автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение экономичности двигателей с искровым зажиганием за счет применения газовых композитных топлив

9 15-5/753

На правах рукописи

Смоленская Наталья Михайловна

УЛУЧШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ГАЗОВЫХ КОМПОЗИТНЫХ ТОПЛИВ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тольятти-2015 г.

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Толь-яттинский государственный университет" на кафедре «Энергетические машины и системы управления»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Корнеев Николай Владимирович

Официальные оппоненты:

Драгомиров Сергей Григорьевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», профессор кафедры «Тепловые двигатели и энергетические установки»;

Гусаров Владимир Васильевич, кандидат технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный индустриальный университет», профессор кафедры "Автомобили и двигатели"

Ведущая организация Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»)

Защита диссертации состоится «29» октября 2015 г. в 14.00

на заседании диссертационного совета Д 212.140.01, Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный машиностроительный университет» (ФГБОУ ВПО «МАМИ»), 107023, г. Москва, ул. Б.Семёновская, д. 38, ауд. Б-303

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МАМИ» и на сайте Ьйр://\уиги,.тапи.ги/т<1ех.р||р?!(1=416

Автореферат разослан «ЙЧ- » августа 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Многими исследователями показано, что водород, в качестве добавки в природный газ, обладает рядом свойств, позволяющих по-новому организовать рабочий процесс двигателей с искровым зажиганием, а именно значительно повысить их экономичность и снизить токсичность отработавших газов. При этом особенно остро требуются исследования на режимах глубокого дросселирования, то есть холостого хода, так как до 70% времени, при движении в городском цикле, двигатель работает на режимах холостого хода и дросселирования. При этом адекватные модели, позволяющие проводить расчет тепловыделения на режимах глубокого дросселирования, отсутствуют. Еще со времен Б.С.Стечкина, показано, что эффективность процесса сгорания в ДВС в первую очередь зависит от закона подвода теплоты, то есть от характеристики тепловыделения.

В связи с этим, на основании выявленных особенностей влияния добавки водорода на процесс сгорания природного газа, определение закономерностей, связывающих средние скорости распространения пламени и параметры характеристики тепловыделения с изменением параметров работы двигателя на режимах глубокого дросселирования, необходимы для выявления оптимальных условий сгорания, позволяющих улучшить экономичность работы двигателя при работе на топливных композициях природного газа и водорода на этих режимах, что является актуальным.

Цель работы: улучшение экономических и экологических показателей работы двигателя с искровым зажиганием за счет применения газовых композитных топлив, состоящих из природного газа и водорода.

Для достижения целей работы сформулированы следующие задачи:

1. обобщение имеющихся научно-технических материалов по методикам определения характеристики тепловыделения;

2. выявление особенностей изменения параметров характеристики тепловыделения процесса сгорания топливных композиций природного газа и водорода в поршневых двигателях с искровым зажиганием;

3. на основе обобщенного научно-технического материала и выявленных особенностей процесса сгорания, получение зависимостей отражающих процесс тепловыделения;

4. разработка расчетной методики для определения характеристики тепловыделения в двигателях, работающих на газовых композитных топливах, с учетом полученных зависимостей;

5. снижение расхода топлива и улучшение экологичности отработавших газов по оксидам азота и несгоревшим углеводородам на режимах глубокого дросселирования за счет применения газового композитного топлива. Методы исследования. В работе использованы: методы моделирования

рабочих процессов поршневых двигателей, методы математической статистики, математический анализ, компьютерное моделирование, инженерный эксперимент.

Достоверность и обоснованность работы подтверждается результатами выполненных теоретических расчетов и экспериментальных исследований с

многократной их проверкой, воспроизводимостью и оценкой погрешности экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработаны, на основе измерений скорости распространения пламени, эмпирические модели для определения средних скоростей распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания.

2. Предложен подход по определению методики оценки и расчета характеристики тепловыделения в двигателях, работающих на газовых композитных топливах.

3. Определено и показано влияние средней скорости распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания на характеристику тепловыделения в двигателях, работающих на газовых композитных топливах.

4. Определено влияние физико-химических свойств газовых композитных топлив на параметры характеристики тепловыделения и на экономичность работы двигателя.

Практическая ценность научных результатов. Выполненная работа позволяет улучшить характеристики экономичности ДВС при сохранении или снижении токсичности отработавших газов. Предложенная методика для расчета средних скоростей распространения пламени и характеристики тепловыделения позволяет проводить расчет процесса сгорания в двигателях, работающих на композитной топливно-воздушной смеси природного газа и водорода, на стадии проектирования и доводки для улучшения экономичности двигателя, при этом по сравнению с традиционными способами она является относительно мало затратной и достаточно эффективной.

Объект исследований. Поршневые двигатели внутреннего сгорания конвертированные для работы на газовом композитном топливе.

Предмет исследований. Процесс сгорания и тепловыделения при работе на режимах глубокого дросселирования. Реализация результатов работы.

1. Разработанные способы расчета процесса сгорания и тепловыделения, проведенный анализ их влияния на повышения экономичности и экологичное™ газового ДВС при работе на режимах глубокого дросселирования используются в лекционных и практических занятиях при подготовке бакалавров по дисциплине "Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внутреннего сгорания" и магистров по дисциплине "Информационно-аналитические технологии в энергетическом машиностроении" направления подготовки "Энергетическое машиностроение".

2. Полученные результаты рекомендованы к внедрению НТО "Зеленый автомобиль" ОАО «АВТОВАЗ».

3. Исследования проводились в рамках реализации ФЦП «Научные и педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, по проекту для аспирантов соглашение №14.132.21.1464 «Исследование физико-химических особенностей зоны горения природного газа с добавками водорода в камерах сгорания поршневых двигателей с искровым зажигани-

ем по электропроводности пламени», а также ГК №П-907, ГК № П-1181, ГК№П-1322, ГК №П-2557, ГК №14.В37.21.0328 и г/б № 17943. Основные положения выносимые на защиту:

1. Эмпирические модели для определения средних скоростей распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания при работе на газовых композитных топливах.

2. Методика определения продолжительности процесса сгорания по показателю политропы индикаторной диаграммы давления.

3. Эмпирические зависимости для определения показателей т и <pz характеристики тепловыделения И.И. Вибе по средним скоростям распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания.

4. Методика расчета параметров характеристики тепловыделения, учитывающая влияние средних скоростей распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания, обеспечивающая возможность проведения оценки и расчета ДВС для улучшения экономичности на режимах глубокого дросселирования при работе на газовых композитных топливах. Апробаиия работы. Основные положения диссертации докладывались и

обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» ФГБОУ ВПО ТГУ в 2013-2014 г.; Ill ВНТК "Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов", 15-17 апреля 2014 г., Тольятти, ТГУ; XII МНК "Актуальные вопросы современной техники и технологии", 26 июля 2013г., Липецк, НИЦ "Аксиома"; VIII МНК "Актуальные вопросы современной техники и технологии", 23 июля 2012г., Липецк, НИЦ "Аксиома"; VI МНК "Актуальные вопросы современной техники и технологии", 28 января 2012г., Липецк, НИЦ "Аксиома"; МНПК "Стратегическое планирование развития городов России. Памяти первого ректора ТГУ С.Ф. Жилкина", 21-22 июня 2010г., Тольятти, ТГУ; ВНТК "Проведение научных исследований в области машиностроения", 27-28 ноября 2009г., Тольятти, ТГУ; МНПК "Прогресс транспортных средств и систем 2009", Волгоград, ВолгГТУ; МНПК "Проблемы и перспективы развития двигателестрое-ния", 24-26 июня 2009г., Самара, СГАУ; международный научный симпозиум "Автотракторостроение - 2009", 25-26 марта 2009г., Москва, МГТУ "МАМИ"; МНТК "4-ые Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе", 29-30 января 2009г., Москва, МГТУ "МАДИ".

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 печатных работы, в том числе 14 публикаций в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертации состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа содержит 165 страниц печатного текста, 6 таблиц, 70 рисунков, 149 наименований списка литературы и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проблемы и выбранного направления исследования, сформулирована его цель и задачи.

В первой главе диссертации исследованы возможности применения добавок водорода в качестве активного компонента в композитных газовых топ-ливах для повышение эффективности процесса сгорания природного газа в условиях поршневых ДВС с искровым зажиганием при работе на режимах глубокого дросселирования, вопросы сгорания углеводородных топлив и распространения пламени в цилиндре поршневого ДВС с искровым зажиганием, проблемы математического моделирования рабочего процесса, а также, методы исследования и контроля за процессом сгорания в поршневых ДВС. Исследованиями возможности применения добавок водорода для повышения эффективности процесса сгорания в условия поршневых ДВС с искровым зажиганием, в том числе и при работе на режимах глубокого дросселирования, занимались такие отечественные ученые как Р.З. Кавтарадзе, В.Ф. Каменев, В.Н. Луканин, В.М. Фомин, H.A. Хрипач, В.И. Хмыров, Г.Б. Талда, Ю.В. Галышев,

A.Ю. Раменский, В.З. Гибадуллин, А.И. Мищенко, А.П. Шайкин,

B.В.Румянцев, В.А. Вагнер, A.B. Белогуб и др., а также зарубежные ученые Buchner H., Dell R., Furuhama S., Lucas G., Pischinger F., Swain M. и другие.

Проведенный анализ научных исследований показал следующее: 1. при использования добавки водорода в газовое топливо происходит значительная интенсификация процесса сгорания, что значительно сказывается на характеристиках работы ДВС, особенно это заметно при работе на режимах глубокого дросселирования, как самых неблагоприятных по экономическим и экологическим показателям. Соответственно, применение газовых топливных композиций природного газа и водорода можно рассматривать как эффективное альтернативное топливо в котором водород представлен в качестве активного компонента для регулирования процесса горения в условиях поршневого ДВС на газовом топливе; 2. наличие, у современных методов расчета параметров процесса сгорания, значительного несоответствия между расчетными и экспериментальными данными; 3. в основном, существующие расчетные модели рабочего процесса не учитывают такие параметры как скорость и интенсивность протекания химических реакций окисления во фронте пламени; 4. отсутствие закономерностей, связывающих между собой параметры характеристики тепловыделения с характеристиками распространения фронта пламени в ДВС на композитном газовом топливе; 5. перспективность использования метода ионизационных датчиков для исследования и прогнозирования параметров максимального давления и работы цикла; 6. отсутствие зависимостей скорости распространения пламени и параметров характеристики тепловыделения от состава смеси газового композитного топлива и режимных параметров работы поршневого ДВС в условиях глубокого дросселирования.

Во второй главе обосновывается выбор одноцилиндровой установки УИТ-85, в качестве экспериментальной модели реального транспортного ДВС, и двигателя ВАЗ-2111. Приводится описание экспериментальных установок, излагается методика проведения экспериментов, проводится оценка погрешностей результатов проведенных измерений. Исследование характеристик процесса сгорания и их взаимосвязи с параметрами, характеризующими экологич-ность и экономичность работы двигателя, проводились на экспериментальных

стендах, основным из которых была установка УИТ-85 (рисунок 1), представляющая собой одноцилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель, в котором электромотор поддерживает обороты постоянными 600 или 900 мин"1, однородность топливно-воздушной смеси (TBC) обеспечивается конструкцией подогреваемого впускного трубопровода. Влажность воздуха и температура

TBC на впуске поддерживаются постоянными. Эти особенности конструкции позволяют максимально снизить межцикловую нестабильность работы двигателя. В камере сгорания имеется штатное место, в которое устанавливаются датчики ионизации и датчик давления. Конструкция УИТ-85 позволяет точно контролировать режимные параметры работы ДВС, такие как: частота вращения (п), угол опережения зажигания (У03) и изменять их независимо друг от друга.

Также использовался исследовательский стенд с двигателем ВАЗ-2111 (рисунок 2), оборудованный датчиком давления, который был установлен в головке блока цилиндров в районе свечи зажигания. Исследования проводились как при степени сжатия 9.9, так и при сниженной до 7.5 за счёт применения специальной исследовательской пластины с датчиками ионизации.

Регистрация перемещения фронта пламени внутри цилиндра установки УИТ-85, вблизи свечи зажигания, осуществлялась с помощью датчика ионизации (ДИ-1), установленного в переходник со свечей зажигания. А установленным, в наиболее удаленную от свечи зажигания зону камеры сгорания, многоэлектродным датчиком ионизации (ДИ-2) оценивались параметры распространения фронта пламени в камере сгорания и электропроводность в заключительной фазе сгорания.

Варьируемыми факторами являлись коэффициент избытка воздуха и состав композитного топлива, где доля природного газа варьировалась от 85 до 100%, а доля водорода от 0 до 15% (по массе топлива). Работа установки осуществлялась на режимах глубокого дросселирования при УОЗ равном от 0 до 30° ПКВ и частоте вращения 600 и 900 мин"1, а двигателя на режиме холостого хода (XX) при УОЗ от 20 до 45° ПКВ и частоте вращения 880 мин"1. Методика эксперимента заключалась в параллельной регистрации цифровым многоканальным АЦП L-783M фирмы

Рисунок 1 - Исследовательский стенд на базе одноцилиндровой установки УИТ-85

Рисунок 2 - Стенд на базе двигателя ВАЗ-2111

"L-Card" сигналов с ДИ-1, ДИ-2, с датчика искры зажигания, датчика положения коленчатого вала, датчика давления в цилиндре Двигателя, датчика массового расхода воздуха. В результате проведения экспериментов получены серии осциллограмм на каждом режиме испытаний. Осреднённый сигнал оценивался по следующим параметрам: промежутку времени (/i) от начала зажигания до возникновения импульса ионного тока на ИД-1, расположенном у свечи зажигания и промежутку времени (/2) на ИД-2, удаленном от неё; амплитуде сигнала ионного тока (Д) на ИД-1, и амплитуде сигнала ионного тока (/2) на ИД-2; длительности сигналов импульса ионного тока (iCi) на ИД-1 и длительности сигналов импульса ионного тока (fa) на ИД-2; промежутку времени от начала зажигания до возникновения в цилиндре ДВС максимума давления ((Рг); величине максимального давления в цилиндре ДВС (Р2), а также интегральному изменению давления в процессе сжатия, сгорания и расширения.

Определение погрешностей экспериментальных данных осуществлялось по ГОСТ Р 8.736-2011. Погрешность амплитуды сигнала с датчиков ионизации и индикаторного давления в основном не превышала 6%, времени от искрового разряда до возникновения максимума давления в цилиндре ДВС и до импульса ионного тока на датчиках ионизации - 3%, коэффициента избытка воздуха -3%; расхода природного газа и водорода - 3%.

В третьей главе приводятся результаты измерений на режимах глубокого дросселирования для выявления особенностей процесса сгорания композитного газового топлива в варьируемом диапазоне составов, и возможности применения водорода в качестве компонента, позволяющего повысить эффективность и снизить токсичность процесса сгорания в ДВС с искровым зажиганием. Представлены результаты проведенных исследований на установке УИТ-85 и двигателе ВАЗ-2111 по влияния скоростного режима двигателя, степени сжатия, УОЗ, состава TBC и доли в ней водорода на характеристики распространения пламени, его электропроводность, индикаторное давление и характеристику тепловыделения, т.е. на показатели эффективности рабочего цикла, оказывающие значительное влияние на токсичность отработавших газов.

Коэффициент избытка воздуха а, как один из важных факторов влияющих на эффективность и токсичность процесса сгорания, определяемый по характеристикам расхода воздуха и топлива на впуске, пересчитан в действительный коэффициент избытка воздуха ад с учетом степени разбавления остаточными газами и с учетом их свойств, который определялся по известным формулам, представленным в работах В.Ф. Каменева.

Анализ скорости распространения пламени в 1-ой фазе Ui, т.е. от начала зажигания до появления импульса ионного тока на ИД-1 (рисунок За) и скорости распространения пламени в основной фазе сгорания UocH> т.е. от начала зажигания до появления импульса ионного тока на ИД-2 (рисунок 36), выявил, что они имеют четкую зависимость от состава газового композитного топлива, угла опережения зажигания, доли в нём водорода и скоростного режима работы двигателя.

■ СПГ=95%; Н=5%; « СПГ=85%; Н=15%; ■ СПГ=95%; Н=5%; « СГТ=85%; Н=15%,

а) б)

Рисунок 3 - Зависимость средних скоростей распространения фронта пламени:

(а) в 1-ой фазе сгорания и,; (б) в основной фазе сгорания Цосн от ад в УИТ-85 при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Режим работы УОЗ = 13°ПКВ, в = 7; п = 900 мин"1

Из графиков на рисунке За видно, что наибольшую прибавку к скорости дает именно первые 5% добавляемого водорода, примерно 1,5-2 м/с. При этом, максимальные значения средней скорости соответствуют составу смеси близкому к стехиометрическому. Из графиков рисунка 36 видно, что с увеличением доли водорода увеличивается средняя скорость распространения фронта пламени в основной фазе сгорания, при этом наименьшее влияние водород оказывает в зоне богатых смесей, где для доли водорода в 5% происходит увеличение средней скорости распространения фронта пламени примерно на 1 м/с, а с ростом действительного коэффициента избытка воздуха в зоне бедных смесей влияние увеличивается и достигает 2 м/с. В тоже время, дальнейшее увеличение доли добавляемого водорода на каждые 5% от массы топлива приводит к росту средней скорости примерно на 1 м/с на всем исследуемом диапазоне составов смеси. Также увеличение доли водорода значительно расширяет предел устойчивого сгорания при работе на бедных смесях, так при работе на СПГ он соответствовал ад = 1.5, а при доле водорода 15% он стал составлять ад = 1.7.

Для оценки влияния водорода на энергетические показатели двигателя, на рисунке 4 приведены графики максимального давления Р2 и индикаторной работы цикла 1л в камере сгорания УИТ-85 для п = 900 мин"1, УОЗ = 13°ПКВ при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Из графиков, изображенных на рисунке 4а видно, что изменение доли водорода в композитном топливе значительно увеличивает максимальное давление в цикле, при неизменных остальных параметрах, таких как степень сжатия, УОЗ, частота вращения коленчатого вала, что может повысить эффективность процесса сгорания. Так, оценивая влияние увеличение доли водорода с 0 до 10% получено, что максимальное давление с долей водорода в 10% при ад = 1.4 соответствует максимальному давлению без водорода при ал = 1.

0,13

0,7 0.8 0.9 1 1,1 1,2 1,3 1.4 1,5 1,6 1.7 «л 0,7 0,8 0,9 1 1.1 1.2 1,3 1,4 1,5 1,6 1.7 <*д

О СПГ=100%; Н=0%; д СПГ=90%; Н=10%; О СПГ=100%; Н=0%; д СПГ=90%; Н=10%;

■ СПГ=95%; Н=5%; • СПГ=85%; Н=15%; ■ СПГ=95%; Н=5%; » СПГ=85%: Н=15%;

а) б)

Рисунок 4 - Зависимость максимального давления Р2 (а) и индикаторной работы цикла 1Л (б) в камере сгорания установки УИТ-85 от ад, при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5,10 и 15%. Режим работы: УОЗ = 13°ПКВ, е = 7; п = 900 мин"1

Данные результаты показывают, что увеличение доли водорода приводит к росту скорости сгорания TBC, тем самым, сгорание происходит быстрее в меньшем объеме камеры сгорания, что приводит к повышению максимального давления, приводя к увеличению работы цикла примерно на 3, 6 и 8% для доли водорода 5, 10 и 15% соответственно (рисунок 46). С увеличением доли водорода происходит значительное улучшение эффективности процесса сгорания.

На рисунке 5 представлена зависимость концентрации оксидов азота (NOx) (рисунок 5а) и несгоревших углеводородов (СН) (рисунок 56) в отработавших газах установки УИТ-85 от ад при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Режим работы: УОЗ = 13°ПКВ, е = 7; п = 900 мин"1.

О СПГ-100%, Н=0%; д СПГ=90Ч4; Н=10%; О СГГ»100%. №0%. д СПГ-90%; Н-10%;

■ СЛГ=96%;Н=5%: • СПГ=85%; Н=15%; ■ СЛГ=95%; Н=5%, « СГГ=85%: Н=15%;

а) б)

Рисунок 5 - Зависимость концентрации оксидов азота NOx (а) и несгоревших углеводородов СН (б) в отработавших газах установки УИТ-85 от ад при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Режим работы: УОЗ = 13°ПКВ, е = 7; п = 900 мин"1

Анализ влияния доли водорода в композитном топливе на концентрацию ]\10х в отработавших газах (ОГ) показал, что в зоне богатых смесей оно практически отсутствует, а в области бедных смесей значительно возрастает, примерно на 700-800 млн"1 при увеличении на каждые 5% доли водорода, причем максимум сдвигается в область бедных составов, что показывает значительное повышение интенсивности процесса сгорания именно на бедных смесях. Рассматривая влияние доли водорода в композитном топливе на концентрацию СН в ОГ, можно отметить значительное ее снижение во всем рассматриваемом диапазоне составов смеси примерно на 20-30 млн"1 при увеличении доли водорода на каждые 5%. Также стоит отметить, что при работе на СПГ в зоне ад = 1.4 наблюдается повышение выбросов СН, что говорит о наличии недогоревших СН за фронтом пламени и, следовательно, об ухудшении полноты сгорания, при этом с долей водорода 5,10 и 15% такого эффекта не наблюдается.

В работе также проведена оценка зависимости подведенной теплоты С? (рисунок 6а) и коэффициента наполнения % (рисунок 66) от ад и частоты вращения коленчатого вала.

а, - Д*/ч <>

W ь.

* « ч N ц

4VJ £ R ч

К\

* LT>

ЭОС об МИН -- --61 30 о 61т н ♦

г*

ох

0,24 0,22 02

✓ <

«г- Й и

i А

г > г.» ♦ - я- - -о ш- i;; ■ : V »

к ♦ -9 00 о б/м 1Н - __ 600 Об/ мин!

0.6 0.7 0,8 0.9 1 1.1 12 13 1,4 1.5 1.6 1.7 О СПГ-100%: Н»0%; л СПГ=90%; ВИ0%, ■ СПГ=95%:Н=5%; » СПГ=85%; Н=15%;

а)

0,6 0.7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1.5 1,6 1,7 Од О СПГ=100%; Н-0%: Л СПГ=90%, Н=10Ч; ■ СПГ=95%: Н=5Ч: ♦ СПГ=85%; Н=15%, б)

Рисунок 6 - Зависимость количества подведенной теплоты О (а) и коэффициента наполнения % (б) от ад в УИТ-85, при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Режим работы: п = 600 и 900 мин"1, е = 7, У 03 =

13°ПКВ

Из графиков на рисунке 6а видно, что с увеличением доли водорода в композитном топливе доля подведенной теплоты снижается, как для 600 так и для 900 мин"1, это объясняется вытеснением водородом части TBC при впуске и соответственно меньшим наполнением цилиндра. В оценке изменения коэффициента наполнения т)у от ад (рисунок 66) также учитываются условия изменения давления на впуске. Анализ изменения давления в конце впуска выявил, что увеличение доли водорода на каждые 5% несколько повышает давление в среднем на 0.001 и на 0.003 МПа для частот вращения 900 и 600 мин"1 соответственно, что связано с уменьшением разряжения во впускном канале. Из графиков на рисунке 66 видно, что увеличение доли водорода снижает коэффици-

ент наполнения и также он заметно снижается при увеличении частоты вращения, так как увеличиваются насосные потери во впускном трубопроводе. Увеличение доли водорода на каждые 5% приводит к снижению коэффициента наполнения в среднем на 0,009 и на 0,006 для 600 и 900 мин"1 соответственно. Полученные результаты подтверждают снижение количества подведенной теплоты с топливом и коэффициента наполнения при увеличении доли водорода в композитном газовом топливе.

С целью определения влияния доли водорода в газовом композитном топливе на экономичность газового двигателя на режиме XX, были проведены исследования в условиях моторного стенда. Оценка влияния водорода на процесс сгорания природного газа и экономические показатели двигателя проводилась для трех различных составов композитного топлива с долями водорода 0, 4 и 6%. На рисунке 7 представлены регулировочные характеристики (рисунок 7а) и зависимость подведенной теплоты Qt (рисунок 76) от ад в двигателе ВАЗ-2111 на режиме XX для композитного топлива с долей водорода 0, 4 и 6%, при п = 880 мин"1, где УОЗопт - это оптимальный УОЗ определяемый по минимальному расходу природного газа. Для природного газа при обеднении смеси УОЗ увеличивался от 35 до 45°ПКВ, при доле водорода 4% от 28 до 38°ПКВ, а при доле водорода 6% от 24 до 32°ПКВ.

а) б)

Рисунок 7 - Регулировочные характеристики (а) и зависимость подведенной теплоты Q, (6) от ад в двигателе ВАЗ-2111 на режиме XX для композитного топлива с долей водорода 0,4 и 6%, при п = 880 мин"1 и УОЗопт

Из рисунка 7а видно, что увеличение доли водорода существенно сокращает расход газа при всех составах TBC. Однако, при доле водорода в 6% по массе, снижение расхода составило в среднем 20% на богатых смесях и 37% на бедных. Это говорит о том, что наличие добавки водорода приводит к изменению физико-химических процессов, происходящих при сгорании TBC, что значительно повышает равномерность работы двигателя, тем самым, позволяет поддерживать режим XX при большем дросселировании при меньших значениях количества подведенной теплоты с топливом. Также, проведена оценка зависимости подведенной теплоты от действительного коэффициента избытка воз-

духа (рисунок 76), где видно, что с увеличением доли водорода в композитном топливе количество подведенной теплоты снижается, подтверждая, тем самым, результаты показавшие снижение расхода топлива при увеличении доли водорода.

Проведенный анализ влияния состава композитного топлива на токсичность ОГ по >ЮХ и СН в двигателе ВАЗ-2111 на режиме XX, представленный на рисунке 8, показал, что увеличение доли водорода приводит к снижению токсичности как по N0* (рисунок 8а) так и по СН (рисунок 86). Рассмотрим сначала рисунок 86, где показаны зависимости концентрации СН в ОГ от действительного коэффициента избытка воздуха. Следует отметить, что водород стремительно снижает токсичность до ад = 1.1, где на участке от 1.15 до 1.5 и от 1.1 до 1.7 для доли водорода 4 и 6% соответственно, наблюдается минимальная токсичность по СН в ОГ, причем снижение составляет 400 - 500 млн"1.

0.9 1 1.1 и 1,3 1,4 1.5 1.6 1,7 1,8 1,9 ид 0,9 1 1,1 12 1,3 1.4 1.5 1.6 1,7 1,8 1,9 Д

♦ СППИОО* 4 СПГ=9в%; Н2=4% ■ СПГ=94%; Н2=6% »СПГ=100% » СПГ=9в%; Н2=4% • СПГ=94%; Н2=6%

а) б)

Рисунок 8 - Зависимости концентрации оксидов азота ЫОх (а) и несгоревших углеводородов СН (б) в отработавших газах двигателя ВАЗ-2111 на режиме XX от ад для композитного топлива с долей водорода 0, 4 и 6%, при п=880 мин"1 и

УОЗопт

Оценивая же снижения токсичности отработавших газов по ЫОх, следует подробнее остановится на вызвавших это причинах. Так общеизвестно, что образование оксидов азота в процессе сгорания на бедных смесях, в первую очередь, происходит по термическому механизму, предложенным Я.Б. Зельдовичем, в котором основными факторами являются температура и наличие свободного кислорода за фронтом пламени. Количество свободного кислорода за фронтом пламени оценивается по действительному коэффициенту избытка воздуха, а температура может быть оценена по индикаторному давлению в цилиндре двигателя из уравнения состояния реального газа, где большее давление при одном ад будет соответствовать большей температуре.

Также в работе проведен анализ изменения максимального давления Р2 в цилиндре двигателя ВАЗ-2111 на режиме XX (рисунок 9а). Из рисунка видно, что увеличение доли водорода снижает максимальное давление в цилиндре двигателя во всем диапазоне исследуемых составов смеси в среднем на 0.1-0.15 МПа, это объясняется тем, что добавка водорода обеспечивает снижение опти-

мального угла опережения зажигания более чем на 10°ПКВ, что приводит к сгоранию 2-ой фазы на такте расширения при большем объеме и при меньшей максимальной температуре цикла. Также при увеличении доли водорода снижается неравномерность работы двигателя по цилиндрам, а следовательно, и связанные с этим потери мощности.

п

Ь-а w " г н -1___ --В-

0

Я-0 ■ ■ -4 " • С

t * 0 .

V •

5 4.5 4 3,5 3 2,5 2 1.5 1

0,8 0.9 1 1,1

О 1Л-СПГ=94%; Н=6%

12 1.3 1А "« □ и2-СПГ=94%; Н=6%

♦ СПГ-И00% . СПГ=9$%; Н2=4% 4 СПГ-94%; Н2-6% ♦ 1И-СПГ=100%; Н=0% ■ 112-СПГ=1СЮ%; Н=0%

а) б)

Рисунок 9 - Взаимосвязь максимального давления Pz в цилиндре двигателя (а) и средней скорости U распространения фронта пламени (б) от ад, при работе на композитном топливе для двигателя ВАЗ-2111 на режиме XX, при п = 880 мин"1

и УОЗопт

Для оценки влияния доли водорода в композитном топливе на характеристики рабочего процесса и скорость распространения пламени, проведены экспериментальные исследования на двигателе ВАЗ-2111 на режиме XX с пластиной, снижающей степень сжатия до 7.5, оборудованной датчиками ионизации. Полученные результаты представлены на рисунке 96 в виде зависимостей изменения средних скоростей распространения фронта пламени на участке от свечи зажигания до первого датчика ионизации, расположенного в 15 мм от нее (Ш) и на участке от свечи зажигания до второго датчика ионизации, установленного у выпускного клапана в 45 мм от нее (Ш). Из рисунка видно, что средняя скорость распространения фронта пламени 112 выше. Это объясняется большим вкладом скорости распространения пламени в 1-ой фазе во 2-ю фазу сгорания. Как показали исследования, время прихода сигнала на датчик ионизации у выпускного клапана соответствует либо времени Рг, либо времени после Р» что говорит о том, что пламя достигает второго датчика ионизации в завершающей стадии сгорания. В тоже время, в среднюю скорость распространения фронта пламени, на участке от свечи зажигания до первого датчика ионизации, расположенного под ней в 15 мм, вносит основной вклад время развития устойчивого очага горения, вследствие этого, влияние турбулентности на скорость сгорания меньше, что и отражается в большем влияние водорода на среднюю скорость распространения пламени в зоне этого датчика. Можно отметить, что при доле водорода =6%, происходит увеличение средней скорости распространения пламени во всей области составов смеси в которой проходили эксперименты.

Полученные результаты позволяют говорить о значительном влиянии водорода на устойчивость и качество протекания процесса сгорания на режимах холостого хода и глубокого дросселирования и, соответственно, на режимах частичных нагрузок и показывают большие перспективы для улучшения экономических и экологических показателей работы двигателя за счет применения композитной топливной смеси природного газа с водородом, в которой изменением доли водорода обеспечивается регулирование процесса сгорания.

В четвертой главе представлены обобщение и анализ результатов экспериментов, изучение взаимосвязи средних скоростей распространения пламени с продолжительностью процесса сгорания, с показателем характера сгорания характеристики тепловыделения, с режимными параметрами работы двигателя и свойствами смеси, а также оценка возможности практического применения экспериментального исследования.

Сгорание является сложным физико-химическим процессом. На большую часть показателей двигателя влияют не только физико-химические особенности процесса сгорания, а также закономерности тепловыделения и изменение давления и температуры в цилиндре. Ими определяются энергетические, экономические и экологические показатели цикла, статические и динамические нагрузки на детали и т.п.

Введенное с топливом в цикл тепло распределяется в процессе на повышение внутренней энергии и совершение работы QaKm = ДU + ДА, и часть его теряется в окружающую среду, вследствие теплопередачи в стенки и вследствие недогорания и диссоциации молекул при высоких температурах. Следовательно, в работе принято, что характеристикой тепловыделения является зависимость доли активного тепловыделения по углу поворота коленчатого вала.

Анализ характеристики тепловыделения показал, что увеличение доли водорода повышает скорость тепловыделения. Также выявлено, что параметры характеристики тепловыделения т и <pz зависят от средних скоростей распространения фронта пламени. Следовательно, для моделирования процесса сгорания необходимо определить средние скорости распространения фронта пламени.

Как показал обзор литературы, скорость распространения фронта пламени в 1-ой фазе во многом определяется физико-химическими свойствами TBC, а также турбулентностью потока вблизи стенок. Основываясь на результате обзора существующих моделей распространения фронта пламени, было принято, что для разработки модели горения целесообразно, в качестве базовой, применить модель предложенную К.И. Щелкиным. В которой для определения ламинарной скорости распространения фронта пламени метановоздушных смесей использовалась модель из работы Хейвуда, а для водородовоздушной смеси модель Юджима и Такено. В качестве критерия оценки турбулентности потока выбрана средняя скорость поршня, изменение которой, как показывают многие исследователи, пропорционально изменению пульсационной составляющей турбулентной скорости. Влияние состава композитного топлива отражается коэффициентом избытка воздуха и долей водорода в нем.

На основании проведенного математического анализа, выявившего вклад каждой составляющей в модели, и аппроксимации влияния коэффициента избытка воздуха на изменение скорости распространения пламени при добавке водорода, в работе получена эмпирическая модель, позволяющая определять среднюю скорость распространения фронта пламени в 1-ой фазе (1):

! + ' Vä ■

{'-шУ (4,3 ^- 10,285.^4,6).^.^

ДЯ\

TööJ

,(1)

где Uh(ch4> и Uh(H2) - нормальные скорости распространения пламени в момент подачи искры для метана и водорода соответственно, м/с; U„.cp - средняя скорость поршня; а - коэффициент избытка воздуха, АН- доля водорода в композитном газовом топливе, %.

Дальнейшее распространение фронта пламени учитывает условия воспламенения и начала горения. Также всеми исследователями показано, что сгорание в основной фазе протекает при воздействии крупномасштабной турбулентности, поэтому на основании обзора существующих моделей турбулентного горения, для разработки эмпирической модели распространения фронта пламени в основной фазе, была выбрана модель Дамкелера - Карловича. В которой, в качестве критерия оценки ламинарной скорости, была принята средняя расчетная скорость распространения фронта пламени в 1-ой фазе сгорания, учитывающая в себе активирующее влияние водорода на процесс сгорания, а за параметр, характеризующий интенсивность турбулентности, была принята средняя скорость поршня. Также учитывается коэффициент наполнения, определяющий условия дросселирования, степень сжатия и угол опережения зажигания.

Соответственно, проведенный математический анализ позволил получить еще одну эмпирическую модель для средней скорости распространения фронта пламени в основной фазе, учитывающую влияние доли водорода в смеси композитного топлива и свойства TBC в условиях глубокого дросселирования (2):

= 1.3-Vtv

(2)

где 1!1 - средняя скорость распространения фронта пламени в 1-ой фазе сгорания, м/с; и„.ср - средняя скорость поршня; г]у - коэффициент наполнения; Уд и - объем в момент подачи искры и рабочий объем соответственно.

Сходимость полученной модели с экспериментальными данными представлена на рисунках 10а формула (1) и 106 формула (2).

И.И. Вибе предложил следующую методику определения характеристики тепловыделения (3).

то-г, >(.>/»>, Г*1

Х = 1~е , (3)

где Хг - доля сгоревшей смеси; <рг - продолжительность процесса сгорания; <р -текущий угол от начала процесса сгорания; т - показатель характера сгорания.

Одним из недостатков модели для расчета характеристики тепловыделения является отсутствие связи между параметрами характеристики тепловыделения (т - показатель характера сгорания и <рг— продолжительность процесса сгорания) с характеристиками распространения фронта пламени в условиях ДВС, особенно при работе на газовом композитном топливе.

0.7 0,8 0.9 1 1.1 1,2 1,3 1.4 1.5 1.6 1,7 ад 0.7 0.8 0.9 1 1,1 1.2 1.3 1,4 1.5 1,6 1,7 Чд

О СПГ=100%; Н=0%; д СПГ=90%. Н=10%. © СПГ=100%, Н=0%; д СПГ=90%; Н=10%;

■ СПГ=95%, Н=5%; « СПГ=85%; Н=15%; ■ СПГ=95%; Н=5%; « СПГ=85%; Н=15%:

а) б)

Рисунок 10 - Сравнение результатов экспериментов и модели для средних скоростей распространения фронта пламени в 1 -ой (а) и основной фазе сгорания (б) по ад в УИТ-85 при работе на композитном топливе с долей водорода 0, 5, 10 и 15%. Режим работы УОЗ = 13°ПКВ, е = 7; п = 900 мин1.

На основе проведенного математического анализа в работе были определены входящие в модель неизвестные в зависимости от скорости распространения пламени. Полученные эмпирические зависимости представлены формулами (4) и (5):

- показатель характера сгорания:

-3.0844

(4)

1п

180-1/..

и,

-1п

180

£ '

■и.

и,

+ 1

- продолжительность процесса сгорания:

л

*=Т

с .тт

оси п.ср

2-5,-С/.

V

(5)

иосн и, ,

где (7/ и и^ - средняя скорость распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания соответственно, м/с; и„.ср - средняя скорость поршня, м/с; 5 - ход поршня, мм; 51/ и 5оа, - расстояние проходимое пламенем в 1-ой и основной фазах сгорания соответственно, мм.

Полученные эмпирические зависимости для определения параметров характеристики тепловыделения имеют высокую сходимость с экспериментальными данными (рисунок 11). На рисунке представлено сравнение результатов полученных по модели и по экспериментальным данным, где рисунок 11а сравнение показателя характера сгорания т, рисунок 116 - продолжительности процесса сгорания <рг. Сравнение показало, что полученные математические фор-

мулы достаточно точно учитывают влияние изменения УОЗ, скоростного режима работы, состава смеси по ад и состава композитного топлива.

Ф1. °пка

65

60

29 Ч\ ----1 У |---1--55

3

0,7 06 0,9 1 1.1 \2 1.3 1,4 1,5 1,6 1.7 "а 0,7 0,8 0.9 1 1.1 \2 1.3 1,4 1.5 1.8 1.7 Од

О СПГ=100%; Н=0%; д СПГ=90%; Н=10%; О СПГ=100%; Н=0%; Л СПГ=90%; №10%;

СГГ=95%; Н=5%; • СПГ=85%: Н=15%;

СПГ=95%; Н=5%; • СГГ=85%; Н=15%;

а) б)

Рисунок 11 - Сравнение расчетных значений показателя характера сгорания т (а); и продолжительности процесса сгорания <р. (б), с экспериментальными данными по ад для УИТ-85 при работе на композитном топливе с долей водорода О, 5, 10 и 15%; УОЗ = 13°ПКВ; е = 7; п = 900 мин 1

Для адекватной оценки характеристики тепловыделения, в работе разработана методика определения продолжительности процесса сгорания по индикаторной диаграмме давления в цилиндре двигателя. Суть этой методики показана на рисунке 12а, где по первой оси показано изменение показателя политропы в процессе расширения, а по второй оси представлено изменение давления в цилиндре двигателя в процессе сгорания с начала зажигания и последующим расширением. Видно, что в определенный момент расширения показатель политропы переходит в прямую линию, что и символизирует об окончании процесса сгорания, т.е. об окончании подвода теплоты.

П2 "

■15 -10 -6 О 5 10 15 20 25 30 36 *,°ПКВ

а) б)

Рисунок 12 - Схематичное представление методики определения продолжительности процесса сгорания (а) и экспериментальное индикаторное давление Р с расчетными характеристиками тепловыделения / (б) для различных составов композитного топлива по углу поворота КВ для УИТ-85 п = 900 мин"1, УОЗ =

13°ПКВ

Предложенная методика несколько упрощает способ определения окончание сгорания по сравнению с методикой предложенной Б.С. Стечкиным. Тем самым, проводя оценку изменения показателя политропы расширения для каждого цикла, можно однозначно определить продолжительность процесса сгорания по экспериментальным данным. На Рисунке 126 - представлены экспериментальное индикаторное давление Р и полученные расчетные характеристики тепловыделения х по доле водорода для различных составов композитного топлива. Показано, что расчетные характеристики тепловыделения адекватно отражают процесс сгорания.

Использование полученных в работе моделей и зависимостей позволит на стадии проектирования, с минимальным числом экспериментов, определять характеристику тепловыделения для газовых композитных топлив на режимах глубокого дросселирования, мощностные показатели работы двигателя, условия образования оксидов азота и несгоревших углеводородов в цилиндре двигателя, и более точно рассчитывать токсичность отработавших газов.

Анализ проведенных экспериментальных испытаний и последующее моделирование позволило выявить, что для повышения экономичности двигателя на 20%, работающего на природном газе в условиях глубокого дросселирования, необходимо, чтобы на режимах холостого хода, доля водорода была 5-7%, а на режимах низкой нагрузки 8-12%, где с ростом нагрузки доля водорода должна увеличиваться.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведено обобщение имеющихся научно-технических материалов по методикам определения характеристики тепловыделения, показавшее, что основной моделью, применяемой на стадиях проектирования и доводки для расчета характеристики тепловыделения, является модель И.И. Вибе, адекватность которой во многом определяется правильностью определения показателей т и /р2, особенно на режимах глубокого дросселирования, где вопросы их нахождения мало изучены.

2. Выявлены особенности изменения параметров характеристики тепловыделения, показавшие, что одной из основных характеристик процесса сгорания, влияющей на процесс тепловыделения, является скорость распространения фронта пламени, которая учитывает в себе влияние изменений физико-химических свойств топливных композиций природного газа и водорода на характеристику тепловыделения в ДВС с искровым зажиганием.

3. Получены зависимости отражающие процесс тепловыделения в виде эмпирических моделей для определения средних скоростей распространения фронта пламени в 1-ой и основной фазах сгорания для газового композитного топлива. Показана сходимость полученных зависимостей в следующих диапазонах работы, характерных для режимов глубокого дросселирования:

- частоты вращения в диапазоне от 600 до 900 мин'1;

- угла опережения зажигания от 8 до 30°ПКВ;

- действительного коэффициента избытка воздуха от 0.8 до 1.3.

4. Предложена расчетная методика определения характеристики тепловыделения в двигателях, работающих на газовых композитных топливах, учитывающая влияние средних скоростей распространения фронта пламени в 1 -ой и основной фазах сгорания, позволяющая определять показатели т и <pz в диапазоне низких частот вращения коленчатого вала при режимах глубокого дросселирования, которые оказывают большое влияние на экономические и экологические показатели работы двигателя.

5. Экспериментально и расчетно показано, что за счет применения газового композитного топлива с долей водорода 5-7%, обеспечивается 20% снижении расхода топлива на режимах холостого хода, а на режимах низкой нагрузки при глубоком дросселировании для этого уже необходима доля водорода в 8-12%, причем с ростом нагрузки доля водорода должна увеличиваться. Оценка влияния доли водорода в газовом композитном топливе на токсичность отработавших газов показала, что увеличение доли водорода приводит к снижению концентрации СН на рассмотренных режимах глубокого дросселирования. При этом экспериментально показано, что с увеличением доли водорода концентрация NOx на стехиометрическом составе смеси сохраняется примерно постоянной. Таким образом, показана эффективность применения газовых композитных топлив на режимах глубокого дросселирования, позволяющих минимизировать недостатки природного газа, повысить экономичность и обеспечить выполнение норм токсичности.

Основные положения диссертации отражены в 34 печатных работах, в том числе 14 публикациях, рекомендуемых ВАК РФ.

В ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Смоленская, Н.М. Моделирование влияния добавки водорода на скорость сгорания бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. -2010.-№5.-С. 375-379.

2. Смоленская, Н.М. Применение добавки водорода для создания энергоэффективных двигателей для транспортных средств / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский // Автотранспортное предприятие. - 2010. - № 10. - С.50-54.

3. Смоленская, Н.М. Исследование процесса сгорания в ДВС с искровым зажиганием по ионизационным датчикам / П.В. Ивашин, Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский, А.П. Шайкин // Автотранспортное предприятие. - 2010. -№12. - С. 43-46.

4. Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в бензовоздушную смесь на турбулентную скорость распространения фронта пламени в установке УИТ-85/ Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2011.-№ 1. - С. 160- 165.

5. Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в TBC на характеристику тепловыделения и максимальное давление в процессе сгорания / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. 2011. - № 1. - С. 166-172.

6. Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в бензовоздушную смесь на ширину зоны химических реакций фронта и электропроводность пламени в камере сгорания поршневой установки / Н.М. Смоленская // Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2011. - № 10. - С. 58-62.

7. Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в СПГ поршневой установки на интенсивность протекания процесса сгорания во фронте пламени / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. -2013 - №1. - С.334-340.

8. Смоленская, Н.М. Скорость распространения пламени в двигателе ВАЗ-2111 при добавке водорода в бензовоздушную смесь / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2013 - №4. - С.25-31

9. Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в СПГ на среднюю скорость распространения фронта пламени в условиях поршневой установки с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2013 - №4. - С. 32-38.

Ю.Смоленская, Н.М. Влияние добавки Н2 в сжатый природный газ на концентрацию NOK в ОГ ДВС с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская,

B.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2013 - №4. - 39-44

11 .Смоленская, Н.М. Влияние добавки Н2 в сжатый природный газ на концентрацию несгоревших углеводородов и угарного газа в отработавших газах ДВС с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2013 - №4. - С. 45-53.

12.Смоленская, Н.М. Зависимость характеристик термоионизации от параметров максимального давления в процессе сгорания природного газа с добавками водорода в условиях УИТ-85 / Н.В. Корнеев, Н.М. Смоленская // Естественные и технические науки. - 2014. - №9-10. - С.161-166.

1 З.Смоленская, Н.М. Модель средней скорости распространения фронта пламени природного газа с добавками водорода для одноцилиндровой установки УИТ-85 имитирующей режимы холостого хода / Н.В. Корнеев, Н.М. Смоленская// Естественные и технические науки. - 2014. - №9-10. -

C.167-17I.

14.Смоленская, Н.М. Исследование влияние добавки водорода в TBC на скорость распространения фронта пламени в камере сгорания поршневой установки / Н.В. Корнеев, Н.М. Смоленская// Естественные и технические науки. - 2014. - №11-12. - С. 223-228.

В других изданиях:

15.Смоленская, Н.М. Влияние физических параметров топливно-воздушной смеси в момент воспламенения на скорость распространения пламени в основной фазе сгорания / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский // Ломоносов-2006: сб. докладов. XIII МНК / МГУ. - М.:, Изд-во МГУ, 2006. - С. 97-98.

16.Смоленская, Н.М. Особенности работы двигателя с искровым зажиганием при добавке водорода в TBC / А.П. Шайкин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская //4-ые Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: сб. докладов. МНТК / МАДИ. - М.: Изд-во МАДИ, 2009. - С. 61-63.

П.Смоленская, Н.М. Взаимосвязь тепловыделения и эффективности работы двигателя с электропроводностью и скоростью распространения пламени при добавке водорода в TBC / А.П. Шайкин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Автотракторостроение - 2009: сб. науч. тр. МНС / МГТУ «МАМИ». - М.: Изд-во МГТУ «МАМИ», 2009. - С. 197-207.

18.Смоленская, Н.М. Использование электропроводности пламени для контроля и управления процессом сгорания в ДВС с искровым зажиганием /

A.П. Шайкин, П.В. Ивашин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: сб. докладов МНТК / СГАУ. - Самара: Изд-во СГАУ. - 2009. - С. 113-114.

19.Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода на процесс горения в бензиновых двигателях с искровым зажиганием / А.П. Шайкин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: сб. докладов МНТК / СГАУ. - Самара: Изд-во СГАУ. - 2009. - С. 115-116.

20.Смоленская, Н.М. Электропроводность пламени в бензиновых двигателях с искровым зажиганием / А.П. Шайкин, П.В. Ивашин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Прогресс транспортных средств и систем 2009: сб. науч. тр. МНПК / ВолгГТУ. - Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. - 2009. - С. 249-250.

21.Смоленская, Н.М. Скорость распространения пламени в третьей фазе сгорания при добавке водорода в TBC бензинового двигателя с искровым зажиганием / А.П. Шайкин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская, Д.А. Александров // Прогресс транспортных средств и систем 2009: сб. науч. тр. МНПК / ВолгГТУ. - Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. - 2009. - С. 251252.

22.Смоленская, Н.М. Скорость распространения пламени при добавке водорода в TBC бензинового двигателя с искровым зажиганием / А.П. Шайкин,

B.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Прогресс транспортных средств и систем 2009: сб. науч. тр. МНПК / ВолгГТУ. - Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. -2009. - С. 253-254.

23.Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода на процесс горения в бензиновых двигателях с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский, А.П. Шайкин // Прогресс транспортных средств и систем 2009: сб. науч. тр. МНПК / ВолгГТУ. - Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. - 2009. -С. 247-248.

24.Смоленская, Н.М. Исследование эффективности рабочего процесса бензиновых двигателей с использованием электропроводности пламени /

A.П. Шайкин, П.В. Ивашин, В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская // Проведение научных исследований в области машиностроения: сб. науч. тр. ВНТК / ТГУ. - Тольятти: Изд-во ТГУ. - 2009. - С.244-250.

25.Смоленская, Н.М. Взаимосвязь концентрации оксидов азота в отработавших газах со средней скоростью распространения пламени в основной фазе / Н.М.Смоленская, И.Н. Бобровский, П.В. Ивашин, П.В. Коломиец,

B.В. Смоленский, А.П. Шайкин // Стратегическое планирование развития городов России. Памяти первого ректора ТГУ С.Ф. Жилкина: сб. науч. тр. МНПК / ТГУ. - Тольятти: Изд-во ТГУ. - 2010. - С.153-157.

26.Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в бензовоздушную смесь на ширину зоны химических реакций фронта и электропроводность пламени в камере сгорания поршневой установки/ Н.М. Смоленская // Актуальные вопросы современной техники и технологии: сб. докладов П-ой МНЗК / НИЦ "Аксиома". - Липецк: Изд-во Гравис, 2010. - С. 171-179.

27.Смоленская, Н.М. Влияние добавки водорода в TBC на характеристику тепловыделения и изменение давления в процессе сгорания/ Н.М. Смоленская // Актуальные вопросы современной техники и технологии: сб. докладов 11-ой МНЗК / НИЦ "Аксиома". - Липецк: Изд-во Гравис, 2010. - С. 180-188.

28.Смоленская, Н.М. Оценочное сравнение активирующих свойств водорода при его добавке в бензовоздушную смесь и СПГ / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский // Современная техника и технологии: исследования и разработки: сб. докладов МНЗК / НИЦ "Аксиома". - Липецк: Изд-во Гравис, 2011.-С. 74-82.

29. Смоленская, Н.М. Исследование влияние добавки водорода в TBC на нормальную и турбулентную скорость распространения фронта пламени в камере сгорания поршневой установки с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Актуальные вопросы современной техники и технологии: сб. докладов ХП-ой МНК / НИЦ "Аксиома". - Липецк: Изд-во Гравис, 2013. - С. 94-100.

30. Смоленская, Н.М. Исследование взаимосвязи средней скорости распространения фронта пламени во второй фазе сгорания с режимными параметрами работы моторной установки и составом смеси при добавке водорода в СПГ / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский // Актуальные вопросы современной техники и технологии: сб. докладов ХП-ой МНК / НИЦ "Аксиома". -Липецк: Изд-во Гравис, 2013. - С. 100-106.

31.Смоленская, Н.М. Взаимосвязь термодинамических параметров процесса сгорания с характеристиками распространения фронта пламени для бензо-водородовоздушных смесей в условиях УИТ-85 / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский// Естественные и технические науки. - 2013 -№4. - С.54-59.

32.Смоленская, Н.М. Скорость распространения пламени на режиме холостого хода при добавке водорода в бензовоздушную смесь / Н.М. Смоленская, И.В. Смоленский, М.В. Сазонов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. трудов III ВНТК / ТГУ. - Тольятти: Изд. ТГУ. - 2014. - с.340-341.

33.Смоленская, Н.М. Влияние состава смеси на концентрацию NOx в ОГ газового ДВС с искровым зажиганием / Н.М. Смоленская, И.В. Смоленский, М.В. Сазонов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. трудов III ВНТК / ТГУ. - Тольятти: Изд. ТГУ. -2014. - с. 342-343.

34.Смоленская, Н.М. Влияние скорости распространения пламени на токсичность по несгоревшим углеводородам в бензиновом ДВС при добавках водорода в TBC / Н.М. Смоленская, И.В. Смоленский, М.В. Сазонов // Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов: сб. трудов III ВНТК / ТГУ. - Тольятти: Изд. ТГУ. - 2014. - с. 343-344.

15 --967

Издательство «НИКА» 445040, Самарская обл, г Тольятти, б-р Туполева, 14,115. Подписано в печать 20.08.2015. Формат А5 Тираж 150 экз.

2015673816

2015673816