное понижение температуры на оси струи: о - экспериментальные точки,---расчет по (4)

Интегрируя последнее уравнение от момента т = 0, соответствующего началу впрыскивания, до произвольного момента времени т (в пределе до начала воспламенения), получаем

На рис. 4 приведены экспериментальные (динамическая модель дизеля) и рассчитанные по (6) значения давления и температуры. При отсутствии стока теплоты (В = 0, т = т„„) уравнения (6) переходят в известные уравнения адиабатного (политропного) сжатия.

Изменение температуры в произвольном объеме V, который характеризуется местным значением коэффициента избытка воздуха а' (при отсутствии теплообмена среды в объеме V' с остальным зарядом), дается уравнением

где - термодинамическая характеристика испарения,

определяемая как количество теплоты, необходимое для полного испарения поданного к данному моменту времени топлива.

-15 -10 -5 вмт +5 ср° пкв

б)

740

-15 -10 -5 вмт +5 а>°пкв

Рис. 4. Изменение давления и температуры в цилиндре, п = 1700 мин"1:

а - давление; б - средняя температура заряда;----расчет по уравнениям (6); -

----расчет по уравнению (7) при а' = о.фак\--экспериментальные кривые;

Рпс, Т„с (р„ Тх) - давление, температура при прокрутке без впрыскивания топлива (при впрыскивании)

В последнем разделе первой главы с использованием известных соотношений турбулентной диффузии проведен анализ влияния турбулентных пульсаций скорости в неизотермической среде на величину ее температуры.

Во второй главе дано дальнейшее развитие теории фракционирования и испарения и разработана методика расчета испаряемости топлив различного состава в дизелях с КС в поршне. Теория испарения топлив в дизелях в нашей стране была разработана АС.Ирисовым, Д.Н.Вырубовым, О.Б.Леоновым, Я.М.Майером и др. и получила развитие в трудах В.П.Алексеева, Ю.Б.Свиридова, Б.Н.Семенова, О.Н.Лебедева, Н.Ф.Разлейцева, Р.М.Малова и др.

Анализ существующих подходов при построении различных моделей испарения показал, что с учетом требований практики необходимо иметь возможность с единых позиций вести количественные расчеты испаряемости

топлив различного состава в широком диапазоне варьирования конструктивных, режимных и регулировочных факторов для дизелей с различными условиями смесеобразования и типами камер сгорания. При этом расчет процесса должен базироваться на параметрах, которые могут быть определены непосредственно для условий дизеля или близкой их имитации.

При испарении топливной струи в нагретой среде возможны три основных режима:

1) равновесный режим, когда количество испаряющегося топлива определяется условиями фазового и теплового равновесия в системе пар -жидкость и в зависимости от условий имеет место равновесное выкипание (РВ) или равновесное испарение (РИ);

2) динамическое испарение топлива в процессе и после окончания впрыскивания, когда количество испаряющегося топлива определяется соотношением характеристики теплообмена и термодинамической характеристики испарения;

3) испарение при сверхкритических параметрах среды (по отношению к критическим параметрам топлива).

В развитие работ С.Н.Обрядчикова, MaxweИa, Edmistera и др. при проведении анализа равновесной испаряемости с использованием базовых положений термодинамики многокомпонентных смесей получены уравнения для расчета фазового и теплового равновесия моторных топлив с учетом их фракционирования. В продолжение работ Edmistera развита методика расчетного построения кривых однократного испарения (ОИ) при повышенных давлениях методом «фокусной» точки. Предложен метод расчета кривых равновесного выкипания и равновесного испарения, а также фракционного состава равновесно существующих паровой и жидкой фаз по фракционной разгонке топлива.

Метод расчета нестационарного процесса испарения, основанный на совместном использовании характеристики впрыскивания тт =.Дт), характеристики теплообмена Qa-j{x), термодинамической характеристики испарения {Зтерм =Лтт)» позволил получить исходное уравнение для определения характеристики динамического испарения

где от„ - количество испарившегося топлива; Тср - средняя температура топлива за время его впрыскивания

С приемлемой для оценочных расчетов погрешностью можно использовать приближенное уравнение для относительной степени испарения '»

Из уравнений (1) и (9) получаем уравнение для относительного количества испарившего топлива (степени испарения)

где индекс «/» относится к периоду задержки воспламенения (ПЗВ).

Достоверность полученных уравнений обоснована как «прозрачностью» находящихся в их основе физических допущений, так и корреспондированием с опубликованными данными. Так, согласно уравнению (1) количество

подволимой теплоты £}а определяется (при прочих равных условиях) величи-' ,35

ной /я

Сопоставление изменения относительной величины

(W4T

и экспериментальных значений

по данным

А.С.Хачияна и В.М.Кузнецова (динамическая модель дизеля ЯМЗ) дают удовлетворительное согласование, рис. 5.

Рис. 5. Влияние параметров впрыскивания и распыливания топлива на относительную величину подводимой теплоты при разных частотах вращения: экспериментальные точки ТПАЯМЗ-740: • - п = 1400 мин"1; о - п = 2200 мин"1 ТПАКСФ: х - п = 1400 мин"1; — - расчет по (1) 12

Следующая из уравнений (1) и (9) зависимость степени испарения от диаметра капли iv~ d^0'1 и свойств топлива i„~ /Cum0,1 подтверждается данными К.Н.Ерастова, рис. 6, и Fostera и Ingebo для стационарных топливных струй.

Рис. 6 Зависимость степени испарения от диаметра капель: а - этиловый спирт; б - б е о - /„„= 750 °С; х - ?„„== 500 °С,| ы е К.Н.Ерастова;--расчет с!^0,7

При анализе процесса испарения топлива в КС дизелей различных типов и с разными способами смесеобразования в качестве представительной характеристики динамической испаряемости использовали относительную степень испарения за ПЗВ ¡„ = тщ1т„¡, которую определяли по аппроксимирующему уравнению

где С\ - коэффициент, учитывающий отличие теплофизических свойств среды от свойств воздуха, = ^ —; Сг - коэффициент, учитывающий влияние ко-

личества распыливающих отверстий,

i<>6, hp - доля топлива, подаваемого в объем КС и пристеночную зону; L„s, Lnp длина «объемной» и «пристеночной» топливных струй; dKC - диаметр КС; п -частота вращения вала двигателя, минл; d - диаметр цилиндра, м; 5 = (p>Kc/®de)(d,«Jd)2 - приведенное вихревое отношение; соте - угловая скорость движения заряда в камере сгорания (КС) в ВМТ, с"1; пп/30, с-1; Tv, Г50 температура в пристеночной зоне, температура выкипания 50% топлива, К.

При испарении топлив различного фракционного состава (при прочих равных условиях) для величины iv j выполняется качественное соотношение

¿vAA^W7*).

где индекс «<)» относится к дизельному топливу.

Проведенные по уравнениям (10) расчеты динамической испаряемости в дизелях с объемным и пристеночным смесеобразованием при изменении вихревого отношения, количества распыливающих отверстий, частоты вращения, отношения iadinp и T^JTHt\i других параметров показали, что влияние на ivj доли топлива, подаваемого в пристеночную зону, более заметно при меньших значениях а величина сильнее влияет при меньшей свободной длине струи; вихревое отношение наиболее сильно влияет на испарение в пристеночной зоне.

В заключительной части второй главы даются численное и приближенное аналитическое решения задачи о нестационарном испарении капли; в развитие работ D.Spalding показана недостижимость квазистационарного режима испарения при сверхкритических параметрах среды (по сравнению с Ткр, ркр вещества капли) и найдены предельные значения температур и давлений среды, соответствующие этому режиму. Получены уравнения для общей длительности испарения и его стадий при квазистационарном и нестационарном режимах испарения.

В третьей главе дан анализ процесса смесеобразования в дизелях с КС в поршне и предложены показатели качества смесеобразования с позиции достижения g,imm. Автор базируется как на собственных результатах, так и на опубликованных данных, полученных в МАДИ, MEIY им. Н.Э.Баумана, МАМИ, НАМИ, УДН им. П.Лумумбы, МГА водного транспорта, ЦНИДИ, НАТИ, НИИД, НИИАТ, а также на ЯМЗ, КАМАЗе, ВТЗ и в других организациях.

Предложена оценка совершенства смесеобразования по отношению действительной энергии воздушного заряда Ед, пропорциональной квадрату тангенциальной скорости движения, к требуемой энергии воздушного заряда

обеспечивающей минимизацию удельного расхода топлива

Величину Етр определяли из условия наиболее полного использования воздуха за счет тангенциального переноса паров в межструйном пространстве и по глубине КС за счет эффекта вытеснения и радиальных перетеканий. Величины Ел и Ещ, пропорциональны соотношениям

где (©„ДоаУро -энергия воздуха, необходимая для заполнения «меж-

струйного» пространства за счет тангенциального переноса; - энергия воздуха, соответствующая изменению профиля тангенциальной скорости по глубине КС, обеспечивающая оптимизацию воздействия воздушного заряда на топливные струи при выбранной их ориентации (угле раскрытия струй

При нормировании значений (са^Юдв) были введены приведенные вихревые отношения

2 с

5 = (<üJada)(2Repld)\ 5р0= (<üJ®d,)po-{7Repld)\ 5Y= (®J(i>b\ -{IRJdf.

Для КС с открытой горловиной принят радиус вращения Rep = dKJ2, для КС с зауженной горловиной (типа ЦНИДИ, Perkins) Rep = HKJ2, где Нкс - высота КС.

По результатам обработки данных (рис. 7) для дизелей с различными способами смесеобразования (от преимущественно объемного до преимущественно пристеночного) с КС в поршне разных типов (цилиндрические, ЯМЗ, ВТЗ, Гессельмана, ЦНИДИ, Deutz, MAN) и организованным движением заряда на впуске получено для номинального режима работы статистическое соотношение с коэффициентом корреляции R = 0,965.

(14)

где - степень повышения давления в компрессоре при наддуве ДВС.

Точность уравнения (14) зависит от правильного подбора количества распыливающих отверстий 1ро, для оценки которого можно использовать из-

вестное соотношение

ipo = 360/((соKC/(üde С учетом

этого соотношения

Фкс/СОдв, ip,o

9 8 7 6 5 4 3 2 1

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 d^/d

Рис. 7. Статистическая взаимосвязь относительного диаметра КС djd, интенсивности вихревого движения со«/© и количества распиливающих отверстий ip.o

Предложена физическая картина взаимосвязи геометрии топливных струй и интенсивности движения воздушного заряда, основанная на допущении, что оптимальная величина ys позволяет максимально реализовать энергию вихревого движения путем подачи топливной струи в зону его наибольшего по величине, длительности и направлению воздействия. Если изменение интенсивности вихревого движения не приводит к заметному перераспределению профиля скоростей и отклонению его от закона движения твердого тела, то оптимальная глубина попадания струй может не зависеть от скорости движения заряда. В обратном случае имеет место зависимость

Vl^.min ОТ WKс

Проведенные опыты на дизеле 1Ч 13/14 с цилиндрической КС в поршне (dKJd = 0,538; HKJdK = 0,558) при изменении интенсивности вихревого движения заряда, угла раскрытия струй yj и выступания распылителя, давления и длительности впрыскивания показали увеличение с увеличением

глубины попадания струй давления впрыскивания, а также с

увеличением угла раскрытия струй (уменьшением длины струй).

Взаимосвязь направления струй и геометрии КС была приближенно найдена из условий максимального заполнения объема КС топливом под воздействием тангенциальной скорости:

16

«в(Г,/2)-(2/3 ХнксЫксГ{и2'т)

(16)

где т - показатель степени в уравнении профиля тангенциальной скорости по глубине КС, сокс/о)ав = (1 - ЫНкс)Ут. При заданной геометрии КС и неизменном выступании распылителя высота й попадания струи, отсчитываемая от верхней кромки КС, равна

(17)

где е - эксцентриситет установки форсунки относительно оси КС.

Из уравнений (16) и (17) при т = 2 следует

где р - угол между осью распыливающего отверстия и плоскостью, перпендикулярной оси симметрии (вращения) КС.В уравнениях (17) и (18) знак (+) берется для «длинных» струй, знак (-) для «коротких».

Для КС с заданными значениями <1КС и Нкс после согласования скорости движения заряда с количеством распыливающих отверстий требуемый угол ориентации топливных струй (при радиальном впрыскивании) может быть получен из уравнений (16) или (18).Путем статистической обработки опубликованных данных получено соотношение между углом раскрытия топливных струй Уе для дизелей с КС в поршне ( когда угол Р не превышает ~ 25°) и требуемой скоростью движения заряда

Из уравнения (11) с учетом приведенных выше соотношений (15) и (20) находили величину Ксм — б/^8р06у = 6/50, которую использовали для

оценки согласования интенсивности вихревого движения заряда, относительного диаметра КС, числа распыливающих отверстий, длительности впрыскивания, угла раскрытия топливных струй. Установлено, что при значения на номинальной частоте вращения близки к еди-

нице, табл. 2.

Таблица 2

Расчет показателя смесеобразования Кем и его сопоставление с удельным рас-

ходом топлива

Двигатель S/d п, мин"1 djd Ipo пп S 5» Кем gп г/кВтч

Ролсс-Ройс 152 2100 0,565 4 150/151 0,77 0,909- 0,84 -

C6NFL102 130 0,926

Лейтланд 114 2600 0,659 5 164/166 0,1 1-1,12 0,95 -

Л-800-5С 135

Юник 121 2600 0,487 4 160/155 M 1,021 1,02 -

мбг-э 119

Д-Б 140 2200 0,609 4 158/158 1,0 1,068-1,16 0,91 -

ОМ-346 115 0,992-

Д-Б 140 2500 0,565 4 158/156 1,015 1,075 1 -

ОМ-ЗбО 115

Д-Б 130 2500 0,52 4 150/153 0,884 0,883 1 -

ОМ-403 125

Фиат 110 3000 0,568 4 164 1,29 1,192 1,08 -

213-А 95

ЯМЗ-236 140 2100 0,615 2 2,28 1,64 1,39 187

130 3 1,51 1,34 1,13 185

4 162/163 1,14 1,16 0,98 183,5

5 0,92 1,89 0,89 184

ЯМЭ-236 140 2100 0,5 4 157 0,72 0,87 0,83 183,5

130 0,615 4 162 1,14 1,16 0,98 183,5

0,692 4 166 1,45 1,4 1,05 182

ЯМЗ-740 120 2600 0,433 4 141 0,613 0,57 1,06 178

120 0,5 4 151 0,83 0,78 1,05 175

0,625 4 161 1,31 1,17 1,12 180

ЯМЭ-238-ДЕ-1 140 2100 0,585 4 155 1,0752' 1,06 1,013 _

130

ЯМЗ-7511 140 1900 0,562 5 155 0,8622) 0,972 0,88 -

130

А-90ТК 70 1800 0,606 5 155 0,992' 0,94 1,05 180

165

1) в знаменателе значения рассчитанные по уравнению (19)

2)6^7

Относительное изменение удельного расхода топлива Дg/g,lm¡t, на номинальной частоте вращения в зависимости от величины выражается регрессионным уравнением

Лв/Ьт.- 1.42 + 0,314,36-ЛК2«. (21)

Отклонение ДКсм — Кы — (Км)&пш1 можно использовать для оценки возможного улучшения экономичности при оптимальном согласовании величин Юкс/сОа» (йепр, 1ро, УТ.,

Приближенно сформулированы требования к изменению вихревого отношения по скоростной характеристике из условия, что за время хвпр максимально возможное количество топлива, подготовленное к сгоранию и равное Шц.впт должно быть обеспечено воздухом из условия а = 1. Из этого условия

v,enpy

получено соотношение

которое является обобщением эмпирического выражения = 9000...10000, используемого для подбора скорости движения

Щв)

заряда на номинальном режиме.

Уравнение (22) выражает определенную автомодельность процесса смесеобразования по скоростной характеристике, т. е. примерно постоянное (при работе на одном топливе) соотношение между интенсивностью вихревого движения заряда и степенью испарения топлива к моменту окончания впрыскивания <йк/(т*яч/Иц) = idem, обеспечивающее минимальную продолжительность процесса сгорания и, соответственно, при изменении частоты вращения.

Анализ собственных результатов и опубликованных данных В.Р.Гальговского, АС.Хачияна, Wakuii и др., а также характер изменения вихревого отношения в дизеле Мицубиси с регулируемым впускным каналом показали, что характер изменения по скоростной характеристике соответствует соотношению (22).

Для согласования конструктивного оформления (геометрии) КС и распылителя использовали показатель М, определяемый при положении поршня в ВМТ и учитывающий различие углов в плане и в шатре для каждого рас-пыливающего отверстия, смещение оси КС относительно оси цилиндра и оси распылителя относительно оси КС, форму КС.

где Ьср - средняя длина топливных струй, определяемая как расстояние между срезом /-го распиливающего отверстия со стенкой КС; Ьср~-

•ро

- среднее отклонение длин топливных струй

.j

; = -—j\Li-Lcp\; hcp

lp.o

средняя высота попадания топливных струй, отсчитываемая от днища головки цилиндров до точки пересечения оси распыливающего отверстия со стен-

кой КС;йс_ =-—£ ¡1,; ДЛ - среднее отклонение высоты попадания топливных

Для определения показателя М применяли пространственную модель определения точек встречи топливных струй с поверхностями КС, реализованную в виде программы расчета. Показатель М был использован для оптимизации процесса смесеобразования по условиям достижения минимального расхода топлива при доводке рабочего процесса дизелей А-90ТК и 8ДВТ-330.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального и теоретического исследования процессов рабочего цикла дизеля при применении топлив с различными физико-химическими свойствами, включая товарные моторные топлива и их смеси с эталонными углеводородами, смеси бензина А-76 с дизельным топливом и присадкой циклогексилнитрата (ЦГН), топлива типа расширенного (РФС) и утяжеленного (УФС) фракционного состава из разных нефтей, подачи этанола на впуске. При анализе использовали также опубликованные данные ГНЦ НАМИ, 25 ГосНИИ МО РФ, ВНИИ НП, НИ-ИД, УДН им. П.Лумумбы, Юго-Западного института (США), МТИ (США) и ряда других организаций.

Моторные испытания проводили на дизеле 14 13/14 с КС типа ЯМЗ (^=0,561) и цилиндрической КС {с1кс1с1= 0,615) при использовании впускных клапанов с ширмой, а также на дизеле 14/ 11,5 с КС типа Дойтц при использовании сменных впускных каналов с различной вихреобразующей способностью.

По результатам исследований установлены особенности влияния физических свойств и ЦЧ топлив на протекание рабочего цикла дизеля. Так, облегчение фракционного состава снижает требуемую скорость движения заряда, вследствие чего при работе дизеля по скоростной характеристике с ростом частоты вращения минимум удельного расхода топлива смещается в область более высококипящих смесей. Соответственно, при работе дизеля с заданной частотой вращения на топливе с меньшей плотностью наилучшее теплоиспользование достигается с впускным каналом с меньшей вихреобра-зующей способностью. Аналогичные результаты получены при работе на то-пливах типа РФС и УФС и смесях бензина А-76 с топливом Л. Многофакторный расчетный эксперимент позволил конкретизировать характер влияния на удельный расход топлива. Получено эмпирическое уравнение, связывающее требуемую величину приведенного вихревого отношения 6 на частоте вращения п с плотностью топлива р и номинальной частотой вращения

1р.о

На основе анализа опытных данных и согласования молекулярной и конвективной составляющих скорости испарения получено уравнение для требуемой скорости движения заряда, обеспечивающей £;,„,,•„ при работе на топливах различного фракционного состава:

Ко, ■/»,! = idem, (25)

устанавливающее связь динамической испаряемости разных топлив с показателем смесеобразования Кс и формализующее условия получения gitmi„. При постоянной частоте вращения интенсивность вихревого движения, обеспечивающая gi,mm, определяется соотношением

®кс,д !®кс к 'у j !hM " IТ50 > (26)

где индекс <«)» относится к дизельному топливу.

Уравнения (24...26) позволяют подобрать вихреобразующую способность впускного канала при работе дизеля на топливах различного фракционного состава, в частности на региональных топливах (газоконденсатах, синтетических топливах из угля и др.).

Из полученных данных следует, что динамическая испаряемость наряду с газодинамическими параметрами и характеристиками топливоподачи управляет протеканием процесса смесеобразования. В свою очередь, ЦЧтоп-лива корректирует «рассогласование» процесса смесеобразования из-за несоответствия скоростей испарения и вихревого движения изменением ПЗВ, влияющего на количество топлива, сгорающего в кинетической и диффузионной фазах. Установлено, что с увеличением фактического ЦЧ бензинов (за счет присадки ЦГН) вихревое отношение, обеспечивающее gi,m¡„, снижается; фактическое цетановое число, обеспечивающее с уменьшением частоты вращения увеличивается.

Результаты исследований позволили сделать вывод, что для получения минимальных расходов топлива при низкой частоте вращения требуется легкое, хорошо воспламеняемое топливо, в то время как при высокой частоте вращения испаряемость и воспламеняемость топлива могут быть меньше. Регулирование, обеспечивающее при каждой частоте вращения переход на смесь оптимального состава, и соответствующее изменение вихреобразую-щей способности впускного канала могут дать по расчетам суммарный эффект снижения удельного расхода топлива на малых частотах вращения до 8%.

Анализ условий начала воспламенения при сгорании различных топлив позволил получить соотношения для расчета оптимальных значений дпи-тельности ПЗВ и степени повышения давления обеспечивающих

в зависимости от конструктивных параметров двигателя и физико-химических свойств топлив:

где характеризующий фактор топлива,

Из уравнения (27а) следует уменьшение оптимального значения ф|>0 с увеличением Б/с1, УКС1У, е и уменьшением что согласуется с опытными данными В.Р.Гальговского, фирмы «Даймлер» и др; увеличение (р„г (уменьшение X) с увеличением ЦЧ.

Как следует из (276), с ростом ЦЧ величина А,0, соответствующая £,.„,,„, снижается, что позволяет уменьшать без ухудшения экономичности.

При выборе сочетаний конструктивных параметров КС, распылителя, <о*сМ»« и других факторов предпочтение следует отдавать варианту, для которого опытные значения будут максимально близки к

С использованием работ Н.Н.Семенова по теории теплового взрыва и А.С.Предводителева по теории нестационарного воспламенения жидких топ-лив разработана математическая модель воспламенения топлива в дизеле в процессе впрыскивания, учитывающая испарение топлива и сжатие заряда.

Диффенциальное уравнение изменения температуры на участке от момента начала впрыскивания

* <«4

Бт(р+—8ш2ф \Т

К,

Ф епр

где ф - угол ПКВ, отсчитываемый отНМТ; Кф - характеристика стока теплоты; ф! - отношение характеристик источника и стока теплоты; ф| = К^/Кф, - относительный угол начала горения;

0«=Е*р/(КТт); ф = ф/фвпр.

С использованием результатов численного и приближенного аналитического (путем линеаризации и сведения к уравнению Бернулли) решений уравнения (28) получено соотношение для расчета длительности ПЗВ в дизеле при

22

его работе по скоростной, нагрузочной и регулировочной характеристикам с использованием топлив различного фракционного и группового состава:

Ат = 273 ТцЧ Ф1 = -fae2a; а = Кф{а, -1)/ 0„в; а, = (vH, - «*,)•

Получены полуэмпирические уравнения для расчета основных показателей динамики рабочего цикла в зависимости от ЦЧтоплив и их динамической испаряемости за ПЗВ.

В пятой главе обоснованы показатели качеств перспективных топлив для дизелей и предложена методология их расчетного определения. Альтернативным сырьем для производства дизельных топлив могут быть природный газ, уголь, биомасса, нефтяные сланцы и другие с последующим облагораживанием их состава и введением пакета специальных присадок.

Состав и основные показатели качеств перспективных топлив для дизелей должны явиться результатом компромисса между себестоимостью производства, возможностью их применения в существующих конструкциях дизелей и получения энергоэкономических показателей на уровне применения товарных дизельных топлив при снижении содержания токсических компонентов, диоксида углерода в ОГ и минимальном потреблении кислорода воздуха. Этим требованиям в определенной степени могут удовлетворять ре-формулированные топлива, включающие кислородосодержащие соединения. Анализ показателей качеств товарных и альтернативных топлив позволил получить аппроксимирующие выражения для низшей теплоты сгорания топ-ливовоздушной смеси (ТВС) при а,™, (на пределе дымления) и относительного количества диоксида углерода, отнесенного к 1 кг ТВС стехиометрическо-го состава (по отношению к этой же величине при сгорании углерода) в зависимости от элементного состава топлива:

#„//0amin =2,125+0,b{gH + g0Jgc\

(30)

[МС021{HU/L0)]/[MC02 ¡(Hu/L0)l~txp[-(gH +g0m )/&].

(31)

Величину минимального (на пределе дымления) коэффициента избытка воздуха ami„ рассчитывали по приближенному соотношению, полученному на основании опытных значений amin для разных топлив:

amin =1 + ac,

где - теоретическая склонность топлива заданного элементного состава к образованию сажи, которую находили по уравнению частичного окисления топлива из условия начала появления сажи в продуктах сгорания.

« _. (32)

2(1 + 3gHlgc- 0,375g0m / gc)

Величина ac меняется от ac = 0 для водорода до ас = 0,5 для углерода; для углеводородных топлив ас меняется от 0,33 для парафиновых углеводородов СпНгп-2 Д° 0,4 для ароматических углеводородов С„Н2П.6. Для кислоро-досодержащих соединений ас уменьшается и для метанола ас — 0.

Разработана методика определения свойств топлива элементного состава при заданном значении величины В качестве примера в

табл. 3 приведены состав и некоторые свойства смесевого реформулирован-ного топлива (на базе дизельного JI и метанола), удовлетворяющего заданному значению ДДат|П/0) =3,0 МДж/кг.

Фактическое цетановое число смесей дизельного топлива с метанолом определяли по уравнению

ЦЧф = ЦЧСМС + ЦЧдМд + InЦЧд - In{ЦЧд - ЦЧС) 1п(100Мс),

где - цетановое число и доля дизельного топлива;

доля спирта.

Таблица 3

Расчет свойств смесевого топлива

% метанола Элементный состав Ни, МДж/кг Цт, кг/кмоль p'j г/см Km Тфу К ЦЧФ

gc gH

0 0,873 0,127 . 42,8 230 0,84 11,86 550 50

5 0,848 0,127 0,025 41,7 220 0,8375 11,80 537 42

10 0,823 0,127 0,05 40,5 210 0,835 11,76 525 39,7

15 0,798 0,127 0,075 39,4 200 0,8325 11,69 513 37,5

20 0,7734 0,1266 0,1 38,3 190,4 0,83 11,63 500 35,2

25 0,7485 0,1265 0,125 37,1 180,5 0,8275 11,58 489 33

30 0,7236 0,1264 0,15 36,0 170,6 0,825 11,52 477 30,8

40 0,674 0,126 0,2 33,7 150,8 0,82 11,40 454 26,3

50 0,624 0,126 0,25 31,5 131 0,815 11,29 433 21,8

Возможное снижение содержания сажи С и N0* в ОГ в зависимости от содержания метанола в смесевом топливе на примере дизеля ЯМЗ-238 ДЕ-1 дано в табл. 4.

Таблица 4

Влияние свойств смесевого топлива на относительную токсичность ОГ

мета- . -Тср п'~ЦЧ- 273 <Рп °пкв С а с ф„ °ПКВ С NОх

нола при ЦЧЛ при ЦЧ= 50

0 0,745 1 0,478 6,46 1 1 6,46 1 1

5 0,753 0,989 0,553 8,2 0,966 0,977 6,11 0,978 0,96

10 0,761 0,979 0,569 8,54 0,939 0,948 5,79 0,958 0,936

15 0,769 0,969 0,586 8,89 0,911 0,925 5,46 0,932 0,903 •

20 0,777 0,959 0,605 9,26 0,877 0,9 5,09 0,907 0,866

25 0,785 0,949 0,629 9,70 0,843 0,871 4,78 0,882 0,84

30 0,793 0,939 0,654 10,13 0,804 0,839 4,43 0,849 0,809

40 0,810 0,920 0,721 11,13 0,72 0,77 3,75 0,776 0,758

50 0,825 0,903 0,821 12,23 0,64 0,69 3,11 0,7 0,706

Содержание в ОГ сажи (дымность) и М0Х определяли по полученным в работе соотношениям; значения (р, считали по уравнению (27а).

Величины относительного изменения дымности, рассчитанные по уравнениям (32) и (33а), дают удовлетворительное согласование, что позволяет использовать их для предварительной оценки экологических свойств топлив.

В заключительной части главы анализируются свойства диметилового эфира (ДМЭ) как возможного компонента перспективных дизельных топлив и предлагается методология их расчетного определения с использованием известных положений термодинамики.

Материалы этого раздела базируются на работах М.П.Вукаловича, И.И.Новикова, В. А. Кириллина, В.М.Татевского, Н.Ф.Дубовкина, Дж.Робер-тса, Р. Планка, а также на результатах, полученных А.А.Жердевым с сотрудниками в МГТУ им. Н.Э.Баумана и д-ром Х.Офнером в фирме AVL.

Для расчета свойств ДМЭ в состоянии насыщения предлагается система полуэмпирических уравнений:

давление насыщенных паров (в Па)

скрытая теплота парообразования (в кДж/кг)

/ \0,4

г = 691 1-— Т КР ;

удельный объем кипящей жидкости (в м3/кг)

Л+^ - = -20>1Л/г~Гг + 7,645(Тг~^Г - 0,568(Л/Г~=77)Р +

" * укр

уде;

+ 1,722.10-3(л/7^г)4 +1)068.10-3(л/7^г)Р. (37)

Результаты расчетов по уравнениям (34)...(37) приведены в табл. 5. Достоверность контролируется выполнением уравнения Клапейрона -Клаузиуса (равенством величины единице).

Таблица 5

лм5 Па Г, К ¿РИТ, кПа/К г, кДж/кг уЧО3, май- у",м3/кг N

данные АУ1, расчетные данные

2 266 7,710 446 1,425 1,427 0,2530 1,160

3 277 10,54 431 1,459 1,465 0,1570 1,053

5 292 15,55 409 1,512 1,516 0,0970 1,060

6 298 17,81 400 1,536 1,538 0,0785 1,021

8 309 21,87 383 1,575 1,579 0,0577 0,990

10 317 25,80 368 1,612 1,611 0,0472 1,013

12 324 29,47 356 1,647 1,643 0,0390 1,002

14 331 32,77 342 1,681 1,678 0,0327 0,984

16 336 36,21 332 1,714 1,705 0,0291 1,004

18 341 39,41 321 1,748 1,736 0,0257 1,003

20 347 42,11 308 1,781 1,777 0,0223 0,974

25 358 49,08 281 1,868 1,872 0,0171 0,971

52,36 400 80,44 0 3,696 3,696 0,003696 -

Для определения свойств ДМЭ в паровой (газовой) фазе использовали уравнение состояния Бертло

в точной

ЯТ

и приближенной

(38а)

(386)

формах, которое при рассчитанных по критическим параметрам ДМЭ {р1ф = 52,36-105 Па, Ткр = 400 К, v„p= 0,003696 м3/кг, данные AYL) значениях коэффициентов а = 0,85-10 м 5К/(кгсг) и Ъ = 0,0011305 м3/кг дает удовлетворительное согласование с опубликованными данными Р.Планка и MГТУ им. Н.Э.Баумана. С использованием уравнения Бертло и известного соотношения

были рассчитаны значения теплоемкостей и скорости звука в газовой фазе прир — 105 Па , которые близки к экспериментальным данным, табл. 6.

Таблица 6

Сопоставление свойств димети лового эфира в газовой фазе

и °С V, м3/кг (по 386) ср cv, кДж/кгК (по 39) cD, кДж/кг-К Су, кДж/кг-К у-сf/cv а, м/с

расчет. экспер. расчет. экспср. расчет. экспер.

0 10 25 97 0,48 0,50 0,53 0,66 0,20 0,197 0,195 0,188 1,35 1,38 1,43 1,65 1,15 1,38...1,48 1.15 1,163 1,235 1,462 1.2 1,29 1,54 1,17 1,167 1,158 1,13 235 240 245,5 272,5 246,5 273,9

Для определения ряда физических свойств ДМЭ предложен методологический подход, использующий термодинамическое подобие с пропаном и н-бутаном и позволяющий определять свойства ДМЭ по аналогичным свойствам этих веществ. Допуская, что в термодинамически соответственных состояниях зависимости подобных одноименных физических параметров от Т и р будут одинаковыми, получены уравнения для определения:

скрытой теплоты парообразования

где ; значения берутся при

Т= 298 К в стандартном состоянии (для пропана ср = 1,672 кДж/кг-К; для н-бугана ср° = 1,704 кДж/кг-К; для ДМЭ ср° = 1,43 кДж/кг-К);

динамическои вязкости паров Г|

ЦТ

1/6 кр

Ä/3/(n

— -idem,

(41)

поверхностного натяжения

где для пропана и н-бутана п = 1, 3; для ДМЭ п = 1,2.

В табл. 7 приведены в зависимости от температуры значения динамической вязкости паров н-бутана, взятые по опубликованным данным, и значения вязкости ДМЭ, рассчитанные по соотношению (42) по вязкости н-бутана при I = 0°С (Г = 0,6411), Лб = 6,97-Ю"6 кг/мс.

Таблица 7

Н-бутан ДМЭ

/,°С Т г), Ю-6, кг/мс, Г Г}, 10'6, кг/мс, экспер. Л, Ю"4, кг/мс, расчет по (42)

-56,91 0,501 0,540 6,584 6,68

0 0,641 6,97 0,683 7,5

19,5 0,687 0,731 9,09 8,1

22,9 0,695 0,740 8,994 8,915

100 0,876 9,44 0,933 11,15

120 0,923 0,983 12,28 11,79

200 1,110 11,9 1,183 14,0

300 1,346 14,3 1,433 16,55

400 1,581 16,7 1,683 18,87

Видно, что имеет место удовлетворительное согласование результатов расчета и опытных данных с максимальной погрешностью до 3%.

Основные результаты и выводы

1. На основе дальнейшего развития теории теплообмена и испарения и реализации идеи об управляющем воздействии свойств топлив и их динамической испаряемости на процессы рабочего цикла даны пути решения проблемы улучшения экономических и экологических показателей дизелей при их работе на топливах различного элементного и фракционного состава, имеющей важное народнохозяйственное значение.

2. На базе теории подобия получено критериальное уравнение для модифицированного числа Стэнтона в функции времени, температуры, давления

и скорости движения заряда, количества подаваемого топлива и среднего диаметра капель, физических свойств среды и топлива, позволяющее вести расчет нестационарного теплообмена между топливной струей и нагретой средой при температурах до 900 К и давлениях до 60-105 Па, характерных для смесеобразования в дизелях.

С использованием математического аппарата теории турбулентной диффузии получены уравнения для расчета нестационарного двухмерного поля температур около испаряющейся топливной струи и в ее объеме в зависимости от длины струи, характеристики теплообмена, коэффициента турбулентной диффузии, скорости стефановского течения среды, длительности впрыскивания.

Уравнения для расчета средних и локальных температур заряда в цилиндре дизеля в процессе сжатия учитывают теплообмен при впрыскивании топлива и турбулентные пульсации скорости движения и в пределе переходят в известные уравнения адиабатного сжатия.

3. В зависимости от соотношения температур воздуха, фракционной разгонки топлива и соотношения «топливо-воздух» проанализированы условия равновесного и динамического испарения. Разработанные методика и программы расчета кривых равновесного выкипания и равновесного испарения позволяют определить предельную равновесную степень испарения топлива и фракционный состав равновесных паровой и жидкой фаз.

Разработанный метод расчета процесса испарения топлива по характеристикам его впрыскивания и теплообмена позволяет определять динамическую испаряемость топлив в дизеле в зависимости от длины топливной струи, доли топлива в объемной и пристеночной зонах, вихревого отношения, относительного диаметра КС, частоты вращения, средней температуры разгонки топлива.

4. Установлено, что свойства топлива наряду с газодинамическими характеристиками воздушного заряда и процессом топливоподачи влияют на процесс смесеобразования таким образом, что требуемая по скорость движения заряда при снижается обратно пропорционально величине динамической испаряемости. При переходе с дизельного топлива на топливо с другим фракционным составом требуемое изменение скорости движения заряда примерно обратно пропорционально отношению средних температур разгонки или четвертой степени отношения плотностей этих топлив.

Изменением ЦЧ топлив можно в известной степени корректировать рассогласование скоростей испарения и вихревого движения заряда, увеличивая, например, фактическое цетановое число легких топлив на малых частотах вращения.

5. Установлено, что для дизелей с КС в поршне с изменением условий смесеобразования от преимущественно объемного до пристеночного требуемое по вихревое отношение меняется обратно пропорционально

квадрату относительного диаметра КС (d^d)2, а для дизелей типа Perkins - (dJHK)\

Для достижения минимального расхода топлива на номинальной частоте вращения отношение энергии, вносимой организованным движением заряда, к энергии заряда, обеспечивающей наилучшее использование воздуха в КС, должно стремиться к единице, Ксм—>1.

Изменяя пропорционально динамической испаряемости вихревое отношение по скоростной характеристике (например, используя впускной канал с регулируемым вихрем), можно получить улучшение экономичности на малых частотах вращения до 4...6 % (при работе на дизельном топливе).

6. Для дизеля при его работе по скоростной, нагрузочной и регулировочной характеристикам на разных топливах получены уравнения для определения действительной cpj и оптимальной cpi0 длительности ПЗВ. Установлено, что при согласовании условий смесеобразования в соответствии с требованием A"a„-»1 предпочтение следует отдавать варианту ф/ф,0—>1, ф,0—»min, обеспечивающему gijnm при меньших значениях ртзх и N0*.

7. Предложена методология определения основных характеристик рефор-мулированного смесевого топлива при заданных ограничениях на теплоту сгорания ТВС на пределе дымления и теоретическую склонность к образованию сажи.

С использованием принципа термодинамического подобия рассчитаны значения теплоты парообразования, поверхностного натяжения, динамической вязкости паров ДМЭ по аналогичным величинам для пропана и н-бутана в диапазоне температур от t~ -50° до t^, дающие удовлетворительное согласование с опубликованными данными. Показана возможность расчета параметров состояния, теплоемкости и скорости звука ДМЭ в газовой фазе на основе уравнения состояния Бертло.

Предложенная система уравнений для расчета свойств ДМЭ в состоянии насыщения - в диапазоне температур до подтверждается опытными данными и контролируется выполнением уравнения Клапей-рона-Клаузиуса.

8. Реализация результатов исследований при решении важных проблем целевых научно-технических программ (международной COST-319, федеральной «Экологически чистый автомобиль», Концепции развития автомобильной промышленности РФ), на Алтайском моторостроительном производственном объединении, КамАЗе, Чебоксарском заводе промышленных тракторов, в образовательном процессе МАДИ(ГТУ) и других вузов РФ и зарубежных стран подтвердила достоверность и практическую значимость научно-теоретических положений диссертации.

Основные положения диссертации опубликованы: Монографии, учебники и учебные пособия:

1. Гуреев А.А., Камфер Г.М. Испаряемость топлив для поршневых двигателей. - М: Химия, 1982. -264 с.

2. Гуреев А.А., Азев B.C., Камфер Г.М. Топлива для дизелей. Свойства и применение: Учебное пособие для вузов.- М.: Химия, 1993. -336 с.

3. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.НЛуканин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.Н.Луканина. - М.: Высш. шк., 1999. - 671 с: ил.

4. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н.Луканин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.Н.Луканина. - 2-ое изд. перераб. - М.: Высш. шк., 2000. - 671 с: ил.

5. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н.Луканин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.НЛуканина. - 3-е изд. перераб. и исправ. - М.: Высш. шк., 2002.-671 с: ил.

6. Теплотехника: Учеб. для вузов / В.Н.Луканин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др.; Под ред. В.Н.Луканина. - 4-е изд. перераб. и исправ. - М.: Высш. шк., 2003. - 671 с: ил.

7. Камфер Г.М. Процессы теплообмена и испарения при смесеобразовании в дизелях. Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974. - С. 84.

Статьи и научные доклады:

8. Ховах М.С., Гуреев А.А., Камфер Г.М., Корчагин В.А. О теплообмене распыленных топлив различного состава с нагретой средой//Известия АН СССР «Энергетика и транспорт». - 1971 - №3. - С. 58...66.

9. Камфер Г.М. Теоретический анализ процесса испарения капли при сверхкритических температурах и давлениях среды//Материалы XI Всесоюзной конференции по вопросам испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. - Одесса: Изд-во Одесского гос. университета, 1972.-С. 16.

10. Ховах М.С., Гуреев А.А., Камфер Г.М., Корчагин ВА Особенности испарения топлив различного состава в дизелях // Известия АН СССР «Энергетика и транспорт» - 1972 - №4. - С. 35...41.

11. Камфер Г.М., Назаров В.П., Комаров В.А. Некоторые результаты исследования температурной неоднородности в испаряющемся топливном факеле//Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение» - 1974 - №2. - С. 38...45.

12. Камфер Г.М., Комаров В.А Термодинамическая модель процесса воспламенения в дизеле// Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение» -1975-№5.-С.50...56.

13.Камфер Г.М., Комаров ВА Расчетно-экспериментальный анализ воспламенения распыленных топлив на базе тепловой модели процесса воспламенения//Физика аэродисперсных систем. - Вып. 14. - 1975. - С. 78...82.

14. Ховах М.С, Камфер Г.М. К уточнению уравнения теплообмена между нестационарным топливным факелом и нагретой средой//Физика аэродисперсных систем. - Вып. 14. -1975. - С. 33...37.

15. Камфер Г.М. Расчет процесса воспламенения распыленного топлива // Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение». - 1976. - №3. - С. 31...36.

16. Луканин В.Н., Камфер Г.М., Назаров В.П. Применение кислородосо-держащих присадок к дизельным топливам. Проблемы экономии топлива на автомобильном транспорте // Сб. науч. тр. МАДИ. - М., 1983. - С. 4...16.

17. Камфер Г.М., Комаров В.А Обобщение некоторых параметров воспламенения распыленных топлив //Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение». - 1976. - №4. - С. 18...23.

18. Ховах М.С., Камфер Г.М. Об уточнении уравнения теплообмена между распыленным топливом и нагретой средой при воспламенении //Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение». - 1976. - №10. - С. 11...17.

19. Камфер Г.М., Роговой СМ., Мезенцев. СВ. Некоторые результаты исследования скорости движения воздушного заряда в камере сгорания в поршне//Автотракторные двигатели внутреннего сгорания / Труды МАДИ.-Вып. 178.-1979.-С. 19...23.

20. Камфер Г.М. Анализ равновесного испарения при смесеобразовании в поршневых двигателях // Автотракторные двигатели внутреннего сгорания /Труды МАДИ. - Вып. 178. - 1979. - С. 24...32.

21.Гуреев А.А., Камфер Г.М., Пригульскийй Г.Б. Исследования воспламенения арктического дизельного топлива: Межвузовский тематический сборник «Проблемы адаптации автомобилей к суровым климатическим условиям Севера и Сибири». - Тюмень: ТГУ, 1979. - С. 85...92.

22. Луканин В.Н, Камфер Г.М., Алексеев И.В. Математическое моделирование акустических характеристик фазы быстрого сгорания в дизеле // Двигателестроение. - 1981. -№3. - С 8... 19.

23. Камфер Г.М., Назаров В.П., Комаров В.А Niektore rezultaty badan roznic temperatury wewnatre parujuacej strugi paliwa. P.N.P.S. №149, SZCZECIN.

24. Камфер Г.М., Назаров В.П. Zum Einflub des Verdampfungsgrades des Kraftstoffes auf die dynamischen Werte des Arbeitsprozesses in Dieselmotoren mit Verbrennungskammer in Kolben. Kuezreferate. 13 Kraftfahrzeng-technische Tagung, 1981.

25. Камфер Г.М. , Мезенцев С. В. Теоретический анализ изменения температуры заряда в объеме факела в процессе сжатия // Известия вузов СССР. Сер. «Машиностроение». - 1980. - №12,. - С. 23...27.

32

26. Гуреев А. А., Камфер Г.М., Пригульский Г.Б. Особенности испарения и сгорания дизельных топлив // Химия и технология топлив и масел. -1982.-№7.-С. 18...21.

27. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Анализ взаимосвязи диаметра камеры сгорания и интенсивности движения воздушного заряда в дизеле // Двига-телестроение. - 1983. - № 10. - С. 13,17.

28. Камфер Г.М., Таутах Г.Х. Анализ равновесной испаряемости топлив с учетом их фракционирования // Двигателестроение. - 1984. - № 6. - С. 23...25.

29. Камфер Г.М., Таутах Г.Х. Расчетный цикл дизеля с учетом испарения топлива для прогнозирования максимального давления сгорания // Дви-гателестроение. - 1986. - № 6. - С. 13... 17.

30. Камфер Г.М. Сравнительный анализ процесса испарения топлива в дизелях с различными способами смесеобразования // Двигателестроение. -1985.-№8.-С.3...7.

31. Камфер Г.М, Семенов В.Н. К выбору ориентации топливных струй в дизелях с преимущественно объемным смесеобразованием // Двигателестроение. - 1985. - №12. - С. 49...51.

32. Камфер Г.М. Семенов В.Н. Анализ взаимосвязи диаметра камеры сгорания и интенсивности движения воздушного заряда. Ч.И // Двигателестроение. - 1986. - № 2. - С.43...46.

33. Камфер Г.М. Комплексный показатель смесеобразования для дизелей с камерой в поршне // Двигателестроение. - 1986. - № 4. - С. 3...6.

34. Камфер Г.М. Анализ и подбор конструктивных элементов камеры сгорания при оптимальных условиях смесеобразования // Двигателестрое-ние. - 1986.-№6.-С. 17...20.

35. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Степаненко А.С. Интенсивность вращения воздушного заряда при различных конструкциях впускного канала и камеры сгорания // Двигателестроение. - 1986. - №9. - С. 6-8.

36. Камера сгорания дизеля. Авторское свидетельство СССР. №759736. Авторы: П.ААнтонов, Г.М.Камфер, Н.П.Лунин и др.

37. Камфер Г.М. О рабочем процессе дизеля на перспективных дизельных топливах // Автомобильная промышленность. - 1987. - № 2. - С. 5...9.

38. Камфер Г.М. Взаимосвязь параметров рабочего цикла дизеля с показателями качества топлив// Двигателестроение. - 1987. - № 8. - С. 30...33.

39. Камфер Г.М., Болотов А.К., Плотников С.А. Расчетная оценка цетано-вых чисел спирто-топливных смесей // Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей / МАДИ. - М., 1990. - С. 35...47.

40. Камфер Г.М. Регламентация состава дизельных топлив с учетом ограничений на дымность и токсичность дизелей // Совершенствование автомобильных и тракторных двигателей: Сб. науч. тр. / МАДИ. - М., 1991. -С. 43...55.

3РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СПтрвург

ОЭ ЭСЭ «г

41.V.N. Lukanin, G.M. Kampher Heat exchange and evaporation of non-stationary fuel spray in heated medium. «Heat and mass transfer 97» NAROSA, New Delhi, India, 1998.

42. Камфер Г.М. Анализ требований к перспективным топливам для поршневых ДВС. // Перспективы развития поршневых двигателей в XXI веке: Сб. науч. тр. / МАДИ(ГТУ), 2002. - С. 57...72.

43. Камфер Г.М. О термодинамическом подобии диметилэфира // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке. Сб. науч. тр. / МАДИ(ГТУ), - 2003. -С. 144...151.

44. Камфер Г.М., Николаев СЕ. Анализ термодинамических свойств диметилэфира. // Перспективы развития поршневых двигателей в XXI веке: Сб. науч. тр. / МАДИ(ГТУ), 2002. - С. 140.'.. 157.

45. Камфер Г.М., Николаев С.Е., Рыжкин СВ. Анализ термодинамических свойств диметилэфира. Ч.П // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке: Сб. науч. тр. /МАДИ(ГТУ), 2003. - С. 152...167.

Подписано в печать П.оз.госчг. Формат 60*84/16

Печать офсетная Усл. печ. я. >.0 Уч -изд я. I.»

Тираж 100, эк». _Заказ 179_

Ротапринт МЛДИ[ГТУ) 125319. Москва, Ленинградским просп, 64

Л8-8945

Принятые обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Экспериментальное исследование и теоретический анализ процесса теплообмена нестационарной топливной струи с нагретой средой.

1.1. Методика и основные результаты экспериментального исследования теплообмена.

1.2. Вывод критериального уравнения теплообмена.

1.2.1. Обобщение экспериментальных данных и вывод критериального уравнения.

1.2.2. Анализ применимости критериального уравнения теплообмена в условиях дизеля.

1.3. Расчет нестационарного поля температур при впрыскивании топлива.

1.3.1. Результаты экспериментального исследования.

1.3.2. Расчет поля температур около испаряющейся топливной струи методом источника.

1.3.3. Расчет поля температур в процессе сжатия.61 *

1.3.4. Влияние турбулентных пульсаций скорости.

Глава 2. Развитие теории фракционирования и испарения топлив в условиях дизеля.

2.1. Общие положения.

2.2. Расчет равновесной испаряемости.

2.2.1. Фазовое равновесие в системе пар - жидкость.

2.2.2. Фазовое равновесное многокомпонентных смесей.

2.2.3. Расчет процесса фракционирования.

2.2.4. Равновесное выкипание и равновесное испарение.

2.3. Расчет динамической испаряемости топлива по характеристике впрыскивания.

2.3.1. Вывод исходных соотношений.

2.3.2. Расчет динамической испаряемости топлива в условиях дизеля.

2.4. Особенности испарения топлива при сверхкритических параметрах среды.

Выводы по

главам 1,2.

Глава 3. Требования к организации процесса смесеобразования в дизелях с КС в поршне.

3.1. Общие положения.

3.2. Организация движения воздушного заряда в КС.

3.3. Взаимосвязь длительности процесса впрыскивания и количества топливных струй.

3.4. Требования к ориентации топливных струй.

3.5. Согласование конструктивного оформления КС и распылителя.

3.6. Комплексная оценка качества смесеобразования.

3.7. Изменение скорости движения воздушного заряда при работе дизеля по скоростной характеристики.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Влияние свойств топлив на показатели рабочего цикла дизеля.

4.1. Анализ влияния свойств топлив на показатели работы и токсичность ОГ дизелей.

4.2. Методика экспериментальных исследований.

4.3. Влияние испаряемости и ЦЧ на удельный расход топлива и требования к организации движения воздушного заряда.

4.4. Расчет длительности ПЗВ при сгорании топлив различного состава.

4.4.1. Общие положения.

4.4.2. Расчетная модель воспламенения.

4.4.3. Решение дифференциального уравнения воспламенения.

4.4.4. Уравнение для расчета периода задержки воспламенения в дизеле.

4.5. Требования к условиям начала воспламенения при сгорании топлив различного состава.

4.6. Влияние динамической испаряемости топлива на показатели процесса сгорания.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Обоснование и расчетная оценка показателей перспективных топлив для дизелей.

5.1. Сравнительная оценка склонности топлив различного состава к образованию токсичных компонентов.

5.2. Альтернативные топлива для дизелей.

5.2.1. Общая характеристика альтернативных топлив.

5.2.2. Расчетные зависимости для определения свойств топлив.

5.3. Оценка показателей качества перспективных топлив.

5.3.1. Общие соображения.

5.3.2. Соотношения между фракционным составом и ЦЧ дизельных топлив.

5.4. Оценка показателей качеств реформулированного дизельного топлива.

5.4.1. Определение элементного состава.

5.4.2. Расчет показателей качеств.

5.4.3. Расчет динамической испаряемости и требуемой интенсивности вихревого движения.

5.4.4. Влияние состава топлива на токсичность ОГ.

5.5. Расчет основных свойств диметилового эфира (ДМЭ).

5.5.1. Общие сведения.

5.5.2. Расчет термодинамических свойств диметилового эфира.

5.5.2.1. Свойства диметилового эфира в состоянии насыщения.

5.5.2.2. Свойства диметилового эфира в паровой (газовой) фазе.

5.5.3. Использование метода термодинамического подобия для расчета свойств диметилового эфира.

5.5.3.1. Исходные положения.

5.5.3.2. Скрытая теплота парообразования.

5.5.3.3. Динамическая вязкость паров.

5.5.3.4. Поверхностное натяжение.

Выводы по главе 5.

Актуальность проблемы. В настоящее время весьма актуальной становится проблема расширения ресурсов моторных топлив и улучшения показателей их качеств, что связано, с одной стороны, с уменьшением разведанных запасов и темпов прироста добычи нефти, а с другой - прогрессивным ростом парка автомобилей и ужесточающимися требованиями по контролю их вредных выбросов.

Потребление энергии, получаемой в основном путем сжигания углеводородных топлив, составляет в разных странах 0,5 .5564 ГДж /(чел. год), а в среднем находится на уровне 56 ГДж/(чел.год). В период 1970 - 2000 гг. мировой автомобильный парк вырос с 220 до почти 730 млн. и в настоящее время на транспорт приходится до 40 % мирового потребления нефти. Топливо, получаемое из нефти, обеспечивает 96 % энергии, затрачиваемой в мире для перемещения людей и грузов. В конце прошлого века транспортом в мире потреблялось 30 млн. баррелей нефти в день, что на 75 % превышало аналогичное потребление 1973 года при среднегодовом темпе роста 2,4 %. Предполагается, что в период до 2020 года мировое потребление нефти для транспорта будет расти вдвое быстрее, чем для других целей, а транспорт и в будущем сохранит свою зависимость от нефти.

Существенным фактором является традиционная диспропорция между запасами нефти, газа и угля и долей их потребления в мировом хозяйстве.

Российская Федерация обладает примерно 45 % мировых запасов природного газа, 13 % - нефти, 23 % - угля и 14 % урана. Одновременно в России более экологически совершенная структура энергопотребления, чем в ведущих странах Запада: почти в 3 раза большая доля природного газа по сравнению с углем, табл. 1 [5, 71, 137, 143]. К подобному соотношению стремятся сейчас во всем мире, так как в продуктах сгорания угля содержится на ~ 29 % больше вредных веществ, чем от нефтяного топлива, и на ~ 80 % больше, чем от газового. В нефтяной отрасли РФ имеет место согласование мощностей добычи и переработки нефти.

По фактическим загрузкам мощностей российская нефтеперерабатывающая промышленность занимает четвертое место в мире, уступив второе место Японии и третье - Китаю, но существенно отстает от них по глубине переработки нефти и качеству продуктов, прежде всего моторных топлив. Показатели работы нефтяного комплекса РФ даны в табл. 2.

Таблица 1

Примерная структура потребления энергоносителей в различных регионах

Энергоносители Структура потребления, % в России в США в Западной Европе

Нефть 20,6 39,7 42,5

Природный газ 53,1 25,7 21,5

Уголь 18,6 24,8 19,6

Прочие (ядерные, гидро- 7,7 9,8 16,4 энергетика и т.д.)

Таблица 2

Показатели работы нефтяного комплекса Российской Федерации

Показатель Объем, млн. т/год

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

Добыча 395 346 306 296 293 305 303 304

Переработка 253 220 186 179 176 176,8 163,7 168

Экспорт 142 126 120 117 117 126 139,3 134

- нефти в дальнее зарубежье 66 80 86 95 98 109 121,9 117,5

- нефти в ближнее зарубежье 76 46 34 22 19 17 17,4 18,5

- нефтепродуктов 26 35 39 43 43 42 43,8 43,5

Доля нефти и нефтепродуктов в товарной структуре российско- 28,2 31,9 32,2 33 33 34 32 33 го экспорта, % (отн.)

В 1999 году мощности по переработке нефти были использованы на уровне 55 . 60%. Связано это во многом с тем, что после распада Советского Союза в России осталось всего 28 НПЗ общей мощностью 330 млн. т/год из 48 НПЗ общей мощностью более 500 млн. т/год. Эти НПЗ, за исключением Омского, Ново-Уфимского, Московского, Пермского, имели весьма отсталую техническую базу и весьма невысокий уровень развития вторичных процессов 19 % от мощностей первичной переработки).

В настоящее время мощность первичной переработки нефти около 266 млн. тонн; в 2002 г. было переработано 185 млн. тонн, в первом полугодии 2003 г. - 93,7 млн. тонн. Добычу нефти в РФ планируется довести до 490 млн. тонн в год в 2010 г. и 520 млн. тонн - в 2020 г.

Отметим, что после распада СССР в условиях общего кризиса экономики в стране необходимо было не только поддерживать топливно-энергетический баланс, но и значительно улучшать качество нефтепродуктов, так как этот период совпал с существенным ужесточением мировых требований к их показателям. Впервые было сформулировано понятие «экологически чистые моторные топлива».

Одним из основных продуктов нефтепереработки являются моторные топлива: в структуре мирового потребления нефти с 1998 г. по 2015 г. объем их производства должен вырасти с 51 до 56 % от мощностей первичной переработки.

В табл. 3 приведено изменение производства основных моторных топлив и их структуры в РФ с 1991 по 2001 гг.

Таблица 3

Структура производства автомобильных бензинов и дизельных топив

Показатели 1991 г. 1995 г. 2000 г. 2001 г.

Автомобильные бензины

Объем производства, тыс. т/сут. 105 74,5 75,8 81

Доля в общем объеме производ- ства, %: этилированных 71,4 52,9 7,5 0,5 низкооктановых (А-76+АИ-80) 85,3 77,9 60 50 высокооктановых (АИ-95 и выше) 0,1 1,1 4,9 6,5

Дизельные топлива

Объем производства, тыс. т/сут. 194 121,5 134 139

Доля в общем объеме производ- ства, %: низкозастывающих марок 3 и А 14,5 13,4 13,8 14,2 содержащих не более 0,05 % серы 0 0 6,6 8

В настоящее время большинство европейских государств переходит на выпуск топлив, соответствующих требованиям стандарта EN-590, согласно которому в топливах должно быть не более 0,035% (масс.) серы и не более 11% (масс.) полициклических ароматических углеводородов. К 1.06.2005 г. содержание серы в топливе не должно превышать 50 млн-1 (50 ррш), а к 2011 г. - 10 млн-1 (10 ррш).

С целью повышения качества моторных топлив и удовлетворения потребности страны в энергоносителях в 2001 г. была утверждена федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 г. и перспективу до 2010 г., что должно позволить к 2004 г. снизить содержание серы в дизельных топливах до 350 ррш. Для удовлетворения требований норм Комитета по внутреннему транспорту ЕЭК ОНН ЕВРО-2 к 2004, ЕВРО-3 к 2006 г. и ЕВРО-4 к 2008 г. в РФ введен новый стандарт «Топливо дизельное автомобильное (Е>1-590)» по ТУ 38.401-58-296-2001. По этому стандарту цетановое число не ниже 50, содержание серы не более 0,05 %, (ЕЫ-590-1999, ЕВРО-2), содержание полициклической ароматики не более 10 %, табл. 4. В табл. 4 так же даны требования к аналогичным показателям топлив США и Западной Европы.

Отметим, что в 2002 г. РФ было произведено 390 тыс. тонн дизельного топлива с содержанием серы менее 350 ррш (при общем количестве 52,5 млн. тонн), а в 2003 г. планировалась увеличить эту цифру до 1 млн. тонн.

Еще более жесткое регламентирование предлагает нефтяная компания «Лукойл»: содержание серы не более 0,003%, полициклических АУ не более 1%, повышение ЦЧ до 53.58, снижение температуры конца кипения до 340°С и увеличение доли топлив марок 3 и А до 30.35%. Отметим, что такое ужесточение требований и, прежде всего, снижение температуры конца кипения 1кк до 340°С (вместо 360°С как у наиболее массового топлива Л) приведет к уменьшению выхода дизельного топлива из нефти на ~ 1,5 млн. тонн.

Таблица 4

Сравнительные характеристики дизельных топлив

Показатели Россия США Зап.Европа

ГОСТ 305-82 2005 г. ЕЙ 590-2000 ЕВРО-3 НК «Лукойл» 2005 г. ЕЫ 590 2005 г.

Цетановое число, не 45 50 59-58 51 51 51 ниже

Содержание, % масс), не более ПАУ - 10 1 10 11 И серы 0,2 0,035 0,003 0,03 0,035 0,005

Одним из возможных путей увеличения ресурса дизельных топлив при дефиците обычной нефти является использование для их получения альтернативных источников энергии. По сравнению с обычной нефтью, неразведанные запасы которой по оценкам не превышают 1200 млрд. баррелей, ресурсы других ископаемых энергоносителей весьма велики (от 10 до 100 раз больше обычной нефти). В первую очередь это запасы «тяжелой» нефти, нефтяных сланцев, битумных песков, угля, сжатого и сжиженного газов. Эти продукты могут служить сырьем для получения искусственных (синтетических) жидких топлив, которые хорошо совместимы с существующей топливной инфраструктурой. Конверсия природного газа до бензиновых и дизельных фракций с помощью усовершенствованного процесса Фишера - Тропша даст возможность использовать его как моторное топливо. Рост доли угля в структуре внутрироссийского энергопотребления также будет возможен в случае экономически эффективного получения из него синтетических моторных топлив.

В связи с ужесточающимися требованиями к экологическим свойствам топлив, уменьшающими их склонность к образованию токсичных веществ, ведутся интенсивные работы по использованию кислородосодержащих соединений (спиртов и их эфиров, эфиров растительных масел) в качестве компонентов топлив или даже их заменителей. В частности, в настоящее время перспективными компонентами (или заменителями) дизельного топлива считаются димети-ловый эфир (ДМЭ) и метиловый эфир рапсового масла (РМЭ).

Разработка требований к показателям качеств перспективных топлив становится актуальной проблемой и требует выявления характера и механизма влияния этих свойств на показатели дизеля.

Значительный объем исследований в этом направлении выполнен отечественными и зарубежными учеными в МГТУ им. Н.Э.Баумана, ФГУП 25 ГосНИИ МО РФ, ВНИИ НП, ФГУП ГНЦ НАМИ, МАДИ(ГТУ), НИИД, ФГУП НИИАТ, Киевском и Харьковском национальных университетах, Московской и Новосибирской академиях водного транспорта, УДН им. П.Лумумбы, Санкт

Петербургском политехническом университете, Юго-Западном институте (США) и других организациях. Полученные результаты позволили выявить особенности работы дизелей с различными способами смесеобразования на то-пливах различного состава и определить характер влияния основных свойств топлив на энергоэкономические и экологические показатели дизеля. Результаты этих исследований используются автором, о чем имеются соответствующие ссылки в тексте диссертации.

Вместе с тем анализ опубликованных работ позволяет заключить, что во многих случаях они ограничены установлением прямых связей между свойствами топлив и показателями дизеля. Безусловно, такие связи существуют, о чем свидетельствует наличие многочисленных корреляций. Однако именно разнообразие этих корреляций и их известная противоречивость указывают на их, как правило, опосредованный характер.

На наш взгляд характер влияния свойств топлив необходимо искать прежде всего в изменении условий протекания процесса смесеобразования и требований к его организации, изменении условий начала сгорания и длительности его отдельных фаз и требований к воспламеняемости топлив. Влияние физико-химических свойств топлив на требования к рациональной организации процессов смесеобразования и теплоиспользования и механизм этого влияния пока изучены недостаточно. Так, практически открытым, например, остается вопрос о взаимосвязи газодинамических характеристик и параметров впрыскивания (в частности, длительности впрыскивания, угла раскрытия и количества струй и др.) и испаряемости топлив.

Совокупное влияние цетанового числа (ЦЧ) и испаряемости обусловлено прежде всего характером взаимного их изменения для топлив различного фракционного и группового состава, а также зависит от конструктивных, регулировочных и режимных параметров самого двигателя. Вместе с тем необходимо учитывать и определенную «неравноценность» их воздействия, отмеченную в ряде работ. Этот вопрос связан с механизмом влияния ЦЧ на показатели рабочего цикла и также требует специального рассмотрения.

В рамках решения указанной проблемы были установлены взаимосвязи параметров рабочего процесса дизеля с показателями качеств топлив и предложены расчетные методики оценки этих взаимосвязей.

Анализ опубликованных данных и результаты собственных и выполненных под руководством автора исследований позволили сделать вывод о существенном влиянии испаряемости топлив на основные показатели рабочего цикла. В этой связи была разработана методология количественной оценки динамической испаряемости топлив различного состава в дизеле для разных условий смесеобразования в зависимости от характеристики впрыскивания, свойств топлив, режимов работы двигателя.

Ниже на рис. В1 приводится возможный характер взаимосвязи испаряемости топлива и основных показателей рабочего цикла дизеля:

• через количество испарившегося за период задержки воспламенения (ПЗВ) топлива на: показатели динамики фазы быстрого сгорания; оптимальные условия начала сгорания, содержание ряда токсических компонентов в отработавших газах (ОГ);

• через количество испарившегося за ПЗВ топлива на оптимальные условия начала сгорания и соотношение фаз быстрого и диффузионного сгорания;

• через количество и долю испарившегося к моменту окончания впрыскивания топлива на максимальную скорость образования смеси в период активного горения (II и III фазы горения) и требования к энергии смесеобразования, вносимой воздушным зарядом при работе дизеля по скоростной характеристике;

• через молекулярно-кинетическую составляющую скорости испарения, зависящую от физических свойств топлива, на требования к конвективной составляющей скорости переноса и, соответственно, на взаимосвязь фракционного состава топлива с требуемой интенсивностью вихревого движения заряда в камере сгорания (КС).

Необходимо также оценивать фактическую воспламеняемость разных топлив (по величине ПЗВ) в зависимости от ЦЧ, фракционного состава, режимов работы и конструктивных параметров двигателя, что даст возможность более обоснованно подойти к вопросу о выборе ЦЧ перспективных дизельных топ-лив.

Характеристики топлива

Рис. В1. Взаимосвязь испаряемости топлива с процессами рабочего цикла дизеля

Транспорт, прежде всего автомобильный, является основным потребителем нефти и останется им на период до 2040.2050 г. Одновременно происходит постоянное ужесточение требований к качеству применяемых топлив с позиции улучшения их экологических свойств и уменьшения загрязнения окружающей среды продуктами из сгорания. Отмеченные тенденции указывают на целесообразность постепенного изменения структуры производства дизельных топлив за счет использования альтернативных сырьевых ресурсов - природного газа, угля, биомассы и др. Применение реформулированных и синтетических топлив, топлив на основе эфиров низших спиртов и растительных масел позво-♦ лит при одновременном расширении их ресурсов улучшить экологическую обстановку.

Для повышения эффективности использования в дизелях перспективных топлив с различными физико-химическими свойствами необходимы глубокий анализ и количественная оценка механизма влияния свойств топлив на процессы смесеобразования и теплоиспользования, а также выявление закономерностей, связывающих эти свойства с протеканием отдельных стадий рабочего цикла.

Оптимизация показателей качеств перспективных топлив будет компромиссом между их себестоимостью, необходимостью облагораживания состава с учетом жестких экологических ограничений и возможностью получения высоких энергоэкономических показателей. Обоснование характеристик таких топлив и организация их эффективного применения в дизелях становится в настоящее время актуальной проблемой. Одним из путей решения указанной проблемы является формирование нового подхода, рассматривающего в качестве регулирующего фактора свойства топлив, направленным изменением которых можно воздействовать на протекание рабочего цикла дизеля.

Цель работы - улучшение энергоэкономических и экологических показателей дизелей путем повышения эффективности применения топлив с различными физико-химическими свойствами на основе дальнейшего развития теории процессов теплообмена и испарения; обоснование показателей качеств перспективных топлив для дизелей.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Анализ и обобщение методами теории подобия характеристик теплообмена нестационарной топливной струи с нагретой средой в условиях дизельного впрыскивания в широком диапазоне изменения условий смесеобразования и свойств топлив.

2. Теоретический анализ и расчет полей температуры около испаряющейся топливной струи и в ее объеме с учетом сжатия и турбулентных пульсаций скорости.

3. Развитие теории фракционирования и испарения и разработка методов расчета равновесной и динамической испаряемости топлив.

4. Анализ взаимосвязей интенсивности вихревого движения заряда, давления и длительности впрыскивания, угла раскрытия и количества топливных струй с динамической испаряемостью топлив и разработка на этой основе показателей процесса смесеобразования, с позиций оптимального теплоис-пользование.

5. Экспериментальное исследование показателей рабочего цикла дизеля при применении топлив различного фракционного и группового состава. Установление механизма и количественная оценка влияния испаряемости и це-танового числа (ЦЧ) на процессы смесеобразования и теплоиспользования.

6. Анализ и обоснование характеристик перспективных топлив для дизелей и разработка методологии их расчетного определения.

Научная новизна. Даны пути реализации основной научной идеи диссертационной работы - повышение эффективности организации процессов смесеобразования и теплоиспользования путем управляющего воздействия свойств топлив и, в частности, их динамической испаряемости и цетанового числа, позволяющие решать важную научно-техническую проблему улучшения экономических и экологических показателей дизелей при использовании топлив с различными физико-химическими свойствами.

Основные элементы научной новизны, которые выносятся на защиту: 1. Новый методологический подход к анализу и расчету показателей рабочего цикла дизеля, учитывающий свойства топлив и, в частности, их динамическую испаряемость и цетановое число, как управляющие факторы процесса смесеобразования.

2. Развитие теории теплообмена между нагретой средой и нестационарной топливной струей и критериальное уравнение для модифицированного числа Стэнтона в диапазоне изменения термогазодинамических параметров и свойств среды, характеристик впрыскивания и свойств топлив, характерных для условий работы транспортных дизелей.

3. Математическая модель испаряющейся топливной струи с учетом возникающего вследствие испарения радиального (стефановского) течения среды от ее поверхности и уравнения для расчета двухмерного нестационарного поля температур. Уравнения для расчета средних и локальных температур среды в цилиндре дизеля с учетом ее сжатия и турбулентных пульсаций скорости.

4. Теория и методы расчета равновесной (с учетом фракционирования) и динамической испаряемости топлив различного состава.

5. Методология обоснования фракционного состава и цетанового числа товарных и реформулированных топлив для дизелей. Расчетное прогнозирование свойств реформулированных топлив при заданных ограничениях элементного состава на склонность к образованию сажи и теплоту сгорания топливовоздушной смеси.

6. Методология расчетного определения свойств диметилового эфира на основе аналогичных свойств термодинамически подобных веществ.

Достоверность результатов. Достоверность теоретических исследований базируется на использовании фундаментальных законов и положений термодинамики и тепломассообмена и физически обоснованных моделях рассматриваемых явлений и подтверждается согласованием результатов расчета с опу-бикованными и полученными автором экспериментальными данными. Достоверность результатов экспериментов обоснована соблюдением требований стандартов, использованием современных аттестованных методов и средств регистрации и измерения, повторяемостью результатов измерений.

Практическая значимость. Разработанные в диссертации теоретические положения, модели, методики и алгоритмы, реализованные в виде программ для ЭВМ, могут быть использованы при разработке и реализации научно-технических мероприятий по совершенствованию показателей дизелей с камерой сгорания (КС) в поршне. Предложены возможные пути повышения эффективности теплоиспользования и снижения выбросов токсических веществ:

1. Критерии для сравнительной оценки эффективности смесеобразования, обеспечивающие минимальный расхода топлива и дымность ОГ, которые экспериментально подтверждены в широком диапазоне изменения относительного диаметра КС, вихревого отношения, количества и диаметра распы-ливающих отверстий и угла раскрытия топливных струй, относительной глубины КС, длительности впрыскивания, динамической испаряемости топлива.

2. Расчетные методы, использующие в качестве определяющего параметра динамическую испаряемость топлива, позволяют: подбирать вихреобразую-щую способность впускного канала в зависимости от фракционного состава (плотности) и ЦЧ топлив; оценивать степень приближения действительной длительности ПЗВ к оптимальной; определять показатели первой фазы сгорания и содержание сажи и >ЮХ в ОГ при работе дизелей на топливах различного состава; находить соотношение между фракционным составом и требуемым фактическим ЦЧ дизельных топлив.

3. Математическая модель согласования конструктивного оформления КС и геометрии топливных струй, обеспечивающего достижение минимального расхода топлива на номинальной частоте вращения.

4. Комплекс уравнений для определения термодинамических свойств димети-лового эфира в состоянии насыщения (давление насыщенных паров, скрытая теплота парообразования и др.) в диапазоне температур вплоть до критической, достоверность которых контролируется выполнением уравнения Кла-пейрона-Клаузиуса и подтверждается согласованием с опубликованными данными.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических, методологических и прикладных исследований по теме диссертации использованы на

Алтайском моторостроительном производственном объединении (АМПО) при разработке новой конструкции впускного канала; на Чебоксарском заводе промышленных тракторов (ЧЗПТ) при разработке новой камеры сгорания (а.с. 759736) и согласовании конструктивного оформления КС и распылителя для дизеля А-90 ТК; на Камском автомобильном заводе (ОАО «КАМАЗ») при оптимизации положения распыливающих отверстий в камере сгорания дизелей КамАЗ, отвечающих нормам ЕВРО-2.

Акты внедрения, приложенные к диссертации, подтверждают экономический эффект от комплекса выполненных работ. Разработанные методики расчета максимального давления и скорости нарастания давления при сгорании, периода задержки воспламенения, требуемой скорости движения заряда, динамической испаряемости, конструктивного оформления КС используются на ОАО «КАМАЗ» АМПО (г. Барнаул), МосАвтоЗИЛе, ПО ЧЗПТ (г. Чебоксары), Липецком ГТУ, Общевойсковой академии сухопутных войск РФ и ряде других организаций. Научные и технические результаты работы используются в учебном процессе МАДИ(ГТУ) на кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели», в Липецком ГТУ, Общевойсковой академии Сухопутных войск РФ и при написании учебников и учебных пособий.

Апробация работы. Результаты исследований обсуждались и получили одобрение на 27 международных и Всероссийских научных конференциях.

Публикации. Основные теоретические и научные результаты исследования опубликованы в 97 печатных работах, в том числе двух монографиях и учебнике «Теплотехника».

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, содержит 369 страниц текста, 132 таблицы, 132 рисунка, список литературы из 212 наименований и 8 приложений.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе дальнейшего развития теории теплообмена и испарения и реализации идеи об управляющем воздействии свойств топлив и их динамической испаряемости на процессы рабочего цикла даны пути решения проблемы улучшения экономических и экологических показателей дизелей при их работе на топливах различного элементного и фракционного состава, имеющей важное народнохозяйственное значение.

2. На базе теории подобия получено критериальное уравнение для модифицированного числа Стэнтона в функции времени, температуры, давления и скорости движения заряда, количества подаваемого топлива и среднего диаметра капель, физических свойств среды и топлива, позволяющее вести расчет нестационарного теплообмена между топливной струей и нагретой средой при температурах до 900 К и давлениях до 60-105 Па, характерных для смесеобразования в дизелях.

С использованием математического аппарата теории турбулентной диффузии получены уравнения для расчета нестационарного двухмерного поля температур около испаряющейся топливной струи и в ее объеме в зависимости от длины струи, характеристики теплообмена, коэффициента турбулентной диффузии, скорости стефановского течения среды, длительности впрыскивания.

Уравнения для расчета средних и локальных температур заряда в цилиндре дизеля в процессе сжатия учитывают теплообмен при впрыскивании топлива и турбулентные пульсации скорости движения и в пределе переходят в известные уравнения адиабатного сжатия.

3. В зависимости от соотношения температур воздуха, фракционной разгонки топлива и соотношения «топливо-воздух» проанализированы условия равновесного и динамического испарения. Разработанные методика и программы расчета кривых равновесного выкипания и равновесного испарения позволяют определить предельную равновесную степень испарения топлива и фракционный состав равновесных паровой и жидкой фаз.

Разработанный метод расчета процесса испарения топлива по характеристикам его впрыскивания и теплообмена позволяет определять динамическую испаряемость топлив в дизеле в зависимости от длины топливной струи, доли топлива в объемной и пристеночной зонах, вихревого отношения, относительного диаметра КС, частоты вращения, средней температуры разгонки топлива.

4. Установлено, что свойства топлива наряду с газодинамическими характеристиками воздушного заряда и процессом топливоподачи влияют на процесс смесеобразования таким образом, что требуемая по gjimi„ скорость движения заряда при n=const снижается обратно пропорционально величине динамической испаряемости. При переходе с дизельного топлива на топливо с другим фракционным составом требуемое изменение скорости движения заряда примерно обратно пропорционально отношению средних температур разгонки или четвертой степени отношения плотностей этих топлив.

Изменением ЦЧ топлив можно в известной степени корректировать рассогласование скоростей испарения и вихревого движения заряда, увеличивая, например, фактическое цетановое число легких топлив на малых частотах вращения.

5. Установлено, что для дизелей с КС в поршне с изменением условий смесеобразования от преимущественно объемного до пристеночного требуемое по gi>min вихревое отношение меняется обратно пропорционально у квадрату относительного диаметра КС (dKC/d) , а для дизелей типа Perkins -(dKC/HKC) .

Для достижения минимального расхода топлива на номинальной частоте вращения отношение энергии, вносимой организованным движением заряда, к энергии заряда, обеспечивающей наилучшее использование воздуха в КС, должно стремится к единице, Ксм—>1

Изменяя пропорционально динамической испаряемости вихревое отношение по скоростной характеристике (например, используя впускной канал с регулируемым вихрем) можно получить улучшение экономичности на малых частотах вращения до 4-6 % (при работе на дизельном топливе).

6. Для дизеля при его работе по скоростной, нагрузочной и регулировочной характеристикам на разных топливах получены уравнения для определения действительной ф; и оптимальной ф;0 длительности ПЗВ. Установлено, что при согласовании условий смесеобразования в соответствии с требованием Ксм—>1 предпочтение следует отдавать варианту <pi/<pj0—>1, <pj0-»min, обеспечивающему gimin при меньших значениях ртах и NOx.

7. Предложена методология определения основных характеристик ре-формулированного смесевого топлива при заданных ограничениях на теплоту сгорания TBC на пределе дымления и теоретическую склонность к образованию сажи.

С использованием принципа термодинамического подобия рассчитаны значения теплоты парообразования, поверхностного натяжения, динамической вязкости паров ДМЭ по аналогичным величинам для пропана и н-бутана в диапазоне температур от t = -50° до tKp, дающие удовлетворительное согласование с опубликованными данными. Показана возможность расчета параметров состояния, теплоемкости и скорости звука ДМЭ в газовой фазе на основе уравнения состояния Бертло.

Предложенная система уравнений для расчета свойств ДМЭ в состоянии насыщения в диапазоне температур до tKp подтверждается опытными данными и контролируется выполнением уравнения Клапейрона-Клаузиуса.

8. Реализация результатов исследований при решении бажныхчфо^лем целевых научно-технических программ (международной COST-319, Федеральной «Экологически чистый автомобиль», Концепции развития автомобильной промышленности РФ), на Алтайском моторостроительном производственном объединении, КамАЗе, Чебоксарском заводе промышленных тракторов, в образовательном процессе МАДИ(ГТУ) и других вузов РФ и зарубежных стран подтвердила достоверность и практическую значимость научно-теоретических положений диссертации.

1. Абрамчук Ф.И., Марченко А.П., Разлейцев Н.Ф. Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности. -Киев: Техника, 1992.- 272с.

2. Астарита Дж. Массопередача с химической реакцией. -Л.: Химия, 197 I. 223 с.

3. Алексеев В.П., Вырубов Д.Н. Физические основы процессов в камерах сгорания поршневых ДВС.-М.: Машиностроение, МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1977. -84

4. Амбарцумян Г.В. Организация рабочего процесса дизеля при использовании топлив различного состава и изменяемых характеристиках впрыскивания. Дисс. канд. техн. наук /МАДИ -М.: 1988,- 194 с.

5. Баженов В.П. Тенденции развития нефтепереработки. //Химия и технология топлив и масел (ХТТМ), № 2,2002, с. 3-8.

6. Багдасаров И.Г. Некоторые особенности организации рабочего процесса автомобильного дизеля с наддувом. Автореф. дисс. канд. техн. наук. /МАДИ. -М. ,1972, 23 с.

7. Бадылькес И.С., Бухтер Е.З., Вейенберг Б.С. Холодильная техника: Энциклопедический справочник. В трех книгах. М.: Госторгиздат, 1960. - кн. 1. - 544 с.

8. Бадылькес И.С. Рабочие вещества и процессы холодильных машин. М.: Госторгиздат, 1962. - 256 с.

9. Башкатова С.Т. Присадки к дизельным топливам. М.: Химия, 1994. -256 с.

10. Болдырев И.В., Смирнова Т.Н. Некоторые особенности процесса самовоспламенения в быстроходном дизеле //Энергомашиностроение, 1978, № 3, с. 19-22.

11. Болдырев И.В.,Смирнова Т.Н. Закон тепловыделения и показатели динамики цикла многотопливного форсированного дизеля. Двигателестроение, 1981, № 4, с. 13-16.

12. Букреев Г.А. Совершенствование рабочего процесса высокооборотного дизеля с открытой камерой сгорания при работе на различных топливах. -Автореф. дисс. канд. техн. наук /ЦНИДИ -Л. 1984. - 20 с.

13. Блазовски. Зависимость сажеобразования от характеристик смеси топлив и условий горения. Энергетические машины (ЭМ).- М.;Мир,1980,т.102, № 2,с.150-157, (пер. с англ.).

14. Блазовски, Сарофим, Кек. Взаимосвязь между образованием сажи и N0* из топливного азота в камере сгорания газовой турбины. -ЭМ.- М.: Мир, т.103, № I, с. 28-35(пер. с англ.).

15. Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем дизелей. -М. .Машиностроение, 1982. 187 с.

16. Вихерт М.М., Филипосянц Т.Р. Дымность и токсичность современных двигателей. // Автомобильная промышленность. 1972. - 9. С. 6-8.

17. Володин В.М., Давыдков Б.Н. Методика и результаты исследования впускных каналов автотракторных дизелей //Тракторы и сельхозмашины, 19, № 9. С. 21-27.

18. Вурхис мл., Дэниел мл., Лонг. Влияние содержания водорода в топливе на дымность дизельного двигателя. -ЭМ, М.: Мир, 1980, т. 102, № 4, с. 93-98, (пер. с англ.).

19. Вырубов Д.Н. О методике расчета испарения топлива. В сб.: Двигатели внутреннего сгорания, М., 1954,25, с. 20-34 (Труды МВТУ, вып. 25).

20. Вырубов Д.Н. Проблемы смесеобразования в двигателях с воспламенением от сжатия. В кн.: Повышение мощности и улучшение топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания. -M.: Машгиз, 1959, с. 17-29.

21. Вырубов Д.Н. О расчетах смесеобразования. Изв. вузов СССР, Машиностроение, 1975, №3, с. 86-95.

22. Вукалович М.П., Новиков И.М. Техническая термодинамика. М., Энергия, 1968 496 с.

23. Гальговский В.Р., Каракулина И.Ф. О совершенстве конструкции впускных каналов дизелей. В кн.: Двигатели внутреннего сгорания, Ярославль, 1973, с. 38-49.

24. Гальговский В.Р. Совершенствование организации рабочего процесса автомобильных дизелей с камерой в поршне при использовании организованного движения заряда. Дисс. канд. техн. наук-М.: 1972.-е. 178.

25. Гальговский В.Р. Тепловые потери в камере сгорания дизеля с непосредственным впрыском // Двигателестроение, 1983,№ 6,с.53-58.

26. Гальговский В.Р. Об особенностях формирования показателей дизеля с непосредственным впрыском. В сб.: Теплонапряженность поршневых двигателей. -Ярославль. Тр. ЯПИ, 1978, с. 76-87.

27. Гальговский В.Р., Бессонов Н.И., Филипосянц T.P. Влияние отношения объема камеры сгорания к объему сжатия на показатели рабочего процесса дизеля. -Автомобильная промышленность, 1981, №7, с. 5-8.

28. Гальговский В.Р., Голиков В.П. Рабочий процесс главное направление совершенствование дизелей ЯМЗ. Автомобильная промышленность, 2001 , № 12 с. 23-25.

29. Голубков J1.H. Обобщение теории, развитие методов расчета и совершенствование топливных систем автотракторных дизелей: Дисс. . д-ра техн. наук. -М., 1990. -410 с.

30. Горбунов В.В., Патрахальцев H.H. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. -М.: Изд-во РУДН, 1998.-216 с.

31. Гросс, Мэрфи, мл. Влияние свойств дизельных топлив на характеристики двигателей, выбросы газов и дымность. -ЭМ, 1979, т. 101, №4 с. 34-45. (пер. с англ.).

32. Гуреев A.A. Фукс И.Г., Лашхи BJI. Химмотология. -М.: Химия, 1986 -369 с.

33. Гуреев A.A., Камфер Г.М. Испаряемость топлив для поршневых двигателей, -М.: Химия, 1982,264 с.

34. Гуреев A.A., Азев B.C., Камфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства применение. -М., Химия, 1993 -336 с.

35. Гуреев A.A., Азев B.C. Автомобильные бензины. Свойства и применение. М.: Нефть и газ, 1996 -444 с.

36. Гусаков C.B., Патрахальцев H.H. Выбор программы регулирования угла опережения впрыска, оптимизированной по экономичности и токсичности отработавших газов //

37. Исследование двигателей и машин: Сборник. -М.: Изд-во Университета дружбы народов им. П. Лумумбы, 1980. -С. 18-21.

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

39. Ерастов К.Н. Труды 111-го Всесоюзного совещания по теории горения. М. АН СССР, 1960.-с. 135-136.

40. Жакенов Г.К. Исследование процессов испарения и сгорания различных топлив в дизелях с камерой в поршне. Дисс. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1977. 205 с.

41. Жегалин О.И., Пономарев Е.Г., Журавлев В.Н. Альтернативные топлива и перспективы их применения в тракторных дизелях: Обзор. -М.: ЦНИИТЭИ тракторсельхозмаш, 1986. -40с.

42. Жердев A.A. Разработка и исследование холодильных установок с использованием в качестве рабочих тел экологически безопасных газомоторных топлив. Автореф. дис-серт. д-ра техн. наук, М. МГТУ им. Баумана, М. 2003, 32с.

43. Завлин М.Я. К вопросу о связи динамики выделения тепла с развитием сгорания во времени и пространстве камеры. Научн. тр./ ЦНИДИ, 1975. вып. 67. с. 48-53.

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

45. Иванченко H.H., Семенов Б.Н., Соколов B.C. Рабочий процесс дизелей с камерой в поршне. Л.: Машиностроение, 1972. -232 с.

46. Исследование взаимосвязей между характеристиками впрыска, распыливания, теплообмена факела с зарядом и изменением давления в цилиндре при сгорании. Отчет о НИР по г/б за 1977 г. № гос. Per. 77038177. Рук. Хачиян A.C.

47. Исследование возможности получения повышенных давлений впрыскивания топливо-подающей аппаратурой разделенного типа в автотракторных дизелях / Л.В. Грехов, В.А. Марков, В.А. Павлов и др. // Вестник МГТУ. Машиностроение. -1997. -№ 1. -С. 92-103.

48. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: Учебное пособие для вузов. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. 592 с.

49. Каминский В.Н. Совершенствование рабочего процесса современного автотракторного дизеля с турбонаддувом. В сб.: Проблемы обеспечения эффективности и устойчивости функционирования сложных технических систем. - Серпухов, 2000.

50. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Приближенная связь между оценочными параметрами совершенства впускных каналов по методике ЯМЗ, НАМИ, НАТИ.-В сб.: Повышение эффективности работы автотракторных двигателей и их агрегатов/-Тр. МАДИ, 1982, с. 16-21.

51. Камфер Г.М., Таутах Г.Х. Анализ равновесной испаряемости топлив с учетом их фракционирования.- Двигателестроение, 1984, № 6, с. 23-26.

52. Камфер Г.М. , Таутах Г.Х. Расчетный цикл дизеля с учетом испарения топлива для прогнозирования максимального давления сгорания.-Двигателестроение, 1985, № 6, с. 10-12, 17.

53. Камфер Г.М. Сравнительный анализ процесса испарения в дизелях с различными способами смесеобразования. -Двигателестроение, 1985, № 8, с. 3-7 .

54. Камфер Г.М. , Семенов В.Н. Ориентация топливных струй в дизелях с преимущественно объемным смесеобразованием при различной геометрии камеры сгорания. Двигателестроение, № 12, 1985 , с. 49-51

55. Камфер Г.М. Комплексный показатель смесеобразования для дизелей с камерой в поршне.-Двигателестроение, 1986, № 4, с. 3-6.

56. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Анализ взаимосвязи диаметра камеры сгорания и интенсивности движения воздушного заряда. -Двигателестроение, № 2, 1986. с. 43-46.

57. Камфер Г.М., Семенов В.Н., Степаненко A.C. Интенсивность вращения воздушного заряда при различных конструкциях впускного канала и камеры сгорания.- Двигателестроение, 1986. № 9. с. 6-8.

58. Камфер Г.М. О рабочем процессе дизеля на перспективных дизельных топливах. -Автомобильная промышленность, 1987, №2, с. 8-11.

59. Камера сгорания дизеля. Авторское свидетельство СССР, № 759736. Авторы: П.А.Антонов, Г.М.Камфер, Лукнин Н.П. и др.

60. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика.-М.-Л.: Химия, 1975.-577 с.

61. Комаров В.А. Исследование процессов теплообмена и испарения топлив различного состава применительно к условиям впрыска в дизеле. Дисс. канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1975. -170 с.

62. Комплексная программа для расчета впрыска и распыливания топлива. Технический отчет МАДИ, М.: 1980, - 106 с. (руковод. Трусов В.И.).

63. Кругов В.И., Марков В.А. Взаимосвязь физических свойств автотракторных топлив и их влияние на величину цикловой подачи дизеля // Двигателестроение. -1987. -№ 11. -С. 52-58.

64. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. -Владимир: Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. -256 с.

65. Кульчицкий А.Р. К вопросу о расчетном определении эмиссии частиц с отработавшими газами дизелей//Двигателестроение. -2000. -№1. -с. 31-38.

66. Куниёси X. и др. Исследование дизельного факела. Сообщение 2. О втекании воздуха в объем факела. Перевод № Б-4774, 1979 г. с японского языка статьи из журнала «Нихон хакуё кикан гаккай си», 1978, т. 13, № 5, с. 364-368.

67. Кутенев В.Ф., Чарыков A.A., Ярилов В.Н. Изменение основных показателей рабочего процесса дизеля при работе на легких топливах. -В сб.: Полигонные испытания, исследование и совершенствование автомобилей, -Тр. НАМИ , 1983. с. 3-7.

68. Кутенев В.Ф, Свиридов Ю.Б. Экологические проблемы автомобильного двигателя и путь оптимального решения их // Двигателестроение. -1990. -№ 10. -С. 55-62.

69. Лебедев О.Н. Исследование и повышение эффективности объемного смесеобразования в судовых четырехтактных дизелях. Дисс. докт. техн. наук. -Л., ЛИИВТ, 1979.- с. 365.

70. Левинбук М.И., Каминский Э.Ф., Глаголева О.Ф. О некоторых проблемах российской нефтепереработки. Химия технология топлив и масел (ХТТМ), № 2, 2000, с. 6.11.

71. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян A.C. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. -М.: МАДИ (Т), 2000. -311 с.

72. Лунин Н.П. Исследование процессов развития, теплообмена и испарения факела распыленного топлива при сжатии заряда в условиях объемно-пленочного смесеобразования. Дисс. канд. техн. наук. -М., Изд. МАДИ, 1971 .- с. 198.

73. Мазинг М.В. Законы управления топливоподачей // Автомобильная промышленность. -1994. -№ 9. -с. 7-9.

74. Марков В.А., Козлов С.И. Топлива и топливоподача моноготопливных и газодизельных двигателей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. -296 с.

75. Марков В.А., Шатров В.И. Показатели дизеля при совместном управлении топливо- и воздухоподачей // Автомобильная промышленность. -1998. -№ 6. -с. 11-12.

76. Марков В.А., Шатров В.И. Характеристики топливоподачи, топливная экономичность и вредные выбросы дизелей //Автомобильная промышленность. -1998. -№ 4. -с. 13-16.

77. Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э, Баумана, 2002 -376с.

78. Махов В.З., Чанов В.Г. К вопросу о классификации режимов воспламенения в ДВС // Перспективы развития порщневых двигателей в XXI веке: Сб. научн. тр. / МАДИ (ГТУ), 2002. -с. 192-207.

79. Махов В.З. О режимах процесса углеводородов при сажеобразовании в дизеле // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке: Сб. научн. тр. / МАДИ (ГТУ), 2003. -с. 109-115.

80. Морозов К. А. Токсичность автомобильных двигателей: М.; «Легион-Авто дата»; изд. 2-ое, 2001.-80 с.

81. Назаров В.П. Исследование теплообмена и испарения топлива применительно к объемному смесеобразованию в дизеле с камерой в поршне. Дисс. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1975. -1968 с.

82. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. -М.: Наука, 1978, с. -336.

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

84. Озимов П.Л., Ванин В.К. Развитие конструкции дизелей с учетом требований экологии // Автомобильная промышленность. -1998. -№ 11. С. 31-32.

85. Основы горения углеводородных топлив /Под ред. Л.Н.Хитрина.М.: Издатинлит, I960. с.664.

86. Особенности рабочего процесса дизелей с объемно-пристеночным смесеобразованием./ Луканин В.Н., Хачиян A.C., Багдасаров И.Г., Мухарский A.A., Кошкин В.К.- Дви-гателестроение, 1985,№ 12,с.З-8.

87. Особенности сгорания синтетических жидких топлив из углей в дизелях. Двигателе-строение, 1985, № И. с. 21-25/ В.А.Сомов, А.А.Кричко, Ю.Г.Ищук, М.К.Юлин, А.А.Иващенко, А.А.Макарчук.

88. Патрахальцев H.H., Альвгар Санчес Л.В Пути развития топливных систем для подачи в цилиндр дизеля нетрадиционных топлив // Двигателесроение. -1998. -№ 3. -С. 11-13.

89. Перспективы разработки автомобильных топлив улучшенными экологическими свойствами / A.A. Гуреев, Т.Н. Митусова, В.В. Соколов и др. // ХТТМ. -1993. -№ 11. С. 4-7.

90. Петриченко P.M. О расчете конвективного теплообмена в цилиндре четырехтактного двигателя. В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. Ярославль, 1976, с. 24-32.

91. Поляков A.B. Применение диметилового эфира в качестве рабочего тела холодильных установок дизельных авторефрижераторов. Дисс. канд. техн. наук. М., МГТУ им. Н.Э, Баумана, 2001.

92. Предводителев A.C. Теория воспламенения двухфазных смесей. Сб. «Кинетика и газодинамика горения». М.: Наука, 1967, с. 133.145.

93. Программа подбора аналитического выражения к экспериментальным данным. Н.-т. отчет, гос. регистр. № 01829005803, МАДИ, М., 1981, рук. Трусов В.И.

94. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. -Харьков. Изд. Харьковского университета. 1980. -с. 168.

95. Разработка и совершенствование рабочих процессов для перспективных дизелей КамАЗ путем исследования влияния параметров впрыска на динамику сгорания и токсичность ОГ. Отчет НИР по х/д № 686, МАДИ, 1976. Руковод: Хачиян А. С.

96. Результаты исследования процессов смесеобразования в дизелях./ Авт. Н.Н.Иванченко, Б. Н. Семенов, В. П. Лазур, А.И.Финогенов./ Тр. Всесоюзной конференции смесеобразования в ДВС. М., 1982. с. 15-16.

97. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие: пер. с англ. / под ред. Б.И. Соколова. 3-е изд. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.

98. Роберте Дж. Теплота и термодинамика, ГИТТЛ, М. 1950. 592 с.

99. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. -Л.: Машиностроение, 1972. -с. 224.

100. Свиридов Ю.Б., Малявинский Л.В., Вихерт М.М Топливо и топливоподача автотракторных дизелей. -М.: Машиностроение, 1979. -с. 248.

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

102. Семенов Б.Н. Теоретические и экспериментальные основы применения в быстроходных дизелях топлив с различными физико-химическими свойствами. Дисс. докт. техн. наук.-Л., 1978.-с. 414.

103. Семенов H.H. О некотрых проблемах химической кинетики и реакционной способности. -М. -Л.: АН СССР, 1958. -686 с.

104. Семенов В.Н. Совершенствование показателей дизеля с объемно-пристеночным смесеобразованием при работе на разных топливах. Дисс. канд. техн. наук /МАДИ. -М., 1986.-184 с.

105. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения // Двигателестроение. -1991. -№ 1. -С. 3-6.

106. Совершенствование процессов тепловыделения в дизеле с непосредственным впрыском за счет качества топливоподачи. /Гальговский В.Р., Скрипкин И.К., Величко В.П., Бессонов Н.И./ -Автомобильная промышленность. 1981, № 12, с. 6-9.

107. Сомов В.А., Ищук Ю.Г. Судовые многотопливные двигатели. Л.: Судостроение, 1984. -С.239.

108. Сполдинг Д.Б. Основы теории горения. М. -Л., Госэнергоиздат, 1959. -319.

109. Способы применения сжиженного нефтяного газа в качестве топлива на транспорте / И.В. Леонов, В.А. Марков, В.И. Шатров и др. // Грузовик &/ -2000. -№ 12. -С. 4-8.

110. Справочник нефтехимика / Под ред. С.К. Огородникова. Л.: Химия, - 1978. - Т. 2. - с. 249.251.

111. Таутах Г.Х. Обоснование требований к топливам различного фракционного состава на основе анализа рабочего цикла дизеля. Дисс. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 1984. -с.235.

112. Толшин В.И. Форсированные дизели: переходные режимы, регулирование. -М.: Машиностроение, 1993. -198 с.

113. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей. -М.: Изд-во МГАВТ, 1999. -190 с.

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

115. Тракторные дизели: Справочник/ Б.А. Взоров, А.В.Адомович, А.Г. Арабян и др. Под ред. Б.А. Взорова, М., Машиностроение, 1981. -535 с.

116. Трусов В.И., Гальговский В.Р., Иванов Л.Л. О некоторых параметрах топливных факелов для анализа смесеобразования в дизелях. -В кн.: Межвузовский сборник научных трудов. Двигатели внутреннего сгорания. Ярославль, ЯПИ, 1981. -с. 103-113.

117. Улучшение экономических и экологических показателей транспортных дизелей путем совместного управления процессами топливоподачи и воздухоснабжения / А.Г. Кузнецов, И.В. Леонов, В.А. Марков и др. // Конверсия. -1996. -№ 10. -С. 40-44.

118. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. /Под ред. В.М. Татев-ского, М. Гостоптехиздат, 1960. -412 с.

119. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двига-телей/Раушенбах Б.В., Белый С.А., Беспалов И.В.,-М.: Машиностроение, 1964. 526 с.

120. Филипосянц Т.Р., Кратко А.П., Мазинг М.Е. Методы снижения вредных выбросов с отработавшими газами автомобильных дизелей. М., НИИНАВТОПРОМ, 1979. 64 с.

121. Фомин JI.M. Совершенствование экологических и топливно-экономических показателей дизеля воздействием на реакционно-кинетический механизм рабочего цикла. Дисс. докт. Техн. наук. М, 1996. -291 с.

122. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. -М.: Наука, 1967.491 с.

123. Фукс H.A. Испарение и рост капель в газообразной среде. -М.: Изд. АН СССР, 1958. 91с.

124. Хачиян A.C., Гальговский В.Р., Никитин С.Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. -М.: Машиностроение, 1978. -104 с.

125. Хачиян A.C., Лабецкас Г.С. Влияние характеристик впрыска и распыливания топлива на процесс тепловыделения и показатели дизеля с наддувом. Двигателестроение, 1982, №6, с.7-11.

126. Хачиян A.C., Кузнецов В.М., Марголин Я.М. Высокочувствительный пьезокварцевый датчик давления с противодавлением. Тр./МАДИ.М.: 1975, вып. 92. 78.87 с.

127. Хачиян A.C., Кривенков Д.В. Особенности рабочего процесса дизеля различных диаметрах камеры сгорания в поршне. Двигателестроение, № 12,1980. -с. 10-13.

128. Хачиян A.C., Багдасаров И.Г. Топливная система с изменяемыми характеристиками впрыскивания топлив. -Двигателестроение, 1986, № 7. -.с. 23-26.

129. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. -М.: Советская энциклопедия, 1990. т. 2. -671 с.

130. Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. М., Физматгиз, 1963. 680 с.

131. Циклогексилнитрат присадка к топливу для дизельного двигателя /Авт.: Д.Т.Еременко, Г.Д.Поляков, И.В.Болдырев В.Н., Гольцов. -Двигателестроение, 1981, № 3 с.23-26.

132. Чарыков A.A. Исследование особенностей работы автомобильного дизеля на легких топливах. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн.наук.-М.: 1981. с.163.

133. Чертков Я.Б. Перспективные автомобильные топлива. М.: Транспорт, 1982. с.319.

134. Чертков Я.Б. Моторные топлива. -Новосибирск: Наука, 1987. -208 с.

135. Черныш М.Е. Нефтеперерабатывающая промышленность Росси в кризисе. Где Выход. ХТТМ, №2, 1999 -С.3.8.

136. Шейпак А. А., Степаненко А. С. Метод приближенной оценки гидравлического совершенства впускных каналов. Двигателестроение, 1983, № 11, с. 10-11.

137. Шихаб А. И., Камфер Г.М., Луканин В.Н. Расчет периода задержки воспламенения при сгорании топлива различного состава. В кн.: Рабочие процессы и конструкция автотракторных двигателей внутреннего сгорания. -Сб. научи, тр. /МАДИ, -М., 1984. - с. 25-31.

138. Шкаликова В.Н., Патрахальцев H.H. Применение нетрадиционных топлив в дизелях. -М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1993. -64 с.

139. Экологические аспекты применения моторных топлив на транспорте / В.Ф. Кутенев, В.А. Звонов, В.И. Черных и др. // Автомобильные и тракторные двигатели: Межвуз. сб. -М: Изд-во ТУ МАМИ, 1998. -Вып. 14. -С. 150-160.

140. Энглин Б. А., Россинский В.М., Туровский Ф.В. Оптимизация характеристик летних дизельных топлив. -ХТТМ, 1981, № 9, с. 12-14.

141. Энглин Б.А., Митусова Т. И., Веретенникова Т. И. Проблемы рационального использования вторичных среднедистиллятных продуктов переработки нефти. -ХТТМ, 1984, №4 с. 2-3.

142. Эфрос В. В. Исследование рабочего цикла тракторного дизеля воздушного охлаждения с открытой камерой сгорания. Дисс. на соиск. уч. степени канд. Техн. наук. -Владимир: изд. ВТЗ, 1969. -147 с.

143. Arcoumanis С., Bicen A.F., Whitelaw J.H. Squish a Swirl. Squich Interaction in Motored Model Engines/ ASME Journal of Fluids Engineering, Vol. 105, 1983, p.p. 105-112.

144. Bartneima L., Spinder W., Woschni G. Messung der ortlichen Luftbewegung im Brennraum eines Direkteinspritzenden Dieselmotors. MTZ, 1983,44, № 2, s. 67-70.

145. Barv V.K. Bazhaikin A.N., Busukov A.A., Plekalov V.K. The spatial temperature Distribution in Nonstationary burning spray of a Pulverized liquid fuel. Archivum combustions, vol. 6 (1986) -№2, p.p. 115-124.

146. Beilsteins Handbuch Der Organischen Chemie Viert Auflafe. Springer -Verlag-Berlin »Hei-delberg*New-York, 1973, s 1188-1194.

147. Belardini P., Bertoli C., Corcione F.E., Police G. Esame di alcuniparametri che influenzano la fumosita alio scarcio dei motory «Light duty» ad iniezione diretta. Atta 1981,407-416.

148. Boll Wiallm. Einflüsse des Einsprizdruckes auf die Verbrennung bei Dieselmotoren mit Direkteinspritzung ohne Luftdroll. «MTZ», 1981,42, № 4,141-144, 147-149/

149. Borgnakke G., etal. Prediction of in-Cylinder Swire Velocity and Turbulence Intensity for an Open Chamber Cup in Piston Engine. SAE Technical Paper Series. 1981, № 810224, p.p. 15.

150. Chui K., Growl Daniel A., Roby J.I. A comparative study of the effects of fuel properties of non-petroleum fuels on diesel engine combustion and emissions. SAE Technical paper series, 841334, p. 39-60.

151. Dent I.C. Turbulent mixing rate-its affects on smoke an CH emissions from diesel engine. SAE paper series, 1980, 800092.

152. Dent I.C., Dehram I.A. Air motion in a four stroke direct injection diesel engine. Proc. Inst. Mech. Eng.Vol. 188,21/74 (1974).

153. Dent I.C., Menta P.S., Swan J. A predictive model for automotive DI diesel engine performance and smoke emissions. P. 237-245. (Diesel Engines for passenger cars and light duty vehicles. J. Mech. Eng. Conf. CI26/82, p. 237-245).

154. Dimethylether als faltemittelkomponent / Lippold Hans, Heid Rudolf //Kiluft -und Kaltete-chen. 1997. -Bd. 33, № 5. -s. 202-205.

155. DME -The Diesel Fuel for 21st Centuiy? Dr. Theo H. Fleish -AVL LIST Gmbh / AVL Conference: Graz (Austria), 1995. 24 p.

156. Dugal V.K., Juo T.W., Lux F.B. Review of Multi Fuel Engine Concepts and Numerical Modeling of In-Cylinder Flow Processes in Direct Injection Engines, AE technical Paper Series, 1984, № 840005, p. 1-27.

157. Eblen E., Stump G. Beitrag des Einspritssystems zur Verbesserung des Dieselmotors. -«Bosch Technische Berichte», 1979, v.6, № 2, p. 70-81.

158. Edmister W.C. Applied thermodynamics of hydrocarbons. N.Y. 1961,311 p.

159. El Nesr M.S. et al. Diesael engine exhaust emissions and effects of additives. Proc. I. Mech. E. C137/71, 1971, pp. 156-162.

160. Elsbet E., Entwicklung eines Dieselmotors mit Wärmedichteren Verbrennungsraum. MTZ, 1981,42, № 3, s. 99-105.

161. Felder R.M. and R.W. Rousseau. Elementary Principles of Chemical Process (3th ed.), Wiley, New York, 2000.

162. Forster H.J. Der ideale Kraftstoff aus der Sichtdes Fahrzengingenienrs. Teil 1", «ATZ», 1982, 84, № 4, s. 171-175.

163. Fortnagel M., Hardenburg H.O. and Gairing M., "Requirements of Diesel Fuel Quality Effects of Poor Quality Fuels", American Petroleum Institute, 47th Midyear Refining Meeting, New York, May 11, 1982.

164. Fortnagel M., Gairing M., Wagner W. Verbesserung des Diesel-Motors-Verschlechterung des Diesel-Kraftstoffs- ein Widerspruch. VDI-Berichte, 1983, № 466, s. 39-53.

165. Freeman L.E., Chui G.K., Growl D.A., Roby R.Y. A comparative study of the effects of fuel properties of non-petroleum fuels on diesell engine combustion and emissions. SAE Technical Paper Series, 1984, № 841334, p. 39-50.

166. Geometry controls diesel emission. Automative engeneering, 1978, № 12-13, 53 s.

167. Grasso F., Bracot V. Computed and Measured Turbulence in Axisymmetric Reciprocating Engines. AIAA Journal, vol. 21, № 4, April 1983, p. 601-607.

168. Greeves G. "Response of Diesel Combustion Systems to Increase of Fuel Injection Rate" SAE paper 790037, (1979), 143-157.

169. Gross G.P. and Murphy K.E. The effects of diesel fuel properties on performance, smoke and emissions. ASME Publication Number 78-DGP-26, 1978.

170. Hardenberg H., Wagner W. Der Zundverzung in directeinspritzenden Dieselmotoren MTZ1971, 32, №7, s. 240-248.

171. Hayashi S., Kumagai S., Sakai T. Propagation velocity and structure of flames in droplet-Vapor air mixtures. Combustion Science and Technology, vol. 15, 1976, p. 169.

172. Howells H.E. and Weker S.T. Fuel limitations on diesel engine development and application. Proc. I. Mech. E. 1969-70, vol. 184ft:3p., pp. 81-89.

173. Huber Eugen W., Heinrich Gerd Finsterwalder Gerhard. Einfluß der Gemischbildung auf Wirkungsgrad und Schadstoffemissions eines Dieselmotors mot direkter Einspritzung, MTZ, 1976, 37, №3,61-67.

174. Hum R.W., Chase J.O., Ellis C.F., Hughes K.I. Fuel heat gain and release in bomb autoignition. SAE Transactions, vol. 64, 1956.

175. Kamimoto T., Matsouki S. Predition of spray evaporation in reciprocating engines. SAE Preprint, 1997, №770413, p. 1-11.

176. Kapus P., Cartellien W. ULEV Potential of a DI/TCI Diesel Passenger Car Engine Operated on Dimethyl Ether // AVL List GmbH, Austria. 1995. lip.

177. Kyhara R., Mikomi Y., Kunbara. The advantages of the Isuzu square combustion chamber for D.I. engine. SAE Technical paper series 830-372, 1983, p. 23.

178. Landen E.W. Combustion studies of the diesel engine. SAE Journal (Transactions), vol. 54, 1954, №6, p. 270-288.

179. Large Scale Manufacture of Dimethyl Ether -a New Alternative Diesel Fuel from Natural Gas /Hansen J.B., Voss B., Joensen F. //International Congress & Exposition. Detroit, Michigan. SAE Paper 950063, 1995, 10 p.

180. Law C.K., Sirignano W.A. Combustion flame (1977), 28, 175.

181. Law C.K. Combustion flame (1976), 26, 17.

182. Longwell J.P., (1954) Selected Combustion Problems, p. 508, Butterworths, London.

183. Mactarlans J.J. Soot Formation Rates in Premixed C5 and C8 hydrocarbons air flams at pressures up to 20 atm. Combustion flame, 8, 1984, pp. 215-229.

184. Maxwell T.E. Data book on hydrocarbons. N.Y., 1975, 259 p.

185. Murphy M.Y. Improved Cetane Number Predictor for Alternative Fuels. SAE Techn. Pap. Series, 1983, №831746, pp. 1-11.

186. Olson D.R., Meeker N.T., Quillian R.D. et al. The operation of compression ignition engines on wide boiling range fuels. SAE Transactions, vol. 70,1962, p. 551-582.

187. Ofner H. and Gill D.W. Dimethyl Ether as Fuel for CI Engines -A New Technology and its Environmental Potential/ SAE Preprint 981158,1998.

188. Perry R.H. and D. Green, ed., Perry's Chemical Engineering Handbook (7th ed.), Mc Graw-Hill, New York, 1997.

189. Pichinger P. Bombenversuche Uber den Zundverzug bei der Dieselverbrennung. MTZ, 21, N1-1960, s. 1-8.

190. Plank R. Handbuch der Kältetechnik. Berlin: Springer-Velgrand, 1956. -Bd. 4. -s. 436-438.

191. Prakash S., Sirignano W.A. Liquid fuel droplet heating with internal circulation."Int. Journ. Heat. Mass Transport", 1978, vol. 21, pp. 885-895.

192. Rosner D.E., AIAAJ (1967) 5, 163.

193. Shimotsu M., Endo Y. An alanysis of diesel combusting focusing on the combustion rate of the diesel spray. Bulletin of the JSME, vol. 25, № 200, 1982, p. 235-248.

194. Shimotsou M., Shimonaka T., Suma T., Hurata S. A study on the effects of the chamber walls on the diesel combustion phenomena. Bulletin of the M.E.S.i., vol. 14, № 2, 1986, p. 47.

195. Shimada T., Sakai K., Kurihara S. Variable swirl inlet system and its effect on diesel performance and emission. SAE Tech. Paper Ser., 861185, 1986, p. 59-70.

196. Sirignano W.A., Law C.K. Transiet heating and Liquid-phase mass diffusion in fuel droplet vaporization. Evaporation Combustion Fuels Symposium. San. Francisco, 1978, pp. 2-26.

197. Sorenson S.C., Mikkelsen S.E. Performance and Emissions of a 0.273 Liter Direct Injection Diesel Engine Fuelled with Neat Dimethyl Ether // Internation Congress & Exposition, Detroit, Michigan. SAE Paper 950064,1995, 1 lp.

198. Spalding D.B. ARSJ. (1959) 29, 825.

199. Suzuki Takashi, Shiozaki Tadakazu. A new combustion system for the diesel engine and its analysis via high speed photography, -SAE preprint, 1977, № 760674, p. 1-14.

200. Theo H. Fleish, Peter C. Meurer DME. The Diesel Fuel for 21st Century? //AVL Conference «Engine and Environment 1995», Graz, Austria. 1995. lip.

201. Tindal M.I., Brown P.G., Kyriakides S.C. An investigation of swirl and turbulence in the cylinders of direct injection die sel engines. C 127/82, «Diesel engines passenger cars and light duty veh.», Conf., London, 1982, p. 285-299.

202. Vangerpen J.H., Huang Chehg-Wen, Borman G.L. The effect of swirl and injection parameters on diesel combustion and heat transfer. SAE Techn. Pap. Ser., 1985, № 850265.

203. Wakuri Y., Ono S., Takasaki K. Influence of air swirl on fuel spray combustion in a marine diesel engine. MaiiHeH KHKaH, vol. 24, № 311,1981, p. 78-80.

204. Waldam C.H., Symp. Combust. 15th (1975) 429.

205. Wen-Jet Yaag. Criterion for heat transfer modeling of unsteady droplet combustion «Setters in Heat and mass transfer», 1978, v.5, № 1, p. 11-18.

206. Williams A. Combust. Flame (1973), 21,1.

207. Wiliams F.A., J. Chem Phys. (1960), 33, 133.

208. William Braker, Allen L. Mossman. Matheson Cas Data Book. Sixth Edition, New York, 1996. 31 p.