автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Разработка теоретических основ определения параметров поршневых двигателей как единой динамической системы для повышения эффективности их функционирования

На правах рукописи

005001976

Хмелев Роман Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ КАК ЕДИНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

2 4 И0Я 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Тула-2011 г.

005001976

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

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Малиованор Михаил Вениаминович

доктор технических наук, профессор Дунаев Валерий Александрович

доктор технических наук, профессор Лобов Николай Владимирович

доктор технических наук, профессор Марков Владимир Анатольевич

Ведущее предприятие

ОАО «АК «Туламашзавод», г. Тула

Защита диссертации состоится «28» декабря 2011г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.271.12 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, проспект Ленина, 92, ауд. 9-101. .

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 « » 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Елагин М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. Непрерывно возрастающие требования к показателям поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС) и конкуренция предприятий двигателестроения вызывают необходимость постоянной разработки новых конструкций и сокращения сроков их создания. В этой связи чрезвычайно важным является непрерывное совершенствование процесса проектирования с точки зрения качества проектных решений, а также минимизации материальных и временных затрат. При этом разработка эффективных алгоритмов и программных средств является одной важнейших задач современного двигателестроения.

Современный этап теоретических исследований ПДВС характеризуется большим разнообразием применяемых математических моделей, сложность которых постоянно возрастает. Это в первую очередь модели рабочего процесса и процессов в отдельных системах: газодинамические модели течения газа в проточных частях двигателя, гидродинамические модели процесса подачи топлива, модели процессов смесеобразования, горения, химической кинетики, и др. Эволюция моделирования ПДВС в настоящее время происходит, в направлении все более детального учета множества различных факторов, повышения точности и придания моделям натурных свойств. Причем модели способны давать информацию о ПДВС, которую затруднительно или невозможно получить экспериментальным путем.

Несмотря на достаточно высокий уровень математических моделей, применяемых для улучшения статических и динамических характеристик поршневых двигателей, актуальной остается проблема комплексного анализа процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы. Это объясняется сложностью согласования математического описания взаимосвязанной совокупности процессов различной природы, определяющих функционирование ПДВС, и высокими затратами вычислительных ресурсов. В настоящее время при проведении теоретических исследований и вычислительных экспериментов, как правило, происходит упрощение динамических свойств ПДВС. Взаимосвязанные звенья (термодинамическое, газодинамическое, гидродинамическое, механическое и др.) сложной динамической системы оказываются разобщенными, что на практике нередко приводит, к неправильным заключениям. Это особенно важно для неустановившихся режимов работы, являющихся основными и характеризующихся исключительно сложной взаимосвязью всех звеньев динамической системы. Поршневой двигатель как сложная система обладает особыми системными свойствами, не присущими отдельным элементам, то есть сумма оптимальных решений достигнутых по подсистемам ПДВС не гарантирует оптимизации двигателя «в целом».

Отмеченное положение затрудняет комплексный рациональный выбор параметров ПДВС, требует большого объема доводочных испытаний двигателя, а также существенных материальных и временных затрат.

Исхода из этого работа по развитию теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы, является актуальной.

Цель исследования: развитие теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы и направленной на повышение эффективности их функционирования.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Анализ и классификация математических моделей, коммерческих программных продуктов, применяемых для исследования процесса функционирования ПДВС на установившихся и переходных режимах, а также определение основных направлений интеграции существующих подходов.

2. Разработка иерархической системы моделей ПДВС различных уровней сложности и пакета программ, обеспечивающих комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя во времени на установившихся й переходных режимах..

3. Установление закономерностей, определяющих связь параметров ПДВС с его статическими и динамическими характеристиками.

4. Разработка методики проектировочных расчетов, позволяющей определить структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования.

5. Разработка предложений по сокращению затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения математических моделей:

Методы исследования: теоретико-экспериментальные, базирующиеся на методах классической термодинамики, тепломеханики, гидромеханики, вычислительной гидрогазодинамики, теории рабочих процессов ПДВС, статистического анализа и вычислительной математики, а также известных и апробированных на практике экспериментальных методах исследования ПДВС.

Объекты исследования: двигатель ВАЗ-2111, малоразмерный многоцелевой одноцилиндровый дизельный двигатель ТМЗ-450Д производства ОАО «АК «Туламашзавод».

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана иерархическая система динамических моделей ПДВС различных уровней сложности, обеспечивающая комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя с требуемой точностью в реальном времени.

2. Разработан унифицированный подход к математическому описанию и исследованию функционирования газовых и гидравлических систем ПДВС с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

3. По результатам теоретических исследований процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы установлены закономерности влияния параметров газовоздушного тракта, системы топливо-подачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, подвески двигателя на статические и динамические характеристики ПДВС.

4. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая найти структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования, и разработаны на ее основе предложения по повышению эффективности работы дизеля в составе электроагрегата.

Практическая ценность результатов. Основные практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработанное математическое, программное и методическое обеспечение позволяет ускорить процесс разработки ПДВС с учетом переходных режимов его работы, а также заменить дорогостоящие натурные эксперименты на вычислительные.

2. В результате вычислительных экспериментов показано, что использование разработанной системы динамических моделей позволяет повысить точность моделирования переходных режимов работы ПДВС по сравнению с традиционными подходами за счет более полного учета внут-рициклового и межциклового изменения показателей работы двигателя.

3. Показана возможность существенного сокращения затрат, машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения и комбинации математических моделей.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Иерархическая система динамических моделей ПДВС различных уровней сложности, обеспечивающая комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя с требуемой точностью в реальном времени.

2. Унифицированный подход к математическому описанию и исследованию функционирования газовых и гидравлических систем ПДВС с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

3. Принципы сокращения затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения

математических моделей.

4. Анализ закономерностей влияния параметров двигателя на статические и динамические характеристики ПДВС по результатам вычислительных экспериментов на динамических моделях.

5. Методика проектировочных расчетов, позволяющая найти ^структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования.

Достоверность научных положений подтверждена:

— использованием фундаментальных уравнений механики, тепломе-ханики, гидрогазодинамики, а также современных численных методов реализации соответствующих математических моделей;

— сопоставлением результатов расчетов с результатами, полученными другими авторами при рассмотрении модельных (тестовых) задач;

— сопоставлением результатов расчетов с экспериментальными данными ОАО «АК «Туламашзавод» при исследовании натурных объектов;

Апробация и внедрение результатов. По результатам диссертации сделаны доклады на XXVII научно-технической конференции «Автотракторостроение, промышленность и высшая школа» (Москва, МГТУ «МАМИ», 1999); XVIII Международном семинаре «Течения газа и плазмы в соплах, струях и следах» (Санкт-Петербург, БГГУ «Военмех», 2000); XXXI Международной научно-технической конференции «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения'и подготовки кадров» (Москва, МГТУ «МАМИ», 2000); VIII, IX, X Международной научно-практической конференции «Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС» /Владимир, ВлГУ, 2001, 2003, 2005); научно-технической конференции 1-е и 5-е «Луканинские чтения» (Москва, МАДИ, 2003,2010); III, IV Международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (Казань, КГТУ-КАИ, 2003, 2005); Международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2Ó05); IV Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, ТГУ, 2005); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного, железнодорожного, трубопроводного транспорта в Уральском регионе» (Пермь, ПГТУ, 2005); Международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, ВолгГТУ, 2005); Международной научно-технической конференции «Двигатель-2007», «Двигатель-2010» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, 2010); II Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (Тула, ТулГУ, 2009); Международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (Пермь, ПГТУ, 2010).

Основные результаты работы получены и апробированы в ходе реализации следующих научно-исследовательских работ:

— «Создание энергоэффекгивных двигателей и движителей для транспортных средств», конкурс № НК-578П, государственный контракт № П 615, от 18 мая 2010 г. (2010 - 2012 г.г.);

— «Разработка математических моделей, исследование и расчет параметров дизель-генераторных установок агрегатов сельскохозяйственной техники», грант Т02-06.9-537 по фундаментальным исследованиям в об-

ласти технических наук, утвержденный по результатам конкурса, проводимого Министерством образования РФ в 2002 г.

- «Теоретическое исследование эффективности эжекционного охлаждения двигателей и агрегатов сельскохозяйственных машин», грант ТОО-6.9-622 по фундаментальным исследованиям в области технических наук, утвержденный по результатам конкурса, проводимого Министерством образования РФ в 2000 г.

- «Разработка математической модели дизель-генератора для изделия «99» и методики расчета его динамических характеристик», договор № 62201 с ОАО «АК «Туламашзавод»;

«Совершенствование конструкции всережимного регулятора дизеля ТМЗ-450Д на основе исследования его математической модели», договор № 62001 с ОАО «АК «Туламашзавод»;

Результаты диссертации внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод»,-а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 54 печатные работы, в том числе 1 монография, 20 публикаций в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 2 учебных пособия.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объём работы 296 страниц, включая 116 рисунков, 16 таблиц. Список литературы содержит 225 наименований. Объем приложения 14 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагается суть решаемой в рамках диссертационной работы проблемы, отражается ее актуальность и направления проводимых исследований.

В главе 1 рассмотрено состояние обозначенной научно-технической проблемы. Проанализированы принципы системного подхода к исследованию функционирования ПДВС, предложена классификация и выполнен сравнительный анализ математических моделей ПДВС, дан обзор коммерческих программных продуктов, применяемых для исследования функционирования поршневых двигателей, поставлены цель и задачи диссертации.

Как показал проведенный анализ работ, в связи с развитием вычислительной техники и значительными успехами в области моделирования ПДВС, вопросам построения модели двигателя как системы «в целом» уделяется все больше внимания. В первую очередь следует отметить работы А.Н. Гоца, Р.Д. Еникеева, H.A. Иващенко, В.А. Лашко, P.M. Петриченко, М.Г. Шатрова, A.A. Черноусова, В.В. Эфроса. В тоже время, охватить единой детальной моделью такую сложную систему как ПДВС затрудни-* тельно вследствие высоких затрат вычислительных ресурсов и проблем унификации и согласования математического описания взаимосвязанных

процессов различной природы, определяющих функционирование ПДВС. Построение таких моделей возможно только на основе интеграции существующих подходов к математическому описанию процесса функционирования поршневых двигателей.

Основы теоретического исследования процесса функционирования ПДВС в части совершенствования статических характеристик заложены в трудах: И.Е. Агуреева, И.В. Астахова, Ю.И.'Булыгина, A.B. Васильева, И.И. Вибе, Д.Н. Вырубова, В.Р. Гальговского, Л.В. Грехова, Ю.А. Гришина, C.B. Гусакова, М.Ю. Елагина, Р.Д. Еникеева, В. А. Звонова, H.A. Иващенко, В.И. Ивина, Р.З. Кавтарадзе, Б.А. Киселева, М.Г. Круглова, A.C. Кулешова, В.А. Лашко, Н.В. Лобова, В.Н. Луканина, М.В. Малиованова, В.А. Маркова, A.C. Орлина, P.M. Петриченко, Н.Ф. Разлейцева, Б.П. Рудого, Б.С. Стечкина, A.C. Хачияна, С.А. Чесноко-ва, М.Г. Шатрова, J. Heywood, H. Ricardo, G. Woschni и других ученых.

Большой вклад в совершенствование динамических характеристик ПДВС внесли: В.Д. Басаргин, В.Н. Болтинский, Д.Н. Вырубов, Н.Х. Дьяченко, В.И. Кругов, А.Г. Кузнецов, М.И. Левин, О.Б. Леонов, В.А. Марков, H.H. Патрахальцев, Д.В. Тимошенко, В.И. Толщин, А.К. Юлдашев, A.C. Эпштейн и другие ученые.

В настоящее время при исследовании функционирования ПДВС используются коммерческие программные продукты, которые можно разделить на следующие группы:

1). Программные комплексы для исследования динамики механических систем: ADAMS, WORKING MODEL 2D (3D), WM 2D (3D), EULER.

2). Программы, реализующие в трехмерной и двухмерной постановке численные методы механики сплошной среды:

- механики твердого тела: ANSYS, COSMOS/M, Nastran, Design Spase. .

— гидро- и газовой динамики (GFD программы): KIVA, AVL FIRE, ANSYS, STAR-CD, GAS-2, VECTIS, FLUENT, PHOENICS, Flow Vision.

3). Термогазодинамические программы, использующие нульмерные и одномерные представления: AVL BOOST, WAVE, GT-Power, ИМПУЛЬС, ВОЛНА, ДИЗЕЛЬ-2/4т.

4). Программы исследования, проектирования и оптимизации топливных систем: Ricardo, ПК AMESIM, ПК «Впрыск» (Bosch).

Проведенный сравнительный анализ исследований показал следующее:

1). Наибольшее распространение в настоящее время получили фазо-во-функциональные квазидинамические микро- и макромодели рабочего процесса и процессов в отдельных системах ПДВС. Эти модели на высоком уровне описывают сложные локальные нестационарные явления, происходящие в ПДВС и, как правило, предназначены для оценки чувствительности рабочего цикла к рассматриваемым явлениям.

S

2). Совершенствование математического описания ПДВС целесообразно выполнять в следующих направлениях:

- повышение адекватности и расширение возможностей применяемых математических моделей, за счет более полного учета взаимосвязи термодинамического, газодинамического, гидродинамического и механического звеньев ПДВС при их совместной работе как на установившихся,

так и на переходных режимах;

- сокращение вычислительных ресурсов при сохранении требуемой точности за счет рационального применения математических моделей;

- унификация моделей для возможности их совместного применения в системах автоматизированного проектирования.

3). Несмотря на несомненные достоинства коммерческих программ им присущи недостатки, связанные с высокой стоимостью, большими затратами вычислительных ресурсов и ограниченными возможностями по

исследованию переходных режимов работы ПДВС. - ^

4). Характерной особенностью применяемых динамических моделей ПДВС является упрощение динамической сущности двигателя связанное с принятием допущения, что угловая скорость в течение рабочего цикла равна постоянной средней частоте вращения коленчатого вала (ш = сос/7).

Ошеченное положение затрудняет проведение исследований ПДВС и его

отдельных систем на переходных режимах работы.

5). При совершенствовании характеристик ПДВС практически не используются такие важнейшие принципы системного анализа как принцип интеграции и эмерджентности, что снижает достоверность получаемых данных. Поршневой двигатель является упорядоченной совокупностью элементов с определенными связями и обладает особыми системными свойствами, не присущими отдельным элементам. Эти свойства появляются в результате совмещения функций во времени и в пространстве. При этом сумма оптимальных решений достигнутых по подсистемам ПДВС не гарантирует оптимизации двигателя «в целом», т.е. свойство выполнять заданную целевую функцию реализуется только системой в целом, а не отдельными ее элементами. Отмеченное положение затрудняет принятие глобальных решений по результатам вычислительных экспериментов и ограничивает область применения математических моделей.

6). Перспективным направлением улучшения характеристик поршневых двигателей на установившихся и переходных режимах, позволяющим существенно повысить эффективность доводки ПДВС на этапе проектирования, является анализ функционирования двигателя как единой динамической системы. Этот анализ в частных случаях (т. е. на установившихся режимах) должен давать результаты, совпадающие с известными, а на переходных режимах существенно их уточнять.

7). Теория, обеспечивающая анализ функционирования и определение параметров двигателя как единой динамической системы, должна базироваться на иерархической системе динамических моделей ПДВС и про-

граммном обеспечении, обладающем экономичностью, открытостью и гибкостью, что позволит сравнительно легко дополнять систему моделей по мере постановки новых задач. Иерархическая система моделей ПДВС должна обеспечивать имитацию работы двигателя в реальных динамических режимах, а также рациональное сочетание сложности и полноты описания процессов различной физической природы, с возможностью выбора инженером-исследователем моделей требуемого уровня.

В главе 2 изложены принципы построения иерархической системы моделей ПДВС, рассмотрена динамическая модель ПДВС нижнего уровня сложности, разработаны структурная схема и граф связей ПДВС, реализующие концепцию натурного рассмотрения протекающих в двигателе процессов в их энергетической взаимосвязи.

Функционирование ПДВС определяет взаимосвязанная совокупность процессов ■ различной природы: механических, характеризуемых движением твердых звеньев, тепловых, газодинамических, гидродинамических, физико-химических и информационных. Большая часть из перечисленных процессов имеет сложное, трудно формализуемое описание, требующее существенных вычислительных ресурсов.

Возможность получения достаточно простого математического описания процесса функционирования ПДВС заключается в том, что перечисленные процессы различной физической природы имеют существенно разные времена установления (времена релаксации, временные масштабы).

В динамической системе с сильно различающимися временными масштабами можно выделить «быстрые» (У) и «медленные» (.X) переменные. При этом в процессе функционирования системы существуют такие временные интервалы, в течение которых «медленные» переменные изменяются мало, а «быстрые» переменные претерпевают значительную эволюцию и достигают значений, соответствующих стационарным решениям уравнений для Г.

Путем исключения «быстрых» переменных может быть значительно понижено число переменных, а исходная сложная динамическая система сведена к системе меньшей размерности. Именно эта особенность является принципиальной и на ее основе может быть построена стратегия разработки математического описания двигателя «в целом», отражающая его функционирование во времени, как единой динамической системы.

Поскольку главная функция двигателя - преобразование химической энергии топлива в механическую работу на установившихся и переходных режимах, то основная базовая модель (динамическая модель нижнего уровня сложности) должна отражать именно этот важнейший аспект. В данном случае определяющим будет время установления механической подсистемы, то есть коленчатого вала и связанных с ним деталей. Газовые процессы, происходящие в цилиндре и связанные с изменением объема рабочего тела, имеют время установления того же порядка.

Названные процессы и их времена установления являются базовыми. Остальные процессы имеют либо значительно (отличающиеся на несколько порядков) меньшие времена установления (процесс горения топлива, гидро- и газодинамические процессы в магистралях и местных сопротивлениях, электромеханические процессы в устройствах управления) и описываются «быстрыми» переменными, либо значительно большие (процессы теплообмена) времена установления. Выделение базовых переменных (фазовых координат), и соответственно базовой динамической модели направлено на уменьшение числа степеней свободы, описывающих систему. Это позволяет выполнить упрощенное описание сложных процессов различной природы, протекающих в двигателе, и получить экономичную с точки зрения затрат машинного времени модель ПДВС.

Помимо экономичной базовой динамической модели, применяемой на начальных этапах анализа процесса функционирования ПДВС, необходимо иметь детализированные динамические модели ПДВС (модели верх-, него уровня). Данные модели предназначены для решения частных задач, связанных с кардинально влияющими на работу двигателя процессами (системами). При этом важное значение имеет взаимосвязанность уровней детализации описания отдельных процессов и систем ПДВС.

Иерархическая система моделей базируется на структурной схеме . ПДВС, представленной на рис. 1.

Рис. I. Структурная схема ПДВС

Структура каждого из векторов и операторов схемы приведена в табл. 1 и 2 на примере дизельного двигателя.

Характеристика векторов структурной схемы ПДВС

Таблица 1

Вектор Описание вектора Основные компоненты вектора

1 2 3

£ Вектор управляющих воздействий (регулируемых и нерегулируемых); включает внешние воздействия со стороны окружающей среды или управляющие воздействия со стороны оператора. - давление и температура окружающей среда; - положение рейки топливного насоса; - угол опережения впрыска топлива; - нагрузка (момент сопротивления) на валу.

1 2 3

г Вектор входных параметров и характеристик; включает параметры и характеристики, зависящие от управляющих воздействий. - масса топлива; - характеристики топливоподачи; - масса воздуха; - закрутка потока; - закон выгорания топлива в цилин дре двигателя; - тепловой поток, отводимый при теплообмене; - сила сопротивления движению твердых звеньев.

X Вектор собственный; включает фазовые координаты, описывающие изменение состояния ПДВС как динамической системы. - давление в цилиндре; -температура в цилиндре; - угловая скорость; - угол поворота коленчатого вала.

У Вектор выходных параметров; . включает параметры, характеризующие результат процесса функционирования двигателя. — эффективная мощность; — эффективный крутящий момент; — удельный эффективный расход топлива; — состав продуктов.сгорания; — акустическое излучение; — напряженно-деформированное состояние деталей; — механические колебания ПДВС на подвеске.

Характеристика операторов структурной схемы ПДВС

. . Таблица 2

Оператор Функции оператора Реализация оператора

Управления и Устанавливает связь управляющих и возмущающих воздействий в с входными параметрами двигателя £. Отражает процесс функционирования систем ПДВС. - система топливоподачи - система управления (регулирования); - система впуска; - система выпуска; - система смазки; - система охлаждения; - подвеска ПДВС.

Собственный Т Устанавливает связь входных параметров { с фазовыми координатами двигателя х. Отражает процесс функционирования ПДВС (изменение его состояния во времени). - основное ядро.

Наблюдения И Используется для определения выходных характеристик двигателя. - определение эффективных показателей; - определение состава продуктов сгорания; - расчет акустического излучения; - расчет напряженно-деформированного состояние деталей; - расчет механических колебаний ПДВС на подвеске.

Приведенная на рис. 1 структурная схема является обобщением известных подходов к математическому описанию процесса функционирования ПДВС. Так, существующие математические модели ПДВС можно классифицировать: _

- по числу фазовых координат, т.е. по размерности вектора х ;

- по виду собственного оператора Т;

- по размерности и перечню компонент вектора входных параметров и характеристик f ;

- по виду оператора управления U;

- по виду оператора наблюдения F.

При этом основная задача используемых в настоящее время математических моделей заключается в получении зависимостей между векторами и отдельными их компонентами, например, f = F(s), х = F(f ), х = F(s) и т. п.

Основным ядром, приведенной на рис. 1 структурной схемы, является оператор собственный, определяющий возможности двигателя как генератора механической энергии. Математическое.описание этого оператора-динамическая модель (модель ПДВС нижнего , уровня сложности) базируется на тепломеханике и состоит из двух основных подсистем уравнений:

а) подсистемы, описывающей изменение состояния рабочего тела в цилиндре:

^ = 1[си1 + Gn2 -Gpï -Gp2 -р• /..„• со■ а2)

ai rY

■Щ- = ■—-«)+ Gn2('«2 - (Gpi + Gp2)(i- «)+; (1)

dt cv-p-W

+ Qz-Qm-P-f пт'а2}

б) подсистемы, описывающей движение твёрдых звеньев:

da> щ\.Р~Ро)/n-Fmp-a3-mnp-a2]-Mc.

, dt ~ aA-a2-m„p + J„p (2)

d<s>

— = со.

:dt

Замыкающим является уравнение состояния:

р = р- R-T. (3)

где <2г - секундный приход энергии в форме теплоты при горении рабочей смеси; Qm - суммарный секундный приход (расход) энергии в форме теплоты в результате теплообмена^ и Gpj - секундный массовый приход и расход газа через j-e клапанное отверстие (j = 1 - впускное клапанное отверстие, j = 2 - выпускное клапанное отверстие); и, / - удельная внутренняя энергия и энтальпия газовой среды;

а2 а3 =гк-(созф + Хсо52ф);

а4 = гк 81П Ф

А-совф

1-^(1-соз2ф)

Ьи

Система уравнений (1) - (3) в рабочей форме записана для одноцилиндрового двигателя с кривошипно-шатунным механизмом. Для других типов ПДВС уравнения динамической модели записываются аналогично.

Рассмотренное математическое описание является открытым и создаёт возможность (определяя форму представления) подсоединения к нему моделей процессов, протекающих в цилиндрах и системах ПДВС.

В системе уравнений (1)-(3) можно выделить основные показатели (целевые функции), эффективности протекания рабочего процесса и функционирования отдельных систем ПДВС: йг{р,Т,ю,ф), <2т(р,Т,Ф,ф), Си/(/>,7>,ф), Оа-(р,Т,а,Ф), Ртр(р,Т,а,ц>). Для определения этих показателей, в соответствии с проведенным анализом работ, широко используются соотношения теории рабочих процессов, результаты обработки экспериментальных данных, при различных подходах, отличающиеся полнотой, размерностью математического описания и затратами машинного времени. В тоже время вычислительные эксперименты на моделях ПДВС верхнего уровня, учитывающих динамику всей системы «в целом», могут рассматриваться как альтернатива натурным экспериментам, а полученные результаты служить исходной информацией для построения функциональных моделей сложных процессов, протекающих в цилиндрах и системах ПДВС. Для статистической обработки расчетных и экспериментальных данных был разработан универсальный программный блок, обеспечивающий рациональное планирование эксперимента и его статистический анализ. Программный блок включает в себя следующие модули: синтез точных Д Л н ^-оптимальных планов эксперимента на кубе, линейный регрессионный анализ, корреляционный анализ, построение изолиний критерия процесса и сервисные элементы.

Поскольку базовая динамическая модель предназначена для многоцикловых расчетов, то определяющим критерием при выборе расчетных зависимостей, помимо обеспечения требуемой точности, являются затраты машинного времени. В рассматриваемой динамической модели ПДВС использовалась однозонная модель рабочего процесса, при этом секундный приход энергии в результате горения рабочей смеси определялся на основе методики, предложенной И.И. Вибе. Целесообразность использования модели И.И. Вибе в динамической модели обусловлена наличием результатов индицирования рассматриваемых двигателей в широком диапазоне режимов работы. Показатели сгорания определялись в зависимости от режимов работы двигателя по функциональным зависимостям вида:

ц>2 = /(а, и), т = Да, и).

Конвективный теплообмен в цилиндре описывался уравнением Ньютона, теплообмен излучением - законом Стефана-Больцмана. Секундный расход (приход) газа через клапанное отверстие переменной площади определялся по формуле

где рю и рвх - соответственно давление и плотность газа в полости из которой происходит истечение; ц> - функция, зависящая от режима истечения.

Определение силы трения Ртр осуществлялось на основе зависимостей М. Резека и Н. Хайнена.

Для оценки изменения экологических показателей ПДВС использовались полученные на основе экспериментальных данных функциональные зависимости вида = /(а, п), Ссо = /(а, и).

Таким образом, функциональная составляющая базовой динамической модели ПДВС включает в себя традиционные зависимости для определения показателей вспомогательных звеньев, относящихся к рабочему телу, процессам газообмена, топливоподачи, сгорания, теплообмена, а также эмпирические зависимости для определения ряда коэффициентов.

В общем случае с помощью динамической модели ПДВС . осуществляется многоцикловой расчет переходных режимов работы ПДВС, при этом установившийся режим рассматривается как частный случай переходного. На рис. 2 и 3 приведены статические и динамические характеристики дизельного двигателя ТМЗ-450Д, полученные с помощью базовой динамической модели.

тх, кг-10

п, об/мин

Рис. 2. Статические характеристики ПДВС

Рассмотренная динамическая модель отражает основные особенности двигателя как системы преобразующей энергию во времени и может быть использована для анализа как переходных, так и установившихся режимов при исследовании работы ПДВС, а также для определения основных конструктивных параметров при его проектировании. В тоже время эта модель не дает ответов на ряд актуальных вопросов, связанных с частными, но кардинально влияющими на работу двигателя процессами и системами.

О 0.3 0,6 0.9 1.2 1.5 1.8

t, с

Рис. 3. Динамические характеристики ПДВС

Математические модели этих процессов и систем могут быть введены в модель двигателя в результате пристыковки к собственному оператору Т операторов управления U и наблюдения F. Следствием указанного действия являются высокоуровневые (детализированные) динамические модели ПДВС: Для формулирования условий на границах взаимодействующих систем ПДВС использовался метод графов связей (Bond Graphs). Данный метод является основой многих высокоуровневых САЕ-продуктов, используемых в авиационной промышленности, тяжелом машиностроении, робототехнике, автомобильной промышленности.

В главе 3 представлен комплекс высокоуровневых динамических моделей ПДВС, учитывающих газодинамические процессы в проточных частях ПДВС, функционирование системы топливоподачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, неуравновешенность и колебания двигателя на подвеске. При этом предложен унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем. Перечень разрабатываемых высокоуровневых динамических моделей ПДВС определялся структурой оператора управления и напрямую связан с основными направлениями улучшения характеристик поршневых двигателей.

К основным системам, влияющим на функционирование ПДВС и обладающим серьезными резервами совершенствования поршневых двигателей, относятся: газовые и гидравлические системы (газовоздушный тракт, системы топливоподачи, охлаждения, смазки). Как показал проведенный анализ работ, в настоящее время отсутствует единая методология математического моделирования и исследования названного класса систем ПДВС. Необходимость ее разработки обусловлена существующими проблемами рационального использования математических моделей с точки зрения решаемых задач, затрат машинного времени и возможности применения моделей в системах автоматизированного проектирования ПДВС.

Можно выделить ряд наиболее существенных общих особенностей характерных для газовых и гидравлических систем (ГГС) ПДВС:

1). Наличие в системах типовых элементов, к которым относятся трубопровод (канал), полость, цилиндр, местное сопротивление (изменение проходного сечения, изменение направления потока, газовая и гидравлическая арматура, разветвление и слияние потоков).

2). Процессы течения газа и жидкости сопровождаются сложными нестационарными термо-, гидро- и газодинамическими явлениями, и характеризуются изменением плотности и температуры рабочего тела, теплообменом и трением со стенками трубопроводов (каналов), волновыми

явлениями в трубопроводах.

3). Наличие в ГГС глубоких внутренних связей, которые при динамическом анализе не позволяют расчленять каждую систему на независимые составляющие, т. к. сложная система в целом обладает новыми качествами, не свойственными отдельным элементам.

Для учета перечисленных выше особенностей сформулированы следующие принципы унификации математического описания ГГС ПДВС:

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 функционирования ГГС ПДВС в нульмерной (по пространству), одно-, двух-, трехмерной, а также стационарной и нестационарной постановке с выбором моделей требуемой размерности (требуемого иерархического уровня).

4). Использование для численного моделирования пространственных потоков метода С.К. Годунова, обеспечивающего выполнение расчетов при любых уровнях давления.

5). Использование граничных условий различных типов, реализация учета взаимодействия пространственного потока с движущейся контактной границей, а также алгоритмов объединения математических моделей с различным числом пространственных координат.

При использовании предлагаемого унифицированного подхода реализуются единые принципы математического описания ГГС ПДВС с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, с рациональной пространственной детализацией изучаемых явлений. Это позволяет при сохранении необходимой точности проводимых исследований существенно сократить затраты машинного времени, связанные с расчетом ГГС ПДВС.

Для математического описания термодинамических процессов с переменной массой, не связанных с изменением химического состава вещества, в полостях и цилиндрах используется нульмерная модель, которая включает уравнения для скорости изменения удельного объема и темпера-

туры рабочего тела (законы сохранения массы и энергии) в следующем общем виде:

Г ■ г ^ \

Л '

IV

/=7 9=0 ^ ¿цг

¿т а

Л су\У

;=1

Л 9=е Г /аи'

Т) 9=1 V

Л

;(4)

где секундный массовый приход рабочего тела поу'-му каналу; Срд -секундный массовый расход рабочего тела по д-му каналу; Пп/ - удельный приход энергии рабочего тела у'-му каналу; Пря - удельный расход энергии рабочего тела по д-му каналу; П = и + р-9 = г; ] = 1,2,3,...,7; <7 = 1,2,3,...,2.

При расчете процессов в полостях с переменным объемом система уравнений (4) дополняется уравнениями, описывающими законы движения твердых звеньев.

Исходная система дифференциальных уравнений одномерного нестационарного потока сжимаемого газа или жидкости записывается в следующем виде:

дР | Фу* = д( дх

0;

друх д{р + ру1)_ ^трРУхУх

Ы др

дх

2й,

(5)

( л ( л

фУд. Р Ух

2 \ У 1 р 2)

д(

дх

4а т(Т-Тст)^^

р </г

4 А

где <1г - гидравлический диаметр трубы (канала), йг = —; А - площадь сечения трубы; Р - периметр. Коэффициенты Хтр и ат определялись по

полуэмпирическим зависимостям.

Для описания одномерного нестационарного течения газа через местные сопротивления в качестве исходной использовалась методика, предложенная в работах Г.В. Гогричиани. Эта методика была усовершенство-

вана за счет применения более эффективного алгоритма решения уравнений, описывающих течение газа через местные сопротивления.

Для описания течения газа или жидкости в двух- или трехмерной постановке использовалась система дифференциальных уравнений в форме Эйлера или Навье-Стокса. При численном интегрировании уравнений На-вье-Стокса и постановке граничных условий на открытой границе использовались результаты работ ЮЛ. Гришина. На основе рекомендаций, изложенных в работах Г.В. Гогричиани, выполнен учет взаимодействия пространственного потока с движущейся контактной границей, течения в разветвленном трубопроводе, а также реализована возможность объединения («сшивки») математических моделей с различным числом пространственных координат. В данном случае иерархическая структура разработанного математического описания ГГС связана с размерностью математических моделей.

Решение систем обыкновенных дифференциальных уравнений осуществлялось методом Рунге-Кутга четвертого порядка точности, систем уравнений в частных производных методом С.К. Годунова.

Рассмотренные системы уравнений замыкаются соответствующим уравнением состояния. Проведенный анализ работ позволил выделить следующие уравнения состояния:

= ЯТ - воздух, топливовоздушная смесь, отработавшие газы;

р = + —--моторное масло (работы Ю.Б. Подчуфарова);

а" ' Э2"'

В Ч" т)

■ —— - бензин, дизельное топливо (работы Л.В. Грехова,

В

чР0(

Р.З. Кавтарадзе);

чл

:РсмО'

+6,

гО

-1

- дизельное топливо с учетом

\ у ;

газовой фазы (работы Л.В. Грехова).

На основе приведенных уравнений состояния были получены зависимости для расчета теплоемкости, скорости звука, показателя адиабаты, внутренней энергии, энтальпии, прихода (расхода) энергии в форме тепло-

(ди\ (ди V (диЛ ты, расхода рабочего тела, производных , ^ ,

Эффективность и адекватность предложенного унифицированного подхода была подтверждена в результате серии тестовых вычислительных экспериментов. В частности, показана важность учета диссипативных процессов при расчете пространственных газовых течений, необходимость учета газовой фазы в дизельном топливе, механизма нагрева топлива в процессе эксплуатации. Подтверждена адекватность разработанного способа постановки граничных условий при математическом описании тече-

ния дизельного топлива в трубе с учетом изменения температуры. Показана возможность существенного сокращения затрат машинного времени, связанных с численным расчетом ГГС, за счет рационального применения разработанных моделей.

Предложенный унифицированный подход к описанию ГГС был апробирован при моделировании пространственных газодинамических процессов в проточных частях ПДВС и системы топливоподачи. В частности, были разработаны высокоуровневые динамические модели двигателей ТМЗ-450Д и ВАЗ-2111, учитывающие пространственные газодинамические процессы в проточных частях. Размерность и комбинация моделей течения газа выбирались в соответствии с решаемыми задачами.

Для дизельного двигателя ТМЗ-450Д в одномерной постановке были выполнены расчеты течения газа в газовоздушном тракте (ГВТ) на установившихся и переходных режимах, проанализированы закономерности влияния фаз газораспределения, законов открытия клапанов, длины трубопроводов на массовое наполнение цилиндра и эффективные показатели работы двигателя. С помощью комбинации двумерной и одномерной моделей был выполнен расчет системы эжекционного охлаждения дизеля и оценка ее эффективности. На базе комбинации трехмерной и одномерной моделей были исследованы закономерности пространственного течения в винтовом (спиральном) впускном канале, цилиндре и камере сгорания, а также закономерности изменения мгновенных значений коэффициентов расхода и гидравлического сопротивления с учетом реального течения потока на впуске.

Для двигателя ВАЗ-2111 в одномерной постановке был выполнен анализ закономерностей течения газа во впускном коллекторе на установившихся и переходных режимах и исследование межцилиндровой неравномерности показателей двигателя.

На рис. 4 приведена схема, иллюстрирующая алгоритм взаимодействия одномерных математических моделей впускной (выпускной) систем с основным ядром.

в

Впускная (выпускная) Р, Т Основное ядро

система

Рис. 4. Схема, иллюстрирующая алгоритм взаимодействия одномерных математических моделей впускной (выпускной) систем с основным ядром

0,46 0,56 0,66 0,76 0,86 0,96 Ц м

Рис. 5. Влияние длины впускного канала на массовое наполнение цилиндра и эффективные показатели работы двигателя ТМЗ-450Д: —•-т.- — *--Ые ---'Ме -де

На рис. 5 и 6 приведены некоторые результаты одномерных расчетов ГВТ двигателей ТМЗ-450Д и ВАЗ-2111.

Полученное расчетным путем для дизеля ТМЗ-450Д значение длины впускного канала равное 0,66 м позволяет на 7 % увеличить эффективную мощность и крутящий момент двигателя.

В результате вычислительных экспериментов для двигателя ВАЗ-2111 были выработаны практические рекомендации по модернизации впускной системы. Изготовлен опытный образец ресивера с двухрежимным ступенчатым изменением длины, показанный на рис. 7. При этом за основу были взяты штатные системы коллектор-ресивер двигателей ВАЗ-2111 и Volkswagen. В результате проведенных вычислительных экспериментов с штатной и усовершенствованной системами впуска было получено снижение межцилиндровой неравномерности по мощности и среднему индикаторному давлению на частоте 2000 об/мин на 21 %, на частоте 5000 об/мин на 16 %, мощностные характеристики двигателя улучшились на 6-8 %. Результаты проведенных вычислительных экспериментов были полностью подтверждены экспериментальными исследованиями на стенде и в реальных дорожных условиях.

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500. п, об/мин

Рис. 6. Изменение коэффициента наполнения по скоростной характеристике двигателя ВАЗ-2111 при различной длине индивидуальных впускных трубопроводов

Рис. 7. Опытный образец ресивера двигателя ВАЗ-2111

Для двигателя ТМЗ-450Д на основе математической модели двумерного нестационарного течения газа было выполнено теоретическое исследование эффективности эжекционного охлаждения. При эжекционном охлаждении отработавшие газы подсасывают охлаждающий воздух, что позволяет сократить (полностью или частично) затраты энергии ПДВС на привод вентилятора. Алгоритм взаимодействия модели эжектора и основного ядра аналогичен рассмотренному на рис. 4. Для сокращения затрат машинного времени при расчете течения газа в выпускном канале использовалась комбинация одномерной и двумерной моделей.

На рис. 8 приведены принципиальная и расчетная схемы эжекционного охлаждения; на рис. 9 и 10 — результаты расчета функционирования системы «ПДВС-эжектор».

69,26

Выпускной канал

= 0,005 и, Ьг = 0,0025 м

а) б)

Рис. 8. Принципиальная (а) и расчетная (б) схемы эжекционного охлаждения двигателя

Р \л

У\

У\

дор 10...... ......0,( 20 0,! 30 0,1 «о 0,4'

500 400 300 200

п, об/мин

— 4000 об/мин; 3600 об/мин; 2700 об/мин

Рис. 9. Влияние частоты вращения на скорость эжектируемого воздуха

— расход эжектируемого воздуха

— расход воздуха, создаваемый вентилятором

Рис. 10. Сравнение производительности вентилятора и расхода эжектируемого воздуха

Оценка эффективности эжекционного охлаждения двигателя ТМЗ-450Д производилась путем сравнения полученных значений объёмного расхода подсасываемого воздуха с экспериментальными значениями производительности вентилятора. Применение эжекционного охлаждения для данного одноцилиндрового двигателя позволяет сократить мощность, потребляемую вентилятором, как минимум на 35 %.

С помощью трехмерной математической модели были исследованы закономерности пространственного течения в винтовом впускном канале, а также цилиндре и камере сгорания дизельного двигателя ТМЗ-450Д в установившихся и переходных режимах. В данном случае решались задачи интегральной оценки винтового впускного канала с точки зрения его рас-

ходной и вихреобразующей способности; определения коэффициентов расхода и гидравлического сопротивления канала с учетом реального течения потока; оценки влияния характеристик канала на протекание процессов смесеобразования и сгорания.

На рис. 11 приведен алгоритм взаимодействия модели трехмерного течения газа во впускном канале и цилиндре с основным ядром. Для проведения расчетов была выполнена аппроксимация геометрии впускного, выпускного канала, клапанов, цилиндра и камеры сгорания двигателя ТМЗ-450Д (рис. 12).

! Частота вращения | (граничные условия ■ \ в виде скорости ! ■ поршня и клапана) |

Основное ядро Модель трехмерного течения газа во впускном канале и цилиндре

\ Расход свежего заряда, закрутка потока, давление, плотность газа в цилиндре К

Рис. 11. Схема, иллюстрирующая алгоритм взаимодействия модели трехмерного течения газа с основным ядром Для сокращения затрат машинного времени расчет прямолинейных участков каналов выполнялся в одномерной постановке, при этом граница перехода от одномерного течения к трехмерному определялась контрольными расчетами.

В процессе разработки математической модели трехмерного течения газа были проведены предварительные вычислительные эксперименты по оценке закономерностей влияния размеров расчетной сетки на величину расхода газа и давление в цилиндре. В данном случае определяющим является размер ячейки в направлении оси г (/?-), который непосредственно связан с изменением проходного сечения клапана.

Проведенные исследования позволили обоснованно выбрать размеры расчетной сетки (кх -ку =к2 =0,002 м;

^шш-0,0005 м - по

ходу клапана) с учетом точности расчета и затрат машинного времени. Продолжительность расчета одного процес-Рис 12. Аппроксимация геометрии впускного, вы- са впуска (ЭВМ Реп-пускного канала и цилиндра 1шт-1,3 ГГц) составила

2,5 часа.

На рис. 13 - 14 приведены основные результаты, полученные при расчете трехмерного нестационарного течения газа в процессе впуска (и = 3600 об/мин).

Как показали проведенные расчеты, по всей длине горловины впускного канала при Ивпкл>\ ,5 мм имеет место устойчивое закрученное течение. По сравнению с горловиной впускного канала детали закрученного течения в цилиндре и камере сгорания работающего двигателя весьма сложны и очень трудно выявляются. В тоже время, в цилиндре вполне различимо наличие двух крупномасштабных вихревых течений, ось вращения которых смещена относительно оси цилиндра. При этом значительно большую часть сечения цилиндра занимает вихревое течение, генерируемое винтовым впускным каналом. Отрыв струи от седла и кромки клапанной тарелки приводит к образованию обратных потоков под тарелкой клапана. Взаимодействие впускной струи со стенкой формирует крупномасштабное вихревое движение внутри цилиндра в вертикальной плоскости, состоящее из двух вихрей, вращающихся в противоположные стороны.

Полученные закономерности изменения параметров потока в цилиндре подтверждаются данными, приведенными в работах Р.Д. Еникеева, Р.З. Кавтарадзе, Л. Хейвуда.

V,, м/с

02 0.0 )4 0,0 06 0.0 08 0,( ^о'.с

\ /

\ /

- \ V / /

\ >

С

1! 20 51 22 » и "А 23 27 28 М 3 ' 32 33 К 3!

Рис. 13. Изменение тангенциальной скорости потока в горизонтальном сечении горловины впускного канала

ГО 22 2л X 23 Ю

а)

б)

Рис. 14. Поля скоростей потока (Ивп т=1 мм): а - \ху в горизонтальном сечении цилиндра под клапаном; б- \Х2 в вертикальном сечении цилиндра

Для оценки вихреобразующей способности винтового канала использовалась средняя по сечению горловины канала тангенциальная скорость v, потока. Это связано с тем, что винтовой впускной канал формирует закрутку до входа в цилиндр. В тоже время, в цилиндре работающего двигателя закрученный поток не является равномерным и распространенное допущение о вращении потока в цилиндре по закону твердого тела не всегда является обоснованным.

На рис. 15 показаны полученные в результате вычислительных экспериментов закономерности изменения показателей качества винтового впускного канала от скоростных режимов работы двигателя при полной нагрузке. Показатели vtcp = /(/?) и тв = f{n) практически линейно зависят от частоты вращения и при многоцикловых расчетах переходных режимов работы дизельного двигателя могут быть введены в базовую динамическую модель в виде простых функциональных зависимостей.

2550 2900 3250 и, об/мин

-0,02 J

Рис. 15. Изменение показателей качества впускного канала от скоростных режимов работы двигателя:

:. Рис. 16. Изменение расхдда газа на впуске:

----6одн'> "'

vtcp\

Также в результате вычислительных экспериментов были определены закономерности изменения мгновенных значений коэффициентов расхода ц и гидравлического сопротивления Е, с учетом реального течения потока на впуске. На рис. 16 показано сравнение графиков расхода газа, полученных в результате трехмерного, одномерного и нульмерного расчетов процесса впуска. При нульмерном и одномерном расчетах процесса впуска использовались зависимости ц = и ^ = соответствен-

но. Таким образом, результаты вычислительных экспериментов на высокоуровневых моделях ПДВС являются альтернативой натурным экспериментам и могут рассматриваться как источник информации для более экономичных и простых моделей ПДВС.

На базе предложенного унифицированного подхода к описанию ГТС ПДВС, разработана фазовая математическая модель системы топливопо-дачи (СТ), ориентированная на включение в динамическую модель ПДВС (на примере дизеля ТМЗ-450Д). Эта модель включает уравнения, описывающие изменение параметров дизельного топлива в нульмерной (4) и одномерной постановке (5), выражения для граничных условий с учетом из-

менения температуры топлива, а также традиционные уравнения движения элементов СТ. Алгоритм взаимодействия модели СТ с основным ядром показан на рис. 17.

Основное ядро

Регулятор частоты вращения Ир ' Система топливоподачи

Рис. 17. Схема, иллюстрирующая алгоритм взаимодействия модели системы топливоподани с основным ядром

Для исследования влияния параметров СТ на показатели функционирования ПДВС использовалась, модель сгорания, разработанная Н.Ф. Разлейцевым и учитывающая закономерности влияния характеристик топливоподачи на процесс сгорания.

Система дифференциальных уравнений в рабочей форме, описывающих движение рычага регулятора (рис. 18) частоты вращения имеет вид

*ч__^_.. .

4 вшОЗ + а)

Л

•/ + Й7- СТ-соб (фр-<ро) хсоз(ф„-Фо)Кт-Мп -МтрЛ

¿Ф р

где Рц — центробежная сила; д - сила трения диска; Мщ, р — момент трения на рычаге; Мп — момент создаваемый пружиной;а, Р, щ,11т -геометрические параметры.

Рис. 18. Принципиальная схема регулятора частоты вращения:

1 — вспомогательный рычаг (пусковой рычаг); 2 — главный рычаг; 3 — задающая пружина; 4 — стартовая (пусковая) пружина; 5 —рычаг управления насосам (задающий рычаг); 6 — диск регулятора; 7 —шарик; 8 — шестерня; 9—упор

В результате вычислительных экспериментов были получены закономерности влияния основных конструктивных и регулировочных параметров СТ и регулятора на выходные характеристики СТ и качество рабо-

ты системы автоматического регулирования (САР) частоты вращения вала. На рис. 19 и 20 приведены некоторые результаты вычислительных экспериментов.

"0,10 0.25 0,40

\

\

i

......... \ .V

1

20(0.82) 30(1,23) 40(1,64) Число циклов, (I. с)

50(2,05)

Рис.. 19. Закономерности влияния длины нагнетательного трубопровода СТ на показатели ее функ- ■ ционировцния

Рис. 20. Изменение частоты вращения коленчатого вала при увеличении нагрузки с 0 Н-м до 10 Н-м:

—— ,чюфт дозатора 0,1 мм -----люфт дозатора 0,7 мм

Динамические эффекты, связанные с функционированием двигателя, непосредственно влияют на виброактивность ПДВС, которая является одним из основных экологических показателей. Для исследования виброактивности двигателя была разработана высокоуровневая динамическая модель системы «ПДВС-подвеска», позволяющая устанавливать закономерности колебаний ПДВС на подвеске, определять изменение реакции опор двигателя во времени как с учетом подвижности корпуса и неравномерности вращения коленчатого вала, так и частичной его неуравновешенности.

Расчетная система уравнений математической модели, отражающих динамику ПДВС на подвеске, базируется на теореме относительного движения и включает помимо рассмотренных ранее уравнений (1), (3):

- уравнения движения коленчатого вала с учетом подвижности корпуса и неуравновешенности:

а4

(Р~ Po)fn~Fmp~

т„р-тк тпр + тк

■аз • со +

dm

It

<kр

—г=ю; dt

+ HXVX + mHrHm2 cos(cp+5))

т„р+тк

Мпр-тк тпр + тк

■ 04 • Д2 +

«Р

- уравнения движения корпуса:

2^+аз.аг)__1 {^Х + НХУХ

Л т„р + тк V Л ) тпр + тк \тнгнсо соз(срн

^ = — - НгУ2 - т„гнсо2 8ш(Ф + 5));

Л

где тк - масса корпуса; Х,2 и Ух,Уг - координаты и составляющие скорости движения корпуса соответственно; и ^Х--Н2 - жестко-

сти и коэффициенты вязкого трения в элементах подвески; гн и 5 - радиус и угол расположения неуравновешенной массы тн коленчатого вала.

На рис. 21, 22 приведены некоторые результаты расчета системы «ПДВС-подвеска». . _

Рис. 22. Зависимость «потери» мощности а (%) от жесткости и коэффициента вязкого трения в элементах подвески

величины о использовалась зависимость

Рис. 21. Графики зависимости угловой скорости от времени:

-с учетам подвижности корпуса;

....... без учета подвижности корпуса

Для определения

'ч , 'ч

О О

Результаты вычислительных экспериментов на модели «ПДВС-подвеска» могут использоваться для снижения негативных последствий от вибрации двигателя, за счет правильного выбора параметров его подвески, т.е. упругих и демпфирующих свойств опор, а также точек их расположения.

Адекватность разработанного комплекса динамических моделей проверялась путем сопоставления результатов вычислительных экспериментов с экспериментальными данными конструкторского отдела двигате-

лей ОАО «АК «Туламашзавод», полученными на испытательном стенде фирмы «АУЬ-гбИпег» (рис. 23).

Рис. 23. Моторный стенд для испытания дизелей

Погрешности в определении давления газа в цилиндре, давления топлива в полости распылителя, массы свежего заряда, частоты вращения коленчатого вала не превышают 12 %, эффективных показателей работы двигателя (мощности, расхода топлива, крутящего момента) - 3 %.

В главе 4 приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию закономерностей функционирования дизельного двигателя как единой динамической системы на переходных режимах в сравнении с традиционными подходами.

В данном случае был реализован натурный подход к расчету переходных режимов двигателя, позволяющий выполнить анализ функционирования ПДВС и его основных систем в реальном времени при любых законах нагружения. При этом установившийся режим рассматривался как частный случай переходного.

На рис. 24. приведены графики изменения угловой скорости (со), крутящего момента (Ме), цикловой подачи топлива (тх), координаты (X) и скорости (Ух) корпуса, давления в цилиндре (р), показателей качества (тв, ср ) винтового впускного канала, экологических показателей (О/Ох > С со)> параметров потока во впускной (УвПг рвп), выпускной (увып;Рвып) системах и системе топливоподачи ( р/) при разгоне двигателя ТМЗ-450Д и набросе нагрузки.

Приведенные на рис. 24 результаты свидетельствуют о широких возможностях разработанного математического и программного обеспечения по исследованию переходных режимов работы ПДВС. В результате проведенных вычислительных экспериментов и сравнений (рис. 25) показателей работы ПДВС на переходном и сходственных установившихся режимах

было получено, что расхождения в определении показателей ГВТ 2 %, характеристик системы топливоподачи — 23 %, эффективных показателей работы двигателя —12 %.

г-....'"-,/-..,

V,- д

0.2

0,3 ', С

0,4

---СО

А^ЬАскАакЛКд« а

300

2 -§20°1 0,099 5 =

■ а- 100|

-0,096

- 0.093

О -100,

1 Г

1 * ; | ;

'■, 1 Ь. 1 и У

,125 • ,108 ,090

Г, С

- Р

РА

МПа

30 20 ю

1

¡1, ¡1 ||Л|

0,2

0,3

1,0

0,4

- ■' Са

— СкОх

■-• Ух

Рис. 24. Изменение показателей работы дизеля ТМЗ-450Д на переходном режил

Рис. 25. Изменение угловой скорости и крутящего момента на переходном и сходственных установившихся режимах

В главе 5 приведена методика проектировочных расчетов поршневых двигателей и примеры ее практического использования для повышения эффективности функционирования дизеля ТМЗ-450Д в составе электроагрегата.

В основу методики положен метод ЛП-поиска, с помощью которого решено множество различных оптимизацйонных задач в области автомобильной техники.

Для проведения вычислительных экспериментов, обеспечивающих, реализацию этого метода, использовалась иерархическая система моделей ПДВС, которая позволяет установить связь как основных конструктивных и эксплуатационных параметров, так и параметров систем двигателя с его статическими и динамическими характеристиками.

Методика проектировочных расчетов ПДВС включает следующие этапы:

1. Формирование расчетных точек пространства основных конструктивных параметров ПДВС с помощью метода ЛП-поиска.

2. Многократный машинный анализ функционирования ПДВС с помощью динамической модели нижнего уровня сложности.

3. Выбор совокупности основных конструктивных параметров (расчетных точек), обеспечивающих выполнение требований технического задания.

4. Формирование расчетных точек пространства конструктивных параметров систем двигателя с помощью метода ЛП-поиска.

5. Многократный машинный анализ функционирования ПДВС на высокоуровневых динамических моделях.

6. Выбор совокупности конструктивных параметров (расчетных точек) систем ПДВС обеспечивающих выполнение требований технического задания

7. Поверочный расчет правильности выбранных значений всех параметров.

Рассмотренная методика может использоваться как проектировании, так и при доводке поршневых двигателей.

На основе предложенной методики были выполнены расчеты газовоздушного тракта, системы газообмена и системы автоматического регулирования частоты вращения. Требования к характеристикам двигателя соответствовали дизельному двигателю ТМЗ-450Д.

Вычислительный эксперимент по определению конструктивных параметров ГВТ и системы газообмена включал 30 опытов и проводился для режима: и = 3000 об/мин, а= 1,5, соответствующего работе дизеля в составе с электроагрегатом при 100 % нагрузке. Расчет функционирования двигателя в каждом опыте выполнялся до достижения им установившегося режима. Ставилась задача определения длины впускного канала 1вп и фаз газораспределения <рвып1, фвы„2 > Фе«1 > <?вп2 ■ в качестве критериев оптимальности использовались: Ме, Ne, ge.

На рис. 26 приведено сравнение расчетных показателей работы двигателя с базовой и улучшенной ..конструкцией ГВТ и системы газообмена по скоростной характеристике.

В результате проведенных расчетов были получены квазиоптимальные параметры ГВТ и системы газообмена, позволяющие для режима работы дизеля в составе с электроагрегатом увеличить крутящий момент и мощность двигателя на 7,5 % при ухудшении . топливной экономичности на 0,3 % по сравнению с базовым вариантом.

3000

3300

2400 2700

-" — &2

Рис. 26. Сравнение показателей работы двигателя с улучшенной (2) и базовой (1) конструкцией ГВТ и системы газообмена

Вычислительный эксперимент по определению конструктивных параметров САР частоты вращения коленчатого вала включал 30 опытов. В результате предварительной оценки возможности улучшения качества процесса регулирования при работе дизеля в составе с электроагрегатом из всего перечня параметров были выбраны: свободная длина £и0 и жесткость кп пружины, момент инерции рычага Jp. На режиме холостого хода имитировался ступенчатый наброс и сброс 100 % нагрузки. В качестве

критериев оптимальности использовались: наклон регуляторной ветви (5) и время переходного процесса (г) при набросе нагрузки.

В результате проведенных расчетов с учетом значимости критериев оптимальности были получены квазиоптимальные параметры САР частоты вращения коленчатого вала для условий работы дизеля в составе с электроагрегатом. По сравнению с базовым вариантом наклон регуляторной ветви уменьшился с 5 = 5,07 % до 5 = 4,80 %, а время переходного процес-са-с х = 1,1 с до х = 0,44 с.

На рис. 27 показано сравнение переходного процесса при работе двигателя с базовой и улучшенной конструкцией САР частоты вращения коленчатого вала.

с

б)

Рис. 27, Сравнение показателей работы двигателя с базовой (а) и улучшенной (б) конструкцией САР частоты вращения вала

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполненной работы решена научно-техническая проблема, состоящая в развитии теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы и направленной на повышение эффективности их функционирования. Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:

1. Работа поршневых двигателей характеризуется исключительно сложной взаимосвязью всех звеньев динамической системы. Важнейшее значение для оптимизации конструкции ПДВС с учетом переходных режимов работы приобретает моделирование процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы.

2. Разработана иерархическая система моделей ПДВС, включающая динамическую модель низшего уровня сложности и высокоуровневые ди-

намические модели, учитывающие газодинамические процессы в проточных частях, функционирование системы топливоподачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, неуравновешенность и колебания двигателя на подвеске. Адекватность разработанных математических моделей подтверждена серией тестовых расчетов, а также сопоставлением полученных результатов с экспериментальными данными.

3. Разработан и апробирован расчетами газовоздушного тракта и системы топливоподачи унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем ПДВС, с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

4. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения математических моделей.

5. По результатам вычислительных экспериментов на динамических моделях установлены закономерности влияния параметров газовоздушного тракта, системы топливоподачи, системы автоматического регулирования ч;астоты вращения, подвески на статические и динамические характеристики ПДВС. Для двигателя ВАЗ-2111 выработаны и подтверждены экспериментально практические рекомендации по модернизации впускной системы, изготовлен опытный образец впускной системы с двухрежимным ступенчатым изменением длины. При этом было получено снижение межцилиндровой неравномерности по мощности и среднему индикаторному давлению на частоте 2000 об/мин на 21 %, на частоте 5000 об/мин на 16 %, мощностные характеристики двигателя улучшились на 6-8 %.

6. Повышен уровень отображения переходных режимов работы ПДВС как системы «в целом» по сравнению с традиционными подходами за счет более полного учета внутрициклового и межциклового изменения показателей работы двигателя. В результате сравнений показателей работы ПДВС на переходном и сходственных установившихся режимах было получено, что максимальные отклонения в определении характеристик системы топливоподачи достигают 23 %, параметров ГВТ - 2 %, эффективных показателей работы двигателя — 12 %.

7. Разработан программный комплекс системного моделирования переходных и установившихся режимов работы ПДВС (свидетельство о регистрации № 16505 от 13 октября 2010 г.). Программный комплекс является открытым и может быть дополнен уже существующими моделями, описывающими на высоком уровне локальные аспекты функционирования ПДВС, относящиеся к рабочему процессу, напряженно-деформированному состоянию деталей и экологическим показателям двигателя.

8. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая определить структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как в установившихся, так и в неустановившихся режимах функционирования. В результате проведенных расчетов были получены квазиоптимальные параметры ГВТ и систе-

мы газообмена, позволяющие для режима работы дизеля в составе с электроагрегатом увеличить крутящий момент и мощность двигателя на 7,5 % при незначительном ухудшении топливной экономичности по сравнению с базовым вариантом. Получены квазиоптимальные параметры САР частоты вращения для условий работы дизеля в составе с элекгроагрегатом, позволяющие уменьшить наклон регуляторной ветви с 5 = 5,07 % до 5 = 4,80 % и время переходного процесса-с т = 1,1 с до т = 0,44 с.

9. Программный комплекс системного моделирования переходных и установившихся режимов работы ПДВС и методика проектировочных расчетов внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод» и используются для оптимизации конструкции многоцелевых дизельных двигателей. Ряд положений диссертационной работы используется при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсам «Динамика двигателей», «Механика жидкости и газа», «Основы научных исследований и планирования экспериментов на транспорте» в ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет».

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

Статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК:

1. Малиованов М.В. Разработка математической модели течения газа в трубопроводе двигателя / М.В. Малиованов, Г.В. Поздеев, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт», - Тула: Изд-во Тул-ГУ, 1999. - Вып. 3. - С. 89-92.

2. Малиованов М.В. К вопросу разработки математического и программного обеспечения процесса проектировочного расчета ДВС / М.В. Малиованов, A.C. Пусшвгар, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт».-Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. -Вып. 3. -С. 69-74.

3. Чесноков С.А. Лабораторно-измерительный комплекс для исследования горения в ДВС / С.А. Чесноков, И.В. Кузьмина, Р.Н. Хмелев и др. // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. - Вып. 3. - С. 108-110.

4. Хмелев Р.Н. Математическая модель течения газа в канале сложной пространственной конфигурации / Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2000. - Вып. 4. -С. 107-112.

5. Малиованов М.В. К вопросу разработки методики учета газодинамических процессов в динамических моделях ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». -Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. - Вьш. 5. - С 123-128.

6. Малиованов М.В. Теоретическое исследование эффективности эжекционного охлаждения малоразмерного одноцилиндрового дизеля / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. - Вьш. 5. - С. 128-132.

7. Малиованов M.B. К вопросу поиска квазиоптимальных параметров системы эжекционного охлаждения двигателей и агрегатов сельскохозяйственных машин / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. - Вып. 6. -С. 139-142.

8. Гришин Ю.А. Способы постановки граничных условий при численном моделировании газодинамических процессов в ДВС / Ю.А. Гришин, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. - Вып. 7. - С. 161-167.

9. Кондратьев A.C. К вопросу учета трения и теплообмена при численном моделировании газодинамических процессов в ДВС / A.C. Кондратьев, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - Вып. 8. - С. 158-164.

10. Елецкая Г.П. Разработка и исследование математической модели двигатель-генераторной установки на базе свободно-поршневого ДВС / Г.П, Елецкая, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев и др. // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - Вып. 8. -С. 79-88.

11. Малиованов М.В. Математическое описание процессов в полостях систем топливоподачи высокого давления. / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». -Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 9. - С. 191-197.

12. Елагин М,Ю. Модернизация впускной системы автомобильного двигателя / М.Ю. Елагин, В.В. Смекалин, Р.Н, Хмелев // Известия ТулГУ. . Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - Вып. 9. -С.96-100. .

13. Ахромешин A.B. Эколого-динамические характеристики ДВС с переменной степенью сжатия / A.B. Ахромешин, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». -Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 10. - С. 73-80.

14. Малиованов М.В. К разработке математической модели ДВС с уравновешивающими валами / М.В. Малиованов, Т.О. Федина, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 10. - С. 149-156.

15. Малиованов М.В. О разработке структурной схемы комбинированного двигателя и особенностях его математического описания / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - Вып. 10. - С. 157-166.

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

17. Малиованов М.В. Применение графов связей при разработке математического описания поршневых ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Технические науки». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. - Вып. 1,- С. 122-129.

18. Хмелев Р.Н. Использование метода Годунова при трехмерном численном моделировании газовоздушного тракта ДВС с учетом диссипа-тивных процессов / Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Технические науки». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. - Вып. 4, часть 2. - С. 170-178.

19. Базаева Н.С. Моделирование систем топливоподачи и автоматического регулирования частоты вращения дизельного двигателя / Н.С. Базаева, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Известия ТулГУ. Серия «Технические науки».-Тула: Изд-во ТулГУ, 2011.-Вып. 1.-С. 172-178.

20. Гришин Ю.А. Постановка граничных условий при математическом описании течения дизельного топлива в трубе / Ю.А. Гришин, Р.Н. Хмелев, Н.С. Базаева // Вестник МГТУ. Серия «Машиностроение». 2011. №2.-С. 102-109.

Монография:

21. Хмелев Р.Н. Математическое и программное обеспечение систем-• ного подхода к исследованию и расчету поршневых двигателей внутреннего . сгорания: монография / Р.Н. Хмелев. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - 229 с.

Учебные пособия:

22. Авдеев К.А. Динамика двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие 1 К.А. Авдеев, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев. ФГУП НТЦ «Информрегистр», депозитарий электронных изданий, per. № 0321002388, 23.11.2010-99 с.

23. Авдеев К.А. Теория рабочих процессов автомобильных двигателей: учебное пособие / К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, А.П. Безгубов, Р.Н.Хмелев. ФГУП НТЦ «Информрегистр», депозитарий электронных изданий, per. №0321002389,23.11.2010-103 с.

Статьи в других изданиях:

24. Малиованов М.В. Разработка математического описания газодинамических процессов в форме, ориентированной на включение в динамическую модель ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Автотракторостроение, промышленность и высшая школа: тез. докл. XXVII НТК МГТУ (МАМИ), Москва, 1999. - С. 29-31.

25. Воронин Д.О. Разработка математического и программного обеспечения исследования динамики дизельного ДВС с учетом распределенности параметров газового потока во впускной системе / Д.О. Воронин, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев и др. // Течения газа и плазмы в соплах, струях и следах: тез. докл. XVIII Международного семинара. Санкт-Петербург, БГТУ «Военмех», 2000. - С.151-152.

26. Малиованов М.В. Расчетное исследование возможности эжекци-оиного охлаждения ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров; тез. докл. XXXI НТК, Москва, МГТУ «МАМИ», 2000. - С. 56-57.

27. Малиованов M.B. Разработка математической модели и теоретическое исследование функционирования системы «ДВС-эжектор» / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС: матер. УПГМеждунар. на-учн.-практ. конф., Владимир, Владим. гос. ун-т., 2001. - С. 175-177.

28. Малиованов М.В. Расчетное исследование впускной системы двигателя ТМЗ-450Д ! М.В. Малиованов, A.A. Плешанов, Р.Н. Хмелев // Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС: матер. VIII Междунар. научн.-практ. конф., Владимир, Владим. гос. ун^г., 2001.-С.177-179.

29. Малиованов М.В. Исследование влияния газодинамических процессов на функционирование ДВС (на примере малоразмерного одноцилиндрового дизеля) / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса: тез. докл. НТК. - М.: МАДИ (ГТУ), 2003. - С. 55-57.

30. Малиованов М.В. К вопросу разработки математического и программного обеспечения расчета газодинамических процессов в ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Совершенствование мощностных, экономических й экологических показателей ДВС: материалы IX Междунар. НПК.-Владимир: ВлГУ, 2003.-С. 213-216.

31. Малиованов М.В. Исследование влияния газодинамических характеристик винтового впускного канала дизеля на показатели процесса сгорания / М.В. Малиованов,. Р.Н. Хмелев // Автомобиль и техносфера (ICATS'2004): материалы III Международной НПК, КГТУ-КАИ, Казань, 2003.-С. 132-136.

32. Малиованов М.В. Методика определения показателей качества винтового впускного канала дизеля и оценки их влияния на характеристики процесса сгорания / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров: тез. докл. МНТК, МГТУ (МАМИ), Москва, 2003. - С.45-47.

33. Малиованов М.В. Разработка комплекса математических моделей для описания газодинамических процессов в ДВС / М.В: Малиованов, Р.Н. Хмелев // Двигатели внутреннего сгорания. Научно-технический журнал. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2004. №1(4). - С. 43-45.

34. Малиованов М.В. О рациональном описании гидрогазодинамических систем ДВС // М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев / Образование через науку: материалы докладов Международного симпозиума. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.-С. 106-107.

35. Малиованов М.В. Об определении реакции опор ДВС с учетом подвижности корпуса, неравномерности вращения и частичной неуравновешенности коленчатого вала / М.В. Малиованов, A.A. Плешанов, Р.Н. Хмелев и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей: материалы X МНПК. — Владимир: ВлГУ, 2005.-С. 64.

36. Малиованов M.B. О принципах математического описания двигателя внутреннего сгорания «в целом» / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Современные тенденции развития автомобилестроения в России: материалы 4-ой Всероссийской научно-технической конференции (2-я с международным участием). — Тольятти, 2005. — С. 47-48.

37. Малиованов М.В. Об определении реакции опор двигателя внутреннего сгорания при учете неравномерности вращения коленчатого вала / М.В. Малиованов, Т.О. Федина, Р.Н. Хмелев // Автомобиль и техносфера: материалы IV МНПК. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. - С. 165.

38. Елагин М.Ю. Расчет параметров впускной системы ДВС с изменяемой геометрией / М.Ю. Елагин, В.В. Смекалин, Р.Н. Хмелев // Автомобиль и техносфера: Материалы IV МНПК. - Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. - С. 162.

39. Малиованов М.В. О влиянии параметров подвески двигателя внутреннего сгорания на внутрицилиндровые процессы в нем / М.В. Ма- • лиованов, Т.О. Федина, Р.Н. Хмелев // Прогресс транспортных средств и . систем: материалы МНПК. - Волгоград: ВолгГТУ, 2005. - С. 342-343.

40. Малиованов М.В. Оценка влияния параметров подвески на энергетический баланс двигателя ТМЗ-450Д/ М.В. Малиованов, Т.О. Федина, Р.Н. Хмелев // Актуальные проблемы автомобильного, железнодорожно- ■ го, трубопроводного транспорта в Уральском регионе: материалы МНТК. -Пермь: Изд-во ПГТУ, 2005. - С. 266-270.

41. Малиованов М.В. Опыт использования системного подхода при описании и исследовании функционирования двигатель-генераторных установок (ДГУ) / М.В. Малиованов, Э.С. Темнов, Р.Н. Хмелев // Пращ Тавршська державна агротехшчна акадекпя. Вип. 37. - Мелитополь: ТДАТА, 2006. - С. 3-9.

42. Малиованов М.В. Разработка математической модели двигатель-генераторной установки на базе дизеля ТМЗ-450Д / М.В. Малиованов, A.A. Плешанов, Р.Н. Хмелев и др.//. Двигатели внутреннего сгорания. Научно-технический журнал. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2006. №1. —С. 51-56.

43. Базаева Н.С. Математическое описание изменение состояния дизельного топлива в полостях систем топливоподачи высокого давления / Н.С. Базаева, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Сборник научных трудов по материалам Международной конференции «Двигатель 2007». - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - С. 257-260.

44. Малиованов М.В. Иерархическая система моделей ДВС / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Сборник научных трудов по материалам Международной конференции «Двигатель 2007». - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - С. 113 - 118.

45. Малиованов М.В. Виртуальная лабораторная работа «Дросселирование газов» / М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Вестник ТулГУ. Серия «Автомобильный транспорт». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. - Вып. 1. - С. 87-90.

46. Малиованов М.В. Иерархическая система моделей ДВС / M B. Малиованов, Р.Н. Хмелев // Грузовик. 2007. № 12. С. 15-17.

47. Мапиованов M.B. Об использовании аппарата графов связей для формулирования условий на границах взаимодействующих систем поршневых ДВС / М.В. Мапиованов, Р.Н. Хмелев // Актуальные проблемы автомобильного транспорта: материалы II МНТК - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009 -С. 181-188.

48. Авдеев К.А. Об учёте особенностей^процесса тепловыделения в динамической модели дизельного двигателя / К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, Р.Н. Хмелев // Двигатель — 2010: Материалы МНТК, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 41-45.

49. Авдеев К.А. Математическое и программное обеспечение расчёта функционирования системы топливоподачи дизельного двигателя / К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, Р.Н. Хмелев и др. // Двигатель - 2010: Материалы МНТК, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 83-87.

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

51. Мапиованов М.В. Программный комплекс системного моделирования переходных и установившихся режимов работы поршневых двигателей внутреннего сгорания / М.В. Мапиованов, A.A. Плешанов, Э.С. Тем-нов, Р.Н. Хмелев // Свидетельство о регистрации электронного ресурса в Объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» Ин-

.. статута научной информации и мониторинга Российской академии образования № 16505 от 13 октября 2010 г.

52. Агуреев И.Е. Формирование характеристик поршневых ДВС как. нелинейных динамических систем / И.Е. Агуреев, К.А. Авдеев, Р.Н. Хмелев и др. // 5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: тезисы докладов научно-технической конференции, Москва, МАДИ, 2011. - С. 106-107.

53. Авдеев К.А. Системный подход к исследованию и расчету поршневых двигателей в установившихся и переходных режимах / К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, Р.Н. Хмелев и др. // 5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: тезисы докладов научно-технической конференции, Москва, МАДИ, 2011. - С. 127-129.

54. Хмелев Р.Н. Унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем поршневых двигателей внутреннего сгорания / Р.Н. Хмелев // Правд Тавршського державного агротехно-логичного университету. Вип. 11,, Т. 1 - Мелггополь: ТДАТУ, 2011. -С. 204-212.

Изд. лиц. ЛР№ 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 11.11.2011. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,3. Уч.-изд. л. 2,0.

Тираж 100 экз. Заказ 048. Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92. Ошечатано в Издательстве ТулГУ 300012, г. Тула, просп. Ленина, 95

Основные сокращения.

Основные условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследований.

1.1. Аспекты рассмотрения ПДВС как сложной технической системы.

1.2. Системные принципы исследования ПДВС.

1.3. Анализ основных этапов жизненного цикла ПДВС.

1.4. Математическое моделирование ПДВС.

1.4.1. Роль математического моделирования в теории поршневых двигателей.

1.4.2. Классификация математических моделей ПДВС.

1.4.3. Сравнительный анализ математических моделей ПДВС и коммерческих программных продуктов.

1.4.4. Проблема развития теории, обеспечивающей определение параметров ПДВС как единой динамической системы.

1.5. Цель и задачи исследования.

Глава 2. Структура и принципы построения иерархической системы математических моделей поршневых двигателей.

2.1. Основные предпосылки к построению иерархической системы моделей ПДВС.

2.2. Разработка структурной схемы ПДВС.

2.3. Использование теории графов связей для определения условий на границах взаимодействующих систем.

2.4. Динамическая модель ПДВС нижнего уровня сложности.

2.4.1. Принимаемые допущения и исходные уравнения модели.

2.4.2. Рабочие уравнения модели.

2.4.3. Анализ результатов вычислительных экспериментов.

2.5. Выводы.

Глава 3. Разработка высокоуровневых динамических моделей

ПДВС.

3.1.-Состав разрабатываемых динамических моделей ПДВС верхнего уровня.

3.2. Унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем ПДВС.

3.2.1. Принципы унификации и структура математического описания газовых и гидравлических систем ПДВС.

3.2.2. Математическое и программное обеспечение расчета газодинамических процессов в проточных частях ПДВС.

3.2.2.1. Особенности численного интегрирования уравнений 103 газовой динамики методом Годунова.

3.2.2.2. Учет взаимодействия потока с движущейся контактной границей.

3.2.2.3. Объединение математических моделей с различным числом пространственных координат.

3.2.2.4. Математическое описание течения газа через местные сопротивления.

3.2.2.5. Особенности расчета течения газа через разветвления трубопроводов.

3.2.2.6 Построение схемы замещения газовоздушного тракта ПДВС.

3.2.2.7. Постановка граничных условий.

3.2.2.8. Примеры использования разработанного математического и программного обеспечения и проверка его адекватности.

3.2.3. Математическое и программное обеспечение расчета системы топливоподачи дизельного двигателя.

3.2.3.1. Особенности численного интегрирования уравнений гидродинамики методом Годунова.

3.2.3.2. Постановка граничных условий.

3.2.3.3. Примеры использования разработанного математического и программного обеспечения и проверка его адекватности.

3.3. Высокоуровневые динамические модели двигателей, учитывающие газодинамические процессы в проточных частях ПДВС.

3.3.1. Основные направления совершенствования газодинамических процессов в ПДВС.

3.3.2. Расчет и исследование газодинамических процессов в проточных частях дизельного двигателя ТМЗ-450Д.

3.3.2.1. Расчет газодинамических процессов во впускной и выпускной системе двигателя в одномерной постановке.

3.3.2.2. Исследование закономерностей влияния газодинамических процессов на функционирование ПДВС.

3.3.2.3. Расчет и исследование закономерностей течения газа в винтовом впускном канале и цилиндре двигателя в трехмерной постановке.

3.3.2.4. Определение коэффициентов расхода и гидравлического сопротивления канала с учетом реального течения потока.

3.3.2.5. Исследование закономерностей влияния характеристик впускного канала на показатели процесса сгорания.

3.3.2.6. Расчет и исследование газодинамических процессов в системе «ПДВС-эжектор».

3.3.3. Расчет и исследование газодинамических процессов во впускной системе двигателя ВАЗ-2111.

3.4. Высокоуровневая динамическая модель «ПДВС-система топливо-подачи» (на примере дизельного двигателя ТМЗ-450Д).

3.4.1. Основные требования, предъявляемые к системам

1 топливоподачи дизельных двигателей, и направления их совершенствования.

3.4.2. Расчет и исследование функционирования системы топливоподачи.

3.4.2.1. Математическая модель системы топливоподачи.

3.4.2.2. Исследование закономерностей влияния параметров системы топливоподачи на показатели ее функционирования.

3.5. Высокоуровневая динамическая модель «ПДВС-регулятор частоты вращения» (на примере дизельного двигателя ТМЗ-450Д).

3.5.1. Особенности функционирования системы «ПДВСрегулятор частоты вращения».

3.5.2. Разработка математической модели центробежного регулятора частоты вращения.

3.5.3. Расчет и исследование функционирования системы автоматического регулирования частоты вращения.

3.6. Высокоуровневая динамическая модель «ПДВС-подвеска» на примере дизельного двигателя ТМЗ-450Д).

3.6.1. Особенности математического описания системы «ПДВС-подвеска».

3.6.2. Математическая модель системы «ПДВС-подвеска».

3.6.3. Исследование закономерностей влияния подвижности корпуса на функционирование ПДВС.

3.7. Проверка адекватности разработанного комплекса моделей.

3.8. Выводы.

Глава 4. Исследование закономерностей функционирования

ПДВС как единой динамической системы на переходных режимах.

4.1. Особенности функционирования ПДВС на переходных режимах.

4.2. Исследование закономерностей функционирования дизельного двигателя на переходных режимах.

4.4. Сравнение показателей работы ПДВС на переходном и сходственных установившихся режимах.

4.5. Выводы.

Глава 5. Разработка методики проектировочных расчетов ПДВС.

5.1. Отличительные особенности методики проектировочных расчетов ПДВС.

5.2. Основные этапы методики проектировочных расчетов ПДВС.

5.3. Примеры проектировочных расчетов дизельного двигателя.

5.3.1. Определение конструктивных параметров газовоздушного тракта и системы газообмена ПДВС.

5.3.2. Определение конструктивных параметров системы автоматического регулирования частоты вращения.

5.4. Выводы.

Из всех существующих типов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), поршневые двигатели являются основой транспортной и стационарной энергетики. Поршневые ДВС (ПДВС) практически стали единственными типами двигателей, используемых на транспорте и дорожных машинах, в сельском хозяйстве, а масштабы их производства к началу третьего тысячелетия достигли .1 млрд. штук.

За период более столетия непрерывного совершенствования поршневые двигатели достигли высоких характеристик. Однако теория и практика показывает, что резервы их дальнейшего развития далеко не исчерпаны. Это подтверждают последние достижения и перспективные направления в совершенствовании рабочих циклов ПДВС.

Многие достижения в ПДВС связаны с использованием компьютерной техники для управления их системами. Это, в свою очередь, обусловило прогресс в организации рабочих процессов и конструкции систем двигателей, рассчитанных на управление при помощи компьютера: топливоподача и искровое зажигание смеси, фазы газораспределения, управляемые системы впуска и наддува, управляемая интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре, нейтрализация отработавших газов (ОГ) и т. п. Продолжаются активные поиски работоспособных конструкций, позволяющих осуществлять управляемое изменение рабочего объема цилиндров, степени сжатия, утилизации теплоты.

Непрерывно ужесточающиеся требования к экологическим показателям ПДВС (нормативы EURO обновляются через каждые 4-5 лет [207]), возрастающие требования к топливной экономичности и надежности вызывают необходимость постоянного совершенствования ПДВС и сокращения сроков создания новых конструкций, нередко кардинально отличающихся от существующих. В этой связи чрезвычайно важным является непрерывное совершенствование процесса проектирования с точки зрения качества проектных решений, а также минимизации материальных и временных затрат. При этом разработка эффективных алгоритмов и программных средств является одной важнейших задач современного двигателестроения.

Современный этап теоретических исследований ПДВС характеризуется большим разнообразием применяемых математических моделей, сложность которых постоянно возрастает. Это в первую очередь модели рабочего процесса и процессов в отдельных системах: газодинамические модели течения газа в проточных частях двигателя, гидродинамические модели процесса подачи топлива, модели процессов смесеобразования, горения, химической кинетики и др. Эволюция моделирования ПДВС в настоящее время происходит в направлении все боле детального учета множества различных факторов, повышения точности и придания моделям натурных свойств. Причем модели способны давать информацию о ПДВС, которую затруднительно или невозможно получить экспериментальным путем.

Несмотря на достаточно высокий уровень математических моделей, применяемых для улучшения статических и динамических характеристик поршневых двигателей, актуальной остается проблема комплексного анализа процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы. Это объясняется сложностью согласования математического описания взаимосвязанной совокупности процессов различной природы, определяющих функционирование ПДВС, и высокими затратами вычислительных ресурсов. В настоящее время при проведении теоретических исследований и вычислительных экспериментов, как правило, происходит упрощение динамических свойств ПДВС. Взаимосвязанные звенья (термодинамическое, газодинамическое, гидродинамическое, механическое и др.) сложной динамической системы оказываются разобщенными, что на практике нередко приводит к неправильным заключениям. Это особенно важно для неустановившихся режимов работы, являющихся основными и характеризующихся исключительно сложной взаимосвязью всех звеньев динамической системы. Поршневой двигатель как сложная система обладает особыми системными свойствами, не присущими отдельным элементам, то есть сумма оптимальных решений достигнутых по подсистемам ПДВС не гарантирует оптимизации двигателя «в целом».

Отмеченное положение затрудняет комплексный рациональный выбор параметров ПДВС, требует большого объема доводочных испытаний двигателя, а также существенных материальных и временных затрат.

Исходя из этого работа по развитию теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы, является актуальной.

Цель исследования: развитие теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы и направленной на повышение эффективности их функционирования.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Анализ и классификация математических моделей, коммерческих программных продуктов, применяемых для исследования процесса функционирования ПДВС на установившихся и переходных режимах, а также определение основных направлений интеграции существующих подходов.

2. Разработка иерархической системы моделей ПДВС различных уровней сложности и пакета программ, обеспечивающих комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя во времени на установившихся и переходных режимах.

3. Установление закономерностей, определяющих связь параметров ПДВС с его статическими и динамическими характеристиками.

4. Разработка методики проектировочных расчетов, позволяющей определить структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования.

5. Разработка предложений по сокращению затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения математических моделей.

Методы исследования: теоретико-экспериментальные, базирующиеся на методах классической термодинамики, тепломеханики, гидромеханики, вычис

12 лительной гидрогазодинамики, теории рабочих процессов ПДВС, статистического анализа и вычислительной математики, а также известных и апробированных на практике экспериментальных методах исследования ПДВС.

Объекты исследования: двигатель ВАЗ-2111, малоразмерный многоцелевой одноцилиндровый дизельный двигатель ТМЗ-450Д производства ОАО «АК «Туламашзавод».

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана иерархическая система динамических моделей ПДВС различных уровней сложности, обеспечивающая комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя с требуемой точностью в реальном времени.

2. Разработан унифицированный подход к математическому описанию и исследованию функционирования газовых и гидравлических систем ПДВС с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

3. По результатам теоретических исследований процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы установлены закономерности влияния параметров газовоздушного тракта, системы топливоподачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, подвески двигателя на статические и динамические характеристики ПДВС.

4. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая найти структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования, и разработаны на ее основе предложения по повышению эффективности работы дизеля в составе электроагрегата.

Практическая ценность результатов. Основные практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработанное математическое, программное и методическое обеспечение позволяет ускорить процесс разработки ПДВС с учетом переходных режимов его работы, а также заменить дорогостоящие натурные эксперименты на вычислительные.

2. В результате вычислительных экспериментов показано, что использование разработанной системы динамических моделей позволяет повысить точность моделирования переходных режимов работы ПДВС по сравнению с традиционными подходами за счет более полного учета внутрициклового и межциклового изменения показателей работы двигателя.

3. Показана возможность существенного сокращения затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения и комбинации математических моделей.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Иерархическая система динамических моделей ПДВС различных уровней сложности, обеспечивающая комплексное описание процесса функционирования поршневого двигателя с требуемой точностью в реальном времени.

2. Унифицированный подход к математическому описанию и исследованию функционирования газовых и гидравлических систем ПДВС с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

3. Принципы сокращения затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения математических моделей.

4. Анализ закономерностей влияния параметров двигателя на статические и динамические характеристики ПДВС по результатам вычислительных экспериментов на динамических моделях.

5. Методика проектировочных расчетов, позволяющая найти структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как на установившихся, так и на переходных режимах функционирования.

Достоверность научных положений подтверждена:

- использованием фундаментальных уравнений механики, тепломехани

14 ки, гидрогазодинамики, а также современных численных методов реализации соответствующих математических моделей;

- сопоставлением результатов расчетов с результатами, полученными другими авторами при рассмотрении модельных (тестовых) задач;

- сопоставлением результатов расчетов с экспериментальными данными ОАО «АК «Туламашзавод» при исследовании натурных объектов;

Апробация и внедрение результатов. По результатам диссертации сделаны доклады на XXVII научно-технической конференции «Автотракторостроение, промышленность и высшая школа» (Москва, МГТУ «МАМИ», 1999); XVIII Международном семинаре «Течения газа и плазмы в соплах, струях и следах» (Санкт-Петербург, БГТУ «Военмех», 2000); XXXI Международной научно-технической конференции «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров» (Москва, МГТУ «МАМИ», 2000); VIII, IX, X Международной научно-практической конференции «Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС» (Владимир, ВлГУ, 2001, 2003, 2005); научно-технической конференции 1-е и 5-е «Лу-канинские чтения» (Москва, МАДИ, 2003, 2010); III, IV Международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (Казань, КГТУ-КАИ, 2003, 2005); Международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005); IV Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, ТГУ, 2005); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного, железнодорожного, трубопроводного транспорта в Уральском регионе» (Пермь, ПГТУ, 2005); Международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, ВолгГТУ, 2005); Международной научно-технической конференции «Двигатель-2007», «Двигатель-2010» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, 2010); II Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (Тула, Тул-ГУ, 2009); Международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (Пермь, ПГТУ, 2010).

Основные результаты работы получены и апробированы в ходе реализации следующих научно-исследовательских работ:

- «Создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств», конкурс № НК-578П, государственный контракт № П 615, от 18 мая 2010 г. ( 2010 - 2012 г.г.) «Программно-методический комплекс для проектирования энергоэффективных двигателей транспортного типа, основанный на концепции нелинейной динамики»;

- «Разработка математических моделей, исследование и расчет параметров дизель-генераторных установок агрегатов сельскохозяйственной техники», грант Т02-06.9-537 по фундаментальным исследованиям в области технических наук, утвержденный по результатам конкурса, проводимого Министерством образования РФ в 2002 г.

- «Теоретическое исследование эффективности эжекционного охлаждения двигателей и агрегатов сельскохозяйственных машин», грант ТОО-6.9-622 по фундаментальным исследованиям в области технических наук, утвержденный по результатам конкурса, проводимого Министерством образования РФ в 2000 г.

- «Разработка математической модели дизель-генератора для изделия «99» и методики расчета его динамических характеристик», договор № 62201 с ОАО «АК «Туламашзавод»;

Совершенствование конструкции всережимного регулятора дизеля ТМЗ-450Д на основе исследования его математической модели», договор № 62001 с ОАО «АК «Туламашзавод»;

Результаты диссертации внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод», а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана» и ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет ».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 54 печатные ра

16 боты, в том числе 1 монография, 20 публикаций в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 2 учебных пособия.

Содержание работы. Во введении излагается суть решаемой в рамках диссертационной работы проблемы, отражается ее актуальность и направления проводимых исследований. В первой главе рассмотрено состояние обозначенной научно-технической проблемы. Проанализированы принципы системного подхода к исследованию функционирования ПДВС, предложена классификация и выполнен сравнительный анализ математических моделей ПДВС, дан обзор коммерческих программных продуктов, применяемых для исследования функционирования поршневых двигателей, поставлены цель и задачи диссертации. Во второй главе изложены принципы построения иерархической системы моделей ПДВС, рассмотрена динамическая модель ПДВС нижнего уровня сложности, разработаны структурная схема и граф связей ПДВС, реализующие концепцию натурного рассмотрения протекающих в двигателе процессов в их энергетической взаимосвязи. В третьей главе представлен комплекс высокоуровневых динамических моделей ПДВС, учитывающих газодинамические процессы в проточных частях ПДВС, функционирование системы топливопо-дачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, неуравновешенность и колебания двигателя на подвеске. При этом предложен унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем. В четвертой главе приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию закономерностей функционирования дизельного двигателя как единой динамической системы на переходных режимах в сравнении с традиционными подходами. В пятой главе приведена методика проектировочных расчетов поршневых двигателей и примеры ее практического использования для повышения эффективности функционирования дизеля ТМЗ-450Д в составе электроагрегата. В приложении приведены конструктивные параметры, технические характеристики дизельного двигателя ТМЗ-450Д и документы о внедрении результатов работы. * *

Автор выражает глубокую признательность сотрудникам кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство» ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» за консультации и содействие при выполнении работы. И в особенности заведующему кафедрой, профессору, заслуженному работнику высшей школы РФ, лауреату премии Правительства РФ Фролову Николаю Николаевичу.

Отдельную благодарность за содействие и помощь на всех этапах научной и педагогической деятельности автор выражает д.т.н., профессору Малио-ванову Михаилу Вениаминовичу.

Искреннюю признательность за помощь и поддержку в проведении исследований автор выражает д.т.н., профессору кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана Гришину Юрию Аркадьевичу.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполненной работы решена научно-техническая проблема, состоящая в развитии теории, обеспечивающей определение параметров поршневых двигателей как единой динамической системы и направленной на повышение эффективности их функционирования. Основные результаты и выводы работы заключаются в следующем:

1. Работа поршневых двигателей характеризуется исключительно сложной взаимосвязью всех звеньев динамической системы. Важнейшее значение для оптимизации конструкции ПДВС с учетом переходных режимов работы приобретает моделирование процесса функционирования ПДВС как единой динамической системы.

2. Разработана иерархическая система моделей ПДВС, включающая динамическую модель низшего уровня сложности и высокоуровневые динамические модели, учитывающие газодинамические процессы в проточных частях, функционирование системы топливоподачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, неуравновешенность и колебания двигателя на подвеске. Адекватность разработанных математических моделей подтверждена серией тестовых расчетов, а также сопоставлением полученных результатов с экспериментальными данными.

3. Разработан и апробирован расчетами газовоздушного тракта и системы топливоподачи унифицированный подход к математическому описанию газовых и гидравлических систем ПДВС, с рабочим телом, подчиняющимся различным уравнениям состояния, в требуемой пространственной постановке.

4. Разработаны предложения по сокращению затрат машинного времени, связанных с расчетом функционирования ПДВС, за счет рационального применения математических моделей.

5. По результатам вычислительных экспериментов на динамических моделях установлены закономерности влияния параметров газовоздушного тракта, системы топливоподачи, системы автоматического регулирования частоты вращения, подвески на статические и динамические характеристики ПДВС. Для двигателя ВАЗ-2111 выработаны и подтверждены экспериментально практические рекомендации по модернизации впускной системы, изготовлен опытный образец впускной системы с двухрежимным ступенчатым изменением длины. При этом было получено снижение межцилиндровой неравномерности по мощности и среднему индикаторному давлению на частоте 2000 об/мин на 21 %, на частоте 5000 об/мин на 16 %, мощностные характеристики двигателя улучшились на 6-8 %.

6. Повышен уровень отображения переходных режимов работы ПДВС как системы «в целом» по сравнению с традиционными подходами за счет более полного учета внутрициклового и межциклового изменения показателей работы двигателя. В результате сравнений показателей работы ПДВС на переходном и сходственных установившихся режимах было получено, что максимальные отклонения в определении характеристик системы топливоподачи достигают 23 %, параметров ГВТ - 2 %, эффективных показателей работы двигателя - 12 %.

7. Разработан программный комплекс системного моделирования переходных и установившихся режимов работы ПДВС (свидетельство о регистрации № 16505 от 13 октября 2010 г.). Программный комплекс является открытым и может быть дополнен уже существующими моделями, описывающими на высоком уровне локальные аспекты функционирования ПДВС, относящиеся к рабочему процессу, напряженно-деформированному состоянию деталей и экологическим показателям двигателя.

8. Предложена методика проектировочных расчетов, позволяющая определить структуру и параметры ПДВС, обеспечивающие выполнение требований к характеристикам двигателя как в установившихся, так и в неустановившихся режимах функционирования. В результате проведенных расчетов были получены квазиоптимальные параметры ГВТ и системы газообмена, позволяющие для режима работы дизеля в составе с электроагрегатом увеличить крутящий момент и мощность двигателя на 7,5 % при незначительном ухудшении топливной экономичности по сравнению с базовым вариантом. Получены квазиоптимальные параметры САР частоты вращения для условий работы дизеля в составе с электроагрегатом, позволяющие уменьшить наклон регулятор-ной ветви с 8 = 5,07 % до 8 = 4,80 % и время переходного процесса - с т = 1,1 с до т = 0,44 с.

9. Программный комплекс системного моделирования переходных и установившихся режимов работы ПДВС и методика проектировочных расчетов внедрены в практику ОАО «АК «Туламашзавод» и используется для оптимизации конструкции многоцелевых дизельных двигателей. Ряд положений диссертационной работы используется при чтении лекций, проведении лабораторных и практических занятий по курсам «Динамика двигателей», «Механика жидкости и газа», «Численные методы механики жидкости и газа», «Основы научных исследований и планирования экспериментов на транспорте» в МГТУ им. Н.Э. Баумана и в Тульском государственном университете.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика / Г.Н. Абрамович // -М.: Наука, 1969.- 824 с.

2. Авдеев К.А. Динамика двигателей внутреннего сгорания Эл. ресурс. / К.А. Авдеев, М.В. Малиованов, Р.Н. Хмелев // ФГУП НТЦ «Информрегистр», депозитарий электронных изданий, per. № 0321002389, 23.11.2010.

3. Авдеев К.А. Об учёте особенностей процесса тепловыделения в динамической модели дизельного двигателя / К.А. Авдеев, И.Е. Агуреев, Р.Н. Хмелев // Двигатель 2010: Материалы МНТК, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 41-45.

4. Авдеев К.А. Разработка математической модели, исследование функционирования и построение методики проектировочных расчётов быстроходного дизель-молота: автореф. дис. канд. техн. наук. Тула: ТулГУ, 2000. -20 с.

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

6. 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.

7. 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.

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

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

10. Аэродинамика закрученной струи / Под ред. Р.Б. Ахмедова. М.: Энергия, 1977. - 240 с.

11. 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.

12. 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.

13. Балашов A.A. Совершенствование расходных характеристик газвоз-душных трактов поршневых двигателей внутреннего сгорания: автореф. дис.докт. техн. наук / A.A. Балашов. Барнаул, Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова, 2008. - 36 с.

14. Бахвалов Н.С. Численные методы / Н.С. Бахвалов. Спб.: Лаборатория базовых знаний, 2000. - 622 с.

15. Бахмутов C.B. Многокритериальная оптимизация автомобильной техники при ее создании и доводке / C.B. Бахмутов, A.A. Ахмедов // Автомобильная промышленность, 2010. № 10. - С. 14 - 17.

16. Белоцерковский О.М. Метод крупных частиц в газовой динамике: Вычислительный эксперимент / О.М. Белоцерковский, Ю.М. Давыдов М.: Наука, 1982.-391 с.

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

18. Березин С.Р. Теория и расчет газодинамических процессов в быстроходном 2-х тактном турбопоршневом двигателе: автореф. дис. . докт. техн. наук / С.Р. Березин: М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994. - 27 с.

19. Болтинский В.Н. Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке / В.Н. Болтинский // Сб. «Механизация и электрификация сельского хозяйства СССР». М.: Сельхозгиз, 1959,- 161 с.

20. Большая советская энциклопедия: В 30 т. М.: «Советская энциклопедия», 1969-1978.

21. Борецкий Б.М. Математическая модель спирального впускного канала крышки цилиндра ДВС / Б.М. Борецкий, В.Е. Гветадзе В.Е. // Двигателе-строение, 1991. № 12. - С. 15-18.

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

23. 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.

24. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя / И.И. Вибе. М.: Маш-гиз, 1962 -271 с.

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

26. 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.

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

28. Газовая динамика и агрегаты наддува ДВС / М.В. Дульгер и др.. -Волгоград: ВолгПИ, 1989. 330 с.

29. 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. -671 с.

30. Галиуллин 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

31. 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.

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

33. 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.

34. Гогричиани Г.В. Переходные процессы в пневматических системах /

35. Г.В. Гогричиани, A.B. Шипилин. М.: Машиностроение, 1986. - 160 с.

36. Голев Б.Ю. Совершенствование впускных каналов тракторного дизеля: автореф. дис. .канд. техн. наук / Б.Ю. Голев Владимир: ВлГУ, 2009. - 16 с.

37. Голубков JI.H. Обобщение теории, развитие методов расчета и совершенствование топливных систем автотракторных дизелей: автореф. дис. докт. техн. наук / JI.H. Голубков. М., 1991. - 32 с.

38. Гольдштик М.А. Вихревые потоки / М.А. Гольдштик. Новосибирск: Наука, 1981. -366 с.

39. Горелик Г.Б. Работа топливоподающей аппаратуры дизелей при частичных и переходных режимах / Г.Б. Горелик, Н.Х. Дьяченко, JI.E. Магидович и др. // Труды Ленинградского политехнического института. 1970. - № 316. -С. 15 - 19.

40. Гоц А.Н. Выбор моделей долговечности деталей ДВС на стадии проектирования / А.Н. Гоц, В.В. Эфрос // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2007. -№ 6. С. 49 51.

41. Грехов Л.В. Использование линеаризованного распада разрыва для расчета топливоподачи в дизелях / Л.В. Грехов // Межвуз. сб. науч. трудов «Автомобильные и тракторные двигатели». М.: МАМИ, 1999. - Вып. XVI. - С 8185.

42. 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.

43. Грехов Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: учебник для вузов / Л.В. Грехов, H.A. Иващенко, В.А. Марков. М.: Легион-Авто дата, 2004. - 344 с.

44. Григорьева Н.В. Влияние нестационарных явлений на статические и динамические характеристики двигателей внутреннего сгорания: автореф. дис. канд. техн. наук / Н.В. Григорьева. Тула: ТулГУ. - 24 с.

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

46. Гришин Ю.А. Постановка граничных условий при математическом описании течения дизельного топлива в трубе / Ю.А. Гришин, Р.Н. Хмелев, Н.С. Базаева // Вестник МГТУ. Машиностроение. 2011. № 2. С. 102-109.

47. 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 Тул-ГУ, 2003. - Вып. 7. - С. 161 - 167.

48. Гупта А. Закрученные потоки / А. Гупта, Д. Лилли, Н. Сайред М.: Мир, 1987. - 588 с.

49. Гусаков C.B. Разработка методов совершенствования процессов смесеобразования и сгорания в поршневых двигателях: дис. докт. техн. наук / C.B. Гусаков М.: РУДН, 2002. - 344 с.

50. 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. пере-раб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005. - 414 с.

51. 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.

52. 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.

53. Девянин С.Н. Математическая модель движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля / С.Н. Девянин, В.А. Марков, A.B. Микитенко // Сб. науч. тр. по матер, междунар. конф. «Двигатель 2007». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - С. 315 - 321.

54. 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. ун-т, 2002. - 37 с.

55. Драганов Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей / Б.Х. Драганов, М.Г. Круглов, B.C. Обухова. Киев: Высшая школа, 1987.- 475 с.

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

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

58. Еникеев Р.Д. База знаний для проектирования ДВС / Еникеев Р.Д. // Двигателестроение. 2007. - № 1. - С. 15-20.

59. Еникеев Р.Д. Двигатели внутреннего сгорания. Основные термины и русско-английские соответствия: учеб. пособие / Р.Д. Еникеев, Б.П. Рудой. М.: Машиностроение, 2004. - 384 с.

60. Еникеев Р.Д. Повышение эффективных и экологических показателей ДВС газодинамическими методами: автореф. дис. докт. техн. наук / Р.Д. Еникеев Уфа, УГАТУ, 2009. - 34 с.

61. Закомолдин И.И. Методологические основы проектирования систем воздушного охлаждения поршневых двигателей внутреннего сгорания транспортных машин: автореф. дис. докт. техн. наук / И.И. Закомолдин. Барнаул, 2010.- 32 с.

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

63. Зеленцов A.A. Моделирование трехмерных процессов переноса и турбулентного сгорания в цилиндрах дизеля и газожидкостного двигателя / A.A. Зеленцов // Сб. науч. тр. междунар. конф. «Двигатель-2010». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 208 - 212.

64. Зенкин В.А. Исследование газодинамических процессов в дизелях для улучшения их характеристик: автореф. дис.канд. техн. наук. / В.А. Зенкин. М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 16 .

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

66. 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.

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

68. Исерлис Ю.Э. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания / Ю.Э. Исерлис, В.В. Мирошников. J1.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 255 с.

69. Исследование газодинамических характеристик впускных каналов дизеля при его разработке / A.B. Грицюк и др. // Материалы X МНПК «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей». Владимир: ВлГУ, 2005. - С. 72-73.

70. Исследование тепловых и газодинамических процессов в цилиндре ДВС с помощью программы FLUENT / A.A. Горшкалев и др.. // Сб. научн. тр. междунар. конф. «Двигатель-2010». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 178 - 180.

71. 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.

72. Кадышев В.Г. Расчет рабочего процесса поршневых и комбинированных автотракторных двигателей: учеб. пособие / В.Г. Кадышев, C.B. Тиунов Набережные Челны: КамГПИ, 2002. - 62 с.

73. Казыханов Х.Р. Автоматизация математического описания и исследование динамического состояния механизмов и машин на ЭВМ: учеб. пособие / Х.Р. Казыханов. Алма-Ата: КазПТИ, 1985.- 109 с.

74. Каминский А.И. Выбор конструктивных параметров систем наддува дизелей с учетом волновых явлений в газовыпускных трактах: дис. докт. техн. наук / А.И. Каминский. Хабаровск, 1990. - 330 с.

75. Карпов М.А. Оценка влияния переменности инерционных характеристик силового агрегата на параметры колебательной системы двигатель-подвеска: автореф. дис. канд. техн. наук / М.А. Карпов. М., 2008. - 22 с.

76. Киреев В.И. Численное моделирование газодинамических течений / В.И. Киреев, A.C. Войновский. М.: Изд-во МАИ, 1991. - 254 с.

77. Ковешников В.А. Системный анализ и оптимизация: учебн. пособие / В.А. Ковешников. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. - 130 с.

78. Козлов A.B. Теоретические основы оценки показателей силовых установок автомобилей в полном жизненном цикле: дисс. докт. техн. наук /

79. A.B. Козлов. M.: 2004. - 426 с.

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

81. Комплекс экономичных моделей анализа теплонапряженности поршня в САПР / В.А. Пылёв и др. // Сб. науч. тр. по матер, междунар. конф. «Двигатель 2007». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - С. 246 - 251.

82. Коньков А.Ю. Диагностирование технического состояния дизеля в эксплуатации на основе идентификации быстропротекающих рабочих процессов: автореф. дис. докт. техн. наук / А.Ю. Коньков. Хабаровск, 2010. - 35 с.

83. 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.

84. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1984. - 831 с.

85. 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.

86. Костин А.К. Работа дизелей в условиях эксплуатации / А.К. Костин, Б.П. Пугачев, Ю.Ю. Кочинев; под общ. ред. A.A. Костина. J1.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 284 с.

87. Круглов М.Г. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания: учебн. пособие / М.Г. Круглов, A.A. Меднов. М.: Машиностроение, 1988. - 360 с.

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

89. Ксеневич И.П. Аспекты проектирования сложных вероятностных нелинейных динамических неголономных систем / И.П. Ксеневич // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2007. № 8. С. 20 - 23.

90. 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

91. 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.

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

93. Кэрт Б.Э. Пакет прикладных программ машинного анализа тепломеханических систем «МАТМЕХ» / Б.Э. Керт // «Первые Окуневские чтения», -СПб, 1997.-С. 211 238.

94. Латыпов K.M. Исследование динамических характеристик газодизельного двигателя: автореф. дис.канд. техн. наук. / K.M. Латыпов. Казань, КГАУ, 2008,- 16 с.

95. 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.

96. Лашко В.А. Разработка и создание средств оптимального проектирования элементов проточных частей комбинированных двигателей внутреннего сгорания: дис. докт. техн. наук. Хабаровск, 1995. - 497 с.

97. Лебедев C.B. Формирование рационального поля технических характеристик дизелей унифицированного типоразмера / C.B. Лебедев, В.И. Решетов, Г.В. Лебедева. // Двигателестроение. 2002. - № 3. - С. 27 - 28, 42, - 2002. - № 4. -С. 18-22.

98. Ленин И.М. Теория автомобильных двигателей / И.М. Ленин. М.: Машгиз, 1958. - 270 с.

99. Леонов О.Б. Исследование процесса топливоподачи при неустановившемся режиме работы дизеля / О.Б. Леонов, Н.И. Патрахальцев // Известия ВУЗов «Машиностроение». 1970. - № 7.- С. 86-93.

100. Леонов О.Б. Определение коэффициента избытка воздуха при переходных процессах дизеля / О.Б. Леонов, И.В. Леонов // Известия ВУЗов «Машиностроение». 1966. - №12. - С. 30 - 33.

101. Лобов Н.В. Моделирование рабочего процесса в двухтактном одноцилиндровом двигателе внутреннего сгорания: монография / Н.В. Лобов. -Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2003. 81 с.

102. Лобов Н.В. Оценка эффективности использования метода крупных частиц при решении тестовой задачи / Н.В. Лобов // Двигателестроение. 2003. - № 2 - С. 24-25.

103. Лобов Н.В. Улучшение характеристик двухтактных двигателей внутреннего сгорания оптимизацией газовоздушного тракта: дис. докт. техн. наук / Н.В. Лобов. Пермь: ПГТУ, 2005. - 276 с.

104. Лойцянский Л.Г. Курс теоретической механики: В 2-х томах. Т. II. Динамика / Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье. М.: Наука, 1983. - 640 с.

105. Ломов С.А. Введение в общую теорию сингулярных возмущений / С.А. Ломов. М.: Мир, 1981. - 398 с.

106. 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.

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

108. Магомедов K.M. Сеточно-характеристические численные методы / K.M. Магомедов, A.C. Холодов. М.: Наука, 1998. - 288 с.

109. 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.

110. 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.

111. Малиованов М.В. Применение графов связей для математического описания открытых термодинамических систем / М.В. Малиованов // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. М.: Машиностроение, 1989.-Вып. 14.-С. 309 - 317.

112. Малиованов M.B. 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.

113. Малоземов A.A. Повешение эффективности многофункциональных энерготехнологических комплексов совершенствованием двигатель-генераторных установок: автореф. дис. докт. техн. наук / A.A. Малоземов. -Челябинск, 2011. 34 с.

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

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

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

117. 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.

118. 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.

119. Матейчик В.П."Динамическая система для оценки различных энергоустановок дорожных транспортных средств / В.П. Матейчик // Двигателестрое-ние. 2004. - № 1.-С. 10- 12.

120. Матейчик В.П. Системные методы исследования энергоустановок транспортных средств / В.П. Матейчик // Тез. докл. НТК «Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса». М.: МАДИ (ГТУ), 2003.-С. 31 -33.

121. Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль / Ю. Мацкер-ле. М.: Наука, 1987.-320 с.

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

123. 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.

124. Метод расчета локальных концентраций оксидов азота в поршневых двигателях с внутренним смесеобразованием на основе многозонной модели / H.A. Иващенко. // Весник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». -2004.-№ 1.-С. 43-59.

125. Мирошников В.В. Методологические основы системного моделирования и оптимизации менеджмента качества в машиностроении: дис. докт. техн. наук /В.В. Мирошников. Брянск, 2006. - 440 с.

126. 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.

127. Нго Чи Ньят Линь Системное проектирование тепловой машины однократного действия: автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, ТулГУ, 2006. - 16 с.

128. Никишин В.Н. Применение систем инженерного анализа при исследовании кинематики аксиально-поршневого двигателя / В.Н. Никишин, М.Ф. Тетерин // Сб. научн. тр. по матер, междунар. конф. «Двигатель 2007». -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 231 - 235.

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

130. Николис Г. Познание сложного. Введение: пер. с англ. / Г. Николис, И. Пригожин. М.: Мир, 1990. - 344 с.

131. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар. М.: Энергоатомиздат, 1984. -152 с.

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

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

134. 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.

135. Поздеев Г.В. Определение и моделирование трения в цилиндро-поршневой группе / Г.В. Поздеев, Д.О. Воронин // Изв. ТулГУ. Сер. «Автомобильный транспорт». Вып. 2 Тула: ТулГУ, 1997. - С. 161 - 166.

136. Поздеев Г.В. Разработка динамических моделей и исследование переходных режимов функционирования одноцилиндровых двухтактных ДВС: автореф. дис. канд. техн. наук /' Г.В. Поздеев. Тула: ТулГУ, 1998. - 20 с.

137. Попов А.Н. Исследование реакций опор двигателей внутреннего сгорания на основе общих теорем динамики системы с применением ЭЦВМ: учеб. пособие / А.Н. Попов. Горький: Изд-во ТПИ, 1975. - 35 с.

138. Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа: учебное пособие / Т.В. Кондранин и др. М.: МФТИ, 2005.- 104 с.

139. Применение теории графов связей в технике; под ред. Д. Кэрнопа и Р. Розенберга. М.: Мир, 1974 - 95 с.

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

141. Программный комплекс ВПРЫСК четвертого поколения / Л.В. Грехов и др.. // Сб. научн. тр. междунар. конф. «Двигатель-2010». М.: МГТУ им.

142. Н.Э. Баумана, 2010. С. 319 - 322.

143. Разлейцев Н.С. Моделирование и оптимизация процессов сгорания в дизелях: монография / Н.С. Разлейцев. Харьков, 1980. - 165 с.

144. 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.

145. Расчетная оценка нагруженности картера дизельного двигателя промышленного трактора / B.C. Мурзин и др. // Сб. науч. тр. междунар. конф. «Двигатель-2010». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 71 - 75.

146. Расчетное определение параметров конструкции впускной системы и газораспределения двигателей с индивидуальным питанием цилиндров и с впрыском бензина (РТМ 37.001.040-77). М.: МАП, 1977. 160 с.

147. Рождественский Б.П. Системы квазилинейных уравнений / Б.П. Рождественский, H.H. Яненко. М.: Наука, 1978. - 690 с.

148. Рудой Б.П. Прикладная нестационарная газовая динамика / Б.П. Рудой. Уфа: УАИ, 1988. - 184 с.

149. Салмин В.В. Применение вероятностно-статистических методов для определения основных показателей автотракторных ДВС / В.В. Салмин // Дви-гателестроение. 2004. - № 4. - С. 9-11.

150. Самарский A.A. Разностные методы решения задач газовой динамики / A.A. Самарский, Ю.П. Попов. М: Наука, 1980. - 352 с.

151. Свиридов Ю.Б. Топливо и топливоподача автотракторных дизелей / Ю.Б. Свиридов, JI.B. Малявинский, М.М. Вихерт. Д.: Машиностроение. Jle-нинрг. отд-ние, 1979. - 248 е., ил.

152. Свистула А.Е. Повышение показателей рабочего процесса дизеля улучшением смесеобразования и сгорания: дисс. докт. техн. наук / А.Е. Свистула. Барнаул: Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова, 2007 - 317 с.

153. Силлат P.P. Исследование газообмена двухтактного двигателя применением математического моделирования: дис. канд. техн. наук / P.P. Силлат. Таллин, 1977.- 180 с.

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

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

156. Скрипник A.A. AVL FIRE важный инструмент в процессе разработки и доводки ДВС / A.A. Скрипник // Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС: Материалы VIII Между нар. НПК. - Владимир: ВлГУ, 2001. - С. 233 - 234

157. Славуцкий В.М. Расчет рабочего цикла дизелей: учеб. пособие / В.М. Славутский, A.B. Курапин. Волгоград, ВолгГТУ, 2003. - 76 с.

158. Смекалин В.В. Влияние геометрических характеристик впускной системы на энергетические показатели и межцилиндровую неравномерность работы автомобильного двигателя: автореф. дис. канд. техн. наук / В.В. Смекалин. Тула: ТулГУ, 2005. - 20 с.

159. Соболев Л.Г. Сглаживание и идентификация экспериментальных трендов с помощью обобщения усреднений / Л.Г. Соболев, С.Н. Рогов. М.: Двигателестроение №4, 2004 - С. 27 - 29.

160. Соболь И.М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями / И.М. Соболь, Р.Б. Статников. М.: Наука, 1981. - 109 с.

161. Спицнадель В.H. Основы системного анализа: учебн. пособие / В.Н. Спицнадель. СПб.: «Изд. дом «Бизнесс-пресса», 2000. - 326 с.

162. 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.

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

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

165. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов и др. -М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

166. 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.

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

168. Филин C.B. Повышение эффективности функционирования системы двухтактный двигатель-потребитель мощности за счет рационального определения конструктивных параметров: автореф. дис. канд. техн. наук / C.B. Филин. Тула: ТулГУ, 2002. - 24 с.

169. Хайртдинов И.Н. Разработка методов и динамической математической модели для исследования дизелей при неустановившихся нагрузках: автореф. дис.канд. техн. наук. / И.Н. Хайртдинов. Казань, КГАУ, 2003. - 20 с.

170. ХПИ». 2009. - №2. - С. 16 - 20.

171. Хейвуд JI. Газодинамика рабочих цилиндров ДВС (Фримановская лекция) // Тр. ASME Сер. ТОИР 1987 № 1.

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

173. Хмелев Р.Н. Математическое и программное обеспечение системного подхода к исследованию и расчету поршневых двигателей внутреннего сгорания: монография / Р.Н. Хмелев. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - 229 с.

174. Черноусов A.A. Рациональная математическая модель течения в газовоздушном тракте ДВС в квазиоптимальном приближении / A.A. Черноусов // Сб. науч. тр. междунар. конф. «Двигатель-2010». М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.-С. 279-283.

175. 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.

176. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена / Паско-нов В.М. и др. М.: Наука, 1984. - 288 с.

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

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

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

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

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

182. Щукин В.К. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах / В.К. Щукин, A.A. Халатов М.: Машиностроение, 1982. - 200 с.

183. Щукин П.А. Комплексная модель рабочего процесса дизеля с объемным смесеобразованием: автореф. дис. канд. техн. наук / П.А. Щукин. СПб, СПбГМТУ, 1999.-20 с.

184. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ; под общ. ред P.M. Петриченко. Д.: Машиностроение, 1990. - 328 с.

185. Эпштейн A.C. Расчет переходных процессов комбинированных двигателей типа Д100 // Проблемы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1968. С. 205-224.

186. Юлдашев А.К. Стенды для исследования двигателей внутреннего сгорания при неустановившихся нагрузках / А.К. Юлдашев, И.Н. Хайрутдинов. Казань: Изд-во «Фэн», 2002.

187. Яковлев A.A. Метод синтеза технических решений двигателей внутреннего сгорания на начальных стадиях проектирования / А.А. Яковлев // Дви-гателестроение. 2005. - № 3. - С. 26 - 31.

188. Яманин А.И. Компьютерно-информационные технологии в двигате-лестроении: учебное пособие / А.И. Яманин и др.. М.: Машиностроение, 2005. - 480 с.

189. An experimental and numerical study on combustion chamber design for lean-burn natural gas engines. R.L. Evans, J. Blaszczyk, P. Matys, University of British Columbia, SAE 1996.

190. An exploratory study on combustion modeling and chamber design of natural gas engines. Keh C. Tsao and Zhiyu Han, University of Wisconsin-Milwaukee, SAE 1993.

191. AVL BOOST Manual, AVL LIST Gmbh, Graz, Austria, 2002.

192. Blair, Gordon P. Design and simulation of two-stroke engines. SAE. 1997.591 p.

193. Breakthrough in CFD tecnology / Smith Anthony // Mech. Inc. Eng. -1994. 6, №4.-C. 90-91.

194. Comparison of zero and one-dimensional methods for simulation of the process in turbocharged diesel engines / Hribernik Ales // Strojn. vestn. 1995. - 41, №7 - 8. - C. 223 - 238.

195. Dreidimensionales simulationsmodell zur Berechnung der turbuenten Luftbewegung in Zulindern / Ahmadi-Befrui Wigley Graham // MTZ Mototechn., z.-1993-54, № 3.-C. 154 160.

196. Двигуни внутршнього згоряння: Сер1я пщручниюв. Т. 4. Основи САПР ДВЗ. / за ред. А.П. Марченка, А.Ф. Шеховцова Харюв: Видавн. центр НТУ «ХПИ», 2004. - 428 с.

197. Heywood J.В. Internal combustion engine fundamentals. New York:

198. McGraw-Hill, 1989,- 570 p.

199. Hori H., Ogawa T., Kuriyama T. CFD In-Cylinder Flow Simulation of an Engine and Flow Visualization// SAE Paper (Warrendale, Pa.). 1995. 950288. 15 p.

200. Kraft aus der Gerischdynamik/ Seifert Eberhard // AMZ: Auto. Mot., Zubehör. 1996. - 84, № 4. - C. 40.

201. Liu Ruilin, Liu Yi, Liu Xunjun, Kang Zhanquan/ Neiranji gongcheng = Clin. Intern. Combust. Engine Eng. 1994. - 15, № 1. - C. 22 - 29.

202. Overlapping grids and multigrid methods for three dimensional unsteady flow calculations in IC engines / Tu J.Y., Fuchs L. // Int. J. Numer. Meth. Fluids.1992. 15, №6.-C. 693 - 714.

203. Schagerberg S. and McKelvey T. Instantaneous crankshaft torque measurements, modeling and validation. SAE paper (03P-167), 2002.

204. Schalfsaugrohre. 2/ Klimmer Eberhard// KFZ. 1996 - 39, № 2, C. 5253.

205. Simularione dei fenomeni gasdinamici nei sistemi di aspirazione e scorico dei motori a combustione interna/ Onorati A. // Riv. Combust 1992 - 46.

206. Star-CD Version 2.2: Manuals. London: Computational Dynamics Ltd.,1993.- 350 p.