автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка системы непрерывной подачи газа для ДВС с искровым зажиганием

На правах рукописи

Тихомирова Ольга Борисовна

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОДАЧИ ГАЗА ДЛЯ ДВС С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород 2009 г.

003460902

Работа выполнена на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент А.Н.Тихомиров

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Дыскин Лев Матвеевич

кандидат технических наук, профессор Макаров Александр Романович

Ведущая организация: ОАО «РУМО», г.Нижний Новгород

Защита диссертации состоится 20 февраля 2009 года в 14:00 часов в аудитории 1258 на заседании диссертационного совета Д212.165.04 в Нижегородским государственном техническом университете по адресу: 603950, г.Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е.Алексеева

Автореферат разослан 19 февраля 2009 года

Отзыв на автореферат с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д212.165.» доктор технических наук, профессор

Л.Н. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Автомобильный транспорт занимает ведущее место в современном процессе общественного развития. Он же относится к числу наиболее крупных потребителей энергетических ресурсов. Общая мощность ДВС мирового парка автомобилей составляет более 10 млрд. кВт, что значительно превосходит суммарную мощность тепловых, атомных и гидроэлектростанций вместе взятых. На его долю приходится 66% потребляемого топлива.

Обострение мирового кризиса вызывает повышенный интерес к альтернативным видам топлива, как в нашей стране, так и за рубежом. В настоящее время более чем в 30 странах мира производят альтернативные топлива, а в большинстве из них разработаны национальные программы их реализации. Потенциальными заменителями жидкого моторного топлива нефтяного происхождения могут быть водород, аммиак, спирты, эфиры, масла растительного происхождения. Наибольшее распространение в качестве альтернативного топлива получили сжиженный нефтяной (СНГ) и компримированный природный (КПГ) газ.

Как моторное топливо, СНГ и КПГ по ряду основных показателей превосходят жидкие нефтяные топлива. Однако для реализации их потенциальных преимуществ необходимо решить целый комплекс задач, которые в разной степени решены для бензиновых двигателей. Прежде всего, это относится к топливной аппаратуре, которая для газовых ДВС базируется либо на архаичных принципах и конструкциях, либо пытается слепо копировать бензиновые. Среди конструкций, действительно заслуживающих внимания, нет вариантов для двигателей относительно большого рабочего объема, так распространенных в нашей стране на коммерческом транспорте. Поэтому, несмотря на достаточно широкий спектр предлагаемых на рынке газовых систем, актуальными остаются проблемы организации дозирования, смесеобразования, распределения и воспламенения газовоздушной смеси, особенно в свете требований двигателей сегодняшнего поколения. Создание газоподающей аппаратуры многими предприятиями в нашей стране принимает неуправляемый характер, поэтому разработка и исследование системы газоподачи, способной приблизить реальные характеристики приготовляемой смеси к оптимальным регулировочным и добиться высокой степени однородности смеси для всего многообразия режимов актуально сегодня как никогда.

Цель работы.

Разработка системы непрерывной подачи газа для конвертации современных двигателей с искровым зажиганием относительно большого рабочего объема и оценка качества характеристик их дозирования.

Достижение указанной цели предполагает создание оригинальной конструкции аппаратов газоподачи и предусматривает решение следующих задач:

- выбор принципа дозирования газа применительно к существующим двигателям с искровым зажиганием;

- аналитическое исследование изменения состава приготовляемой смеси при использовании принятого принципа с разделением нагрузочного и частотного регулирования;

- разработка газового редуктора-регулятора с преобразователем, обеспечивающего реализацию принципа, и аналитическая оценка его возможностей по обеспечению диапа-

зона нагрузочного регулирования;

- разработка электронноуправляемого дозатора газа и определение формы рабочей поверхности для обеспечения требуемого сечения от перемещения дозирующей иглы;

- экспериментальные исследования мощностных, экономических, экологических, пусковых качеств двигателей с макетным образцом исследуемой системы подачи газа.

Объект исследований.

Двигатель ЗМЗ-4062 с системой непрерывной распределенной подачи газа и разделением регулирования по частоте и нагрузке.

Методы исследований.

При проведении теоретических исследований использованы общие законы газовой динамики, аналитической механики, теория рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Экспериментальные исследования проводились на моторном стенде с двигателем ЗМЗ-4062.

Научная новизна работы:

- обоснована необходимость разработки системы непрерывной подачи газа с использованием принципа разделения нагрузочного и частотного регулирования;

- аналитически определена передаточная функция регулятора, обеспечивающая полное разделение регулирования по нагрузке и частоте;

- аналитически определена функция поверхности дозатора для обеспечения желаемого изменения площади сечения от перемещения;

Основные положения, выносимые на защиту:

в теоретической части - математические модели системы и элементов системы газоподачи;

в конструкторской части - конструктивный комплекс системы газоподачи, созданный на основе базовых агрегатов, позволяющий обеспечить оптимальные формы характеристик газоподачи; конструкции аппаратов газоподачи для систем питания газовых двигателей;

в экспериментальной части - рабочие характеристики двигателя с экспериментальной системой газоподачи.

Достоверность результатов.

Проведенный комплекс экспериментальных исследований на полноразмерном двигателе подтверждает основные теоретические положения, взятые за основу разработанной системы подачи газа.

Практическая ценность работы:

- создана конструкция системы газоподачи для двигателей среднего рабочего объема, обеспечивающая без существенного усложнения конструкции электронное управление расходом газа с высокой точностью дозирования и быстродействия;

- предложена схема газового редуктора-регулятора с преобразователем давления;

- разработаны подходы по конструированию распылителей непрерывной подачи газа во впускную трубу двигателя;

- разработана конструкция дозатора газа с электронноуправляемым приводом.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований

используются для конструкторской проработки газовых систем на ОАО «РУМО»

(г. Нижний Новгород), при переоборудовании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г, Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» в курсах «Системы ДВС», «Газовые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и были одобрены на:

- международных научно-практических конференциях «Проблемы проектирования, испытания, эксплуатации и маркетинга автотракторной техники, двигателей внутреннего сгорания, строительных и дорожных машин, транспортно-технологических комплексов и вездеходов», посвященных 40-летию каф. «Автомобильный транспорт» и 35-летию кафедры «Строительные и дорожные машины», Н.Новгород: НГТУ, 2003, 2008 гг;

- всероссийских научно-технических конференциях «Современные проблемы машиностроения и транспорта» УлГТУ - Ульяновск, 2008 и «АВТО НН 08 Автомобильный транспорт в XXI веке», посвященной 45-летию каф. «Автомобильный транспорт», НГТУ Н.Новгород, 2008;

- межвузовских научно-технических конференциях, посвященных 30-летию кафедры «Строительные и дорожные машины», и 60-летию кафедры «Автомобили и тракторы», НГТУ, Н.Новгород, 2004 и 2005 гг.

Публикации. Всего опубликовано 19 научных трудов, и по теме диссертации 8, среди них одна статья в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертации состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Диссертация содержит 119 страниц, включая 35 рисунков, список литературы из 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится сравнение выходных параметров искровых двигателей при переводе их с бензина на газовое топливо. Наибольший вклад в разработку теоретических основ применения альтернативных видов топлива и создание средств их реализации сделан отечественными исследователями Генкиным К.И., Гольдблатом И.И., Горшковым С.А., Моревым А.И., Маховым В.З., Половинкиным В.Н., Самолем Г.И. Отмечено, что полноценное использование потенциала газовых топлив возможно только при соответствующих конструктивных изменениях двигателя. Если конвертации подлежат серийные бензиновые двигатели, то эффективность использования газа определяется только совершенством газоподающей аппаратуры. Проводится анализ способов подачи газа в искровые двигатели внутреннего сгорания, а также выявляется необходимость создания систем газоподачи, способных реализовать все преимущества газовых топлив, при условии выполнения требований, предъявляемых к современным системам питания.

Принципиальное для газовых систем требование - простота и в производстве, и при монтаже - выполняли много лет эжекционные смесители. Их использование на двигателях больших рабочих объемов также не встречает препятствий. Введение электронной

коррекции состава смеси по сигналу Х-зонда дало возможность удовлетворения требований к уровню токсичности. Однако главной проблемой эксплуатации систем первых поколений на двигателях с впрыском бензина является большой объем (до 3 л) впускного тракта, наполненного газовоздушной смесью. Вероятность воспламенения ее от отработавших газов, частично забрасываемых в систему впуска, приводит к вспышкам и ударным волнам, разрушающим элементы впускного тракта.

В бензиновых двигателях сегодняшнего поколения электромагнитные форсунки стали идеальным исполнительным элементом с высоким уровнем быстродействия, точности дозирования топлива и обеспечения идентичности состава смеси по цилиндрам на всех режимах работы двигателя. Основная проблема при использовании электромагнитных форсунок для подачи газа (особенно сжатого) заключается в том, что они не обеспечивают требуемых объемных цикловых подач, имеют большой ход якоря и, как следствие, малое быстродействие и высокие ударные нагрузки. Цикловая подача меняется примерно от 30 мг/цикл на режиме холостого хода до 150 мг/цикл на режимах полной нагрузки. Но плотность бензина составляет 740 кг/м3, а газов: нефтяного сжиженного при давлении 3 бара -7 кг/м3; природного сжатого при давлении 5 бар-3,5 кг/м3, что соответственно в 100 и 200 раз меньше, чем у бензииа. Следовательно, в соответствующее количество раз необходимо или увеличивать проходное сечение форсунки, или ее рабочий ход, или изменять давление на входе. Однако резервы увеличения этих параметров ограничены и не могут довести систему до уровня бензинового аналога. Поэтому чаще подачу газа через электромагнитные форсунки можно встретить на относительно тихоходных двигателях. Перевод на газ двигателей с рабочим объемом цилиндра 0,6...0,9л, имеющих высокую частоту вращения (до 6000 мин"1), с использованием электромагнитных форсунок является невероятно сложной задачей.

Вариант непрерывной подачи газа под давлением в настоящее время использует технически сложный подход - истечение газа под постоянным перепадом давлений и через устройства, ограничивающие взаимное сообщение каналов разных цилиндров. В системе Lovato-Logic, например, в основе распределителя газа лежит мембранный узел. Он призван формировать в каналах, идущих к отдельным цилиндрам, высокие перепады давления, чтобы исключить взаимное перетекание газа. Малейшее загрязнение кромок седла при эксплуатации или снижение эластичности мембраны делает узел неработоспособным.

Использование стандартных шаговых moto- i ров для перемещения дозаторов предопределяет либо малое число шагов за весь ход, либо малую скорость перемещения при использовании понижающих редукторов. При линейном изменении сечения дозатора от перемещения штока шагового мотора и числе шагов мотора 250, изменение расхода на один шаг составит примерно 0,1 кг/ч. Если на режиме холостого хода расход газа 0,8 кг/ч, го регулирование возможно с ошибкой не менее 12% (рис. 1).

Рис.1. Дозирование по расходу воздуха

Более сложный вид имеют подобные распределители в системе Mazda, где их число равно числу цилиндров. В самом дозаторе число дозирующих кромок также соответствует числу цилиндров и выполнены они прецизионно. Однако выходное давление газового редуктора уже не постоянно. Оно линейно возрастает с ростом давления во впускной трубе, оставаясь всегда на некоторую постоянную величину больше его. Такой подход позволяет на малорасходных режимах иметь перепад давлений меньше, что повышает точность дозирования таким же шаговым мотором примерно вдвое.

Увеличение расхода по нагрузочной характеристике организуется за счет переменного (от нагрузки) давления газа. Увеличение расхода по скоростной характеристике обеспечивается изменением проходного сечения дозатора, приводимого стандартным шаговым мотором, на который возлагается и вся электронная коррекция. Таким образом, организуется полное разделение управления по нагрузке и частоте. Невысокая кратность по частоте (около 6) позволяет при малом числе шагов достигать высокой точности регулирования. Гораздо более высокая требуемая скорость изменения расхода газа по нагрузке обеспечивается редуктором путем перемены давления (рис. 2).

Система газоподачи (рис.3) включает в себя газовый редуктор /, подающий газ через дозатор переменного сечения 2 в распределитель 4, от которого газ идет к распылителям 5, расположенным непосредственно в каждом патрубке впускной грубы. В соответствии с поставленной задачей узел разветвления максимально прост и не содержит каких-либо подвижных элементов. Форма и сечение распылителей подобраны из соображений равенства потоков по цилиндрам и организации качественного смешения газа и воздуха. Поскольку выходное давление газа имеет относительно высокие абсолютные значения, на фоне которых погрешность регулирования не играет большой роли, редуктор-регулятор выполнен одноступенчатым и с небольшими абсолютными размерами мембран. Для систем, работающих на сжатом природном газе, перед ним добавляется традиционный редуктор-стабилизатор, понижающий входное давление примерно до 1 МПа.

Во второй главе представлен математический аппарат, разработанный для теоретического изучения особенностей системы газоподачи с раздельным управлением по частоте и нагрузке. Приведена общая методика исследования.

Рис.2. Дозирование по нагрузке и частоте вращения

Для реализации возможностей, заложенных в системах дозирования с непрерывной подачей газа, требуется создание питающего устройства, обеспечивающего при простоте конструктивного исполнения устранение недостатков, свойственных известным схемам. Поэтому в качестве объекта исследования выступает система непрерывной подачи газа для современного двигателя, имеющего развитую впускную трубу, с распределенной подачей газа к каждому впускному патрубку и максимально простым узлом разветвления.

Рис.3. Схема системы подачи газа: 1 - редуктор-регулятор; 2 - дозатор; 3 - шаговый мотор; 4 - распределитель; 5 - распылитель

В исследованном варианте раздельное управление по нагрузке основано на прямой пропорциональности между расходом воздуха и давлением во впускной трубе: ртр = АрСв. Основным элементом системы становится редуктор-регулятор, создающий определенное переменное давление на выходе. Главным звеном такого регулятора является преобразователь давления, воздействующий на редуцирующую часть. Сравнивающим элементом редуктора-регулятора выступает двухмембранный узел, определяющий функцию передачи, т.е. связь между величиной выходного давления газа и управляющего разрежения.

Выходное давление газа р2 в такой конструкции линейно зависит от величины управляющего сигнала ртр, и должно обеспечивать по нагрузке ту же кратность, что и расхода воздуха, т.е. примерно 4...5. При условии организации закритических перепадов давлений на линии подачи газа в цилиндры в таком же диапазоне будет изменяться расход газа.

Рг

К К-\

Ргт+ К-1 Л

или р2 Ау>тр + В,

где /?вх - давление газа на клапан со стороны баллона, Па; ак - коэффициент активности клапана, зависящий от его формы; /к - площадь рабочей поверхности клапана, м2; 5п2 -активная площадь второй мембраны, м2; 51,,,- активная площадь первой мембраны, м2; П -сила пружины, Н; = К.

Наиболее значимым из конструктивных параметров редуцирующей системы является параметр К, представляющий соотношение между приведенными площадями большей и меньшей мембраны. Соответственно, график основной функции передачи регулятора будет иметь вид, представленный на рисунке 4. На графике нанесена граница минимальных давлений ркт, которые необходимо превышать для обеспечения закритического перепада. Влияние остальных структурных параметров регуляторана величину выходного параметра р2 определено через величину коэффициента относительного их влияния.

Для выбора диапазона рабочих давлений редуктора-регулятора были учтены несколько факторов. Так на режимах полных нагрузок, где давление газа максимально, ограничением признана возможность достижения такого давления в эксплуатации. Имеется в виду, что зимой при использовании сжиженного газа избыточное давление в баллонах может быть очень низким. Принимать максимальное абсолютное давление в системе больше 4 бар нельзя. На режиме холостого хода для сохранения закритичности истечения газа во впускную трубу, минимальным абсолютным давлением следует считать 0,65 бар. Принимая желаемую кратность изменения давлений 4,5, целесообразно изменятьдавление газа в редукторе-регуляторе от 0,8 до 3,6 бар. В системах сжатого газа, где величины располагаемого давления намного выше, повышать давление тоже нецелесообразно. Хотя коэффициент относительного влияния входного давления на величину рг невелик по

сравнению с другими (б = 9%), стабильность расхода газа нарушается с повышением газо-дозирующего перепада.

Модель герметичности редуцирующей системы редуктора-регулятора составлена из анализа уравнений статики при открытом запорном вентиле газового баллона. Из него следует, что пространственно-геометрическое положение клапана определяется величиной давления рвх и р2. Величина (рвх -ргУ*л = А/\л представляет собой разность усилий с двух сторон клапана и является характеристикой газового редуктора. Условие равновесия сил для определения степени герметичности клапана редуктора может быть представлено уравнением:

(Рвх-Л)/А+ С„р //) I - (Р2-Ртр№0„1 + <7п/кЯ = 0 (2)

или

= + /•-р8х/ка1С-р1р5/аМ1]//кл , (3)

где дГ1 - удельное давление герметичности, МПа; г - коэффициент редукции.

Уравнение 3 позволяет подобрать необходимый материал, определить усилие герметичности, а затем определить усилие задающей пружины. Окончательную величину подачи газа в двигатель при сформированном редуктором давлении определяет дозатор. Модель, составленная для дозатора в принятой концепции системы газоподачи, показывает, что сечение дозатора должно изменяться пропорционально частоте вращения вала двигателя. Параметры конической иглы с точки зрения открываемого сечения определены из схемы (рис.5). Диаметр отверстия, в паре с которым работает игла дозатора, определяется максимальным расходом газа. Из уравнения расхода получаем:

1 Т7Г

^■ЧМ^Г ■ (4>

Рис. 5. Параметры конической иглы дозатора

Рис. 6. Параметры сечения, открываемого дозатором переменного профиля

Для сжиженного газа, например, к =1,13, Сг тах = 30 кг/ч, максимальное давление рг = 3,6 бар. С учетом технологических предпочтений диаметр отверстия дозатора определен равным 4 мм.

Чтобы упростить алгоритм управления дозатором со стороны блока управления, требование линейности открываемого сечения при постоянной площади определило необходимость выявить требуемую зависимость сечения тела иглы от перемещения дозатора. Предварительно определено, что последний должен быть выполнен по параболической форме (рис.6).

р

Ръ = а-Ьх = Ко--2-х, (5)

■^о

где а= и Ь = Го!х0 - коэффициенты линейного уравнения; ха - максимальное перемещение дозатора.

Детальный анализ модели дозатора выявил, что при определенном угле конуса а возможен вариант, когда минимальное проходное сечение следует считать по нормали не к отверстию, а к образующей конуса - соответственно с характерными размерами р1 и С\. В этом случае необходимо внести коррекцию, связанную с тем, что расчет будет проводиться для сечения, не являющегося минимальным. Если обозначить соотношение площадей, высвобождаемых дозатором, через \|/, то:

^ РА „ -2ч (6)

рс

где Р! - площадь поверхности, рассчитанная по нормали к образующей конуса; F - площадь поверхности, рассчитанная по нормали к отверстию.

Определены величины критических углов дозатора, при которых минимальным сечением является нормаль к отверстию. Соответственно, при максимальных перемещениях иглы может наступить состояние, когда касательная к образующей конуса превысит критический угол, определенный как 0,29л. После проведенного анализа получено значение относительного предельного открытия дозатора % , определяемого геометрическими параметрами дозатора:

о г

Х = 1--——= 1-0.15

6.664

(7)

Результирующее суммарное регулирование выходного давления и сечения дозатора обеспечивает изменение расхода газа в соответствии с текущим режимом работы двигателя. Газ после дозатора направляется в распределитель, после которого по каналам к распылителям, расположенным на каждом впускном патрубке. Распылители, как правило, выступают в канал и имеют несколько отверстий с целью повышения качества смешения газа и воздуха за счет большего охвата воздушного потока.

В третьей главе приведены методы экспериментального исследования рассматриваемой системы, представлены обоснования выбора передаточной функции регулятора, определяющей требуемый состав смеси. Особое внимание было обращено на узел распределения газа по цилиндрам.

Установлено, что узел разветвления и точки подвода газа к впускным патрубкам влияют на качество работы систем непрерывной подачи газа в первую очередь. Оценка качества смешения и равномерности распределения смеси по цилиндрам проводилась с разными точками ввода газа во впускную трубу двигателя ЗМЗ-4062, а также и с помощью разных распылителей, вворачиваемых в каналы (рис.7).

Наилучшим способом сравнения вариантов является получение регулировочных характеристик по составу смеси для одного и того же режима, но с разными точками или способами ввода газа.

Наиболее удобным в данном случае является способ получения регулировочных характеристик при постоянном расходе газа. Одна из таких характеристик представлена на рисунке 8. Чем выше мощность, достигаемая при некотором составе смеси, и чем беднее эта смесь, тем лучше качество смешения и выше равенство распределения смеси.

Из представленной характеристики видно, что наилучшим вариантом по качеству смешения остается центральный смеситель (при условии, что он правильно спроектирован). Распределенный ввод газа проигрывает всегда. Главную роль здесь играет скорее не точка ввода, а способ ввода газа. Причина плохой равномерности при непрерывной подаче газа, даже в случае максимальной симметрии каналов разветвления, кроется в забросах смсси из канала впускной трубы через распылители в газовые каналы. Концентрация углеводородов в каналах впускного тракта обнаруживает четкую взаимосвязь с концентрациями окиси углерода (СО) в отводящих каналах выпускного трубопровода двигателя при работе в зоне богатых смесей. На рисунке 9 представлено сравнение разных способов ввода газа во впускную трубу по значениям концентрации СО в отдельных цилиндрах.

Рис. 7. Схема вариантов расположения распылителей на впускной трубе

смеситель

ВВС У\ \eBOfx3 \ВВОд4

ввод£,

40

SO

60

Ртр, кПа

Рис. 8. Регулировочная характеристика по составу смеси для разных вариантов ввода газа: Сг - const, л=25О0 мин"1, У03=34" п.к.в., точки ввода с распылителями, имеющими одно отверстие

Причина неидентичности цикловых доз для электромагнитных форсунок, прежде всего, в слишком большом времени перелета якоря. Для типичных бензиновых форсунок время перелета 1,5...2,0 мс. Для газовых форсунок время перелета около 4 мс, что сопоставимо с длительностью импульса впрыска на холостом ходу. Погрешность, определяемая относительным временем перелета, чрезвычайно существенна.

Для экспериментального исследования работоспособности и проверки теоретических закономерностей было изготовлено несколько макетных образцов системы газоподачи. В системах использовано два варианта газового редуктора-регулятора с испарителем. Один имел минимальные габариты 120x120x150, и предполагал после себя отдельный узел дозатора с шаговым мотором. При работе с этим вариантом на сжиженном газе пришлось столкнуться с проблемой обмерзания дозатора при дросселировании газа.

АСО,% 3,0

2,0

—смеситель -е- непр.ввод -а - ЭМФ бензин

цилиндры

-1,0

-2,0 -3,0 -4,0

Рис. 9. Отклонение концентрации СО (%) от среднего значения по цилиндрам: ЗМЗ-4062, и=900 мин"1, холостой ход, ввод №>3

Второй вариант имел встроенный узел шагового мотора, который, соответственно, прогревался от корпуса самого редуктора, а также возможность относительно простого изменения диаметров заделки мембран. Это позволило подобрать окончательные геометрические размеры элементов. Целью доводки было достижение такой формы нагрузочной характеристики, которая могла бы быть использована в качестве базовой при построении окончательной системы. В нашем случае оптимальным принят вариант, дающий состав смеси максимально близко к стехиометрическому составу на частичных нагрузках и имеющий некоторое обогащение на полной нагрузке. Это позволило рассчитывать на электронное корректирование смеси по сигналу Х-зонда без больших запаздываний и перерегулирования. В то же время, при резких набросах нагрузки состав смеси автоматически приближается к мощностным составам, что обеспечивает более уверенный переход без пропусков циклов.

Методика экспериментального исследования, прежде всего, предусматривала получение семейства регулировочных характеристик по составу газовоздушной смеси. На полных нагрузках изменение состава смеси производится изменением количества подаваемого газа. На частичных нагрузках были использованы регулировочные характеристики по составу смеси, снятые при постоянных расходах газа. Преимущество характеристик, полученных таким образом, состоит в том, что к их семейству на одном скоростном режиме не надо строить огибающую для определения точек наибольшей экономичности. Этими точками становятся непосредственно экстремумы кривых мощности или крутящего момента, построенные в зависимости от расхода воздуха или давления во впускной трубе. По этим характеристикам определено поле экономичной работы с двухпроцентным допуском для каждого скоростного режима.

Дополнительно определены границы предельного обеднения по границе резкого роста концентрации несгоревших углеводородов СН в ОГ двигателя. По этому же критерию можно сравнивать качество смешения и распределение смеси между цилиндрами. На полных нагрузках подобную информацию можно получить из величин концентрации окиси углерода СО, т.е. обогащения смеси, необходимого для достижения наибольшей мощности. Качество смесеобразования и распределения смеси однозначно смещает регулировку в сторону более бедной.

Исследовательские и доводочные работы проведены в лаборатории кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели» Нижегородского государственного технического университета на двигателе ЗМЗ-4062.10. Испытательный стенд ЭАК 670 оборудован электрическим тормозом и необходимым минимумом контрольной аппаратуры. Работы проводились на сжиженном нефтяном газе. Для оценки потенциальной возможности работы в дальнейшем на сжатом газе определен запас по проходным сечениям. Массовый расход природного газа (метана) Си больше такового для сжиженного газа (пропана) Сп во столько раз, во сколько его стехиометрический коэффициент /0м меньше такового для сжиженного газа /0п. В результате потребная площадь проходного сечения при одинаковых коэффициентах расхода и перепадах давлений для случая природного газа Гм больше, чем для сжиженного /-"п в число раз:

Следовательно, площадь проходного сечения для работы на природном газе должна быть увеличена, по сравнению со случаем работы на сжиженном газе, примерно в 1,6 раза.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований макетных образцов систем газоподачи и сопоставление их характеристик с штатной бензиновой системой и системами подачи газа с электромагнитными форсунками (ЭМФ). В результате получен комплект регулировочных, нагрузочных и скоростных характеристик для двигателя, оборудованного распылителями предлагаемого типа, оценены пусковые режимы и режим холостого хода. Регулировочные характеристики по составу смеси снимались на частичных нагрузках при постоянном расходе газа и при различных значениях частот вращения. На рис. 10 представлены результирующие поля возможного обеднения смеси для двух систем - экспериментальной (поле А) и варианта с электромагнитными форсунками (поле Б), построенные по регулировочным характеристикам для частоты вращения «=2000 мин"1. Поле окислов азота можно рассматривать как демонстрацию возможностей систем с высоким качеством смешения в плане работы на переобедненных смесях, где уровни N0 существенно меньше.

Видно, что система, имеющая лучшее качество смешения, имеет более широкое поле по составу смеси и соответствующего ему поля выбросов N0, причем оба сдвинуты в сторону более бедных смесей и меньших значений N0.

Показательной характеристикой системы является внешняя скоростная характеристика двигателя (рис.11). Полученные величины хорошо согласуются с ожидаемыми, а именно, снижение мощностных параметров по сравнению с бензиновым вариантом примерно 8%, что типично для двигателей, работающих на сжиженном нефтяном газе. Максимальный крутящий момент двигателя составил 198 Н-м при частоте п = 4000 мин"1. В целом внешние скоростные характеристики выглядят типично, т.е. имеют характерные экстремумы на кривой крутящего момента, связанные с динамическими волновыми процессами во впускной трубе. Высокая плавность кривых служит верным признаком того, что система не склонна к нежелательным отклонениям, перерегулированию или срывам потоков. Анализ стендовых характеристик показал богатые возможности системы с разделенным регулированием по формированию характеристик.

а

12

/

/ \ Г \

"А V Ч£\ \\

\

/ /. К/

тУ; — т* -

■

40 60 80 Р„, кПа Рис. 10. Сравнение полей обеднения для двух систем: А - с непрерывной подачей; Б - с электромагнитными форсунками; 1 - граница предельной экономичности; 2 - граница предельного обеднения

Рис. 11. Внешние скоростные характеристики: ---с ЭМФ; - с непрерывной подачей

Рис.12. Нагрузочные характеристики с ^-регулированием для двух комплектов: ---комплект с ЭМФ; — с непрерывной подачей

Уже в исходном виде макетный образец системы способен уложиться в нормы токсичности для автомобилей без нейтрализаторов при сохранении высоких энергетических и экономических показателей. Для проверки возможностей электронного регулирования был испытан вариант системы с коррекцией по кислородному датчику. Корректирующее воздействие осуществлялось через шаговый мотор на дозатор.

Интересно сравнение двух систем с ^-регулированием, одна из которых имеет базовую характеристику близкую к оптимальной, а вторая существенно отклоняется от нее.

Такое сравнение было проведено с использованием исследуемой системы с другим комплектом, дающим значительный разброс состава смеси по отдельным цилиндрам. Поскольку оба варианта работали с ^-регулированием, различия в общем составе смеси были исключены. Результат представлен на рисунке 12 в виде нагрузочной характеристики. Обращает на себя внимание, что комплект с худшим смесерас-пределением обеспечивает меньшую мощность. Фактически двигатель отказывался работать на больших нагрузках за счет многочисленных пропусков циклов. Это подтверждается огромным количеством выбрасываемых несгоревших углеводородов СН.

Для исследуемой системы с непрерывной подачей выбросы СН были настолько малы, что в выбранном масштабе не представлены.

Данная работа показала, что для реализации потенциальных возможностей газовых двигателей с распределенной подачей газа под избыточным давлением с разделением управления расходом газа по частоте и по нагрузке дает неоспоримый выигрыш по точности дозирования и быстродействию.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ существующих способов газоподачи. Установлено, что для конвертации современных искровых ДВС с большим объемом впускной системы допустима только распределенная подача газа. Дискретные системы не обеспечивают должного быстродействия на двигателях относительно большого рабочего объема, поэтому разработан вариант непрерывной подачи газа с раздельным управлением расходом по нагрузке и частоте вращения.

2. Параметрический анализ разработанной схемы газоподачи выявил основные факторы, определяющие изменение состава приготовляемой смеси. Получено выражение передаточной функции редуктора-регулятора, реализация которой обеспечивает требуемую зависимость выходного давления газа от нагрузки, и формы рабочей поверхности электронноуправляемого дозатора для обеспечения требуемого закона открытия сечения при регулировании по частоте вращения. Кратность выходного давления газа в редукторе-регуляторе должна составлять 4,5 для применения в системах с постоянной обратной связью по датчику кислорода, и 4,7 в случаях организации обогащенных смесей на полных нагрузках.

3. Разработан двухмембранный двухкамерный газовый редуктор-регулятор, позволяющий простыми конструктивными решениями обеспечить переменное выходное давление газа с требуемой кратностью, в требуемом диапазоне регулирования по нагрузке. Определены конструктивные параметры редуцирующей системы, позволяющие видоизменять уровни и кратность выходных давлений. Это, прежде всего, соотношение приведенных площадей большей и меньшей мембран, равное в рассмотренном случае 1,41. Двухкамерная схема редуктора рекомендуется во всех случаях, поскольку гарантирует большую теплопередающую поверхность и обеспечивает высокую стабильность температуры и, соответственно, расхода газа.

4. Разработан электронноуправляемый дозатор газа с приводом от стандартного шагового мотора. Абсолютные размеры дозатора определяются максимальным давлением газа, которое не должно превышать 4 бар при эксплуатации в зимних условиях. Целесообразно изменять выходное давление газа от 0,8 до 3,6 бар. При этом диаметр отверстия дозатора достаточен 4 мм. Для обеспечения линейности открываемого сечения от частоты вращения поверхность дозатора должна выполняться параболической до точки, где угол конусности превысит 0,29л. Показано, что при принятых размерах дозатора такие углы достигаются при запредельных перемещениях.

5. Разработан макетный образец системы непрерывной подачи газа и экспериментально подтверждены результаты, полученные в процессе теоретического исследования. Параметры нагрузочных характеристик укладываются в пределы, определенные ранее

по регулировочным характеристикам для разных частот вращения, с допуском 2%, что является показателем экономичности системы. Выявлено существенное преимущество по качеству смешения и равномерности распределения смеси по сравнению с серийно выпускаемой газовой системой с ЭМФ. Без электронной коррекции выполняются нормы токсичности для автомобилей без нейтрализаторов. Вариант с обратной связью по датчику кислорода обеспечивает корректирование смеси без запаздываний и перерегулирования, что характеризует устойчивость работы системы в режиме обратной связи, а следовательно, и выполнение экологических требований. Параметры внешних скоростных характеристик хорошо согласуются с ожидаемыми, а именно: снижение мощности по сравнению с бензиновым вариантом примерно 8%, максимальный крутящий момент составил 198 Н м при п = 4000 мин1.

6. Результаты экспериментально-теоретических исследований используются для конструкторской проработки газовых систем на ОАО «РУМО» (г. Ни.Новгород), при переоборудовании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г. Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» в курсах «Системы ДВС», «Газовые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Тихомирова О.Б. Автомобильные газовые системы топливоподачи/О.Б. Тихомирова, А.Н Тихомиров// Известия вузов, сер. «Машиностроение», 2008 - №11, С-19-25. Учебные пособия

2. Тихомирова О.Б. Конструкция двигателей - Н.Новгород: НГТУ, 2007 - 314с. Статьи и тезисы докладов, опубликованные в сборниках научных трудов

3. Тихомирова О.Б. Перспективы развития парка газобаллонных автомобилей/ О.Б. Тихомирова, H.A. Кузьмин// Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию кафедры «Строительные и дорожные машины». Н.Новгород: НГТУ, 1997.-С.23-24

4. Тихомирова О.Б. Реализация возможностей систем газоподачи/ Материалы международной научно-технической конференции «АВТО-НН-08 Автомобильный транспорт в XXI веке», посвященной 45-летию каф. «Автомобильный транспорт».-Н.Новгород: НГТУ, 2008, С45-48.

5. Тихомирова О.Б. Анализ современных систем подачи газа в двигатели внутреннего сгорания/О.Б. Тихомирова, А.Н. Тихомиров/Материалы международной научно-технической конференции: «АВТО НН 08 Автомобильный транспорт в XXI веке», посвященной 45-летию каф. «Автомобильный транспорт».- Н.Новгород: НГГУ, 2008 - С.48-52.

6. Тихомирова О.Б. Особенности подачи газа в двигатель, оборудованный каталитическим нейтрализатором/О.Б. Тихомирова, А.Н. Тихомиров// Материалы межвузовской научно-технической конференции, посвященной 30-летию кафедры «Строительные и дорожные машины»,-Н.Новгород: НГТУ, 2004 - С.61- 62.

7. Тихомирова О.Б. Исследование причин неравномерности распределения газовоздушной смеси газобаллонных автомобилей/О.Б. Тихомирова, А.Н. Тихомиров// Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 40-летию каф. «Автомобильный транспорт». Н.Новгород: НГТУ, 2000.- С.32-34

8. Тихомирова О.Б. Исследование причин неравномерности распределения газовоздушной смеси по цилиндрам двигателя ЗМЗ 511/О.Б. Тихомирова, А.Н. Тихомиров// Материалы межвузовской научно-технической конференции, посвященной 60-летию кафедры «Автомобили и тракторы», Н.Новгород, НГТУ, 2005.С-54-56.

г

Подписано в печать 12.01.2009. Формат 60x84 Бумага офсетная. _Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 29._

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ. Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ существующих систем топливоподачи газовых двигате- 14 лей ' 1.1.1 Системы газоподачи с эжекционным смесителем

1.1.1.1 Эжекционные системы с электронным управлением

1.1.2 Системы подачи газа под избыточным давлением

1.1.2.1 Дискретные системы подачи газа

1.1.2.2 Системы непрерывной подачи газа

1.2 Обоснование выбора объекта исследования

1.2.1 Оценка потенциальных возможностей традиционных прин- 27 ципов дозирования и схема объекта исследования

1.2.2 Цели и задачи исследования

1.3 ВЫВОДЫ

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1 Системы газоподачи с раздельным управлением по частоте враще- 34 ния и нагрузке

2.2 Математическая модель течения газа

2.2.1 Особенности течения газа в регуляторе давления

2.2.2 Определение передаточной функции редуктора-регулятора

2.2.3 Математическая модель герметичности редуцирующей сис- 53 темы

2.3 Анализ течения газа в смесеобразующей части

2.3.1 Выбор уровня давлений в редукторе-регуляторе

2.3.2 Дозатор газа

2.4 Выводы

3. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Общие методы исследования

3.2 Изыскания смесеобразующей части системы

3.3 Макетный образец системы газоподачи

3.4 Экспериментальная установка и методика исследования

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛНОРАЗМЕРНОГО ДВИГАТЕ- 84 ЛЯ

4.1 Регулировочные характеристики по составу смеси

4.2 Действительные нагрузочные характеристики

4.3 Действительные скоростные характеристики

4.4 Характеристики холостого хода

4.5 Пути улучшения пусковых качеств

4.6 Экологические показатели

4.7 Выводы

Актуальность работы.

Автомобильный транспорт занимает ведущее место в современном процессе общественного развития. Он же относится к числу наиболее крупных потребителей энергетических ресурсов. Общая мощность ДВС мирового парка авI томобилей составляет более 10 млрд. кВт, что значительно превосходит суммарную мощность тепловых, атомных и гидроэлектростанций вместе взятых. На его долю приходится 66% потребляемого топлива.

Обострение мирового кризиса вызывает повышенный интерес к альтернативным видам топлива, как в нашей стране, так и за рубежом. В настоящее время более чем в 30 странах мира производят альтернативные топлива, а в большинстве из них разработаны национальные программы их реализации. Потенциальными заменителями жидкого моторного топлива нефтяного происхождения могут быть водород, аммиак, спирты, эфиры, масла растительного происхождения. Наибольшее распространение в качестве альтернативного топлива получили сжиженный нефтяной (СНГ) и компримированный природный (КПГ) газ.

Как моторное топливо, СНГ и КПГ по ряду основных показателей превосходят жидкие нефтяные топлива. Однако для реализации их потенциальных преимуществ необходимо решить целый комплекс задач, которые в разной степени решены для бензиновых двигателей. Прежде всего, это относится к топливной аппаратуре, которая для газовых ДВС базируется либо на архаичных принципах и конструкциях, либо пытается слепо копировать бензиновые. Среди конструкций, действительно заслуживающих внимания, нет вариантов для двигателей относительно большого рабочего объема, так распространенных в нашей стране на коммерческом транспорте. Поэтому, несмотря на достаточно широкий спектр предлагаемых на рынке газовых систем, актуальными остаются проблемы организации дозирования, смесеобразования, распределения и воспламенения газовоздушной смеси, особенно в свете требований двигателей сегодняшнего поколения. Создание газоподающей аппаратуры многими предприятиями в нашей стране принимает неуправляемый характер, поэтому разработка и исследование системы газоподачи, способной приблизить реальные характеристики приготовляемой смеси к оптимальным регулировочным и добиться высокой степени однородности смеси для всего многообразия режимов актуально сегодня как никогда. t

Цель работы.

Разработка системБ непрерывной подачи газа для конвертации современных двигателей с искровым зажиганием относительно большого рабочего объема и оценка качества характеристик их дозирования.

Объект исследований.

Двигатель ЗМЗ-4062 с системой непрерывной распределенной подачи газа и разделением регулирования по частоте и нагрузке.

Методика исследований.

При проведении теоретических исследований использованы общие законы газовой динамики, аналитической механики, теория рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Экспериментальные исследования проводились на моторном стенде с двигателем ЗМЗ-4062.

Научная новизна работы;

- обоснована необходимость разработки системы непрерывной подачи газа с использованием принципа разделения нагрузочного и частотного регулирования;

- аналитически определена передаточная функция регулятора, обеспечивающая полное разделение регулирования по нагрузке и частоте;

- аналитически определена функция поверхности дозатора для обеспечения желаемого изменения площади сечения от перемещения;

Основные положения, выносимые на защиту: в теоретической части - математические модели системы и элементов системы газоподачи; в конструкторской части — конструктивный комплекс системы газоподачи на основе базовых агрегатов; конструкции аппаратов газоподачи для систем питания газовых двигателей; в экспериментальной части — рабочие характеристики двигателя с экспериментальной системой газоподачи.

Достоверность результатов.

Проведенный комплекс экспериментальных исследований на полноразмерном двигателе подтверждает основные теоретические положения, взятые за основу разработанной системы подачи газа.

Практическая ценность работы:

- создана конструкция системы газоподачи для двигателей среднего рабочего объема, обеспечивающая без существенного усложнения конструкции электронное управление расходом газа с высокой точностью дозирования и быстродействия;

- предложена схема газового редуктора-регулятора с преобразователем давления;

- разработаны подходы по конструированию распылителей непрерывной подачи газа во впускную трубу двигателя;

- разработана конструкция дозатора газа с электронноуправляемым приводом.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований используются для конструкторской проработки газовых систем на ОАО «РУМО» (г. Н.Новгород), при переоборудовании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г. Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501 по курсам «Системы ДВС», «Газовые двигатели».

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и были одобрены на:

- международных научно-практических конференциях «Проблемы проектирования, испытания, эксплуатации и маркетинга автотракторной техники, двигателей внутреннего сгорания, строительных и дорожных машин, транспорт-но-технологических комплексов и вездеходов», посвященных 40-летию каф. «Автомобильный транспорт» и 35-летию кафедры «Строительные и дорожные машины», Н.Новгород: НГТУ, 2003, 2008 гг;

- всероссийских научно-технических конференциях «Современные проблемы машиностроения и транспорта» УлГТУ - Ульяновск, 2008 и «АВТО НН 08 Автомобильный транспорт в XXI веке», посвященной 45-летию каф. «Автомобильный транспорт», НГТУ Н.Новгород, 2008;

- межвузовских научно-технических конференциях, посвященных 30-летию кафедры «Строительные и дорожные машины», и 60-летию кафедры «Автомобили и тракторы», НГТУ, Н.Новгород, 2004 и 2005 гг.

Публикации. Всего опубликовано 19 научных трудов, и по теме диссертации 8, среди них одна статья в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертации состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Диссертация содержит 119 страниц, включая 35 рисунков, список литературы из 108 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ существующих способов газоподачи. Установлено, что для конвертации современных искровых ДВС с большим объемом впускной системы допустима только распределенная подача газа. Дискретные системы не обеспечивают должного быстродействия на двигателях относительно большого рабочего объема, поэтому разработан вариант непрерывной подачи газа с раздельным управлением расходом по нагрузке и частоте вращения.

2. Параметрический анализ разработанной схемы газоподачи выявил основные факторы, определяющие изменение состава приготовляемой смеси. Получено выражение передаточной функции редуктора-регулятора, реализация которой обеспечивает требуемую зависимость выходного давления газа от нагрузки, и формы рабочей поверхности электронноуправляемого дозатора для обеспечения требуемого закона открытия сечения при регулировании по частоте вращения. Кратность выходного давления газа в редукторе-регуляторе должна составлять 4,5 для применения в системах с постоянной обратной связью по датчику кислорода, и 4,7 в случаях организации обогащенных смесей на полных нагрузках.

3. Разработан двухмембранный двухкамерный газовый редуктор-регулятор, позволяющий простыми конструктивными решениями обеспечить переменное выходное давление газа с требуемой кратностью, в требуемом диапазоне регулирования по нагрузке. Определены конструктивные параметры редуцирующей системы, позволяющие видоизменять уровни и кратность выходных давлений. Это, прежде всего, соотношение приведенных площадей большей и меньшей мембран, равное в рассмотренном случае 1,41. Двухкамерная схема редуктора рекомендуется во всех случаях, поскольку гарантирует большую теп-лопередающую поверхность и обеспечивает высокую стабильность температуры и, соответственно, расхода газа.

4. Разработан электронноуправляемый дозатор газа с приводом от стандартного шагового мотора. Абсолютные размеры дозатора определяются максимальным давлением газа, которое не должно превышать 4 бар при эксплуатации в зимних условиях. Целесообразно изменять выходное давление газа от 0,8

107 до 3,6 бар. При этом диаметр отверстия дозатора достаточен 4 мм. Для обеспечения линейности открываемого сечения от частоты вращения поверхность дозатора должна выполняться параболической до точки, где угол конусности превысит 0,29л;. Показано, что при принятых размерах дозатора такие углы достигаются при запредельных перемещениях.

5. Разработан макетный образец системы непрерывной подачи газа и экспериментально подтверждены результаты, полученные в процессе теоретических исследований. Параметры нагрузочных характеристик укладываются в пределы, определенные ранее по регулировочным для разных частот вращения, с допуском 2%, что является показателем экономичности системы. Показано существенное преимущество по качеству смешения и равномерности распределения смеси по сравнению с серийно выпускаемой газовой системой с ЭМФ. Без электронной коррекции выполняются нормы токсичности для автомобилей без нейтрализаторов, вариант с обратной связью по датчику кислорода обеспечивает корректирование смеси без запаздываний и перерегулирования, что характеризует устойчивость работы системы в режиме обратной связи, а следовательно, и выполнение экологических требований. Параметры внешних скоростных характеристик хорошо согласуются с ожидаемыми, а именно, снижение мощности по сравнению с бензиновым вариантом примерно 8%, максимальный крутящий момент составил 195 Н-м при п = 4000 мин"1.

6. Результаты экспериментально-теоретических исследований используются для конструкторской проработки газовых систем на ОАО «РУМО» (г. Н Новгород), при переоборудовании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г. Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» в курсах «Системы ДВС», «Газовые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газодинамика.-М.-1976.-888 с.

2. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.-М. :Наука.-1971.-279 с.

3. Акатов Е.И., Белов П.М., Дьяченко Н.Х., Мусатов B.C. Работа автомобильного двигателя на неустановившемся режиме.-М-Л. :Машгиз.-1960. -248 с.

4. Андреев В.И., Горячий Я.В., Морозов К.А., Черняк Б.Я. Распределение смеси в карбюраторном двигателе. -М. Машиностроение.-1975.-176 с.

5. Андреев В.И., Черняк Б.Я. Определение состава горючей смеси по содержанию углерода в продуктах сгорания. Автомоб. Пром-сть.-1972, №12, -с 6-8.

6. Архангельский В.М. Исследование и оптимизация работы автомобильных карбюраторных двигателей на неустановившихся режимах. -М. :МАДИ. : Автореферат дисс . д.т.н.-1975. -61 с.

7. Архангельский В.М., Злотин Н.Г. Работа карбюраторных двигателей на неустановившихся режимах. -М. Машиностроение.-1979.-151 с .

8. Ахметов JT.A., Ерохов В.И., Багдасаров A.M. Экологические, аспекты автотранспорта. -Ташкент. :Мехнат. -1988. -176 с.

9. Ахметов JT.A., Иванов В.Н., Ерохов В.И. Экономическая эффективность и эксплуатационные качества газобаллонных автомобилей. -Ташкент.: Узбекистан. -1984.-191 с.

10. Базаров Б.И. Работа газового автомобильного двигателя с различными типами систем топливоподачи при переходных режимах. -Ташкент. Автореферат дисс . к.т.н. -1985. -20 с.

11. Бенедиктов А.Р. Исследование процессов смесеобразования во впускном тракте автомобильного двигателя при впрыске бензина. -М. Автореферат дисс . к.т.н.-МАДИ, 1978. -14 с.

12. Боксерман Ю.И., Мкртычан Я.С., Чириков К.Ю. Перевод транспорта на газовое топливо. -М. :Недра.-1988. -220 с.

13. Будыко Ю.И., Сайдиганов М.М. О влиянии неравномерности распределения топлива по цилиндрам на мощностные и экономические показатели двигателя с внешним смесеобразованием. -JI. : Труды ЦНИТА.-1965, вып.24.

14. Будыко Ю.И., Колосов В.А., Клестов Б.А., Усов И.Р. Топливная аппаратура зарубежных автомобильных двигателей и тенденция ее развития. -М. : НИИНАвтопром. IV "Автомобильные двигатели и топливная аппаратура". -1968. -51 с.

15. Будыко Ю.И. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей. -J1. : Машиностроение.-1982. -144 с.

16. Буралев Ю.И., Мортиров О.А., Кленников Е.В. Устройство, обслуживание и ремонт топливной аппаратуры автомобилей. -М.: Высшая школа. -1982. -272 с.

17. Валлер Н.П. Исследование влияния работы системы топливоподачи на переходные процессы быстроходного ДВС. -ТАДИ.: Автореферат дисс . к.т.н.:1980.-20 с.

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

19. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Золотаревский JI.C. Транспорт на газе. -М. :Недра. -1992. -342 с.

20. Васильев Ю.Н. и др.. Опыт эксплуатации автомобилей, работающих на газе. -М. :ВНИИЭгазпром. 1990.-59 с.

21. Виппер А.Б., Абрамов С.А., Балакин В.И. Проблемы применения моторных топлив и масел. -Двигателестроение. -1985, N1. -с. 43.45.

22. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. -М.: Машиностроение.-1974.-277 с.

23. Воинов А.Н., Мищенко Н.И. Влияние различных систем зажигания на содержание токсичных веществ в отработавших газах бензинового двигателя. -М. : Труды МАДИ. -1974. вып. 71. -с. 160.166.

24. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. -М. : Госплан СССР. -1985. -140 с.

25. Вырубов Д.Н. Вукалович М.П., Новиков И.И. Термодинамика.: М. Машиностроение. -1972, 670 с.

26. Гаврилов А.К., Певнев Н.Г., Бухаров JI.H. Газобаллонное оборудование автомобилей. -М. :Недра. -1991. -144 с.

27. Гайнуллин Ф.Г., Гриценко А.И., Васильев Ю.Н., Золотаревский JI.C. Природный газ как моторное топливо на транспорте. -М. :Недра. -1986. 255 с.

28. Генкин К.И. Газовые двигатели. -М. :Машиностроение.-1977.-196 с.

29. Голобоков С.В. Дозирование топлива в автомобильных двигателях с искровым зажиганием по цикловому расходу воздуха. -М. :МАМИ. Автореферат дис . к.т.н. -1986. -26 с.

30. Горшков С.А. Исследование и оптимизация смесителя для двигателя газобаллонного автомобиля. -Горький. :Дисс . к.т.н.-1980.-226 с.

31. Горшков С.А.,Турин В.А., Тихомиров А.Н. Газовый смеситель двигателя легкового автомобиля. Автомоб. пром-сть. -1989, №10. -с 11.14.

32. Григорьев Е.Г., Колубаев Б.Д., Ерохов В.И., Зубарев А.А. Газобал-онные автомобили. -М. Машиностроение. -1989. -216 с.

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

34. Гусаров А.П. Исследование возможностей снижения выбросов вредных веществ бензиновыми двигателями в условиях городского цикла. -М.: МА-МИ. Дисс . к.т.н. -1981. -225 с.

35. Данилкив И.С., Строганов В.И., Долгов В., Ерохов В.И., Леоненков -В.М. Газобаллонный автобус РАФ-2203-02. Автомоб. пром-сть. -1993, №1.- с.9.12.

36. Денисов А.С.,Басков В.Н. Изнашивание деталей двигателя при переменных режимах. -Двигателестроение. -1986. №1. -с. 10. 11.

37. Дикий Н.А., Пичугин В.Б. Двухтопливные двигатели. Автомоб. пром-сть. -1989. №9. -с. 9.

38. Доброгаев Р.П. и др. Способ количественной оценки качества рас-пыливания топлива форсункой и устройство для его осуществления. Патент РФ №2016217, 1994. ^

39. Доброгаев Р.П. Расчет деталей и агрегатов двигателей. -М. :МАМИ. Учебное пособие к курсовому проектированию. -1988. -114

40. Дмитриевский А.В., Каменев В.Ф. Карбюраторы автомобильных двигателей. -М. Машиностроение.-1990. -288 с. "Х,

41. Дубовкин А.Ф. Справочник по углеводородным топливам и\родук-там их сгорания. -M-J1. :ГосэнергоиздаТ. -1962. -288 с. 1

42. Ерохов В.И., Лысенко В.М. Диагностирование системы питания по4 анализу отработавших газов. -М. :ЦБНТИ Минавтранса РСФСР. В кн.: Органи-зацияи технология диагностики подвижного состава автомобильного транспорта. -1975. -с. 32.41.

43. Ерохов В.И. Диагностирование двигателя по анализу продуктов сгорания. Автомоб. трансп. -1976. N1. -24.25 с.

44. Ерохов В.И. Исследование и оптимизация систем смесеобразования карбюраторных автомобильных двигателей. -М. :МАМИ. -Диссертация . к.т.н. 1979. -219 с.

45. Ерохов В.И. Экологические проблемы больших городов. Автомоб. трансп. -1984. N6. с. 35.

46. Ерохов В.И., Леоненков В.М. Новая газовая аппаратура для ДВС. Автомоб. пром-сть. -1993. N12. -с. 8. 12.

47. Ждановский Н.С., Ковригин А.И., Шкрабак B.C., Соминич А.В. Неустановившиеся режимы поршневых и газотурбинных ДВС автотракторного типа. Л. : Машиностроение. -1974. -224 с.

48. Жегалин О. И., Китросский В. И., Панчишный В. И., Патрахальцев Н. Н., Френкель А.И. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей. -М. : Машиностроение.-1979. -80 с.

49. Закалюгин Б.Н., Токарев А.А., Наркевич З.И. Результаты экспериментально-расчетных исследований скоростных свойств и топливной экономичности автобусов малого класса. -М.: ЭИ. "Конструкция автомобилей". -1977. -N2. -с. 19.27.

50. Залманзон Л.А. Основы теории впрыскивающих карбюраторов. -М.: Оборониздат.-1948.-75 с.

51. Залманзон Л.А. Теория элементов пневмоники. -М.:Наука. -1969.508 с.

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

53. Злотин Г.Н., Малов В.В., Треплин В.А. Изменение состава выхлопных газов при работе карбюраторного двигателя на неустановившихся режимах. Изв. вузов. Машиностроение. -1971, N2. -с . 99. 103.

54. Злотин Г.Н. и др.. О снижении неравномерности работы цилиндров на неустановившихся режимах. Автомоб. пром-сть. -1975, N1. -с. 11. 13.

55. Иващенко Н.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей. -М. Машиностроение. -1985. -456с.

56. Игнатович И.В., Кутенев В.Ф. К оценке токсичности режимов работы автомобиля. Автомоб. пром-сть.-1992, N12. -с. 9. 12.

57. Игнатович И.В. Разработка комплексных экологических показателей оценки качества двигателей внутреннего сгорания. -М.: Автореферат . дисс . к.т.н. -РУНД.-1994.-16 с.

58. Иванов В.Н., Ерохов В.И. Влияние режима движения автомобиля на выброс вредных веществ. Автомоб. трансп. -1980, №9. -с. 46.48.

59. Карунин А.Д., Леоненков В.М., Ерохов В.И. Двухтопливная система питания для газового двигателя внутреннего сгорания. Заявка РФ. 95111186. -1995.

60. Карунин A.JL, Леоненков В.М., Ерохов В.И., Строганов В.И. Способ работы двухтопливной системы питания газового двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления. Заявка 95115413. -1995.

61. Карпушев Н.Г. Разработка системы диагностирования топливопо-дающей аппаратуры газобаллонных автомобилей. Автореферат дисс . к.т.н. М. -МАДИ.-1983.-20 с.

62. Кленников Е.В., Мортиров О.А., Крылов А.Ф. Газобаллонные автомобили: Техническая эксплуатация. -М. :Транспорт. -1988. -175 с.

63. Колчин Б.В. Исследование топливной экономичности и надежности газобаллонных автомобилей. Автореферат дисс . к.т.н., МАДИ, 1980. -19 с.

64. Кореи Е.А., Адамчик И.М., Нечаев Е.Г. Влияние неравномерности распределения составов смеси по цилиндрам на мощностные и экономические показатели двигателя. -В сб. : Двигатели внутреннего сгорания. Омск, 1974, N5. -с. 37.42.

65. Колубаев Б.Д. Исследование пробивных напряжений свечи в газовом ДВС. Автомоб. пром-сть. 1983, N10, с. 10.И.

66. Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей. -М. Транспорт. -1990. -272 с.

67. Кузнецов Л. Г., Долгов В. А. и др.. Система питания для газового двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ, №1838651. -1991.

68. Кузнецов Л.Г. Совершенствование рабочих процессов и конструкции газовой аппаратуры автомобильного двигателя внутреннего сгорания. М. -МГААТМ. Дисс . , к.т.н. -1994. -149 с.

69. Кутенев В.Ф. Комплексное решение проблемы снижения выброса вредных веществ и расхода топлива автомобильными двигателями. -М. -МАМИ. Автореферат дисс . д.т.н. 1989. -50 с.

70. Крутов В.И. Основы автоматического регулирования.-М. : Машиностроение. -1969. 359 с.

71. Леоненков В.М. Применение метанобензиновых топливных композиций для автомобильных двигателей с искровым зажиганием. -М. :МАМИ. Диссертация . к.т.н. -1988. -147 с.

72. Лобынцев Ю.И. Подача топлива и воздуха карбюраторными системами двигателей. -М. Машиностроение. -1981. -143 с.

73. Лобынцев Ю.И. Критический анализ систем карбюрации автомобилей и пути их совершенствования. -М. : НАМИ. : 1976. -90 с.

74. Лурье В.А., Мангушев В.А., Маркова И.В. Пути повышения экономичности автотракторных двигателей. -М. : ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия ДВС. -1982. том 3. -232 с.

75. Малов Р.В., Ерохов В.И., Щетина В.А., Беляев В.Б. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. -М. :Транспорт. 1982. -200 с.

76. Махов В.З. Процессы сгорания в двигателях. -М. :МАДИ. : 1980.77с.

77. Морев А.И., Ерохов В.И. Эксплуатация и техническое обслуживание газобаллонных автомобилей. -М. :Транспорт. -1988. -184 с.

78. Морев А.И., Ерохов В.И. Опыт применения газового топлива за рубежом. -М. :ЦБНТИ Минавтотранс РСФСР. -1991. вып. 16. -51 с.

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

80. Морозов К.А., Бенедиктов А.Р., Серпин В.П. Гомогенизация смеси в двигателе с впрыскиванием бензина. -Двигателестроение. -1986, N2. —с 6. 10.

81. Пичугин В.Б., Скибарко С.И. Повышение топливной экономичности двигателей ЗМЗ. Автомоб. пром-сть. -1986, N10. -с. 8.11

82. Плужник В.Н., Леоненков В.М., Строганов В.И., Ерохов В.И. Система питания для газового двигателя внутреннего сгорания. Патент РФ. № 2001300. 1992. 16 с.

83. Половинкин В.Н., Райков И.Я. Улучшение показателей автомобильных газовых двигателей путем ввода газа под избыточным давлением во впускной трубопровод. -М. :ВЗМИ. Эффективность ДВС. -1984.

84. Покровский Г.П. Системы питания бензиновых автомобильных двигателей с электронным управлением дозирования топлива. Автореферат диссер . д.т.н. -МАМИ.: 1974. -59 с.

85. Покровский Г.П. и др.. Электронное управление автомобильными ДВС. -М. Машиностроение. -1994. -336 с.

86. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.: Высшая школа. -1975. -320 с.

87. Рубец Д.А., Шухов O.K. Системы питания автомобильных карбюраторных двигателей. -М. : Транспорт, 1974. -287 с.

88. Самоль Г.И., Гольдблат И.И. Газобаллонные автомобили. -М. : Маш-гиз. -1963. -383 с.

89. Свиридов Ю.Б., Скворцов А.С. Влияние гомогенизации смеси на эффективные и токсические показатели бензиновых ДВС. Двигателестроение. -1980. №5. -с. 7.9.

90. Скибарко С.И. Улучшение показателей топливной экономичности и токсичности двигателей с искровым зажиганием при использовании альтернативных топлив. -М. : МГААТМ. Автореферат дисс . к.т.н., 1995. -16 с.

91. Стаскевич Н. Л., Вигдорчик Д. Я. Справочник по сжиженным углеводородным газам.- М.: Недра, 1986.- 543 с.

92. Тихомиров А.Н., Горшков С.А., Турин В.А. Пути снижения, токсичности газовых двигателей // Альтернативные топлива в ДВС: Тез. докл. Всесо-юзн. научн. конф. 24-27 мая 1988 г.- Киров, 1988.- С. 31-32.

93. Тихомиров А.Н., Тихомирова О.Б. Анализ современных систем подачи газа в двигатели внутреннего сгорания // Автомобильный транспорт в XXI веке: Тез. докл. Международн. научн. конф. НГТУ, 2008 — С.48-52.

94. Тихомиров А.Н. Разработка и исследование систем питания газовых двигателей на базе редуктора непрямого регулирования. -Горький. :Дисс . к.т.н. -1990.-126 с.

95. Турбулентное смешение газовых струй / Под ред. Г.Н.Абрамовича. М.: Наука, 1974.- 272 с.

96. Уильяме А.Ф., Лом У.Л. Сжиженные нефтяные газы: пер. с англ. -М.: Недра, 1985.- 399 с.

97. Филиппов А.З. Токсичность отработавших газов тепловых двигателей. Киев: Вища школа, 1980. - 160 с.

98. Чапчаев А.А., Исавнин Г.С. Система непрерывного впрыска бензина во впускную трубу для двигателей с искровым зажиганием // Труды НАМИ, Вып. 44, 1962.-С. 96. 112.

99. Baker A. The performance of a Spark Ignitions Engine fuelled with natural gas and gasoline. //SAE papers, 2004. #4. - P. 124. 129.

100. CNG for vehicles technological and safety measures. Retrieved: February 5, 2004, from http://www.saeindia.org/saeconference/cngvehicles.htm.

101. Davies, J.G. Sulatisky, M.T., 'Demonstration of CNG as a fuel in agricultural tractors', Society of Automotive Engineering (SAE) Paper No. 891669.

102. Garret K. Evaluation of gaseous fuels for automobiles. // SAE papers, 2005.-#1.-P.211.218.

103. Innovative aspects in the use of compressed natural gas (CNG) as fuel for vehicles / G. Bonvecchiato, S.D. Milanese, V. Bellini, P. Sandrelli. IV Italy symposium on energy. Bresia, 22.23 april 2006. 19 p.

104. Katz, D.L. & Lee, R.L. 1990, Natural gas engineering production and storage, McGraw-Hill Publishing Company, Singapore.

105. Meyer, R., Meyers, D., Shahed, S.M. & Duggal, V.K., 'Development of a heavy duty on-highway natural gas-fueled engine', Society of Automotive Engineering (SAE) Paper No. 922362.