автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Совершенствование системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания дизеля через одну форсунку

На правахрукописи

ДУНИН Андрей Юрьевич

г

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ СОВМЕСТНОЙ ПОДАЧИ ДВУХ ТОПЛИВ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ ДИЗЕЛЯ ЧЕРЕЗ ОДНУ ФОРСУНКУ

(05.04.02 - Тепловые двигатели)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2006

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре "Теплотехника и автотракторные двигатели".

Научные руководители

член-корр. РАН, доктор технических наук,

профессор |Луканин В.Н.

кандидат технических наук, ст. науч. сотрудник Мальчук В.И,

Официальные оппоненты -

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Толшин В.И.

кандидат технических наук, доцент Савастенко А.А.

Ведущая организация -

Государственный научный центр РФ ФГУП "НАМИ".

Защита состоится " 16 " мая 2006 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д. 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 12. " алуг&ля_2006 г.

Отзывы на автореферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок: 155-93-24.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор | В. А. Максимов

¿0(96 А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время одним из способов улучшения экологических показателей дизелей и сокращения потребления ими нефтяного топлива, запасы которого исчерпаемы, является подача в камеру сгорания (КС) смеси дизельного и альтернативного топлив. Рациональное сочетание компонентов в таких смесях дает возможность эффективно использовать каждое из топлив для питания дизелей.

Актуальность работы заключается в совершенствовании системы совместной подачи двух альтернативных друг другу топлив (СПАТ) в виде смеси в КС дизеля через одну форсунку. Данная СПАТ позволяет влиять на рабочие процессы дизеля через направленную коррекцию состава смеси во время ее впрыскивания в КС и этим улучшить его экологические характеристики при сохранении мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива.

Цель работы. Совершенствование системы совместной подачи двух топлив через одну форсунку с целью создания СПАТ, которая позволит осуществлять направленную коррекцию состава смеси топлив в процессе впрыскивания. В данной СПАТ для подачи дизельного топлива используется традиционная топливная аппаратура (ТА) разделенного типа, а для подачи альтернативного топлива - аккумуляторная ТА.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать элементы конструкции и макетный образец СПАТ;

- разработать математическую модель СПАТ, алгоритм и пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ и обоснования ее конструктивно-регулировочных параметров то заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив;

- провести расчетное исследование влияния параметров СПАТ и дать рекомендации по комплектации данной топливной системы (ТС) для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив; расчетное обоснование СПАТ для совместной подачи дизельного топлива и этилового спирта;

- провести экспериментальные исследования СПАТ с использованием механического стробоскопа щелевого типа, чтобы оценить влияния конструктивных, регулировочных и режимных параметров данной ТС на характеристики впрыскивания и состава смеси топлив, уточнить комплектацию СПАТ для проведения исследований на двигателе Д-120 (24 10,5/12) при

совместной подачи дизельного топлива и эпи

- провести стендовые исследования двигателя Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, с целью оценки возможности улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива путем частичной его замены этиловым спиртом.

Методы исследования. Расчетное исследование проводилось с использованием разработанной математической модели рабочего процесса СПАТ, которая базируется на теории неустановившегося течения сжимаемой жидкости в топливопроводе. Экспериментальные исследования проводились в Проблемной лаборатории транспортных двигателей МАДИ (ГТУ) на стробоскопической установке щелевого типа и моторном стенде, оборудованных в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Достоверность результатов обеспечена следующим: модель рабочего процесса СПАТ базируется на общепринятых уравнениях гидродинамики, применением оборудования и приборов с соблюдением государственных стандартов, адекватностью результатов расчетных и экспериментальных исследований.

Научная новизна. В результате проведенных исследований были получены следующие новые научные результаты: макетный образец СПАТ, позволяющий осуществлять направленную коррекцию состава смеси топлив, подаваемой в КС дизеля (на конструкцию СПАТ получен патент РФ №2204048); математическая модель и алгоритм расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив, учитывающие неравномерное распределение компонентов смеси топлив по каналам форсунки; устаноачено значимое влияние неравномерного распределения состава смеси по каналам форсунки на рабочий процесс СПАТ; экспериментально показана возможность улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива за счет осуществления направленной коррекции состава смеси дизельного топлива и этилового спирта в процессе впрыскивания.

Практическая ценность. Конструкция СПАТ дает возможность модернизации существующих дизелей для питания жидкими альтернативными топливами путем совместной их подачи с дизельным топливом. Разработан пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив. Обоснована и испытана комплектация СПАТ для совместной подачи этилового спирта и дизельного топлива в КС дизеля Д-120 (24 10,5/12). Экспериментально на

двигателе Д-120 (24 10,5/12) подтверждена работоспособность СПАТ и возможность улучшения с ее помощью экологических характеристик дизеля.

Реализадия работы. Конструкция СПАТ включена отделом главного конструктора Ногинского завода топливной аппаратуры (НЗТА) в планы проектных работ. Пакет программ расчета рабочего процесса СПАТ используется в учебном процессе кафедры 'Теплотехника и автотракторные двигатели" МАДИ (1 ТУ) при чтении дисциплины "Топливоподающая аппаратура автомобильных и тракторных двигателей".

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструкция разработанной СПАТ и принципы ее работы (на разработку получен патент РФ №2204048);

- математическая модель, алгоритм и пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив с учетом неравномерности распределения состава смеси по каналам форсунки;

- результаты расчетного исследования влияния параметров СПАТ на ее рабочий процесс при заданных характеристиках впрыскивания и состава смеси топлив, а также рекомендации по подбору комплектации СПАТ;

- комплектация СПАТ, предназначенная для совместной подачи этилового спирта и дизельного топлива в КС дизеля Д-120 (24 10,5/12);

- методика и результаты экспериментального исследования возможностей СПАТ по коррекции характеристик впрыскивания и состава смеси топлив, проведенного на механическом стробоскопе щелевого типа;

- методика и результаты стендовых испытаний дизеля Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, которые показали возможность улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива путем частичной его замены этиловым спиртом.

Личный вклад автора:

- проведен анализ применения различных альтернативных топлив в дизелях, а также конструкций ТС для подачи смесей топлив в КС дизеля;

- разработаны элементы конструкции СПАТ и ее макетный образец по патешу РФ №2204048;

- разработан и отлажен пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ и выбора основных элементов ее конструкции по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив;

- проведены расчетные исследования влияния параметров форсунки, предназначенной для совместной подачи двух топлив, на рабочий процесс СПАТ при заданных характеристиках впрыскивания и состава смеси топлив; сформулированы рекомендации по комплектации СПАТ для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив;

- согласно поставленным задачам экспериментальных исследований СПАТ подготовлены стробоскопическая установка щелевого типа и моторный стенд, отлажены методики исследований, проведены эксперименты, обработаны и проанализированы полученные результаты.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях МАДИ (ГТУ): "Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса" (2003 г.), "2-е Луканинские чтения. Пути решения энергоэколошческих проблем в автотранспортном комплексе" (2005 г.). Результаты работы также докладывалась в Ml ТУ имени Н.Э. Баумана: на Всероссийском научно-техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплотехнических установок имени профессора В.И. Крутова (2004 г.) и в рамках международного симпозиума "Образование через науку" на секции "Энергомашиностроение" (2005 г.).

Публикации. Материалы работы опубликованы в двух статьях, двух тезисах докладов и одном патенте Российской Федерации.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, патента и двух актов внедрения, содержит 196 страниц машинописного текста, в том числе 45 рисунков, 3 таблицы. Библиография содержит 140 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена анализу работ, направленных на применение в дизелях альтернативных топлив и их смесей, а также на создание ТС для подачи смесей топлив в КС дизеля. Рассмотрены работы, выполненные Вятской государственной сельскохозяйственной академией, МАДИ (ГТУ), Ml ТУ имени Н.Э. Баумана, НАМИ, НИИД, РУДН, фирмами AVL, Isuzu, Ford, Leyland и др. Анализ проводился с позиции улучшения экологических показателей дизелей и замещения дизельного топлива альтернативными. Отмечены большие возможности спиртов как возобновляемых источников энергии.

Исследования, проведенные в России и за рубежом, показали, что при применении в дизелях альтернативных тошшв возникают проблемы, связанные с топливоподачей, смесеобразованием, воспламенением и сгоранием. Решением этих проблем может стать совместная подача двух и более топлив в КС. Один из способов такой подачи - совместная подача двух топлив в виде смеси через одну форсунку. Подобные СПАТ были разработаны в МАДИ (1 ГУ). Они позволили управлять цикловыми подачами обоих топлив и изменять состав их смеси в процессе впрыскивания в зависимости от режима работы дизеля и вида альтернативного топлива. Была предусмотрена возможность полного отключения подачи одного из топлив. Эти ТС включали в себя два топливных насоса высокого давления (ТНВД) для подачи, соответственно, основного топлива и присадки. Однако такие СПАТ предусматривает новую компоновку ТС на дизеле, учет низких смазывающих свойств и высокую коррозионную активность многих из альтернативных топлив.

Также в этой главе дано описание теории и методов расчета ТС дизелей, большой вклад в развитие которых внесли И.В. Астахов, JI.H. Голубков, JI.B. Грехов, Т.Ф. Кузнецов, В.А. Кутовой, A.C. Лышевский, В.А. Марков, H.H. Патрахальцев, Р.В. Русинов, В.И. Толшин, Б.Н. Файнлейб, ЮЛ. Фомин, JI.K. Челпан и др. Отмечено, что при ведении расчетных исследований ТС, где целью является получение нужного закона топливоподачи, а параметры системы до конца не известны и требуют подбора, целесообразно применить обратный метод расчета ТС, т.е. расчет по заданным характеристикам впрыскивания.

По результатам анализа литературных источников сформулированы цель и задачи работы, приведенные выше.

Во второй главе приводится описание СПАТ (защищена патентом РФ №2204048), которая является дальнейшим развитием систем, разработанных ранее в МАДИ (1 ГУ). В предложенной СПАТ (рис. 1) для подачи альтернативного топлива (присадка) используется аккумуляторная ТА, а для подачи дизельного топлива (основное топливо) - традиционная ТА разделенного типа.

Азот, содержащийся в баллоне 1 системы подачи присадки, обеспечивает заданное давление ра в баллоне 3 и аккумуляторе 4. Давление ра регулируется редуктором 2 и регистрируется манометром 5, Обратный клапан 7 исключает обратный ток в систему подачи альтернативного топлива и ограничивает объем линии подачи альтернативного топлива (топливопровод П, каналы 10, 12, 16). Для отключения подачи альтернативного топлива перед клапаном 7 установлен кран 6.

Рис. 1. Схема системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания дизеля через одну форсунку:

1 - баллон с газом; 2 - редуктор;

3 - баллон с альтернативным топливом;

4 - аккумулятор; 5 - манометр; 6 - кран; 7 - обратный клапан; 8 - форсунка; 9 - распылитель; 10, 12, 16 - каналы дам подвода альтернативного топлива; 11,13, 15, 17, 22 - каналы для подачи дизельного топлива; 14 - игла распылителя; 18 - распиливающее отверстие; 19 - ТНВД; 20 - подкачивающий насос; 21 - бак для хранения дизельного топлива; I, П - топливопроводы

Подача дизельного топлива к форсунке 8 по топливопроводу I осуществляется ТНВД 19 традиционного типа.

Форсунка 8 является важным элементом СГГАТ. Ее особенность - наличие двух каналов для подвода дизельного 11 и альтернативного 10 топлив к распылителю 9, который также имеет каналы для подвода дизельного 13, 15, 17, 22 и альтернативного 12, 16 топлив. Смешение топлив осуществляется в полости см. расположенной у основания запирающего конуса иглы.

В рабочем процессе представленной СПАТ можно выделить пять этапов. При этом принципы работы ТНВД и форсунки - общеизвестны.

За первый этап работы принимают период между впрыскиваниями, когда давление ра в аккумуляторе становится больше суммы давления рф в форсунке и давления р^ в момент страгивая ия обратного клапана. В результате обратный клапан открывается. Альтернативное топливо по топливопроводу П и каналам 10, 12 и 16 поступает в полость Уф В полости Уф ш образуется смесь топлив, которая перетекает через радиальные отверстия 17 в осевой канал 15 иглы, причем концентрация альтернативного топлива в полости Уф ш будет увеличиваться. В результате первого этапа по длине канала 15 будет распределена смесь топлив переменного состава. Наибольшее содержание альтернативного топлива в канале 15 будет у отверстий 17, далее по каналу это содержание будет убывать, а начиная с какого-то сечения канала в нем будет только дизельное топливо.

Второй этап работы СПАТ начинается с момента начала повышения рф в

связи с подачей ТНВД дизельного топлива и заканчивается достижением рф величины давления рфо, при котором начинается движение иглы 14. Во время этого этапа происходит подача смеси топлив с убывающим содержанием альтернативного топлива в полость Уф см из канала 15 через отверстия 17. Одновременно с этим из полости Уф ш происходит отток смеси в кольцевой канал 16. В результате за время второго этапа по длине канала 16 будет распределена смесь топлив переменного состава.

Начало третьего этапа соответствует началу движения иглы, а окончание -моменту достижения ею упора. В это время происходит нагнетание смеси топлив из осевого канала 15 через отверстия 17 в полость Уф см и впрыскивание смеси топлива в КС. Содержание альтернативного топлива в полости Уф ш во время этого этапа убывает, а в канал 16 из полости Уф ш продолжает поступать смесь с убывающей долей альтернативного топлива.

Четвертый этап работы соответствует времени, когда игла находится на упоре. Продолжается поступление смеси топлив с убывающим содержанием альтернативного топлива из осевого канала 15 в полость Уф ш и отток смеси топлив из этой полости в канал 16. Этот этап сопровождается интенсивной подачей ТНВД дизельного топлива, и в определенный момент времени из канала

15 в полость Уф с„ будет поступать только дизельное топливо.

Во время этого этапа давление рф достигает своего максимального значения рф Затем вследствие уменьшения давления рф будет наблюдаться приток смеси с нарастающим содержанием альтернативного топлива из канала

16 в полость Уф ш. Этот приток продолжится и во время пятого этапа - этапа от момента начала посадки иглы и до момента ее полной посадки. Подача дизельного топлива из канала 15 в полость Уф ш резко уменьшается, а в какой-то момент возможен обратный ток смеси топлив из полости Уф ш в канал 15. В результате этого в полости Уф ш содержание альтернативного топлива в смеси от момента Рф = Рф тах и до конца пятого этапа будет увеличиваться.

Для расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив с учетом неравномерности распределения состава смеси топлив по каналам форсунки была предложена математическая модель. Эта модель базируется на теории неустановившегося течения сжимаемой жидкости в топливопроводе, которое принимается одномерным, изотермическим, а плотность топлива и скорость распространения импульса давления - постоянными.

Тогда система дифференциальных уравнений движения топлива будет

Ф

дС

дС

—+ рт — + 2рткС = 0; — +

1

дх

а

ах

д1

Здесь а,., С - скорости распространения волн давления в топливе и движения топлива; к - фактор гидравлического сопротивления; р - давление; I - время; х - текущая длина нагнетательной магистрали; рр - плотность основного топлива.

В предлагаемой модели рабочий процесс СПАТ описывается системой уравнений, состоящей из решения уравнений (1) неустановившегося течения жидкости и уравнений граничных условий. Расчетная схема СПАТ включает в себя ТНВД, систему подачи присадки аккумуляторного типа, форсунку. Так как система подачи дизельного топлива, входящая в СПАТ, представляет собой обычную ТС разделенного типа, то расчетная схема ТНВД граничные условия и допущения, на которых они основаны, взяты без изменения в соответствии с методикой И.В. Астахова. Поскольку при расчете рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси имеет значение только случай, когда обратный клапан закрыт, то осуществляется гидродинамический расчет системы, в которой на входе установлен сосредоточенный объем У^а, а на выходе - форсунка. Расчетная схема форсунки и обратного клапана дана на рис. 2.

обратный клапан

Таг, С'2т | I

З'.Рфо

Ьг! С2х ¡4т,

С'1Т УЛ^ + и/а,)

Рис. 2. Расчетная схема форсунки и обратного клапана

Этапы расчета СПАТ соответствуют этапам ее рабочего процесса, наиболее общим из которых является третий этап. Рассмотрим для него уравнения, описывающие рабочие процессы в системе подачи присадки и форсунке.

Первая группа уравнений - решение уравнений (1) для неустановившегося

течения присадки, соответственно, для входного и выходного сечении топливопровода от обратного клапана (объем Укла) до форсунки (объем Уф „):

С2т=7~Ьт^+^хСф-^^^]; Ркла=Р'а+Р2т(0^2т(ф-^Т/ап). (2)

апРп

(3)

С'2т=-^[р,а-Рф+2Р2т0-Ь2т/ап)е-к(1'2>п)]

пРп

W2т(t + ь2т/ап )=р'а -Рф + Р2т(г - Ь2т/ап

В системах (2) и (3) ал - скорость распространения волн давления в присадке; С2т, С'гт. f2т, Ь2х - скорости движения присадки на входе и выходе из топливопровода от обратного клапана до форсунки, площадь проходного сечения данного топливопровода и его длина; Р2т(1), Р2тС - Ьг/эп) - прямая волна давления, соответственно, сформированная у штуцера обратного клапана и подошедшая к форсунке; р'а, р'щщ, рф - давление, соответственно, подачи присадки после обратного клапана, в объеме и в форсунке; \\г27£+Ь2г/ап), W2т(t) - обратная волна давления, соответственно, сформированная у форсунки и подошедшая к штуцеру обратного клапана; рп - плотность присадки.

Вторая группа уравнений - это уравнения граничных условий у форсунки, при составлении которых принимается допущение, что в рассматриваемый момент времени давление топлива в любой точке полостей форсунки одинаковое. В остальном используются традиционные допущения, принятые в работах И.В. Астахова и Л.Н. Голубкова.

Уравнения граничных условий у форсунки включают в себя уравнения объемного баланса в полостях Уф п и Уф см, уравнение массового баланса в полости Уф см и уравнения динамического равновесия иглы распылителя:

ап^ф п

1см ф си

Фф л

/ ^Р™

Чем л

а

Фф &

=1

4т

■С4т+ь

1т

-Си

ф "Р«|

■ - р4т • Г4т • С4т + р1т ■ £1т • С1т - рсм • {я ■ Си - р^ • Оф;

ш

С

Здесь С'1Т, С4т - скорость движения топлива, соответственно, на выходе из

(4)

топливопровода от ТНВД до форсунки и в кольцевом канале распылителя; Си - скорость движения иглы; £,т - площадь проходного сечения топливопровода от ТНВД до форсунки и площадь проходного сечения кольцевого канала распылителя; {ю Г'и - площадь поперечного сечения иглы, соответственно, по направляющей, ее запирающей кромке и основанию ее запирающего конуса; ^ - площадь поперечного сечения колодца распылителя; М1 - масса движущихся деталей иглы; р'ф, рКф, рц - давление, соответственно, перед распиливающими отверстиями распылителя, в зоне запирающего конуса и давление газов в цилиндре; рф0 - давление топлива в момент страгивания иглы; (2ф - объемный расход смеси топлив через форсунку; у - текущий подъем иглы; ап - коэффициент сжимаемости присадки; аш, рш - соответственно коэффициент сжимаемости и плотность смеси топлив; 8' - жесткость пружины форсунки; ЦрГр - эквивалентное проходное сечение распылителя в сборе; р\т, р4Т - плотности смеси топлив, соответственно, на выходе из топливопроводов с сечениями Г1т и £,т; сги - ступенчатая функция, определяющая состояние покоя и движения иглы.

При расчете процессов смешения топлив в форсунке приняты допущения: смешение альтернативных топлив происходит в полости УфШ; в рассматриваемый момент времени состав смеси в любой точке полости Уф с„ одинаковый; в кольцевом канале с сечением в процессе рабочего цикла находится смесь переменного состава с границей раздела между смесью и одним из компонентов, которая изменяет свое положение в данном канале, но не достигает полости Уф п; в канале с сечением в процессе рабочего цикла находится смесь переменного состава с границей раздела между смесью и одним из компонентов, которая изменяет свое положение в данном канале и достигает полости Уф

Состав смеси топлив задается массовой долей присадки Кс„

где Оп, От - масса, соответственно, присадки и основного топлива.

В третью группу уравнений входят уравнения объемного расхода ()ф, выраженные через эквивалентные проходные сечения, соответственно, распылителя в сборе \1р{р, щели между запирающими конусами иглы и седла корпуса по среднему сечению Икф^ф, распыливающих отверстий

Оп =(Рсм-Рт)'Рп От+Оп (рп -Рт)"Рсм '

(5)

о-.. -С~2

2 -Р«- (6)

Здесь Скр - скорость движения топлива в колодце распылителя.

В четвертую группу входят зависимости для расчета коэффициента &1ф сжатия потока в подыгольном объеме и коэффициентов расхода, соответственно, ц*ф - через щель площадью ^ между запирающими конусами иглы и седла корпуса по среднему сечению, ц„ - через минимальное проходное сечение ^ под конусом иглы, ^ - через распыливающие отверстия сечением £ 1^1 | 1 | 1___1___1_

У (Цкф^ф)2 (М„)2 кф^ф)2 кр^р)2

цкф = 0,57 • [1 - (Гкф /Гф )]-1'53 • ¿екф0-32; цн =1,44 • ¡1 - (^/£кр)]0'025;

бкр =0,815.Мудр; цс =0,688.[у/а,Гй .^Ы^1. (8)

В формулах (7), (8) ёс - диаметр распыливающего отверстия; ^ - площадь поперечного сечения колодца распылителя; fф - площадь проходного сечения кольцевого канала распылителя у основания запирающего конуса иглы;

К с - приведенное число кавитации распиливающих отверстий; Яекф, - приведенное число Рейнольдса и коэффициент сжатия потока в сечении ^ф. Выражения (7) и (8) взяты из работ В.Н. Луканина и В.И. Мальчука. Соотношения (8) получены для трехструнного распылителя производства НЗТА.

Пятое уравнение - это уравнение объемного баланса для объема У'к.та штуцера обратного клапана

= (9)

На основе предложенной математической модели создан алгоритм и пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ, в который входят блоки расчетов рабочих процессов форсунки, системы подачи присадки, ТНВД. Эти блоки могут быть использованы вместе и не зависимо друг от друга. Исходными данными для расчета служат характеристики впрыскивания qф = Г(фк) и состава смеси топлив Кем = геометрические параметры форсунки, ТНВД и топливопроводов.

Расчет начинается с анализа динамики иглы и вычисления значений давлений впрыскивания путем совместного численного решения четвертого и

2 л. • С- = л/ ~СИ1» (Ю)

пятого уравнений системы (4) и уравнений (6), которые представляют систему уравнений с четырьмя неизвестными у, рф, рКф, р'ф. Дифференциальные уравнения, которыми являются четвертое и пятое уравнения системы (4), решаются разностным методом с применением известной подстановки ¿2У_2-(У-У1) 2-Си1- _ 2-(у-у1) Л м2 & ' и &

где Аг - интервал времени, соответствующий шагу расчета. Гидравлические характеристики распылителя и его дросселирующих сечений связаны соотношением (7) с учетом (8).

Далее ведется расчет объемно и массового балансов в полости Уф ш путем совместного решения второго и третьего уравнений системы (4). Заполнение каналов сечением £(Т смесью и истечение смеси из них во время работы СПАТ моделируются заполнением и опустошением по ходу расчета соответствующих массивов, в которых каждой порции смеси присваивается определенное значение плотности. В результате расчета балансов определяются значения скоростей С']т и С4Х, а также распределение смеси по соответствующим каналам во время рабочего процесса СПАТ. Затем определяют значения скорости С'гг по первому уравнению системы (4).

После этого по системе (3) рассчитываются волны Р^ - Ь^/а„) и Ч^гтО + ЬгУа,,) на выходе из топливопровода площадью поперечного сечения Аналогичным образом для топливопровода площадью проходного сечения рассчитываются сначала прямая Р)т^ - Ь^гц) и обратная ^Л^г + Ь^а?) волны в выходном сечении, а затем прямая Б]^) и обратная '№]т(1:) волны во входном сечении, а после этого - скорость С]т и давление р'„ в объеме штуцера ТНВД.

Далее проводится расчет системы подачи присадки. Его задача сводится к определению длины Ьгт топливопровода от обратного клапана до форсунки и величины объема Ущщ, при которых будут обеспечены найденные значения волн БгтС - ЬгЛО и + Ь2т/ап).

Оценка величины Ь2т осуществляется из анализа протекания волн БотО - Ь2,/ап) и АЛ^ + ^т/аД в частности, по их относительному смещению Дфк =(2-Ъ2т)/ап. Зная значение Ь2т определяем волны Р2т(1) и W2т(t). Из решения системы (2) определяются значения С2т и давления р'^.

Затем оценивается выполнение равенства (9) при возможных значениях У^. То значение У^ при котором это равенство справедливо за весь рассматриваемый

цикл и каждый момент времени, принимается за решение задачи.

В заключение, исходя из полученных значений давления р'и, проводится расчет рабочего процесса ТНВД. Его результатом становится зависимость скорости Сп движения плунжера от угла срк поворота кулачкового вала ТНВД, которая теоретически необходима для обеспечения заданных характеристик qф = и Ко« = А^фк) без учета перетекания топлива во всасывающие и отсечные окна втулки плунжера. Программа расчета рабочего процесса ТНВД была отлажена с использованием программы гидродинамического расчета ТС традиционного типа, созданной в МАДИ (ГТУ).

Для анализа рабочего процесса СПАТ и проверки адекватности его модели проведен расчет базовой комплектации. За базовую взята комплектация СПАТ, которая при исследованиях на механическом стробоскопе щелевого типа позволила получить показанные на рис. 3 экспериментальные значения Яф и Кем-Характеристики qф = ^фк) и Ксм = заданные в качестве исходных данных для базового расчета, получены сглаживанием указанных экспериментальных значений.

На рис. 4 показано сравнение расчетных значений скорости С„, полученных при заданных характеристиках = и Ксм = ((фк), со значениями, которые обеспечивает профиль кулачка вала ТНВД серии УТН, соответствующего базовой комплектации СПАТ.

Чф. 12 мм3/'

Рис. 3. Характеристики Цф = Г(фк) и Кем = (Пк = 600 мин'1):

--заданные характеристики qф = и

К», =

о, А - экспериментальные значения Чф и Кс* соответственно

Рис. 4. Скорость плунжера Сп:

--обеспечиваемая профилем кулачка;

о---о - по расчету

Расчет значений скорости С„ показал удовлетворительную сходимость со значениями, которые обеспечивает профиль кулачка на участке от <рк = 25° до Фи = 29°. Это свидетельствует о выполнении одного из выбранных критериев адекватности модели СПАТ.

Также выполнены и другие два принятые критерия: совпадение принятых для расчета и экспериментальных значений Ксм = ^фк), полученных на механическом стробоскопе щелевого типа при испытании базовой комплектации СПАТ; обеспечение объемного баланса (9) в объеме У^, значение которого соответствовало базовой комплектации СПАТ.

В третьей главе предлагается методика и результаты расчетных исследований влияния параметров СПАТ на ее рабочий процесс при заданных характеристиках Яф = £(фк) и Ксм = Дфк) с использованием разработанного пакета программ.

Так как при решении обратной задачи заданные = и Ксм = Цсрк) могут быть получены при различных, но непроизвольных сочетаниях конструктивных параметров ТС, то задача расчетных исследований заключалась в формировании рекомендаций по выбору комплектации СПАТ.

В качестве изменяемых параметров СПАТ выбраны: объем Уф см, масса М1, жесткость 5' пружины форсунки, давление рфо. Рассмотрение только параметров форсунки объясняется внесением в ее конструкцию большого количества изменений. Кроме того, система подачи основного топлива СПАТ соответствует традиционной ТС, влияние параметров которой на топливоподачу хорошо известно. В ходе исследований рассматривалось влияние каждого из указанных параметров в отдельности, при этом значения остальных параметров соответствовали базовому расчету, описанному во второй главе. При каждом расчете задавались одинаковые характеристики ЧФ = ^(Фк) и Ксм = Я[фк), соответствующие рис. 3.

В результате расчетного исследования даны следующие рекомендации:

1. С позиции направленного влияния на рабочий процесс СПАТ ее параметров, таких, как масса М\ жесткость 5', давление рфо, наибольшее воздействие оказывает величина давления рф0. Менее всего на работу СПАТ влияет величина 5'. Влияние массы М1 также мало и во многом определяется заданными характеристиками впрыскивания и состава смеси.

2. Объем Уф а, оказывает наибольшее влияние на рабочий процесс СПАТ

по сравнению с влиянием, оказываемом М*, 5' и рдо. Хотя в отличие от них Уф ш не влияет на динамику иглы распылителя, так как характеристика Яф = %>к) задана.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям СПАТ.

Первая часть исследований проводилась с использованием механического стробоскопа щелевого типа. Ставилась задача проверки работоспособности СПАТ и выявления влияния ее конструктивных, регулировочных и режимных параметров на характеристики qф = f((pK) и К» = f(cp,<), которые также были нужны для проверки адекватности модели и уточнения комплектации СПАТ для проведения моторных исследований.

В качестве изменяемых параметров рассматривались длина L^, площадь f2T, давление рф0, частота вращения пк кулачкового вала ТНВД и давление ра. При этом положение рейки ТНВД оставалось неизменным. Подача дизельного топлива осуществлялась ТНВД модели 2УТНМ-1111025 производства НЗТА. В конструкцию форсунки НЗТА были внесены изменения согласно рис. 1.

При проведении эксперимента в качестве основного топлива использовалось дизельное топливо, а в роли присадки - вода.

На рис. 5 показаны характеристики = f(cpK) и Кем = f((pK), полученные на частоте вращения кулачкового вала ТНВД пк = 600 мин"' при совместном изменении длины L2t и площади f2T. Аналогичные зависимости наблюдались и при п* = 900 мин"1. Все характеристики на каждой из частот пк были сняты при ра = 2,0 МПа и рфо = 17,2 МПа. Угол фк = 0 соответствовал углу начала характеристики впрыскивания.

Из рис. 5 видно, что СПАТ позволяет получить три вида характеристик состава смеси, принципиально отличающихся друг от друга.

Первый вид характеристики К», = f(cpK) (рис. 5, б) - когда в начальной и конечной фазах впрыскивания подается смесь с большим относительным содержанием присадки, чем в середине впрыскивания. При втором виде характеристики (рис. 5, а) в начальной фазе подается смесь с наибольшим относительным содержанием присадки, которое потом убывает и принимает минимальное значение в конечной фазе. Третий вид характеристики (рис. 5, в) отличается меньшим значением Кд, в начальной фазе, чем в конце впрыскивания. Данный вид благоприятен с позиции подачи альтернативных топлив с малыми значениями ЦЧ, например этилового спирта, так как в начальной фазе будет подаваться больше дизельного топлива. Исходя из этого, именно эта

а) Чф, 16

..до

Чф

КаД

100 кси, 80 %

б) Чф. 16

[•60 40 20 О

12 Фк.°

..3/0 и/ 12

8 4

О

Чф

к Ч

КсмД

г\ Р1 1

100 Кс„, ■80 % 60 -40 20 О

12 Фк,°

В)

Чф, 16 .«..3/0

А

100 Ксм, 80 % 60 40

О

О 4 8 12 ч>к,°

Рис. 5. Совместное влияние L2t, f2T на Яф и Ксм (пк = 600 мин'1):

а — fa-r = 1,37 мм2, L2T = 358mm; б -fj,® 3,14 мм2, L2t = 358mm; в - fjt = 3,14 мм2, L2t= 176 мм

комплектация (f2x = 3,14 мм2, L2t = 176 мм) и была выбрана для проведения моторных исследований СПАТ, а полученные экспериментально значения и К», (рис. 5, в) использовались для формирования характеристик впрыскивания и состава смеси (рис. 3), по которым проводилась проверка адекватности модели. При этом для характеристик яФ = f((pK) и Кс„ = f((pK) (рис. 5, в) значение цикловой подачи q„ смеси составило 64,39 мм3, а ее состав за цикл был К^ ц = 14,63 %.

Исследования по влиянию давлений ра и рфо также проводились при значении пк равном 600 и 900 мин"1, комплектация СПАТ была: f2T = 3,14 мм2, L2t =176 мм. Причем характеристики Яф = f(cpK) и Ксм = f(cpK) для случая ра = 2,0 МПа, рфо = 17,2 МПа показаны на рис. 5, в.

Показано, что в случае ра = 2,0 МПа и пк = 600 мин"1 при увеличении значения рфо с 17,2 до 22,5 МПа сократилась продолжительность впрыскивания с 7,5° до 6,5° (углы поворота кулачкового вала ТНВД) и снизилась цикловая подача qu с 64,39 до 47,46 мм3. Также уменьшилась доля присадки Кс„ ц в смеси топлив с 14,63 до 10,06 %.

При Рфо = 22,5 МПа, пк = 600 мин"1, с увеличением ра с 2,0 до 2,9 МПа продолжительность впрыскивания и цикловая подача qn увеличиваются, соответственно, с 6,5° до 7° и с 47,46 до 53,61 мм3. При этом доля присадки Кшц выросла с 10,06 до 22,85 % и отмечен рост значений К,*, как в начале, так и в конце впрыскивания. Увеличение значений К», в начале характеристик

впрыскивания при росте значения ра можно объяснить подачей большего количества присадки в систему за время первого этапа ее работы.

Во второй части исследований проведены стендовые испытания двигателя Д-120 (24 10,5/12) Владимирского тракторного завода (ВТЗ), оборудованного СПАТ. Дизель имел полусферическую КС, размещенную в днище поршня, степень сжатия е = 16,5, рабочий объем цилиндров i-Vh = 2,08 л, номинальную частоту вращения коленчатого вала пном = 1800 мин"1.

Задача моторного исследования СПАТ состояла в определении работоспособности системы на дизеле и выявлении возможности снижения выбросов токсичных веществ при сохранении мощностных показателей двигателя на уровне серийной комплектации, а также снижении расхода дизельного топлива путем частичной его замены этиловым спиртом.

В качестве токсичных веществ рассматривались оксиды азота NOx, сажа С, углеводороды СН, оксид углерода СО. Среднее эффективное давление ре рассматривалось как мощностной показатель.

Комплектация СПАТ соответствовала выбранной в ходе исследований с применением стробоскопа щелевого типа (f2l = 3,14 мм2, L2t = 176 мм, рфо = 17,2 МПа). Возможность применения в случае подачи этилового спирта указанной комплектации СПАТ, подобранной при использовании воды в качестве присадки, была доказана в первой части исследований на основе экспериментальных данных.

В ходе исследований снята серия (при разных значениях среднего эффективного давления ре) регулировочных характеристик по давлению ра в аккумуляторе и постоянной частоте вращения коленчатого вала п = 1200 мин'1. Указанное значение п было выбрано как один из наиболее тяжелых скоростных режимов испытуемого двигателя. С целью снижения выбросов NOx было выбрано значение угла опережения впрыскивания топлива 0впр = 13° поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки. Возникающий при таком угле рост сажи в ОГ планировалось уменьшить за счет совместной подачи дизельного топлива и этилового спирта.

Анализ полученных регулировочных характеристик по давлению ра показал, что на каждом нагрузочном режиме существует свое оптимальное значение р^ которое обеспечивает наилучшее сочетание значений выбросов всех вышеперечисленных токсичных веществ и эти значения более благоприятны,

чем значения при работе двигателя только на дизельном топливе. В процессе данного исследования оптимальные значения ра были 1,96 ... 2,94 МПа.

По серии регулировочных характеристик построены нагрузочные характеристики (рис. 6) дизеля при его работе на дизельном топливе и при совместной подаче дизельного топлива с этилового спирта. В случае совместной подачи на каждом из представленных по рс режимов выбиралось наиболее удачное сочетание экологических показателей, обеспеченное определенным давлением ра.

Рис. 6. Нагрузочная характеристика дизеля Д-120 (24 10,5/12), п= 1200 мин"1:

600 N0»

500 сн'.1 млн

о-о - работа на дизельном топливе;

д----------д - работа на смеси дизельного

топлива и этилового спирта

0,6 ре, МПа

Из рис. 6 видно, что совместная подача дизельного топлива и этилового спирта позволила добиться значительного снижения выбросов сажи. Так, на режиме ре = 0,59 МПа получено снижение в 1,6 раза. Отмечено уменьшение выбросов Ж)х и СН при совместной подаче топлив. Наибольшее снижение выбросов N0* отмечено при ре = 0,47 МПа и составило 11 %, на этом же режиме уменьшение содержания СН было 14,3 %. Выбросы СО практически не изменились при переходе на совместную подачу двух топлив, а отмеченное на рис. 6 расхождение не выходило за пределы погрешности измерения.

Опыты показали, что при ра = 2,45 МПа снижение расхода дизельного топлива при его совместной подаче с этиловым спиртом по сравнению с расходом при работе только на дизельном топливе составило от 14 % (ре = 0,31 МПа) до 8 % (ре = 0,61 МПа).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В работе изложены результаты исследования системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания (КС) дизеля через одну форсунку. Основные выводы и рекомендации по работе следующие:

1. В результате расчетно-экспериментальных исследований подтверждено, что разработанная система подачи альтернативных топлив (на разработку получен патент РФ №2204048) может осуществлять совместную подачу двух топлив в виде смеси в КС дизеля через одну форсунку и позволяет гибко управлять составом смеси в процессе впрыскивания. Отличительными особенностями системы являются: подача основного топлива осуществляется традиционной аппаратурой разделенного типа, а для подачи альтернативного топлива используется аккумуляторная топливная система; смешение топлив осуществляется у основания запирающего конуса иглы распылителя.

2. Разработаны математическая модель, алгоритм и пакет программ для расчетного исследования рабочего процесса предложенной системы подачи альтернативных топлив (СПАТ) и подбора ее комплектации. В основу модели положена теория неустановившегося течения сжимаемой жидкости в топливопроводе. Особенность модели - учет неравномерного распределение компонентов смеси топлив по каналам форсунки и расчет рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив.

3. Проведено расчетное исследование влияния конструктивно-регулировочных параметров СПАТ (Уф см, М', 5', Рфо) на ее рабочий процесс с использованием разработанного пакета программ. В результате исследования даны рекомендации по выбору комплектации СПАТ для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив.

4. Обоснована и исследована на механическом стробоскопе комплектация СПАТ = 3,14 мм2, Ь2т = 176 мм, Рфо = 17,2 МПа), обеспечивающая необходимую коррекцию состава смеси дизельного топлива и этилового спирта в процессе впрыскивания. Данная комплектация на режиме максимальной подачи при частоте вращения вала ТНВД 600 мин'1 обеспечила изменение содержания этилового спирта в смеси топлив от 21 % в начальной фазе впрыскивания до 44 % в конечной.

5. Стендовые испытания дизеля Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, показали возможность улучшения его экологических характеристик при

снижении расхода дизельного топлива путем частичного его замещения альтернативным топливом (на примере этилового спирта). Так, при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1200 мин'1 удалось добиться:

- снижения выбросов сажи в 1,6 раза (ре = 0,59 МПа), ЫОх до 11 % и СН на 14,3 %(рс = 0,47 МПа) при сохранении уровня выбросов СО и мощностных показателей дизеля;

- при давлении в аккумуляторе системы подачи присадки ра = 2,45 МПа снижение расхода дизельного топлива при его совместной подаче с этиловым спиртом составило от 14 % (ре = 0,31 МПа) до 8 % (ре = 0,61 МПа) по сравнению с расходом дизельного топлива при работе только на нем.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Патент №2204048. РФ МКИ Ь' 02 М 43/04. Система подачи смесевого топлива для дизеля / В.Н. Луканин, В.И. Мальчук, А.Ю. Дунин. - Опубл. 10.05.2003, бюл. № 13.

2. Мальчук В.И., Дунин А.Ю., Беликов М.О. Система коррекции совместной подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля // Тезисы докладов всероссийского научно-технического семинара по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. проф. В.И. Крутова // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 2004. - № 3. - С. 121-122.

3. Мальчук В.И., Дунин А.Ю. Система коррекции совместной подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля. - М., 2004. - Деп. в ВИНИТИ № 541-В2004. - 10 с.

4. Мальчук В.И., Дунин А.Ю. Метод расчета рабочего процесса системы совместной подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля // Вестник МАДИ (ГТУ). - 2005. Вып. 5. - С. 22-32.

5. Разработка и некоторые результаты испытаний системы совместной подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля / В.И. Мальчук, М.Г. Шатров, А.Ю. Дунин, М.О. Беликов // Тезисы докладов научно-технической конференции "2-е Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе" / МАДИ (ГТУ) -М., 2005.-С. 24-25.

Подписано в печать 28.03.2006

Формат 60x90/16

Объём 1.00 пл.

Тираж 100 экз.

Заказ № 07040607

Оттиражировано на ризографе в ООО «УниверПринт» ИНН/КПП 7728572912\772801001

Адрес: 117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д. 8, кор. 2.

Тел. 125-22-73.

Ьйр:/М«11>.ипп,егрпп1п1

Uí- 76 38

<

i

i

h

Ф Принятые условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования

1.1. Использование альтернативных топлив в дизелях

1.2. Аппаратура для подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля.

1.3. Методы расчета топливных систем дизелей

1.4. Выводы по главе 1, постановка цели и задач исследования

Глава 2. Система совместной подачи двух топлив в камеру сгорания дизеля через одну форсунку.

2.1. Конструкция и рабочий процесс системы совместной подачи двух топлив

2.2. Математическая модель системы совместной подачи двух топлив.

2.3. Решение уравнений граничных условий и алгоритм расчета рабочего процесса системы совместной подачи двух топлив по заданным характеристикам впрыскивания

2.4. Проверка адекватности модели системы совместной подачи двух топлив и расчет ее базовой комплектации

2.5. Выводы по главе

Глава 3. Расчетные исследования влияния параметров системы совместной подачи двух топлив на ее рабочий процесс при * заданных характеристиках впрыскивания и состава смеси

3.1. Задача и методика расчетных исследований.

3.2. Результаты расчетных исследований

3.3. Выводы по главе

Глава 4. Экспериментальные исследования системы совместной

4.1. Исследование возможностей системы с позиции коррекции характеристик впрыскивания и состава смеси

4.1.1. Методика и оборудование для исследования возможностей системы совместной подачи двух топлив

4.1.2. Результаты исследования возможностей системы совместной подачи двух топлив

4.2. Исследования дизеля 24 10,5/12, укомплектованного системой совместной подачи двух топлив

4.2.1. Методика и оборудование для исследования дизеля, укомплектованного системой совместной подачи двух топлив.

4.2.2. Результаты исследования дизеля 24 10,5/12, укомплектованного системой совместной подачи двух топлив.

4.3. Выводы по главе

Актуальность работы. В настоящее время одним из способов улучшения экологических показателей дизелей и сокращения потребления ими нефтяного топлива, запасы которого исчерпаемы, является подача в камеру сгорания (КС) смеси дизельного и альтернативного топлив. Рациональное сочетание компонентов в таких смесях дает возможность эффективно использовать каждое из топлив для питания дизелей.

Актуальность работы заключается в совершенствовании системы совместной подачи двух альтернативных друг другу топлив (СПАТ) в виде смеси в КС дизеля через одну форсунку. Данная СПАТ позволяет влиять на рабочие процессы дизеля через направленную коррекцию состава смеси во время ее впрыскивания в КС и этим улучшить его экологические характеристики при сохранении мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива.

Цель работы. Совершенствование системы совместной подачи двух топлив через одну форсунку с целью создания СПАТ, которая позволит осуществлять направленную коррекцию состава смеси топлив в процессе впрыскивания. В данной СПАТ для подачи дизельного топлива используется традиционная топливная аппаратура (ТА) разделенного типа, а для подачи альтернативного топлива - аккумуляторная ТА.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать элементы конструкции и макетный образец СПАТ;

- разработать математическую модель СПАТ, алгоритм и пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ и обоснования ее конструктивно-регулировочных параметров по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив;

- провести расчетное исследование влияния параметров СПАТ и дать рекомендации по комплектации данной топливной системы (ТС) для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив; расчетное обоснование СПАТ для совместной подачи дизельного топлива и этилового спирта;

- провести экспериментальные исследования СПАТ с использованием механического стробоскопа щелевого типа, чтобы оценить влияния конструктивных, регулировочных и режимных параметров данной ТС на характеристики впрыскивания и состава смеси топлив, уточнить комплектацию СПАТ для проведения исследований на двигателе Д-120 (24 10,5/12) при совместной подачи дизельного топлива и этилового спирта;

- провести стендовые исследования двигателя Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, с целью оценки возможности улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива путем частичной его замены этиловым спиртом.

Методы исследования. Расчетное исследование проводилось с использованием разработанной математической модели рабочего процесса СПАТ, которая базируется на теории неустановившегося течения сжимаемой жидкости в топливопроводе. Экспериментальные исследования проводились в Проблемной лаборатории транспортных двигателей МАДИ (ГТУ) на стробоскопической установке щелевого типа и моторном стенде, оборудованных в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Достоверность результатов обеспечена следующим: модель рабочего процесса СПАТ базируется на общепринятых уравнениях гидродинамики, применением оборудования и приборов с соблюдением государственных стандартов, адекватностью результатов расчетных и экспериментальных исследований.

Научная новизна. В результате проведенных исследований были получены следующие новые научные результаты: макетный образец СПАТ, позволяющий осуществлять направленную коррекцию состава смеси топлив, подаваемой в КС дизеля (на конструкцию СПАТ получен патент РФ №2204048); математическая модель и алгоритм расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив, учитывающие неравномерное распределение компонентов смеси топлив по каналам форсунки; установлено значимое влияние неравномерного распределения состава смеси по каналам форсунки на рабочий процесс СПАТ; экспериментально показана возможность улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива за счет осуществления направленной коррекции состава смеси дизельного топлива и этилового спирта в процессе впрыскивания.

Практическая ценность. Конструкция СПАТ дает возможность модернизации существующих дизелей для питания жидкими альтернативными топливами путем совместной их подачи с дизельным топливом. Разработан пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив. Обоснована и испытана комплектация СПАТ для совместной подачи этилового спирта и дизельного топлива в КС дизеля Д-120 (24 10,5/12). Экспериментально на двигателе Д-120 (24 10,5/12) подтверждена работоспособность СПАТ и возможность улучшения с ее помощью экологических характеристик дизеля.

Реализация работы. Конструкция СПАТ включена отделом главного конструктора Ногинского завода топливной аппаратуры (НЗТА) в планы проектных работ. Пакет программ расчета рабочего процесса СПАТ используется в учебном процессе кафедры "Теплотехника и автотракторные двигатели" МАДИ (ГТУ) при чтении дисциплины "Топливоподающая аппаратура автомобильных и тракторных двигателей".

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструкция разработанной СПАТ и принципы ее работы (на разработку получен патент РФ №2204048);

- математическая модель, алгоритм и пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив с учетом неравномерности распределения состава смеси по каналам форсунки;

- результаты расчетного исследования влияния параметров СПАТ на ее рабочий процесс при заданных характеристиках впрыскивания и состава смеси топлив, а также рекомендации по подбору комплектации СПАТ;

- комплектация СПАТ, предназначенная для совместной подачи этилового спирта и дизельного топлива в КС дизеля Д-120 (24 10,5/12);

- методика и результаты экспериментального исследования возможностей СПАТ по коррекции характеристик впрыскивания и состава смеси топлив, проведенного на механическом стробоскопе щелевого типа;

- методика и результаты стендовых испытаний дизеля Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, которые показали возможность улучшения экологических характеристик дизеля при сохранении его мощностных показателей и снижении расхода дизельного топлива путем частичной его замены этиловым спиртом.

Личный вклад автора:

- проведен анализ применения различных альтернативных топлив в дизелях, а также конструкций ТС для подачи смесей топлив в КС дизеля;

- разработаны элементы конструкции СПАТ и ее макетный образец по патенту РФ №2204048;

- разработан и отлажен пакет программ для расчета рабочего процесса СПАТ и выбора основных элементов ее конструкции по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив;

- проведены расчетные исследования влияния параметров форсунки, предназначенной для совместной подачи двух топлив, на рабочий процесс СПАТ при заданных характеристиках впрыскивания и состава смеси топлив; сформулированы рекомендации по комплектации СПАТ для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив;

- согласно поставленным задачам экспериментальных исследований СПАТ подготовлены стробоскопическая установка щелевого типа и моторный стенд, отлажены методики исследований, проведены эксперименты, обработаны и проанализированы полученные результаты.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях МАДИ (ГТУ): "Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса" (2003 г.), "2-е Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе" (2005 г.). Результаты работы также докладывалась в МГТУ имени Н.Э. Баумана: на Всероссийском научно-техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплотехнических установок имени профессора В.И. Крутова (2004 г.) и в рамках международного симпозиума "Образование через науку" на секции "Энергомашиностроение" (2005 г.).

Публикации. Материалы работы опубликованы в двух статьях, двух тезисах докладов и одном патенте Российской Федерации.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, патента и двух актов внедрения, содержит 196 страниц машинописного текста, в том числе 45 рисунков, 3 таблицы. Библиография содержит 140 наименований.

Основные выводы и рекомендации

В работе изложены результаты исследования системы совместной подачи двух топлив в камеру сгорания (КС) дизеля через одну форсунку. Основные выводы и рекомендации по работе следующие:

1. В результате расчетно-экспериментальных исследований подтверждено, что разработанная система подачи альтернативных топлив (на разработку получен патент РФ №2204048) может осуществлять совместную подачу двух топлив в виде смеси в КС дизеля через одну форсунку и позволяет гибко управлять составом смеси в процессе впрыскивания. Отличительными особенностями системы являются: подача основного топлива осуществляется традиционной аппаратурой разделенного типа, а для подачи альтернативного топлива используется аккумуляторная топливная система; смешение топлив осуществляется у основания запирающего конуса иглы распылителя.

2. Разработаны математическая модель, алгоритм и пакет программ для расчетного исследования рабочего процесса предложенной системы подачи альтернативных топлив (СПАТ) и подбора ее комплектации. В основу модели положена теория неустановившегося течения сжимаемой жидкости в топливопроводе. Особенность модели -учет неравномерного распределение компонентов смеси топлив по каналам форсунки и расчет рабочего процесса СПАТ по заданным характеристикам впрыскивания и состава смеси топлив.

3. Проведено расчетное исследование влияния конструктивно-регулировочных параметров СПАТ (Уф см, М', 8', рф0) на ее рабочий процесс с использованием разработанного пакета программ. В результате исследования даны рекомендации по выбору комплектации СПАТ для обеспечения ею заданных характеристик впрыскивания и состава смеси топлив.

4. Обоснована и исследована на механическом стробоскопе комплектация СПАТ (f2x = 3,14 мм2, Ь2т = 176 мм, рф0 = 17,2 МПа), обеспечивающая необходимую коррекцию состава смеси дизельного топлива и этилового спирта в процессе впрыскивания. Данная комплектация на режиме максимальной подачи при частоте вращения вала ТНВД 600 мин"1 обеспечила изменение содержания этилового спирта в смеси топлив от 21 % в начальной фазе впрыскивания до 44 % в конечной.

5. Стендовые испытания дизеля Д-120 (24 10,5/12), оборудованного СПАТ, показали возможность улучшения его экологических характеристик при снижении расхода дизельного топлива путем частичного его замещения альтернативным топливом (на примере этилового спирта). Так, при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1200 мин"1 удалось добиться:

- снижения выбросов сажи в 1,6 раза (ре = 0,59 МПа), NOx до 11 % и СН на 14,3 % (ре = 0,47 МПа) при сохранении уровня выбросов СО и мощностных показателей дизеля;

- при давлении в аккумуляторе системы подачи присадки ра = 2,45 МПа снижение расхода дизельного топлива при его совместной подаче с этиловым спиртом составило от 14 % (ре = 0,31 МПа) до 8 % (ре '-= 0,61 МПа) по сравнению с расходом дизельного топлива при работе только на нем.

1. Ареф Абед Али. Разработка топливной системы дизеля с подачей двух топлив через одну форсунку. Дис. . канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1991.-217 с.

2. Авторское свидетельство №1240945 СССР МКИ F 02 М 43/04. Форсунки для дизеля / В.Н. Луканин, В.И. Трусов, В.И. Мальчук, А.С. Калашников. Заяв. 01.06.84, опуб. 30.06.86. -Бюл. №24.

3. Авторское свидетельство №197365, СССР, KJI02 М 25/02.

4. Астахов И.В. Гидравлический расчет и выбор основных параметров топливных систем двигателей с воспламенением от сжатия // Труды НИЛД. М.: Машгиз, 1955. - №1. - С. 12-14.

5. Астахов И.В. Динамика процесса впрыска в быстроходных дизелях // Труды Министерства авиационной промышленности. 1948. — Вып. 154.-С. 1-90.

6. Астахов И.В. Исследование конца впрыска в бескомпрессорном дизеле с открытой форсункой с учетом гидравлического сопротивления и упругих колебаний в нагнетательном трубопроводе // Дизелестроение. -1936.-№ 11.-С. 12-16.

7. Астахов И.В. Расчет системы топливоподачи с открытой форсункой // Труды ЦНИАМ. М.: Оборонгиз, 1945. - № 86. - С. 32-36.

8. Астахов И.В., Трусов В.И., Мальчук В.И. Влияние подъема иглы закрытой многосопловой форсунки на мелкость распыливания топлива // Труды МАДИ. М.: - 1972. - Вып. 40. - С. 32-38.

9. Безуглый А.П. Исследование влияния процесса впрыска на закоксовывание распылителей форсунок быстроходного дизеля. Дис. . канд. техн. наук М.: МАДИ, 1973. - 130 с.

10. Белан П.И. Влияние подъема запорной иглы на процесс распыла топлива форсунками дизелей // Труды — Ростов-на-Дону институт инж.жел. дор. транспорта. 1972. - Вып. 80. - С. 16-20.

11. П.Бородаев Б.И. Исследование равномерности подачи и стабильности процесса впрыска топливной системой тракторного дизеля с насосом УТН 5. Автореферат дис. . канд. техн. наук - М.: МАДИ, 1971.-31 с.

12. Бушу ев В.В. Прогнозный баланс использования на транспорте различных видов энергоносителей // Газ в моторах: Тез. докл. международной конференции, 22-23 мая 1996. М.: РАО "Газпром", 1996.-С. 16-19.

13. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. - 708 с.

14. Васильев А.А. Уточнение гидродинамического расчета топливоподачи в нагнетательном трубопроводе дизеля // Труды ЦНИТА. 1970. -Вып. 47. - С. 8-15.

15. Васильев Ю.И., Золотаревский А.С., Ксенофонтов С.И. Двухтопливные газо-бензиновые двигатели // Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания: Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. конф. 24-27 мая 1988 г. Киров, 1988. - С. 14-15.

16. Виноградский B.JI. Регулирование дизеля изменением физико-химических свойств топлива добавкой сжиженного нефтяного газа. Автореферат дис. . канд. техн. наук. М.: РУДН, 2002. - 15 с.

17. Виноградский В.Л., Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А. Корректирование скоростных характеристик дизеля изменением физико-химических свойств топлива // Актуальные проблемы теории и практики инженерных исследований: Сб. научн. тр. М.: РУДН, 2002.

18. Гаврилов А.Ф. Приближенное численное интегрирование телеграфного уравнения // Известия ВЭТА, РККА им. Буденного, 1935.

19. Генкин К.И. Газовые двигатели. М.: Машиностроение, 1977.193 с.

20. Гильермо Лира Качо. Повышение экологических и экономических качеств автотракторных дизелей в условиях Перу, путем добавки сжиженного нефтяного газа к дизельному топливу. Автореферат дис. . канд. техн. наук М.: МАДИ, 1992. - 16 с.

21. Голубков Л.Н. Обобщение теории, развитие методов расчета и совершенствование топливных систем автотракторных дизелей. Дис. . докт. техн. наук М.: МАДИ, 1990. - 484 с.

22. Горбунов В.В. Ресурсосбережение нефтяных топлив и снижение дымности отработавших газов автомобильного дизеляприменением смесевых топлив. Автореферат дис.канд. техн. наук. 1. М.: РУДН, 1994.-16 с.

23. Грехов Л.В. Научные основы разработки систем топливоподачи в цилиндры двигателей внутреннего сгорания. Дис. . докт. техн. наук-М.:МГТУ, 1999. 390 с.

24. Гуреев А.А, Иванова Р.Я., Щеголев Н.В. Автомобильные эксплуатационные материалы. М.: Транспорт, 1974. - 280 с.

25. Гуреев А.А., Азев B.C., Камфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства и применение. М.: Химия, 1993. - 336 с.

26. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян, и др.; Под ред. В.Н. Луканина. -М.: Высшая школа, 1995. 368 с.

27. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян, и др.; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2005. - 479 с.

28. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985.-456 с.

29. Демьянов Л.А., Сарафанов С.К. Многотопливные двигатели. -М.: Воениздат, 1968. 104 с.

30. Дизель Д-120. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ВТЗ. 49 с.

31. Добродеев В.П., Первова С.Н., Перепелин А.П. Метод гидродинамического расчета топливной системы дизеля с учетом изменения температуры топлива в процессе впрыска // Изв. вузов. М.: Машиностроение, 1997. - № 4 - 6. - С. 62-70.

32. Запов Ю.И. Исследование гидравлических характеристик отсечного тракта плунжерных пар топливных насосов высокого давления дизелей и ее влияние на процесс топливоподачи и показатели работы дизеля. Автореферат дис. канд. техн. наук-М.: МАДИ, 1980. -16 с.

33. Засс Ф. Бескомпрессорные двигатели дизеля. М-Л. ОНТИ., 1931.-449 с.

34. Звонов В.А., Корнилов Г.С., Козлов А.В., Симонова Е.А. Оценка и контроль выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей. М.: Прима-Пресс-М., 2005. - 312 с.

35. Исаев А.И. Получение заданного закона подачи топлива // Труды Пермского с.-х. института им. Д.Н. Прянишников. — 1967. Т. 47.

36. Исследование работы дизеля на смесях метанола с дизельнымтопливом II Реферативный журнал "Двигатели внутреннего сгорания". -1987.-№5.-С. 40.

37. Исследование топливной экономичности и токсичности отработавших газов газодизеля / К.Е. Долганов, B.C. Вербовский, С.А. Ковалев и др. // Двигателестроение. 1991. - № 8-9. — С. 6-9.

38. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1974. - 447 с.

39. Крук Б.А. Методика гидравлического расчета топливоподачи дизелей // Труды ЦНИТА. 1969. - Вып. 40. - С. 8-15.

40. Кузнецов Т.Ф. Теоретические основы и методика расчета впрыска вязкого топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания // Труды ХИИЖТ. 1960. - Вып. 35. - С. 20-26.

41. Левкин Г.М. Повышение эффективности применения газового топлива в транспортных ДВС // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств, сб. / ЦНИИТЭИтяжмаш. М., 1991. - Сер. 4. - Вып. 2. - 40 с.

42. Лиханов В.А., Попов В.М. Работа дизеля на метаноле с двойной системой топливоподачи // Двигателестроение. 1986. - № 8. — С. 47-50.

43. Луканин В.Н., Мальчук В.И. Метод расчета гидравлических параметров корректирующих распылителей // Двигатели внутреннего сгорания: проблемы, перспективы развития: Сб. научн. тр. / МАДИ -М., 2000.-С. 104-113.

44. Луканин В.Н., Мальчук В.И., Трусов В.И., Али А.А. Метод улучшения экологических характеристик дизеля // Совершенствование автомобильных и тракторных двигателей: Сб. научн. тр. / МАДИ М., 1992.-С. 4-8.

45. Луканин В.Н., Мальчук В.И., Трусов В.И., Али А.А. Подача двухкомпонентных энергоносителей в камеру сгорания дизеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1998. - № 9. - С. 36-38.

46. Луканин В.Н., Мальчук В.И., Ульд Сидина М.М. Метод расчета рабочего процесса форсунки для дизеля с зональным смесеобразованием // МАДИ (ТУ) М. - 1997 - С. 9 - деп. в ВИНИТИ., 11.04.1997., №1170.-В. 97.

47. Лышевский А.С. Питание дизелей. Учебное пособие. -Новочеркасск. 1974.

48. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания М.: МАДИ, 2000.-311 с.

49. Любинецкий B.C. Исследование процесса подачи топлива в дизеле по заданной характеристике впрыска. Автореферат дис. . канд. техн. наук М.: МАДИ, 1949. - 22 с.

50. Мальчук В.И. Выбор элементов топливной системы дизеля по некоторым заданным параметрам процесса впрыска топлива. Дис. . канд. техн. наук -М.: МАДИ, 1974. 147 с.

51. Мальчук В.И. Метод расчета рабочего процесса аппаратурыкоррекции подачи топлива по зонам камеры сгорания // Вестник МАДИ (ГТУ). 2004. - Вып. 2. - С. 25-29.

52. Мальчук В.И., Али А.А., Сидина М.М. Методика экспериментальной оценки гидравлических параметров распылителей быстроходных дизелей. // Двигатели внутреннего сгорания: проблемы, перспективы развития: Сб. научн. тр. / МАДИ М., 2000. - С. 132-140.

53. Мальчук В.И., Трусов В.И., Дунин А.Ю., Беликов М.О. Системы подачи альтернативных топлив в камеру сгорания дизеля // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке: Сб. научн. тр. / МАДИ -М., 2003.-С. 53-67.

54. Мамедова М.Д. Работа дизеля на сжиженном газе. М.: Машиностроение, 1980. - 149 с.

55. Марков В.А., Баширов P.M., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: МГТУ, 2002. -376 с.

56. Марков В.А., Кислов В.Г., Хватов В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей. М.: МГТУ, 1997. - 160 с.

57. Марков В.А., Козлов С.И. Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей. М: МГТУ, 2000. - 296с.

58. Материалы симпозиума по метанолу. Москва, 24 26 ноября -1982.-50 с.

59. Методические указания к лабораторным работам по теории автотракторных двигателей. Часть 1 / В.Н. Жабин, Н.И. Назаров,

60. С.Е. Никитин и др.-М.: МАДИ, 1991.-113 с.

61. Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей: Учебное пособие / МАДИ, М., 1998. - 84 с.

62. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль М.: Химия, 1989. - 272 с.

63. Мохамед Махмуд Ульд Сидина. Совершенствование топливоподачи в дизеле с камерой сгорания в поршне. Дис. . канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1997. 153с.

64. Натанзон В.Я. О динамике топливной системы двигателей дизеля // Труды ЦИАМ. М.: ОНТИ., 1936. - Вып. 20. - С. 77-118.

65. Николаев С.Е. Перспективы использования диметилэфира в дизелях // Перспективы развития поршневых двигателей в XXI веке: Сб. научн. тр. / МАДИ-М., 2002. С. 132-139.

66. Пасхин Е.Б. Альтернативные топлива и проблемы их применения (обзор) // Автомобильная промышленность США. 1984. -№12.-С. 23-29.70. Патент 47-199, Япония.

67. Патент № 4742801, США, МКИ F02B 3/00. Двойная система топливоподачи двигателя / Е. Келгард. 1988.

68. Патент №2029128. РФ МКИ F 02 М 43/04. Форсунка для дизеля / В.Н. Луканин, В.И. Мальчук, В.И. Трусов. Опубл. 20.02.95. - Бюл. № 5.

69. Патент №2204048. РФ МКИ F 02 М 43/04. Система подачи смесевого топлива для дизеля / В.Н. Луканин, В.И. Мальчук, А.Ю. Дунин. Опубл. 10.05.03. - Бюл. № 13.

70. Патрахальцев Н.Н., Альвеар Санчес Л.В. Пути развития топливных система для подачи в цилиндр дизеля нетрадиционных топлив // Двигателестроение. 1988. - № 3. - С. 11-13.

71. Паушкин Я.М., Лапидус А.Л., Адельсон С.В. Растительнаябиомасса как сырье для получения олефинов и моторных топлив // Химия и технология топлив и масел. 1994. - № 6. - С. 3-5.

72. Переоборудование, эксплуатация, ремонт и техническое обслуживание газобалонных автомобилей: (Справочное пособие) А.П. Акимов, В.В. Гриднев, B.C. Макаров, В.И. Медведев. Чебоксары, 1996.-368 с.

73. Перепелин А.П. Исследование динамических свойств форсунок автотракторных дизелей при малых скоростях нагнетания топлива. Дис. . канд. техн. наук. -М.: МАДИ, 1982. 160 с.

74. Пишингер А. О механизме впрыска топлива под давлением // Двигатели внутреннего сгорания. Т5. -М.: ОНТИ, 1938. С. 49-123.

75. Плотников С.А., Гущин С.Н. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей применением спиртосодержащих топлив. Киров, 2003. - 162 с.

76. Побяржин П.И. Исследование влияния внутреннего вихреобразования в форсунке на качество распыливания и факел распыленного топлива // Двигатели внутреннего сгорания. Труды МВТУ -М.:Машгиз., 1958.-№76.-С. 84-103.

77. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов, В.И. Трусов, А.С. Хачиян, JI.H. Голубков; Под ред. И.В. Астахова. М.: Машиностроение, 1972. - 359 с.

78. Пьядичев Э.В. Расширение ресурсов дизельных топлив за счет газовых конденсатов. Ташкент: Фан, 1990. - 112 с.

79. Семенов В.Н. ТНВД серии УТН. М.: Легион-Автодата, 2000. -80 с.

80. Синельников А.Ф., Балабанов В.И. Автомобильные топлива, масла и эксплуатационные жидкости. Краткий справочник. М.: ЗАО "КЖИ "За рулем", 2003. - 176 с.

81. Сифман Б., Брамсон JI. Исследование впрыскивания топлива дизелей с открытыми форсунками // Дизелестроение. -1932. № 2. - С. 20-23.

82. Смирнова Т.Н., Захаров С.А., Болдырев И. В., Аникин С.А. Новое топливо для городского транспорта // Двигатель. 1999. - №2. - С. 42-43.

83. Тверитнев М.В. Перспективные виды топлив для автомобилей // Автомобильная промышленность. 1983. -№ 6. - С. 39-40.

84. Топлива, смазочные материалы и жидкости для эксплуатации автомобилей и тракторов в северных районах / А.А. Гуреев, Ю.В. Микулин, В.В. Синицын и др.; Под ред. А.А. Гуреева. -М.: Химия, 1976. -182 с.

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

86. Трусов В.И., Дмитриенко В.П., Масляный Г.Д. Форсунки автомобильных дизелей. -М.: Машиностроение, 1977. 167 с.

87. Трусов В.И., Мальчук В.И., Басов Н.А. Некоторое уточнение методики определения силы, действующей на нагнетательный клапан .// Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей. Труды МАДИ. М., 1990. - С. 37-42.

88. Трусов В.И., Рябикин JI.M. Исследование влияния характеристики впрыскивания на тонкость распыливания топлива форсунками закрытого типа // Автотракторные двигатели. Труды МАДИ. -М.: Машиностроение, 1968. Вып. 40. С. 58-79.

89. Учайкин Ю.С. Исследование процесса подачи топливной системыс распределительным насосом роторного типа с объемным дозированием топлива. Автореферат дисканд. техн. наук М.: МАДИ, 1976. - 27 с.

90. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. JI.: Машиностроение, 1974. - 264 с.

91. Фомин Ю.Я. Гидродинамический расчет топливных систем судовых дизелей. -М.: Морской транспорт, 1959. 240 с.

92. Фомин Ю.Я., Мирошников В.В. Основы математического решения задачи определения оптимальных параметров топливной аппаратуры автотракторных дизелей // Тракторы и сельхозмашины. -1970.-№ 10.-С. 30-37.

93. Фукс И.Г., Евдокимов А.Ю., Джамалов А.А. Экологические аспекты использования топлив и смазочных материалов растительного и животного происхождения // Химия и технология топлив и масел. -1992.-№ 6.-С. 36-40.

94. Хачиян А.С. Новое поколение двигателей с внутренним смесеобразованием, питаемых природным газом (ДПГ) // Поршневые двигатели и топлива в XXI веке: Сб. научн. тр. / МАДИ М., 2003. -С. 133-143.

95. Хачиян А.С. Применение спиртов в дизелях // Двигателестроение. 1984. - №8. - С. 30-34.

96. Чарный И. А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М.: ГИТЛ, 1951. - 120 с.

97. Челпан Л.К. Метод обратного расчета разделенных топливоподающих систем дизелей. Труды ЦНИТА. 1967. - № 31. -С. 19-23.

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

99. Adelman H. Alcohols in Diesel Engines a Review // SAE Paper №790956.-1979.-P. 10-16.

100. Bacon D.M., Bacon N., Moncriff I.D., Walker K.L. The Effects of Biomass Fuels in Diesel Engine Combustion Performance // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-22.-P. 431-439.

101. Bandel W. Problems in Adapting Ethanol Fuels to the Requirements of Diesel Engine // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-52. - P. 1083-1089.

102. Chen Y., Gussert D., Gao X., Gupta C., Foster D. Diesel Alcohol Injection Studies. Automot. Eng. - 1981. - № 4. - P. 50-53.

103. Eberhard G.A., Ansari M., Hoekman S.K. Emissions and Fuel Economy Test of a Methanol Bus with a 1988 DDC Engine // SAE Paper №900342.-1990.-16 p.

104. Eichelberg G. Dynamisch vorgauge in Juft und Brenstafflituug. Z. Techn. Physic, 1929. 436 p.

105. Fahlander S., Walde N. Ethanol Fuels with Ignition Improver for Turbocharged Diesel Engines // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-60. - P. 641-646.

106. Fleisch Т.Н., Meurer P.C. DME. The Diesel Fuel for the 21st Century? // AVL Conference "Engine and Environment 1995" Graz, Austria, 1995.-11 p.

107. Fujisawa Т., Johota K. A new look at The Utilization of Alternate Fuels for Diesel engines // SAE Paper № 810998. 1981. - 7 p.

108. Gill D., Ofher H. Dimethyl Ether a Clean Fuel for Transportation // SAE Paper № 990959. - 1999. - 6 p.

109. Gill D., Ofner H., Sturman E. Production Feasible DME Technology for Direct Injection CI Engines // Spring Fuels & Lubricants

110. Meeting Orlando, 2001. - 8 p.

111. Havemann H.A. Of all Alcohol in Diesel engines // Automotiv Engineering. 1954.

112. James G.R., Lott M.J., Wilmes S.A. Methanol as a fuel // ISAF ХП1 International Symposium on Alcohol Fuels. July 3-6. Stockholm, 2000. - 12 p.

113. Johnson R.T., Stoffer I.O. Single cylinder engine evaluation of stabilized diesel fuels containing alcohols // SAE Paper № 830559. 1983. -P. 105-121.

114. Kapus P., Cartellieri W. ULEV Potential of a DI/TCI Diesel Passenger Car Engine Operated on Dimethyl Ether // SAE Paper № 952754.1995.-11 p.

115. Konno M., Kajitani S., Oguma M., Iwase T. NO Emission Characteristics of a CI Engine Fueled with Neat Dimethyl Ether // International Congress and Exposition. Detroit. Michigan. / SAE Paper 1999-01-1116. -1999.-8 p.

116. Leng I.J. Fuel System for Alcohols.-Corrosion and Allied Problems // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper В-13. - P. 299-311.

117. Longbao Z., Hewu W., Deming J., Zuohua H.: Study of Performance and Combustion Characteristics of a DME-Fueled Light-Duty Direct-Injection Diesel Engine // SAE Paper 1999-01-3669. 1999. - 7 p.

118. Maxwell T.T., Jones J.C. Alternative Fuels // Society of Automotive Engineers, 1995.

119. Mikkelsen S.-E., Hansen J.B., Sorenson S.C. Progress with Dimethyl Ether // International Alternative Fuels Conference. 25-28 June1996. Milwaukee, USA, 1996. - 11 p.

120. Naeser D., Bennett K.F. The Operation of Dual Fuel Compression Ignition Engines, Utilizing Diesel and Methanol // 4th1.ternational Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-55. - P. 603-611.

121. Ofner H. Gas Based Fueles An Alternative Approach to Clean Propulsion Technologies // 3rd Intern. Colloquium FUELS. - 2001. - 10 p.

122. Ofner H., Tritthart P. Alternatives to Conventional Diesel Fuel -Strategies for Clean Combustion and Utilization of Resources // ISFL 2000 Intern. Symposium on Fuels and Lubricants. New Delhi, 2000. - 14 p.

123. Ofner, H., Gill, D.W., Kammerdiener, T. A Fuel Injection System Concept for Dimethyl Ether // AVL List GmbH. Graz, Austria, 1996. -P. 275-288.

124. Pischinger G., Clymans F., Fernandes F. Consumption Data and Considerations on three Approaches to Diesel Oil Substitution // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-58. - P. 627-634.

125. Sato Y., Noda A., Sakamoto Т., Goto Y. Performance and Emission Characteristics of a Dimethyl Ether Fueled Compression Ignition Engine Heavy Duty Vehicles. // SAE Paper 2000-01-1839. International Spring Fuels & Lubricants. France. 2000. - 9 p.

126. Sato Y., Nodo A., Sakamoto Т., Goto Y. Performance and Emission Characteristics of a DI Diesel Engine Operated on Dimethyl Ether Applying EGR with Supercharging // SAE Paper 2000-01-1809. International Spring Fuels & Lubricants. France. 2000. - 8 p.

127. Seiter R.E. Focus FFV Second Generation Ford Flexible Fuel Vehicle // ISAF XIII International Symposium on Alcohol Fuels. July 3-6 -Stockholm, Sweden, 2000. - 10 p.

128. Shi et al S. An investigation of using methanol as an alternative fuel for Diesel engines // 15 th International Congress on combustion engines. Paris, 1983.

129. Sigiyama H. Utilization of Alcohol as a Fuel in Diesel Engines // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-43.-P. 513-520.

130. Sing A.K., Pundir B.P. A fuel system for dual-fuel operation of an automatic diesel //Prol IV Symp. on alcohol fuels Technology. -Euaruj a, 1981.

131. Singh A.K., Pundir B.P., Singh A. A Fuel System for Dual Fuel Operation of an Automotive Diesel // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. - Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-42. - P. 507-511.

132. Sorenson S.C., Mikkelsen S-E. Performance and Emissions of a 0.273 Liter Direct Injection Diesel Engine Fulled with Neat Dimethyl Ether // SAE Paper № 950064. 1995. - 11 p.

133. Starke K. W., Oppenlacuder K. Ethanol on Alternative Fuel for Diesel Engines // 4th International Sump, on Alcohol Fuels Technology. -Guaruja, Sp. Brasil, 1980. Paper B-59. - P. 635-639.

134. Stvait J. Diesel oil end Ethanol Mixtures for Diesel-Powered Faum Tractors // SAE Paper № 790958. 1979.

135. Ubong E. U. Development of an Ethanol D.I. Spark Assisted Diesel Engine (SADE) // SAE Paper № 901567. 1990. - 11 p.

136. Volvo revives DME prospects in re-engined bus // FT Automotive Environment Analyst. 1999. - Issue 51. - P. 23-25.штшш шт ш ш •fitш т т шт1. НА ИЗОБРЕТЕНИЕ2204048

137. Российским агентством но патентам и товарным знакам на основании Патентного закона Российской Федерации, введенного в действие 14 октября 1992 года, выдан настоящий патент на изобретение

138. СИСТЕМА ПОДАЧИ СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЯ1. Патентообладатель^ и):

139. Московский государственный автомобилъно-дородный институт (технн1еский университет)по заявке Na 2001117630, дата поступления: 28.06.200! Приоритет от 28.06.2001 Автор(ы) изобретения:

140. Ауканнн Здамнтнн сЯиколаевн1, Малъ1ук j8алермй МваноМ,1. Юуннн сАндрей сЮръе6н1

141. Патент действует на всей территории Российской Федерации в течение 20 лет с 28 июня 2001 г. при условии своевременной уплаты пошлины за поддержание патента в силе

142. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерацииг. Москва, 10 мая 2003 г.1. ЖЗ). сЖгЖеяш*1. Проректорой работе в.п.овано Утверждаюы|1 шженер оао "нзта" Козлов В.В. 200jf г.

143. АКТ ВНЕДРЕНИЯ «©-исследовательских, опытно-конструтЛ^рских ческкх работ в высших учебных заведениях

144. Предприятие: Ногинский завод топливной аппаратуры (ОАО "НЗТА") Руководитель организации: главный инженер ОАО "НЗТА" Козлов В.В.

145. Вид внедренных результатов: система совместной подачи альтернативных топлив в камеру сгорання дизеля (по патенту РФ №2204048)

146. Характеристика масштаба внедрения: опытное изделие

147. Объект внедрения: конструкция системы и ее геометрические параметры

148. Новизна результатов научно-исследовательских работ: принципиально новые

149. Опытно-промышленная проверка: —

150. Вне/фены в проектные работы ОГК ОАО "НЗТА"

151. Годовой экономический эффектожидаемый (от внедрения в проект) — тыс. руб, фактический — тыс. руб. в том числе долевое участие — тыс. руб.

152. Социальный и научно-технический эффект: решение экологических и топливно-энергетических проблем транспортных средств, использующих а качестве энергетической установки дизельные двигатели.1. Нач. управлен1. Зав. ю

153. От предприятия Гл-мЖтруктор1. В.нл.11. Магистр

154. Архипов А.И. Шатров М.Г. . Мальчук В.И. Дунин А.Ю.1. Павлов В. А.1. Сизов А.В.

155. УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета)1. АКТ ВНЕДРЕНИЯрезультатов научно-исследовательской работы в высшее учебное заведение

156. Программа обеспечивает необходимую для практического применения точность расчета рабочего процесса указанной выше системы и используется на кафедре так же при подготовке дипломных и аспирантских работ.

157. Заведующий кафедрой "Теплотехника и автотракторные двигатели" к.т.н., профессор /1. М.Г. Шатров