автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования системы топливоподачи дизельного двигателя на установившихся и переходных режимах

На правах рукописи

Базаева Наталья Сергеевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПОДАЧИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА УСТАНОВИВШИХСЯ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 НОЯ 2011

Тула 2011

005000821

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Хмелев Роман Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Дунаев Валерий Александрович

кандидат технических наук, доцент Зенкин Владимир Александрович

Ведущая организация:

ОАО «АК «Туламашзавод», г. Тула

Защита состоится «2$» ноября 2011 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.271.12 при Тульском государственном университете» по адресу: 300012, г. Тула, проспект Ленина, 92, ауд. гл-005.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 300012, г. Тула, проспект Ленина, 92, ТулГУ, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.271.12.

Автореферат разослан октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Елагин М.Ю.

ОБЩИЕ ПО ТЕКСТУ СОКРАЩЕНИЯ ГУ - граничные условия; ДТ - дизельное топливо;

ПДВС - поршневой двигатель внутреннего сгорания; САР - система автоматического регулирования; СТ - система топливоподачи; ТНВД - топливный насос высокого давления.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Поршневые и, в частности, дизельные двигатели внутреннего сгорания - основа транспортной и стационарной энергетики. Мощно-стные, экономические и экологические показатели дизельного двигателя в значительной степени определяются конструкцией системы топливоподачи.

Непрерывно ужесточающиеся требования к экологическим показателям ПДВС, возрастающие требования к топливной экономичности и надежности вызывают необходимость постоянной модернизации СТ. В этой связи актуальной задачей является непрерывное совершенствование расчетных методов исследования СТ на установившихся и переходных режимах.

Одним из основных направлений решения данной задачи является применение комплексного подхода к исследованию функционирования СТ совместно с работой двигателя. Данный подход основан на математическом описании, позволяющем получить расчетные зависимости для различных конструкций СТ и уравнений состояния (связи) моторного топлива.

Приведенные в работе исследования выполнялись в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 год, государственный контракт № П615 от 18.05.2010 г. (2010 -2012 г.г.) «Программно-методический комплекс для проектирования энергоэф-фекгивных двигателей транспортного типа, основанный на концепции нелинейной динамики» на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» ТулГУ.

Целью работы является повышение эффективности функционирования системы топливоподачи дизельного двигателя на установившихся и переходных режимах путем установления закономерностей, отражающих влияние параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики и показатели работы двигателя с учетом неизотермичносш и двухфазносхи топлива.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Получение зависимостей, описывающих изменение состояния дизельного топлива с учетом неизотермичности и двухфазности в различной пространственной постановке.

2. Определение зависимостей для граничных условий при математическом моделировании течения дизельного топлива в трубопроводе с учетом неизотермичности и двухфазности.

3. Разработка математической модели системы топливоподачи, ориентированной на включение в динамическую модель дизельного двигателя, и иссле-

дование функционирования системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах.

4. Установление закономерностей влияния конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики.

5. Разработка методики проектировочных расчетов системы топливоподачи.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Получены зависимости для моделирования процесса изменения состояния дизельного топлива в элементах системы топливоподачи с учетом не-изотермичности и двухфазности.

2. Установлены зависимости для граничных условий при математическом моделировании течения дизельного топлива в трубопроводе с учетом неизо-термичности и двухфазности.

3. Разработаны математические модели системы топливоподачи, ориентированные на включение в модель двигателя и обеспечивающие исследование функционирования системы топливоподачи и двигателя с учетом их взаимного влияния.

4. Выполнено комплексное исследование функционирования двигателя и системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах.

Метод исследования - теоретико-экспериментальный, основанный на использовании методов математического моделирования, тепломеханики, гидродинамики, теории автоматического управления, статического анализа и вычислительной математики, а также известных и апробированных на практике экспериментальных методах исследования двигателей.

Объект исследования: малоразмерный многоцелевой одноцилиндровый дизельный двигатель ТМЗ-450Д, производства ОАО «АК «Туламашзавод».

Достоверность результатов. Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается сопоставлением результатов теоретических исследований с экспериментальными данными ОАО «АК «Туламашзавод».

Практическая ценность работы:

1. Разработано программное обеспечение комплексного исследования системы топливоподачи двигателя на переходных и установившихся режимах.

2. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая осуществить выбор конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи для улучшения показателей ее функционирования.

3. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с исследованием функционирования системы топливоподачи за счет рационального применения алгоритмов, учитывающих неизотермичность и двухфазность ДТ, исходя из условий работы систем топливоподачи.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Зависимости для определения функций состояния дизельного топлива с учетом неизотермичности, двухфазности, а также уравнения для определения соответствующих граничных условий.

2. Математические модели, позволяющие установить связь конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи с ее выходными характеристиками и показателями работы двигателя на установившихся и переходных режимах.

3. Результаты исследования моделей, позволяющие дать рекомендации по улучшению характеристик системы топливоподачи дизельных двигателей, и методика проектировочных расчетов системы топливоподачи.

Реализация работы. Результаты работы внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод» в виде программного обеспечения исследования и расчета системы топливоподачи дизельного двигателя (акт внедрения от 14.04.2011); методики и программного обеспечения расчета угла опережения подачи топлива (акт внедрения от 14.04.2011).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной конференции «Двигатель 2007» (г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007); II международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (г. Тула, ТулГУ, 2009); международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (г. Пермь, 2010); международной конференции «Двигатель 2010» (г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011); Юбилейной научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (г. Москва, МАДИ (ГТУ), 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём работы 124 страницы, включая 43 рисунка, 9 таблиц. Список литературы содержит 110 наименований. Объем приложения 13 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обозначена актуальность работы.

В первой главе рассмотрены основные требования, предъявляемые к СТ, задачи и методы её исследования для повышения эффективности функционирования. Проведен анализ математических моделей СТ дизельного двигателя на установившихся и переходных режимах, сформулирована цель и определены задачи настоящей диссертации.

Теоретическому исследованию СТ дизельных двигателей посвящены труды ряда ученых: И.В. Астахова, Л.Н. Голубкова, Г.Б. Горелика, Л.В. Грехова, С.Н. Девянина, 3-Х. Керимова, В.А. Кутового, А.С. Лышевского, В.А. Маркова, Н.А. Мочаловой, А.П. Перепелина, P.M. Петриченко, Б.П. Пугачева, В.М. Сла-вуцкого, В.И. Трусова и других. Для исследования гидродинамических процессов в ПДВС используются коммерческие пакеты прикладных программ, наибо-

лее известные: ПК "Впрыск" (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Ricardo, ПК AMESIM, ПК "Впрыск" (Bosch).

Существующие модели описывают функционирование CT, не уделяя должного внимания динамике двигателя. В такой постановке задач исследований звенья сложной динамической системы оказываются разобщенными. Взаимосвязь всех звеньев при их совместной работе усложняется, тем более что для двигателя желателен учет обеспечения оптимальных показателей работы не только на установившемся номинальном, но и в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов при непрерывном их изменении.

В то же время интенсификация подачи топлива в дизелях предъявляет более жесткие требования к адекватности используемого математического описания с точки зрения более полного учета изменения физико-механических свойств моторного топлива. Экспериментальные исследования подтверждают необходимость учета неизотермичности ввиду значительного изменения температуры по длине нагнетательной магистрали и, как следствие, существенного изменения характеристик топлива, зависящих от температуры. Чрезмерное уменьшение давления при разгрузке топливной системы может приводить к образованию газовой фазы - пузырьков, заполненных воздухом и парами топлива, которые ухудшают работу системы.

В качестве общепринятых допущений, принимаемых в математических моделях CT, можно выделить следующие:

- частота вращения коленчатого вала и, соответственно, вала ТНВД постоянна или определяется по регрессионной зависимости;

- изменение давления в цилиндре, в процессе впрыскивания определяется по регрессионной зависимости, полученной обработкой результатов индицирова-ния или расчета рабочего процесса ПДВС;

- положение рейки ТНВД задается в соответствии с определенным установившимся режимом работы двигателя;

- процессы, протекающие в CT, рассматриваются как изотермические.

Приведенные выше допущения ограничивает возможности применяемых математических моделей, что вызывает необходимость доводочных работ при проектировании СТ.

Таким образом, совершенствования действующих энергоустановок с тепловыми двигателями можно добиться за счет разработки математических моделей, обеспечивающих комплексный учет и исследование закономерностей влияния гидродинамических процессов на функционирование ПДВС. Данные модели позволяют исследовать как особенности течения дизельного топлива в отдельных элементах, так и влияние гидродинамических явлений на характеристики двигателя при различных режимах его работы. Следует отметить, что результаты, получаемые в рамках комплексного подхода, при установившихся режимах тождественны результатам исследования существующих моделей.

Во второй главе разработаны математические модели изменения состояния моторного топлива в полостях и трубопроводе CT, включающие нульмерные и одномерные модели. Нульмерный подход используется для описания

гидромеханических процессов в полостях ТНВД и форсунки, одномерный - для описания гидродинамических процессов в трубопроводе.

Разработанное математическое описание строится в соответствии со следующими принципами:

1). В качестве базовых соотношений используются уравнения законов сохранения (массы, импульса, энергии) и соответствующее уравнение состояния рабочего тела.

2). Для определения внутренней энергии, энтальпии, теплоемкости, расхода рабочего тела, скорости звука используются известные зависимости термодинамики.

3). Возможность исследования гидродинамических процессов в нульмерной, одно-, двух-, трехмерной постановке.

4). Использование для численного моделирования пространственных потоков метода С.К. Годунова.

Для математического описания термодинамических процессов с переменной массой, не связанных с изменением химического состава вещества, в полостях и цилиндрах применяется нульмерная модель.

В качестве исходной системы уравнений, описывающей изменение состояния термодинамического тела, используются законы сохранения:

-массы X &пр ~ X срч ; ^

р=1 ?=1

¿и Р=' ¿IV т

- энергии —- = X ПпрСпр - рдсря ~ Р~Г > к '

ш р=1 «7=1 ш

где Спр- секундный массовый приход топлива по р-му каналу; Орч - секундный массовый расход топлива по му каналу; Пщ, - удельный приход энергии по р-му каналу; Прд - удельный расход энергии по <?-му каналу; р= 1,2,3,...,/; 4 = 1,2,3,...,./; Я = ы + />-9 = /; и и / - внутренняя энергия и

энтальпия; IV - объем, занимаемый рабочим телом.

При расчете процессов в полостях с переменным объемом (полости штуцера, гильзы и т.п.) дополнительно используются традиционные уравнения, описывающие законы движения твердых звеньев. Система уравнений (1) - (2) должна быть дополнена зависимостями для расчета расхода рабочего тела (С?), внутренней энергии, энтальпии, удельной массовой изохорной (с&) и изобарной теплоемкостей (ср), показателя адиабаты (к) и скорости звука (а). При получении названных зависимостей одним из важнейших вопросов является отыскание рациональной формы уравнения состояния (связи), позволяющего правильно описать поведение вещества в широкой области параметров состояния. Для дизельного топлива на основании проведенного анализа выбраны следующие уравнения связи, приведенные в работах проф. Грехова Л.В.:

- для описания ДТ без газовой фазы:

в + р в

где В = 10° ■ [104 - 0,851 (t - 20)+ О,44(р20 - 825)]; К = 10,5 + 0,0141 (t - 20), Pot =Р20 -~(l.8-0,0013p2oX' ~^)'Р20 ~ плотность при нормальных условиях; - для описания ДТ при наличии газовой фазы:

, 1-1

Рсм~РсмО'

(^гоМ

+ Е

гО

/ Л—

Ео

\р j

(4)

rfleFj =

i-'

> £г0 = ЛР'Т) - объемная доля газовой фазы.

На основе уравнений (3) - (4) получены зависимости для й, и, ¡', сд, ср,

к, а и система уравнений (1) - (2) в рабочей форме.

Для уравнения связи (3) система уравнений, описывающая изменение во времени удельного объема и температуры ДТ, записывается в следующем виде:

W

d9 dt '

dT 9 dt ~ Wcb

p=i q=J i dw

Z Gnp ~ Z Gpq ~~

p=i q=l p=i

9 dt

I О^П^-и + В^-Ъ0К°9ЬХ°)-

/7=1

- ZGpq(npq -u + B09 -90KoSl-Xo)_dJL\ в +

+ B<

К A

где В0 = В(Г0) = 3,643-10°; 90 = 9,491-КГ4 м3/кг; Х0 =6,369.

Для уравнения связи (4) система уравнений, описывающая изменение во времени температуры и давления ДТ, записывается в следующем виде:

dT 9

dt fVcs

p=i

EG (17 -и-ЭГ^-Sp)-

P=1 a5

p=i

- I GpqWyq -Й-9Г —+

P=1 «5 dt a5

dWrra6

с1р

р=1 Р=1

X ^Пр (^пр 1

а6

I ом(лм-и+з—-8р)--

р=I "" ■ ~ "б ^ а6 _

где а5 ,<3б - функции, зависящие от параметров состояния ДТ.

Решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений осуществляется методом Рунге-Кутга четвертого порядка точности.

Для описания течения ДТ в трубопроводе используется система дифференциальных уравнений одномерного нестационарного потока сжимаемой жидкости, замыкаемая соответствующим уравнением состояния. Для решения данной системы в частных производных применяется метод С.К. Годунова.

Для совместного расчета процессов в основных элементах системы топ-ливоподачи получены зависимости для граничных условий с учетом неизотер-мичности и двухфазности.

В данной главе приводятся результаты решения серии тестовых задач, иллюстрирующие работоспособность и адекватность разработанного математического и программного обеспечения.

Рис. 1. Изменение скорости в центре трубы

Рис.2. Векторное поле скоростей потока

На рис. 1 - 2 приведены результаты

тестовых расчетов гидродинамичских процессов в различной пространственной постановке для проверки полученных зависимостей для ГУ: изменение скорости в центре трубы (у0~ комбинация

нульмерного и одномерного подходов, у,„ - сквозной трехмерный расчет); векторное поле скоростей потока.

Полученные результаты свидетельствуют об адекватности разработанного математического описания. Средние погрешности в определении давления для рассмотренных тестовых расчетов не превышают 7 %.

На основе разработанных математических моделей могут быть получены расчетные зависимости для различных конструкций систем топливоподачи.

В третьей главе разработана математическая модель СТ непосредственного действия разделенного типа и алгоритмы ее включения в модель двигателя. Приведены результаты исследования моделей по определению характеристик системы топливоподачи и показателей работы дизельного двигателя на установившихся и переходных режимах, а также подтверждена адекватность разработанного комплекса моделей.

При разработке математической модели СТ приняты следующие допущения: давление топлива в любой точке надплунжерного объема, полости штуцера и форсунки одинаково; трение клапана (иглы) о седло не учитывается; волновые колебания пружины клапана (иглы) отсутствуют; не учитывается податливость объемов гильзы, штуцера и форсунки; теплообмен с окружающей средой не учитывается.

Рабочие уравнения модели СТ получены для случаев использования уравнений (3) и (4). Второй случай в сравнении с первым предусматривает дополнительный итерационный процесс при расчете течения ДТ в трубопроводе. При проведении расчета, с целью сокращения затрат машинного времени, производится предварительная оценка наличия газовой фазы для выбора соответствующего алгоритма. Также предусмотрен алгоритм перехода к изотермическому расчету по предварительной оценке уровня изменения температуры.

Математическая модель СТ включает нульмерные модели полостей ТНВД и форсунки, а также одномерную модель трубопровода. В общем случае (при наличии двухфазности) модель построена на основе дифференциальных уравнений (5)-(6).

Для моделирования гидромеханических процессов в ТНВД используются уравнения изменения во времени давления и температуры: - в надплунжерной полости:

Ш №ссуса5с

<1ТС

Л 1Уссус

к с + Не + кАс + + Зро/И^)—

а5 с

- в полости штуцера:

Л

я _ .

IV с

и традиционные уравнения движения нагнетательного клапана:

Жк1

Л

л

= {~ Р^ро/ -Ьк1Хк1 + к!а(Рс ~ Рз) + Зрегк(Рс ~ Рз))0! I тк1\

Для моделирования гидромеханических процессов в полости форсунки используются уравнения изменения во времени давления и температуры:

Ф/ _ У/Дб/ Ж

ёТ

/

Л

а6/.

*1/ + *2/ + *4/ + 5,К,а2 -^7/ «5/

-(5, -Яп^с/ - р/)+3П(рг)а2/пц,

и традиционные уравнения движения иглы:

с1Х1 Щ

Ж

где индексы с, .г, / к1, / отнесены к надплунжерной полости, полости штуцера и форсунки, нагнетательному клапану и игле соответственно, к\,к2,к^,к4 — функции, зависящие от параметров состояния ДТ, - площадь сечения плунжера, Ур— скорость движения плунжера, площадь пояска нагнетательного клапана (НК), 5рег^ - площадь поперечного сечения по перьям НК, — площадь поперечного сечения иглы, - площадь, ограниченная запорной кромкой иглы,рг - давление перед распыливающими отверстиями, Ст[ =0 при =0 и < 0, в остальных случаях = 1; а2 = 0 при А'(- = 0 и ^ <0 или X= Х;тах и /-", > 0, в остальных случаях а2 = 1.

Для описания процесса функционирования ПДВС используется динамическая модель дизельного двигателя. Динамическая модель рассматривает двигатель как систему, включающую механическую, термодинамическую, газодинамическую и гидродинамическую подсистемы, и описывает функционирование двигателя на переходных и установившихся режимах. Это позволяет исследовать как особенности течения топлива в отдельных элементах системы топ-ливоподачи, так и влияние гидродинамических процессов на показатели двигателя при различных условиях его функционирования.

Система уравнений динамической модели двигателя записывается в следующем виде:

^ = -ср1-6р2 -Р/ июг2];

^Г = ——7 ЬпХ ('«( - и) ■+ с„2 ('„2 - ")'- {Ор1 + Ор2 )(/ - и) -+ 2г-ёт~Р/ №г\

¿са _^\.Р-Ро)/ Ртр ~ ^Мпр®2]-Мс _ Л 2А^7тпр+-1пр

<Лр

Л

= ю; р = рЯТ.

Секундный приход энергии в результате горения рабочей смеси определяется на основе методики, предложенной И.И. Вибе. Для получения значений показателей сгорания использованы результаты индицирования дизеля ТМЗ-450Д во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов работы. Период задержки воспламенения определяется по зависимости А.И. Толстова.

Для прогнозирования изменения экологических показателей работы двигателя, в соответствии с общепринятым подходом, на основании экспериментальных данных ОАО «АК «Туламашзавод» получены регрессионные зависимости вида: СМОх - /(и, а), Ссо =/(/?,а).

Для исследования функционирования двигателя в изменяющихся условиях эксплуатации используется математическая модель центробежного регулятора частоты вращения:

¿Юр {Гц + ~РтР-д- + ^(Фр -<Р01 )юр2)С05(фр -ф01 )ЯИ1 -Му

Л

J + RT2acos2((pp-щl)

й&р

где сор - угловая скорость распределительного вала, Рц - центробежная сила,

р.а - углы, определяемые конструктивными параметрами, Ртр а - сила трения

диска, ст, /?,„, ф0[, /?/■ - конструктивные параметры, ф^-угол поворота рычага

регулятора, Мц> = Мп + Мтр р , Мп - момент создаваемый пружиной, Мтр р

— момент трения на рычаге, J— момент инерции.

Схема включения СТ в модель двигателя приведена на рис. 3.

Динамическая модель ПДВС

Рц, Т,

Модель регулятора частоты вращения »р , Модель системы топливоподачи

Рис. 3. Схема взаимодействия математических моделей

На каждом временном шаге динамическая модель определяет текущие значения давления и температуры газа в цилиндре, угловой скорости вращения вала насоса, необходимые для расчета процесса топливоподачи. По математической модели автоматического регулятора частоты вращения, в соответствии с режимом работы двигателя, вычисляется координата рейки ТНВД к,,. В результате расчета функционирования СТ определяются начало срд, продолжительность Лфзяр, давление впрыскивания рвпр, масса подаваемого топлива тх. По

этим параметрам в каждом цикле вычисляется секундный приход энергии в результате горения рабочей смеси.

Для дизельного двигателя ТМЗ-450Д выполнены исследования функционирования СТ на переходных и установившихся режимах.

На рис. 4-7 приведены полученные результаты изменения цикловой подачи и параметров ДТ в штуцере ТНВД, форсунке и в трубопроводе перед форсункой в процессе работы двигателя (пср = 3600 об/мин, Мс = 17 Н-м).

— р,, МПа-

бсу1. кг/с

о 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 t, С

Рис. 4. Изменение расхода ДТ

0.Ö2 0,04 0.06 0,03 oll f. с

Рис. 5. Изменение давления в штуцере ТНВД

Pi, МПа

1 i

1 :

1 1

1

fj

-pav VW J I^VÄV.V 1 ЧЛЛ VWvy

/

l /

/ /' \ ■A

// У;

О 0,02 0,04 0,06 0,06 0,1 I, С

Рис. 6. Изменение давления в форсунке

-10 ° 10

Рис. 7. Сравнение расчетных и экспериментальных значений давления

в трубопроводе тред форсункой: -рсхигщ .......■хтришщ

Адекватность разработанного комплекса моделей проверялась путем сопоставления результатов исследования моделей с экспериментальными данными конструкторского отдела двигателей ОАО «АК «Туламашзавод». Экспериментальные данные получены с использованием испытательных стендов СН-96011Н и АУЬ-гвИпег.

Сравнение расчетных и экспериментальных значений давления в трубопроводе перед форсункой показано на рис. 7. Средняя погрешность в определении давления в трубопроводе перед форсункой составляет 11 %, цикловой массы - 3 %. Погрешности в определении эффективных показателей работы двигателя (мощности, расхода топлива, крутящего момента) в сравнении с экспериментальными данными не превышают 3 %.

В данной главе приведены результаты исследования функционирования дизельного двигателя на переходных режимах в сравнении с традиционным подходом, связанным с использованием сходственных рабочих циклов.

На рис. 8 приведены графики изменения крутящего момента (Ме), цикловой подачи топлива (тх), давления в форсунке ( /у), угловой скорости (ш), давления в цилиндре (р), экологических показателей (Ода* > 0?<2) ПРИ разгоне двигателя ТМЗ-450Д и набросе нагрузки.

{ : ! :

02

0.3 ¡, С

~600 РЛ

"400 а МПа

30

-гоо3:

20

- -200 10

=М00

1600

1350 Е о.

о.

1100

850 <о

600

■■■ Са

Рис.8. Переходные процессы в двигателе

На рис. 9 показаны закономерности разгона двигателя на переходном и на сходственных установившихся режимах: изменение угловой скорости (со), удельного эффективного расхода (£е),крутящего момента (Ме).

V.

рад/с

250

Мс. Нм

г'кВтч

-- 215 210 / \

Г^...... ...............

переходный режим

ю

12

сходственные установившиеся режимы

а 25

а й

Е, 20

320 со. рале

— переходный режим сходственные установившиеся режимы пц - номер цикла

--тх_пер ""

~ Ртр_аш_ПЕР ~ &<Р.„р_ПГ '

тг_СХ_уСТ ---- — Рвпр_шь_СХ _УСТ

.... — АфтрСХ уст

Рис. 9. Переходные процессы в двигателе

На переходных режимах работы двигателя идет неустановившийся процесс изменения начального и остаточного давлений, вследствие чего цикловые подачи топлива насосом и форсункой не равны, так как часть топлива либо аккумулируется в магистрали, либо дополнительно поступает в форсунку.

В результате сравнения (рис. 9) показателей работы ПДВС на переходном и сходственных установившихся режимах установлено, что максимальные расхождения в определении характеристик системы топливоподачи - 23 %, эффективных показателей работы двигателя - 12 %.

Разработанное математическое и программное обеспечение позволяет осуществить исследование функционирования двигателя на установившихся и переходных режимах, а также определить конструктивные и эксплуатационные параметры систем топливоподачи в соответствии с требования технического задания.

В четвертой главе установлены закономерности, отражающие влияние конструктивных и регулировочных параметров СТ на ее выходные характеристики. Предложена методика проектировочных расчетов и приведен пример ее практического использования для повышения эффективности функционирования системы топливоподачи.

Проведено теоретическое исследование закономерностей влияния параметров системы топливоподачи (длины Ь„9 и внутреннего диаметра <1тр трубопровода, диаметра плунжера Д„, давления затяжки пружины иглы роф и клапана рко) на ее выходные характеристики (цикловую массу топлива тх, угол опережения ф0, продолжительность А(рвпрн максимальное давление впрыскивания Рвпр шах)- Из конструктивных параметров нагнетательный трубопровод между насосом и форсункой наиболее существенно влияет на протекание процесса топливоподачи. Причем изменение показателей впрыскивания зависит не только от длины трубопровода, но и от размеров его сечения.

35

30

Iя

£ 2Ь

70

ь

О.

15

^ 10

К

5

**

У -

у

28 о2 с

24

20 * « 8

1,5

2,5

3,0

-Дф„

12

3,5

(1тр, мм

С £

ч

—

' >• ■ -А. 1

V * 1 - - -А.

N

1 -1- -

0,25

0,70

0,35

¿.тр, М

Рис. 10. Исследование закономерностей влияния параметров СТ на показатели ее функционирования (Мс =17 Н-м)

На рис. 10 приведены результаты анализа закономерностей влияния диаметра и длины трубопровода на показатели функционирования СТ для режима пср = 3200 об/мин

(Мс = 17 Н-м).

Выявлены резервы улучшения характеристик процесса впрыскивания в среднем для режима функционирования пср = 3200 об/мин при условии неизменности продолжительности впрыска: а) при уменьшении длины трубопровода до 450 мм цикловая масса возрастет на 9%, максимальное

давление впрыскивания - на 6%;

б) при увеличении внутреннего диаметра трубопровода до 2 мм цикловая масса возрастет на 17%, максимальное давление впрыскивания - на 20%.

Полученные результаты свидетельствуют о необходимости комплексной оптимизации конструкции системы топливоподачи с учетом диапазона скоростных и нагрузочных режимов работы дизеля.

В данной главе предложена методика проектировочных расчетов СТ, основанная на методе ЛП-поиска. Методика включает следующие основные этапы:

1. Формирование пространства входных параметров СТ.

2. Определение расчетных точек пространства параметров методом ЛП-поиска.

3. Проведение вычислительного эксперимента.

4. Поиск вариантов сочетания параметров системы топливоподачи, обеспечивающих выполнение требований технического задания.

5. Оценка влияния характеристик СТ на показатели работы двигателя на установившихся и переходных режимах.

В качестве примера приведены результаты проектировочного расчета СТ. Исследовался режим (пср = 3000 об/мин, Мс = (0 - 100) %) функционирования дизеля в составе с электроагрегатом. Входные параметры СТ: 1тр\ с1тр; йт; р0ф; Рь,. В качестве критериев оптимальности использовались: рвпр_ тах> Дфвир>

К

В результате проведенных вычислительных экспериментов получен вариант конструкции СТ (Ьтр = 500 мм; ¿тр = 1,6 мм; Вт = 7 мм; роф = 32,5 МПа; рко = 2,375 МПа), обеспечивающий повышение эффективности ее функционирования.

На рис. 11, 12 приведены характеристики дизельного двигателя с улучшенной и исходной конструкцией системы топливоподачи при пср 3000 об/мин.

315 300 285 270 255 240

Л

226-""

Рис. 11. Сравнение показателей работы двигателя

улучшенная конструкция исходная конструкция

5 -4.5 -4 -3 .5 ■ 3 -2-5--

10

Ме, Нм

22

улучшенная конструкция исходная конструкция

Рис. 12. Сравнение показателей работы двигателя

Предлагаемая конструкция СТ позволяет уменьшить удельный эффективный расход топлива на 5 %.

Данная методика может применяться как при проектировании, так и при доводке систем топливоподачи дизельных двигателей.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. При повышении эффективности функционирования СТ на установившихся и переходных режимах целесообразно использовать комплексный подход, при котором процесс функционирования СТ исследуется совместно с работой двигателя.

2. Разработан комплекс математических моделей для описания изменения состояния ДТ в полостях СТ, трубопроводе, а также способ постановки граничных условий с учетом неизотермичности и двухфазности.

3. Разработана математическая модель СТ, уточняющая существующие подходы к описанию СТ и ориентированная на включение в динамическую модель ПДВС. Адекватность предложенного математического описания подтверждена серией тестовых вычислительных экспериментов и сопоставлением полученных результатов с экспериментальными данными конструкторского отдела двигателей ОАО «АК «Туламашзавод». Средняя погрешность в определении давления в трубопроводе перед форсункой составляет 11 %, цикловой массы -3 %. Погрешности в определении эффективных показателей работы двигателя (мощности, расхода топлива, крутящего момента) в сравнении с экспериментальными данными не превышают 3 %.

4. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с исследованием функционирования СТ за счет рационального применения алгоритмов, учитывающих неизотермичность и двухфазность ДТ, исходя из условий работы систем топливоподачи.

5. Проведено исследование функционирования ПДВС на переходном режиме в сравнении с расчетом на сходственных установившихся режимах. Установлены максимальные расхождения в определении характеристик системы то-пливоподачи -23 %, эффективных показателей работы двигателя - 12 %.

6. По результатам исследования моделей установлены закономерности влияния параметров системы топливоподачи на ее характеристики. Выявлены резервы улучшения характеристик процесса впрыскивания для режима функционирования пер = 3200 об/мин при условии неизменности продолжительности впрыска:

а) при уменьшении длины трубопровода до 450 мм цикловая масса возрастет на 9 %, максимальное давление впрыскивания - на 6 %;

б) при увеличении внутреннего диаметра трубопровода до 2 мм цикловая масса возрастет на 17%, максимальное давление впрыскивания - на 20%.

7. Предложена методика проектировочных расчетов СТ дизельных двигателей. На ее основе для режима функционирования дизеля ТМЗ-450Д в составе с электроагрегатом (пср = 3000 об/мин) определены параметры СТ, обеспечивающие уменьшение удельного эффективного расхода топлива на 5 %.

8. Результаты настоящей работы внедрены в практику ОАО «АК «Тула-машзавод», а также в учебный процесс ТулГУ и используются в курсе «Динамика ДВС» и «Механика жидкости и газа. Гидро- и пневмопривод».

Основные результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Базаева Н.С. Разработка математической модели изменения состояния дизельного топлива с учетом газовой фазы / Н.С. Базаева // Сб. научн. тр. по материалам II МНТК "Актуальные проблемы автомобильного транспорта" - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. - С. 148-156.

2. Базаева Н.С. Примеры практического использования математического описания процессов в полостях систем топливоподачи высокого давления при двухфазном состоянии топлива / Н.С. Базаева // Молодежный вестник технологического факультета: сб. ст. - Тула: ТулГУ. Часть 1,2009. - С. 56-58.

3. Базаева Н.С. Математическое описание процессов в полостях систем топливоподачи высокого давления при двухфазном состоянии топлива / Н.С. Базаева // Изв. ТулГУ. Серия технические науки. Вып. 1. - 2010. - С.262-266.

4. Базаева Н.С. Математическая модель системы топливоподачи дизельного двигателя / Н.С. Базаева, Р.Н. Хмелев // Материалы МНПК "Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды". - Пермь, 2010. - С. 148-155.

5. Базаева Н.С. Математическая модель процесса топливоподачи дизельного двигателя / Н.С. Базаева // Молодежный вестник политехнического института: сб. ст. - Тула: ТулГУ, 2010. - С. 54-56.

6. Базаева Н.С. Математическое и программное обеспечение расчета функционирования системы топливоподачи дизельного двигателя/ К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, Н.С. Базаева, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелёв // Сборник научных трудов по материалам Международной конференции «Двигатель 2010».

7. Базаева Н.С. Имитационное моделирование систем топливоподачи и регулирования частоты вращения дизельного двигателя / Н.С. Базаева // Тезисы докладов научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе». - МАДИ, 2011. - С. 92 - 94.

8. Базаева Н.С. Моделирование систем топливоподачи и автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелёв , Н.С. Базаева // Изв. ТулГУ. Серия технические науки. Вып. 1-2011. - С. 172 -178.

9. Базаева Н.С. Постановка граничных условий при математическом описании течения дизельного топлива в трубе / Ю.А. Гришин, Р.Н. Хмелев, Н.С. Базаева // Вестник МГТУ. Вып. 2- 2011. - С. 102-109.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 17.10.2011. Формат бумаги 60x84 1/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. У,2 Уч.-изд. л.-^б? Тираж 100 экз. Заказ 034 Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

Общие по тексту сокращения.

Введение.

1. Анализ математических моделей систем топливоподачи дизельного двигателя и направления их совершенствования.

1.1. Анализ конструктивных схем.

1.2. Основные требования, предъявляемые к системам топливоподачи дизельных двигателей, математические модели и направления их совершенствования.

1.3. Выводы.

2. Математическое моделирование изменения состояния дизельного топлива в полостях и трубопроводе системы топливоподачи.

2.1. Зависимости для описания гидромеханических процессов в полостях ТНВД и форсунки.

2.1.1. Определение зависимостей для описания изменения состояния дизельного топлива в полостях систем топливоподачи высокого давления.

2.1.2. Установление зависимостей для описания изменения состояния дизельного топлива в полостях систем топливоподачи высокого давления при наличии двухфазности.

2.2. Математическое моделирование течения дизельного топлива в трубопроводе.

2.3. Вывод граничных условий при математическом моделировании течения дизельного топлива в трубопроводе.

2.4. Тестовые расчеты гидромеханических и гидродинамических процессов в системе топливоподачи.

2.5. Выводы.

3. Разработка математической модели системы топливоподачи, алгоритмов ее включения в модель двигателя. Комплексное исследование системы топливоподачи и двигателя на установившихся и переходных режимах.

3.1. Разработка математической модели системы топливоподачи непосредственного действия разделенного типа.

3.1.1. Уравнения модели системы топливоподачи в предположении об отсутствии газовой фазы.

3.1.2. Уравнения модели системы топливоподачи при наличии двухфазности.

3.2. Динамическая модель ДВС.

3.2.1. Принимаемые допущения и исходные уравнения модели.

3.2.2. Рабочие уравнения модели.

3.3. Математическая модель центробежного регулятора частоты вращения.

3.4. Включение математической модели системы топливоподачи в модель двигателя.

3.5. Исследование функционирования системы топливоподачи и двигателя на установившихся и переходных режимах.

3.6. Проверка адекватности разработанных моделей.

3.7. Выводы.

4. Установление закономерностей, отражающих влияние параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики. Разработка и пример практического использования методики проектировочных расчетов для повышения эффективности функционирования системы топливоподачи.

4.1. Исследование закономерностей влияния параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики.

4.2. Методика проектировочных расчетов.

4.3. Выводы.

Актуальность. Поршневые и, в частности, дизельные двигатели внутреннего сгорания - основа транспортной и стационарной энергетики. Мощностные, экономические и экологические показатели дизельного двигателя в значительной степени определяются конструкцией системы топливоподачи.

Непрерывно ужесточающиеся требования к экологическим показателям ПДВС, возрастающие требования к топливной экономичности и надежности вызывают необходимость постоянной модернизации системы топливоподачи. В этой связи актуальной задачей является непрерывное совершенствование расчетных методов исследования системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах.

Одним из основных направлений решения данной задачи является применение комплексного подхода к исследованию функционирования системы топливоподачи совместно с работой двигателя. Данный подход основан на математическом описании, позволяющем получить расчетные зависимости для различных конструкций систем топливоподачи и уравнений состояния (связи) моторного топлива.

Приведенные в работе исследования выполнялись в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 год, государственный контракт № П615 от 18.05.2010 г. (2010 -2012 г.г.) «Программно-методический комплекс для проектирования энергоэффективных двигателей транспортного типа, основанный на концепции нелинейной динамики» на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» ТулГУ.

Целью работы является повышение эффективности функционирования системы топливоподачи дизельного двигателя на установившихся и переходных режимах путем установления закономерностей, отражающих влияние параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики и показатели работы двигателя с учетом неизотермичности и двухфазности топлива.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Получение зависимостей, описывающих изменение состояния дизельного топлива с учетом неизотермичности и двухфазности в различной пространственной постановке.

2. Определение зависимостей для граничных условий при математическом моделировании течения дизельного топлива в трубопроводе с учетом неизотермичности и двухфазности.

3. Разработка математической модели системы топливоподачи, ориентированной на включение в динамическую модель дизельного двигателя, и исследование функционирования системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах.

4. Установление закономерностей влияния конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи на ее выходные характеристики.

5. Разработка методики проектировочных расчетов системы топливоподачи.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Получены зависимости для моделирования процесса изменения состояния дизельного топлива в элементах системы топливоподачи с учетом неизотермичности и двухфазности.

2. Установлены зависимости для граничных условий при математическом моделировании течения дизельного топлива в трубопроводе с учетом неизотермичности и двухфазности.

3. Разработаны математические модели системы топливоподачи, ориентированные на включение в модель двигателя и обеспечивающие исследование функционирования системы топливоподачи и двигателя с учетом их взаимного влияния.

4. Выполнено комплексное исследование функционирования двигателя и системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах.

Метод исследования - теоретико-экспериментальный, основанный на использовании методов математического моделирования, тепломеханики, гидродинамики, теории автоматического управления, статического анализа и вычислительной математики, а также известных и апробированных на практике экспериментальных методах исследования двигателей.

Объект исследования: малоразмерный многоцелевой одноцилиндровый дизельный двигатель ТМЗ-450Д, производства ОАО «АК «Туламашзавод».

Достоверность результатов. Достоверность результатов обеспечивается обоснованностью использованных теоретических зависимостей, корректностью постановки задач, применением известных математических методов и подтверждается сопоставлением результатов теоретических исследований с экспериментальными данными ОАО «АК «Туламашзавод».

Практическая ценность работы:

1. Разработано программное обеспечение комплексного исследования системы топливоподачи двигателя на переходных и установившихся режимах.

2. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая осуществить выбор конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи для улучшения показателей ее функционирования.

3. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с исследованием функционирования системы топливоподачи за счет рационального применения алгоритмов, учитывающих неизотермичность и двухфазность ДТ, исходя из условий работы систем топливоподачи.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Зависимости для определения функций состояния дизельного топлива с учетом неизотермичности, двухфазности, а также уравнения для определения соответствующих граничных условий.

2. Математические модели, позволяющие установить связь конструктивных и регулировочных параметров системы топливоподачи с ее выходными характеристиками и показателями работы двигателя на установившихся и переходных режимах.

3. Результаты исследования моделей, позволяющие дать рекомендации по улучшению характеристик системы топливоподачи дизельных двигателей, и методика проектировочных расчетов системы топливоподачи.

Реализация работы. Результаты работы внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод» в виде программного обеспечения исследования и расчета системы топливоподачи дизельного двигателя (акт внедрения от 14.04.2011); методики и программного обеспечения расчета угла опережения подачи топлива (акт внедрения от 14.04.2011).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной конференции «Двигатель 2007» (г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007); II международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (г. Тула, ТулГУ, 2009); международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (г. Пермь, 2010); международной конференции «Двигатель 2010» (г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011); Юбилейной научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (г. Москва, МАДИ (ГТУ), 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём работы 124 страницы, включая 43 рисунка, 9 таблиц. Список литературы содержит 110 наименований. Объем приложения 13 страниц.

4.3. Выводы

1. По результатам исследования моделей установлены закономерности влияния параметров системы топливоподачи на ее характеристики. Выявлены резервы улучшения характеристик процесса впрыскивания для режима функционирования пср = 3200 об/мин при условии неизменности продолжительности впрыска: а) при уменьшении длины трубопровода до 450 мм цикловая масса возрастет на 9 %, максимальное давление впрыскивания - на 6 %; б) при увеличении внутреннего диаметра трубопровода до 2 мм цикловая масса возрастет на 17%, максимальное давление впрыскивания -на 20%.

2. Предложена методика проектировочных расчетов СТ дизельных двигателей. На ее основе для режима функционирования дизеля ТМЗ-450Д в составе с электроагрегатом (пср = 3000 об/мин) определены параметры СТ, обеспечивающие уменьшение удельного эффективного расхода топлива на 5 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные результаты:

1. При повышении эффективности функционирования системы топливоподачи на установившихся и переходных режимах целесообразно использовать комплексный подход, при котором процесс функционирования системы топливоподачи исследуется совместно с работой двигателя.

2. Разработан комплекс математических моделей для описания изменения состояния ДТ в полостях системы топливоподачи, трубопроводе, а также способ постановки граничных условий с учетом неизотермичности и двухфазности.

3. Разработана математическая модель системы топливоподачи, уточняющая существующие подходы к описанию системы топливоподачи и ориентированная на включение в динамическую модель ПДВС. Адекватность предложенного математического описания подтверждена серией тестовых вычислительных экспериментов и сопоставлением полученных результатов с экспериментальными данными конструкторского отдела двигателей ОАО «АК «Туламашзавод». Средняя погрешность в определении давления в трубопроводе перед форсункой составляет 11 %, цикловой массы - 3 %. Погрешности в определении эффективных показателей работы двигателя (мощности, расхода топлива, крутящего момента) в сравнении с экспериментальными данными не превышают 3 %.

4. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с исследованием функционирования системы топливоподачи за счет рационального применения алгоритмов, учитывающих неизотермичность и двухфазность ДТ, исходя из условий работы систем топливоподачи.

5. Проведено исследование функционирования ПДВС на переходном режиме в сравнении с расчетом на сходственных установившихся режимах.

Установлены максимальные расхождения в определении характеристик системы топливоподачи - 23 %, эффективных показателей работы двигателя -12%.

6. По результатам исследования моделей установлены закономерности влияния параметров системы топливоподачи на ее характеристики. Выявлены резервы улучшения характеристик процесса впрыскивания для режима функционирования пср = 3200 об/мин при условии неизменности продолжительности впрыска: а) при уменьшении длины трубопровода до 450 мм цикловая масса возрастет на 9 %, максимальное давление впрыскивания - на 6 %; б) при увеличении внутреннего диаметра трубопровода до 2 мм цикловая масса возрастет на 17%, максимальное давление впрыскивания -на 20%.

7. Предложена методика проектировочных расчетов системы топливоподачи дизельных двигателей. На ее основе для режима функционирования дизеля ТМЗ-450Д в составе с электроагрегатом (пср= 3000 об/мин) определены параметры системы топливоподачи, обеспечивающие уменьшение удельного эффективного расхода топлива на 5 %.

8. Результаты настоящей работы внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод», а также в учебный процесс ТулГУ и используются в курсе «Динамика ДВС» и «Механика жидкости и газа. Гидро- и пневмопривод».

1. Авдеев К.А. Динамика двигателей внутреннего сгорания / К.А. Авдеев, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // ФГУП НТЦ "Информрегистр", депозитарий электронных изданий, per. № 0321002389, 23.11.2010.

2. Агуреев И.Е. Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания: дис. докт. техн. наук. Тула: ТулГУ, 2002. - 305 с.

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

4. Агуреев И.Е. Нелинейные динамические модели поршневых двигателей внутреннего сгорания: Синергетический подход к построению и анализу: монография / И.Е. Агуреев Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. - 224 с.

5. Андерсон Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен / Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. М.: Мир, 1990. - 384 с.

6. Ахромешин A.B. Повышение эффективных характеристик поршневых ДВС управлением бифуркационными зависимостями межцикловой неидентичночти рабочих процессов: автореф. дис.канд. техн. наук. / A.B. Ахромешин. Тула: ТулГУ, 2010.-21 с .

7. Базаров Б.И. Научные основы энерго-экологической эффективности использования альтернативных моторных топлив: автореф. дис. .докт техн. наук / Б.И. Базаров Ташкент, ТАДИ, 2006. - 40 с.

8. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред / О.М. Белоцерковский. М.: Физматлит, 1994. - 442 с.

9. Булыгин Ю.И. Основы моделирования внутрицилиндровых процессов и токсичности дизелей тепловозов: дис. докт. техн. наук. / Ю.И. Булыгин Ростов-на-Дону, 2006. - 328 с.

10. Васильев A.B. Математическое моделирование рабочих процессов ДВС: учеб. пособие / A.B. Васильев, Е.А. Григорьев Волгоград: Изд-во Волгоград, гос. техн. ун-та., 2002. - 67 с.

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

12. Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей / М.М. Вихерт, Ю.Г. Грудский. М.: Машиностроение, 1982. - 150 с.

13. Влияние формы внешней скоростной характеристики на токсичность отработавших газов дизеля в переходных процессах / В.А. Марков и др. // Сб. научн. тр. по матер, междунар. конф. "Двигатель 2007". -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 329 - 335.

14. Гаврилов A.A. Расчет циклов поршневых двигателей: учебн. пособие / A.A. Гаврилов, М.С. Игнатов, В.В. Эфрос. Владимир: ВлГУ, 2003.- 124 с.

15. Газовая динамика. Механика жидкости и газа / B.C. Бекнев и др.;под общей ред. А.И. Леонтьева М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 101671 е., ил.

16. Галиуллии P.P. Повышение эффективных показателей тракторных дизелей электронным управлением топливоподачи: автореф. дис. докт. наук / P.P. Галиуллин. СПб: С.-Петерб. гос. аграр. ун-т, 2009. - 41 с

17. Галышев Ю.В. Конвертирование рабочего процесса транспортных ДВС на природный газ и водород: автореф. дис. докт. наук / Ю.В. Галышев. СПб.: СПб гос. политехи, ун-т., 2010 - 32 с.

18. Гальговский В.Р. Пути и методы совершенствования экономических и экологических показателей транспортных дизелей: автореф. дис. докт. наук / В.Р. Гальговский. М.: 1991 - 66 с.

19. Гиринович М.П. Исследование процессов образования оксидов азота при сгорании топлива в перспективных дизелях : дис. канд. техн. наук / М.П. Гиринович. М: Центр научно-исслед. автомоб. и автомотор, ин-т 2006. - 123 с.

20. Гогричиани Г.В. Переходные процессы в пневматических системах / Г.В. Гогричиани, A.B. Шипилин. М.: Машиностроение, 1986. - 160 с.

21. Голубков C.B. Разработка методов совершенствования процессов смесеобразования и сгорания в поршневом двигателе: автореф. дис. докт. наук / C.B. Голубков. М., 2002. - 344 с.

22. Горбунов П.В. Улучшение экологических и экономических показателей дизелей внедорожной техники совершенствованием процесса топливоподачи: дис. канд. техн. наук. Владимир, 2007 - 144 с.

23. Грехов JI.B. Использование линеаризованного распада разрыва для расчета топливоподачи в дизелях / J1.B. Грехов // Межвуз. сб. науч. трудов "Автомобильные и тракторные двигатели". М.: МАМИ, 1999. - Вып. XVI. -С 81-85.

24. Грехов Л.В. Научные основы разработки систем топливоподачи в цилиндры двигателей внутреннего сгорания: дис. докт. техн. наук / Л.В. Грехов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 390 с.

25. Грехов Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей:102учебник для вузов / JI.B. Грехов, H.A. Иващенко, В.А. Марков. М.: Легион-Автодата, 2004. - 344 с.

26. Гришин Ю.А. Газодинамическое совершенствование проточной части ДВС: дис. докт. техн. наук / Ю.А. Гришин М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 435 с.

27. Гришин Ю.А. Способы постановки граничных условий при численном моделировании газодинамических процессов в ДВС / Ю.А. Гришин, Р.Н. Хмелев // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". -Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. Вып. 7. - С. 161 - 167.

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

29. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн: учебник для вузов / В.Н. Луканин, и др.; под ред В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005. - 414 с.

30. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др.; под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984, - 384 с.

31. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов и др.; под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова М.: Машиностроение, 1983 - 372 с.

32. Демин A.B. Развитие методов численного моделирования процессов в камерах сгорания тепловых двигателей и энергоустановок: автореф. дис. докт. техн. наук / A.B. Демин. Казань: Казанск. гос. техн. унт, 2002. - 37 с.

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

34. Елагин М.Ю. Модернизация впускной системы автомобильного двигателя / М.Ю. Елагин, В.В. Смекалин, Р.Н. Хмелёв // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып. 9 Тула: ТулГУ, 2005. - С. 96 - 100.

35. Заяд М.С. Формирование скоростной характеристики топливоподачи в дизеле путем управления нагнетательным клапаном: дис. канд. техн. наук. Волгоград: ВолгГТУ, 2002. - 205 с.

36. Зибаров A.B. Газодинамический эксперимент на персональном компьютере / A.B. Зибаров, Н.В. Могильников. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. -80 с.

37. Иващенко H.A. Моделирование процессов топливоподачи и проектирование топливной аппаратуры дизелей: учебное пособие / H.A. Иващенко, В.А. Вагнер, JI.B. Грехов. Барнаул: АлтГТУ, 2002. - 165 с.

38. Игошев A.C. Использование закономерностей внутрициклового изменения угловой скорости коленчатого вала одноцилиндрового двигателя для регулирования частоты ващения генераторной установки: дис. канд. техн. наук. Владимир, 2010. - 133 с.

39. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. М.: Машиностроение, 1975. - 464 с.

40. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учеб. для вузов / Р.З. Кавтарадзе //. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 720 с.

41. Керимов З.Х. Особенности математического моделирования104двухфазной среды с релаксацией в дизельных топливовпрыскивающих системах: Материалы IX Международной научно-практической конференции, Владимир, 2003, с. 257-260.

42. Колбая Т.Ч. Математическое моделирование нестационарного течения сжимаемой жидкости и диагностика исполнительных устройств: дис. канд. техн. наук. Воронеж, 2008. - 155 с.

43. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А.И. Колчин, В.П. Демидов. М.: Высш. шк., 2003. - 496 с.

44. Корабельников С.К. Улучшение эксплуатационных показателей автотранспортных дизелей путем совершенствования системы питания: автореф. дисс. докт. техн. наук / С.К. Корабельников. Санкт-Петербург-Пушкин, 2009. - 34 с.

45. Корнилов Г.С. Теоретическое и экспериментальное обоснование способов улучшения экологических показателей и топливной экономичности автомобильных дизелей : дис. докт. техн. наук / Г.С. Корнилов. М.: МГТУ (МАМИ), 2005. - 439 с.

46. Костин А.К. Работа дизелей в условиях эксплуатации / А.К. Костин, Б.П. Пугачев, Ю.Ю. Кочинев; под общ. ред. A.A. Костина. Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 284 с.

47. Крутов В.И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания / В.И. Крутов. М.: Машиностроение, 1989.-416 с.

48. Кузнецов А.Г. Разработка методов и средств повышения эффективности работы дизелей на динамических режимах: автореф. дис. докт. техн. наук / А.Г. Кузнецов. Москва, 2010 - 32 с

49. Кузьмина И.В. Математическое моделирование и диагностика рабочих процессов многоцилиндровых ДВС с внешним смесеобразованием: дисс. канд. техн. наук/ И.В. Кузьмина. Тула: ТулГУ, 2000. - 130 с.

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

51. Лашко В.А. Проблемы создания адаптивных двигателей внутреннего сгорания / В.А. Лашко // Сб. научн. тр. по проблемам двигателестроения, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 118 - 123.

52. Лопухин В.И. Системный подход к проектированию ДВС транспортных средств / В.И. Лопухин, М.В. Малиованов // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. - Вып. 4 - С. 27 - 33.

53. Лышевский A.C. Системы питания дизелей: Учебн. пособие / A.C. Лышевский. М.: Машиностроение, 1981. - 216 с.

54. Малиованов М.В. ДВС как автоколебательная система / М.В. Малиованов, М.И. Семенчук // Изв. ТулГУ "Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем": Тула: Изд-во ТулГУ, 1995 -С. 132- 143.

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

56. Малиованов М.В. О построении статических характеристик поршневых ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. - 2008. - Вып. 3. - С. 166 - 170.

57. Малиованов М.В. Тепломеханика как теоретическая база исследования ДВС / М.В. Малиованов // Изв. ТулГУ "Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем". Тула: Изд-во ТулГУ, 1995. - С. 154 - 162.

58. Мальчук В.И. Топливоподача и зональное смесеобразование в дизелях: монография / В.И. Мальчук. М.: МАДИ, 2009. - 176 с.

59. Мамонтов М.А. Основы термодинамики тела переменной массы / М.А. Мамонтов. Тула: Приокское книжное издательство, 1970. - 88 с.

60. Мамонтов М.А. Теория тепловых двигателей: учебн. пособие / М.А. Мамонтов. Тула: ТулПИ, 1987. - 75 с.

61. Марков В.А. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях: монография / В.А. Марков, С.Н. Девянин, В.И. Мальчук. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 360 с.

62. Марков В.А. Токсичность отработавших газов дизелей: монография / В.А. Марков, P.M. Баширов, И.И. Габитов. М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 376 с.

63. Машинно-ориентированные методы расчета комбинированных двигателей / Б.И. Иванченко и др. М.: Машиностроение, 1978. - 168 с.

64. Медведев В.Е. Дифференциальное уравнение дизеля как регулируемого объекта с учетом переходных процессов в топливной аппаратуре / В.Е. Медведев, H.H. Патрахальцев. // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып. 6 - Тула: ТулГУ, 2002. - С. 90 - 98.

65. Мочалова H.A. Исследование термодинамики плотных жидкостей и газов с целью уточнения метода гидродинамического расчета топливных систем тепловых двигателей летательных аппаратов: автореф. дис. канд. техн. наук / H.A. Мочалова. Рыбинск, 1995. - 20 с.

66. Никишин В.Н. Формирование и обеспечение показателей качества107автомобильных дизелей на стадии их проектирования и доводки: дисс. докт. техн. наук / В.Н. Никишин. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 377 с.

67. Петриченко P.M. Рабочие процессы поршневых машин / P.M. Петриченко, В.В. Онософский. Л.: Машиностроение, 1972. - 168 с.

68. Подчуфаров Б.М. Основы динамики тепломеханических систем / Б.М. Подчуфаров. Тула: ТулПИ, 1982. - 82 с.

69. Подчуфаров Ю.Б. Математические модели автоматических систем. Гидромеханические системы: учеб. пособие / Ю.Б. Подчуфаров, Г.Б. Кирик, В.М. Андреев. Тула: ТулПИ, 1987. - 96 с.

70. Поздеев Г.В. Определение и моделирование трения в цилиндропоршневой группе / Г.В. Поздеев, Д.О. Воронин // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып. 2 Тула: ТулГУ, 1997. - С. 161-166.

71. Программа ДИЗЕЛЬ-РК: Моделирование и оптимизация рабочих процессов ДВС / A.C. Кулешов и др. // Сб. науч. тр. междун. конф. "Двигатель-2010". М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 287 - 291.

72. Программный комплекс ВПРЫСК четвертого поколения / Л.В. Грехов и др.. // Сб. научн. тр. междунар. конф. "Двигатель-2010". М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 319 - 322.

73. Разработка математической модели двигатель-генераторной установки на базе дизеля ТМЗ-450Д / М.В. Малиованов и др. // Двигатели внутреннего сгорания: Научно-технический журнал. Харьков: НТУ "ХПИ". -2006.-№1.-С. 51 -56.

74. Свиридов Ю.Б. Топливо и топливоподача автотракторных дизелей / Ю.Б. Свиридов, Л.В. Малявинский, М.М. Вихерт. Л.: Машиностроение. Ленинрг. отд-ние, 1979. - 248 е., ил.

75. Система моделирования движения жидкости и газа FlowVision. Версия 2.3. Руководство пользователя. М.: ООО "Тесис", 2006. - 311 с.

76. Системы управления дизельными двигателями. Пер. с немецкого. Первое русское издание. М.: ЗАО "КЖИ "За рулем", 2004. - 480 е.: ил.

77. Славуцкий В.М. Расчет рабочего цикла дизелей: учеб. пособие /108

78. В.M. Славуцкий, A.B. Курапин. Волгоград, ВолгГТУ, 2003. - 76 с.

79. Темнов Э.С. Разработка теоретических основ расчета и конструирования малоразмерных двигатель-генераторных установок как единой динамической системы: дис. канд. техн. наук / Э.С. Темнов. Тула: ТулГУ, 2005. - 134 с.

80. Теория двигателей внутреннего сгорания; под ред. Н.Х. Дьяченко. -JL: Машиностроение, 1974. 552 с.

81. Тимошенко Д.В. Исследование и улучшение динамических качеств переходных режимов работы КДВС: дис. канд. техн. наук / Д.В. Тимошенко. Хабаровск, 2004. - 196 с.

82. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов, JI.H. Голубков, В.И. Трусов и др. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

83. Удаленный доступ к современным программам моделирования рабочих процессов в ДВС и его топливных системах / Иващенко H.A. и др. // Сб. науч. тр. междунар. конф. "Двигатель-2010". М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 255 - 257.

84. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. 2е изд. переаб. и доп. - JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. - 352 с.

85. Хачиян A.C. Двигатели внутреннего сгорания: учебн. Пособие / A.C. Хачиян и др.; под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1985.- 311 с.

86. Хмелев Р.Н. Исследование влияния газодинамических процессов на функционирование ДВС: дис. канд. техн. наук. Тула: ТулГУ, 2002. - 137 с.

87. Черноусов A.A. Определение гидравлических характеристик местных сопротивлений в газовоздушных трактах ДВС вычислительным экспериментом: автореф. дис. канд. техн. наук / A.A. Черноусов. Уфа: Уфимский гос. авиационно-техн. ун-т, 1998. - 22 с.

88. Черныш А.Г. Система топливоподачи дизеля с регулируемым начальным давлением в нагнетательной магистрали : дис. канд. техн. наук. -Волгоград: ВолгГТУ, 2005.

89. Чесноков С.А. Химический турбулентный тепломассобмен в двигателях внутреннего сгорания: монография / С.А. Чесноков, С.А. Потапов 2-е изд. перераб. и доп. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. - 500 с.

90. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К. Годунов и др.. М.: Наука, 1976. - 400 с.

91. Численные методы в динамике жидкостей / Джеймсон Э., Мюллер Т. и др. М.: Мир, 1981.-407 с.

92. Чистяков А.Ю. Исследование межцикловой нестабильности процесса топливоподачи дизелей при работе на режимах малых подач и частот вращения: дис. канд. техн. наук. Хабаровск, 2006. - 199 с.

93. Чистяков В.К. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания: учебн. пособ. / В.К. Чистяков // М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

94. Шароглазов Б. А. Двигатели врутреннего сгорания: теория, моделирование и расчет процессов Текст.: учебник / Б.А. Шароглазов, М.Ф. Фарафонтов, В.В. Клементьев. Челябинск: Изд-во: ЮУрГУ, 2004. - 344 с.

95. Шатров М.Г. Формирование компонентов единого инфоомационного пространства для обеспечения жизненного цикла двигателей внутреннего сгорания Текст.: дис. докт. техн. наук. / М.Г. Шатров; МАДИ (ГТУ) М., 2007. - 403 с.

96. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС.

97. Алгоритмы прикладных программ; под общ. ред P.M. Петриченко. JL:

98. Машиностроение, 1990. 328 с.

99. Эсмаилзаде Э. Разработка методов организации рабочего процессатопливной системы дизеля при использовании в качестве топливадиметилового эфира : дис. канд. техн. наук. Москва, 2004. - 167 с.

100. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача / Б.Н.

101. Юдаев. М.: Высш. шк., 1988. - 479 с.

102. Юб.Двигуни внутршнього згоряння: Сер1я шдручниюв. Т. 4. Основи

103. САПР ДВЗ. / за ред. А.П. Марченка, А.Ф. Шеховцова Харюв: Видавн. центр1101. HTY "XIM", 2004. 428 c.

104. Hardenberg, Horst O., The Middle Ages of the Internal combustion Engine, Society of Automotive Engineers (SAE), 1999

105. Singer, Charles Joseph; Raper, Richard, A history of technology : The Internal Combustion Engine, edited by Charles Singer . et al., Clarendon Press, 1954-1978. pp.157-176

106. Ukrainian Modern Tank Diesel Engines. Nikolai Ryazantsev. Army. Issue 31. January February 1999.

107. Wakisaka Tomoyuki Shimamoto Yuzuru, Takeuchi Shinichi // Nihon kikai gakkai ronbunshu. B = Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B. 1995. - 61, № 586. - C. 2301 -2311.