автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем использования камер сгорания с направленным движением воздушного заряда

На правах рукописи УДК 621 436

Микитенко Андрей Валерьевич

УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАМЕР СГОРАНИЯ С НАПРАВЛЕННЫМ ДВИЖЕНИЕМ ВОЗДУШНОГО ЗАРЯДА

Специальность 05 04 02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003176903

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им Н Э Баумана

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Марков В А

доктор технических наук, доцент Девянин С Н

доктор технических наук, профессор Патрахальцев Н Н

кандидат технических наук, доцент Гайворонский А И

Ведущее предприятие

ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»

Защита диссертации состоится "г?К/?ы ¿/Lt 2007 г в ч на заседании диссертационного совета Д212 141 09 при Московском государственном техническом университете им Н Э Баумана по адресу 105005, Москва, Рубцовская наб , д 2/18, Учебно-лабораторный корпус, ауд 947

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им Н Э Баумана

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу 105005, Москва, 2-я Бауманская ул , д 5, МГТУ им Н Э Баумана, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 141 09

Автореферат разослан " // " с&шълбДл 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Тумашев Р 3

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АМЗ - Алтайский моторный завод,

КС - камера сгорания,

ОГ - отработавшие газы,

ТНВД - топливный насос высокого давления,

УОВТ - угол опережения впрыскивания топлива,

п к в - поворот коленчатого вала двигателя

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы В современных условиях к показателям работы транспортных дизелей предъявляется целый комплекс достаточно жестких требований Среди этих показателей приоритетными считаются топливная экономичность и токсичность ОГ Эти показатели могут быть существенно улучшены путем совершенствования процесса смесеобразования Сложность решения этой проблемы усугубляется многорежимно-стью транспортного дизеля и рассогласованием характеристик его различных систем при работе на режимах с пониженными частотой вращения и нагрузкой Поэтому повышение качества рабочего процесса дизеля в широком диапазоне режимов может быть достигнуто за счет согласования геометрических характеристик струй распыливаемого топлива с формой КС и движением воздушного заряда Поэтому актуальной проблемой является комплексное совершенствование систем топливоподачи и воздухо-снабжения транспортного дизеля Такое совершенствование систем комбинированного двигателя целесообразно проводить с использованием методов математического моделирования, позволяющих сократить временные и материальные затраты при проведении исследовательских работ С помощью предлагаемых расчетных методов можно провести всесторонний анализ рабочего процесса дизеля и выдать рекомендации по определению параметров систем топливоподачи, выбору конструкции поршней, в частности - выбору оптимальной формы камеры сгорания в поршне, обеспечивающей направленное движение воздушного заряда в цилиндрах, с целью улучшения эффективных и экологических показателей транспортных дизелей Результаты этих исследований могут быть использованы при определении целесообразной формы КС и создании топливоподающих систем, обеспечивающих перспективные требования к токсичности ОГ при достижении повышенных показателей дизелей по топливной экономичности

Цель работы Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем использования камер сгорания с направленным движением воздушного заряда и разработка расчетно-экспериментального метода комплексного исследования процессов распыливания топлива и смесеобразования

Научная новизна работы заключается в следующем

- разработана математическая модель расчета динамики развития струи распиливаемого топлива, учитывающая влияние движения воздушного заряда в объеме КС дизеля на геометрические характеристики струи

- разработана математическая модель расчета движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, позволяющая определить параметры этого движения при использовании поршней с различной формой КС в поршне

- в сравнительных экспериментальных исследованиях выявлены достоинства и недостатки предложенных конструкций поршней с камерами сгорания, обеспечивающими направленное движение воздушного заряда в объеме КС

Методы исследований Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов исследования С помощью теоретических методов были исследованы характеристики динамики развития струй распыливаемого топлива и движения воздушного заряда в КС дизеля Экспериментальная часть работы заключалась в определении показателей дизеля, оснащенного поршнями с КС различной формы

Достоверность и обоснованность научных положений работы определяются

- использованием фундаментальных законов и уравнений термодинамики, аэродинамики и гидравлики, современных численных и аналитических методов реализации математических моделей,

- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований и применением при оценке адекватности математических моделей достоверных опытных данных, полученных при испытаниях на безмоторной установке и на одноцилиндровом двигателе

Практическая ценность Разработанный алгоритм и программа расчета динамики развития струй распыливаемого топлива с учетом направленного движения воздушного заряда в КС дизеля позволяют с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования систем топливоподачи для существующих и перспективных дизелей Разработанный алгоритм и программа расчета движения воздушного заряда в КС дизеля позволяют с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования поршней для дизельных двигателей Разработанные конструкции поршней обеспечивают значительное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизелей транспортного и автотракторного назначения

Реализация результатов работы Работа проводилась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных работ лаборатории «Автоматика» НИИЭМ МГТУ им Н Э Баумана и кафедры «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им Н Э Баумана Результаты исследований внедрены в ФГУП «НАМИ» и ЗАО «Дизель-КАР» (г Москва)

Апробация работы Основные положения работы докладывались на международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им НЭ Баумана , 17-19 мая 2005 (г Москва, 2005 г), на межотраслевой научно-технической конференции «Современные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 75-летию кафедры «Судовые ДВС и дизельные установки» Государственного морского технического университета (г Санкт-Петербург, СП6ГМТУ,2005 г), на Всероссийском научно-техническом семинаре (ВНТС) им проф В И Крутова по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок при кафедре «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им Н Э Баумана в 2005 и 2006 г г (г Москва), на совместном заседании кафедр «Поршневые двигатели» и «Теплофизика» в МГТУ им Н Э Баумана в 2007 г,

Публикации По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 статьи, 5 материалов конференций, 1 заявка на изобретение

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованной литературы и приложения Общий объем работы 166 страниц, включая 146 страниц основного текста, содержащего 54 рисунка, 4 таблицы Список литературы включает 143 наименования на 16 страницах Приложение на 20 страницах включает листинги программ расчета динамики струй распиливаемого топлива и движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, а также документы о внедрении результатов работы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проведения работ, направленных на совершенствование процессов топливоподачи, воздухоснабже-ния и смесеобразования в дизелях транспортного назначения, и дана общая характеристика диссертационной работы

В первой главе проведен анализ требований, предъявляемых к транспортным дизелям в современных условиях Показано, что приоритетными являются требования по топливной экономичности и токсичности ОГ Рассмотрены возможности совершенствования процесса смесеобразования в дизелях Отмечено, что качество смесеобразования в значительной степени определяется типом КС, применяемой в дизельном двигателе Выбор типа КС осуществляется с учетом тактности двигателя и его размерности, преимущественных режимов и условий эксплуатации, свойств применяемого топлива, требований к топливной экономичности дизелей, токсичности их ОГ, шумности работы двигателя Отмечено, что наиболее перспективными с точки зрения топливной экономичности являются дизели с полуразделенными и неразделенными КС и преобладанием объемного смесеобразования Проведен обзор и анализ КС, запатентованных ведущими двигателестроительными организациями

В работах Астахова И В , Вырубова В В , Гальговского В Р , Голубко-ва Л Н , Грехова Л В , Гайворонского А И , Девянина С Н , Иващенко Н А, Кавтарадзе Р 3 , Камфера Г М, Кутового В А , Лебедева О Н , Лышевского А С , Патрахальцева Н Н , Русинова Р В , Свиридова Ю Б , Толшина В И, Трусова В И и др отмечена значительная зависимость характера процессов смесеобразования и сгорания от параметров топливоподачи и характера движения воздушного заряда в цилиндрах дизеля, а также от режима работы двигателя Показано, что необходимо комплексное совершенствование систем топливоподачи и воздухоснабжения транспортного дизеля

На основании анализа состояния проблемы были сформулированы следующие задачи исследования

1 Оценка влияние формы камеры сгорания и характеристики топливоподачи на экономические и экологические показатели транспортных дизелей и разработка камер сгорания, обеспечивающих направленное движение воздушного заряда

2 Разработка математической модели динамики развития струй рас-пыливаемого топлива и проведение расчетных исследований динамики развития струй с учетом направленного движения воздушного заряда

3 Разработка математической модели движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля и проведение расчетных исследований движения воздушного заряда с учетом принятой формы камеры сгорания

4 Разработка камер сгорания, обеспечивающих целенаправленное движение воздушного заряда в КС дизеля

5 Проведение экспериментальных исследований разработанных камер сгорания, обеспечивающих направленное движение воздушного заряда, и оценка экономических и экологических показателей дизеля, оснащенного поршнями с этими камерами сгорания

Во второй главе проведен анализ методик расчета динамики развития струй распыливаемого топлива Отмечено, что наиболее известными среди них являются критериальная методика, разработанная А С Лышев-ским, и порционная модель, предложенная в МАДИ В И Трусовым и Л М Рябикиным В методике А С Лышевского расчет продвижения фронта струи проводится по средним параметрам за процесс топливоподачи В методике В И Трусова - Л М Рябикина расчет дальнобойности топливной струи проводится по продвижению отдельных порций, имеющих свои характеристики в зависимости от закона подачи топлива Сравнение результатов расчета динамики развития струй распыливаемого топлива по методикам А С Лышевского и В И Трусова - Л М Рябикина показывает расхождение расчетных параметров с экспериментальными Это связано с тем, что методики не учитывают действительный закон подачи топлива и энергообмен между порцией топлива и фронтом струи

При разработке методики расчета динамики развития струй распыливаемого топлива в качестве базовой используется модель, разработанная 4

С.Н. Девяниным. Она учитывает действительный закон подачи топлива и энергообмен между порцией топлива и фронтом струи. Модель дополнена соотношениями, учитывающими наличие поперечного потока воздуха.

При расчетах динамики развития струи принято, что поперечные сечения струи с радиусом г, образуют конус с эффективным углом раскрытия струи рэ. Радиус эквивалентного сечения гэ на расстоянии Ь от распы-ливающего отверстия связан с углом рэ зависимостью (рис. 1 ,а,б):

1ё(р,/2)=гэ/£ф. (1)

Порция топлива движется в струе по закону взаимодействуя с

окружающей средой и не взаимодействуя с ранее поданными порциями (рис.1,б). При достижении порцией топлива фронта струи происходит обмен энергиями между ними. Фронт струи, движущийся по закону взаимодействует с воздухом, в результате чего происходит обмен энергиями на основе закона сохранения импульса.

Шф; Сф

Рис.1. Расчетная схема струи топлива (а), характеристики динамики развития струи (б) и ее геометрические характеристики (в).

Объем VB вовлеченного воздуха равен объему усеченного конуса с углом Зэ, высотой Z-ф, верхним основанием диаметром dp и нижним основанием радиусом 7'э = ¿ф tg(y3/2) + dv!2 (рис. 1 т.е.

К„=( 1/12) л ¿ф (4 гэ 2 + dp2 + 2 vэ dp),

(2)

Математическая модель развития струи включает соотношения, описывающие параметры движения порций топлива, формирующих фронт струи, и энергообмена между ними Начальное значение скорости истечения топлива из распыливающего отверстия

С0=ф^(2/рт)(рвп-рпр), (3)

где рвп и рпр — давления впрыскивания топлива и противодавление, рт -плотность топлива, <р - коэффициент скорости (при Re> 10000 значение (pal) Скорость движения г-ой порции

CrCJ{\+kutC0), (4)

где ки - коэффициент рассеивания энергии г-ой порции, t - время ее движения Закон перемещения L, порции до момента ее достижения фронта t t

£,■= J C,dt=í [C0 /(1 + kh t Со)] dt = (1/ к„) ln (1 +k„t C„) (5)

о о

Изменение импульса фронта

шф ДСф = Am¡ (С, - Сф) + Дт„ (Св - Сф), (6)

где /и,, Шф, тя — массы i-той порции топлива, фронта струи и вовлеченного воздуха, С„ Сф, Св - их скорости Изменение скорости фронта струи

ДСф= С, (Дти/Отф) - Сф (Д/Иф/тЯф) + Св (Дmjm$) (7)

Продвижение фронта струи (при движении фронта и порции)

Д£ф = Сф AtB + 0,5 ДСФ Д/в (8)

где AfB — время взаимодействия фронта и порции, за которое фронт продвинется на Д£ф

Для учета направленного движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля базовая методика дополнена эмпирической зависимостью, учитывающей взаимодействие струи с поперечным потоком воздуха, движущимся со скоростью С„ (рис 2)

L„=L (104 /)-0 0075С" (9)

Форма этой эмпирической зависимости предложена Л М Рябикиным Сомножитель -0,0075, стоящий перед скоростью Сп, подобран с учетом пор-ционности и энергообмена используемой модели

6

Рис. 2. Влияние поперечно движущегося потока воздуха на динамику развития струи распиливаемого топлива.

Результаты расчетов динамики развития струй распиливаемого топлива (рис. 3) показали, что для уменьшения длины струи распиливаемого топлива на 30 % необходимо организация поперечно движущегося потока воздуха со скоростью 35 м/с. При этом длина струи распиливаемого топлива, рассчитанная по методике Л.М. Рябикина и по предложенной формуле (9), оказалась практически одинаковой.

В третьей главе представлена математическая модель движения воздушного заряда при его вытеснении из надпоршневого зазора в КС в поршне, основанная на фундаментальных законах и уравнениях термодинамики и аэродинамики. Исследован поршень с цилиндрической КС в поршне, используемый в дизелях семейства АМЗ. При этом объем камеры над поршнем был разделен на две части - «В» и «КС» (рис.4). Исследовался политропный процесс сжатия идеального газа.

Математическая модель для расчета параметров движения воздуха в КС дизеля включает уравнение состояния идеального газа в дифференциальном виде:

йМ_ сГГ^

~АГ+ Т '

V

р

(10)

где р,У, М и Т — соответственно, давление, объем, масса и температура заряда. Для политропного процесса со средним показателем политропы п:

ф (IV (1М

—— 4- П-= П -

р V м

Уравнения для рассматриваемых полостей:

¿Рв = Ре

>1„

с1Мв (IV„

м.

V.

■¿к.

(11)

(12)

Фкс = Рк

■ п..

1

V

¿г, м„

V

■ с/к.

КС /

(13)

где параметры с индексом «в» относятся к полости «В» и с индексом «кс» - к полости «КС».

1-, мм

и, мм

1,2,3 X

/

/

1 /

/

V

^ 3

А /

/ у

/ /

/

0,5

V

/1

/ 3

У

У

/1

/ 2 """а

//

к /

/

У

/ У

/ 2

А

1 У

/

V

/

/ 2

/ 3

/

/

1,0

Рис. 3. Динамика развития струи топлива при различных скоростях поперечно движущегося потока воздуха С„: а - 0 м/с; б - 10 м/с, в - 20 м/с; г - 30 м/с, д - 40 м/с; е - 50 м/с, 1 - при отсутствии поперечно движущегося потока; 2 - при наличии поперечно движущегося потока и расчете Ь„ по методике Л М Рябикина; 3 - при наличии поперечно движущегося потока и расчете Ь„ по формуле (9).

в в

«3

КС +

«

л

а б

Рис. 4. Основные геометрические характеристики внутрицилиндровой полости

Масса заряда, перетекаемого из полости «В» в полость «КС»: -рв •-----рв

2 Р.

к-\

■ ск

(14)

где/^. = 3,14-с1-(Б+ 3) - площадь кольцевого сечения между полостями «В» и «КС»; /( - коэффициент расхода. Изменение давления в полостях «В» и «КС»:

плл V (лм« 1 О л

4

Ркс = Ра

К Л2

---а ■ л

\р«,

\ма

мв 1

V.

м.

ч /

V..,.

(15)

сЬ

Скорость движения воздушного заряда из полости «В» в полость «КС»:

с = 1

// • Ря л

(16)

Расчеты по разработанной методике показали, что максимальная скорость перетекания воздуха из полости «В» в полость «КС» для исследуемой КС составляет 90 м/с.

Представленная методика не учитывает возможность использования КС более сложной формы. Необходимость использования таких камер обусловлена тем, что в процессе образования топливовоздушной смеси топливо в объеме КС распределяется неравномерно и имеются зоны, переобогащенные топливом. В связи с этим предлагается на днищах поршней выполнить специально профилируемые камеры таким образом, чтобы при вытеснении воздуха из надпоршневого зазора он направлялся в переобогащенные топливом зоны. Некоторые варианта таких камер, разработанные для дизеля типа ЧН 13/14, представлены на рис. 5.

Серийная КС Опытная КС №1 Опытная КС №2 Опытная КС N23

Р=130 м

Рис. 5. Камеры сгорания дизеля типа ЧН 13/14: а - серийная КС; б - опытная КС № 1; в - опытная КС № 2; г - опытная КС №3.

Для учета влияния дополнительных камер на характер движения воздушного заряда в КС представленная выше дополнена соотношениями для параметров направленного движения воздушного заряда, обеспечиваемого дополнительными камерами. Схема расположения вспомогательных камер, используемая в дополненной модели, представлена на рис. 6.

Рис. 6. Схема расположения вспомогательных камер и их расчета: а - схема расположения вытеснителя и вспомогательных камер на поршне; б - расчетная схема процесса движения воздушного заряда при его вытеснении из надпоршневого пространства при наличии специальной камеры.

к

Математическая модель для КС, обеспечивающей направленное движение воздуха, включает следующие уравнения. Массовые расходы заряда: из полости над вытеснителем «В» в полость камеры сгорания «КС»:

С тс - И[вкс • Рв 10

- к-1 "1

2 к 1- ( \ Ркс к

, ' Рв Рв К ~ *

1 Р. J

из полости над вытеснителем «В» в полость вспомогательной камеры «1»:

<Л, = ■ Р„

Ри

Р„ К-\

из полости над камерой «1» в полость камеры сгорания «КС»:

(18)

2

Р\ к

к

" Р\

Ь

V у\ У

(19)

Изменение массы воздушного заряда в полостях «В», «1» и «КС»: сШе = + С?.,) ■ Л ; ам, = ((?.,- ) ■ сИ;

+ (20) С использованием разработанной модели проведены расчетные исследования влияние различных факторов на скорость движения воздуха в полостях КС. Максимальная скорость перетекания воздуха из камер «1» в камеру «КС» достигает 35 м/с. (рис. 7) Скорости перетекания воздуха в сечениях между полостями «В»-«КС», «В»-«1» и «1»-«КС» имеют максимальные значения за 5-10° п.к.в. до ВМТ. Наличие направленного движения воздуха оказывает влияние на динамику развития струй топлива.

Для улучшения качества процесса смесеобразования дизелей АМЗ, было разработано и три варианта опытных поршней с КС (рис. 5). Первый поршень с опытной КС № 1 обеспечивает направление воздушного потока к стержню струи топлива для увеличения доли окислителя в центральной части топливных струй. При использовании поршней с опытными КС № 2 и № 3 воздушный заряд направляется в пристеночную зону для увеличения доли окислителя у стенки КС. При этом направление движения воздушного заряда согласуется с направлением топливных струй, впрыскиваемых в КС через четырехсопловую форсунку.

-Свкс, м/с .....Св1. м/с ---С1кс, м/с

Д

1

1;

/

/

/

/

Рис. 7. Характеристики скорости перетекания воздушного заряда в сечениях между полостями «В», «1» и «КС».

240 255 270 285

345 <р, град

В соответствии с разработанными схемами изготовлены накладки на поршни с различными КС Серийная КС в поршне диаметром d=80 мм и глубиной h=24 мм обеспечивает степень сжатия е=15 В опытных вариантах поршней диаметр КС в поршне был уменьшен до d=76 мм с целью сохранения неизменной степени сжатия 8=15

В четвертой главе приведены результаты исследований дизеля АМЗ типа А-1 ITA (6 ЧН 13/14) с диаметром поршня D=130 мм, его ходом S=140 мм и мощностью Ne=200 кВт при п=1900 мин"1 Исследования проведены в НПП «Агродизель» на одноцилиндровой установке 1 ЧН 13/14 с рабочим объемом Vh=l,86 дм3 Система топливоподачи содержала блочный ТНВД семейства ТН с плунжером диаметром dM=10 мм и полным ходом Ьпл=10мм Изменение интенсивности впрыскивания достигалось за счет гидродогружения форсунки от дополнительного насоса, работающего на гидроаккумулятор и приводимого от коленчатого вала Давление в гидроаккумуляторе рфГ изменялось от 0 до 36 МПа, что приводило к увеличению максимального давления топлива в штуцере ТНВД ртн тах от 27 до 80 МПа Впрыскивание топлива в КС дизеля осуществлялось через форсунку типа 6А1 АМЗ с распылителем, имеющим четыре распыливающих отверстия и суммарное эффективное проходное сечение (ipfp=0,31 мм2

Исследования проводились на режимах нагрузочной характеристики при номинальной частоте вращения п=1900 мин"1, нагрузках, соответствующих эффективным мощностям Ne от 0 до 34 кВт (полная нагрузка), и давлениях гидродогружения форсунки рф г=0, 9, 18, 27 и 36 МПа

При испытаниях серийной КС отмечено, что повышение рфг с 0 до 36 МПа приводит к значительному снижению дымности ОГ (рис 10, а) В частности, на режимах с Ne<20 кВт дымность ОГ Кх уменьшается в 4 и более раз В целом же при установке поршней с серийной КС увеличение рфг с 0 до 36 МПа не приводит к значительному изменению удельных индикаторного g, и эффективного ge расходов топлива При этом на режимах с Ne>30 кВт при увеличении рфг дымность ОГ Кх снижается незначительно

Результаты исследований опытной КС № 1, приведенные на рис 10,6, показывают, что при работе дизеля с этой КС в диапазоне Ne от 2 до 22 кВт рф г практически не оказывает влияния на g, и ge При Ne=22 МПа и более увеличение рф г приводит к улучшению топливной экономичности Увеличение рф г с 18 до 36 МПа сопровождается снижением ge с 272 до 245 г/(кВт ч) Повышение рф г от 0 до 36 МПа приводит к уменьшению дымности ОГ во всем диапазоне Ne Причем, наибольшее снижение дымности Кх отмечено на режимах с Ne<15 кВт На режиме с Ne=32 кВт дымность ОГ Кх снизилась с 50 % при рф г=18 МПа до 40 % при рф г=36 МПа

При использовании опытной КС № 2 давление рф г оказывает более заметное влияние на топливную экономичность дизеля и дымность его ОГ Увеличение рф г до 36 МПа позволяет сократить ge на 5 г/(кВт ч) и более во

всем диапазоне Ые. Причем, с увеличением нагрузки выше Ые=22 кВт снижение ge составило уже от 10 до 25 г/(кВт-ч). Повышение рф г от 0 до 36 МПа сопровождается снижением дымности ОГ в 5 и более раз во всем диапазоне Ые. При рф г=36 МПа максимально достигаемая нагрузка составила Ые=35 кВт, при которой дымность ОГ достигла величины Кх=30%, а

в г

Рис. 10. Зависимость коэффициента избытка воздуха а , удельных индикаторного ^ и эффективного ge расходов топлива, дымности ОГ К, от мощности N.. дизеля 1 ЧН 13/14 с серийной КС (я), с опытными КС № 1 (б), КС № 2 (в), КС № 3 (г) на режимах с п=1900 мин"1 и различных рф, -, МПа: I - 0; 2 - 18; 3 - 36.

Результаты исследований опытной КС № 3 (рис 10,г) оказались близкими к результатам, полученным для опытной КС № 2 Рост рф Г и в этом случае оказывает более заметное влияние на параметры дизеля, чем при установке поршней с серийной КС и с опытной КС № 1

При испытаниях двигателя с опытными КС № 2 и № 3 отмечено снижение ge в среднем на 3 г/(кВт ч) на каждые 10 МПа увеличения рт„тах Причем, наиболее существенное снижение указанных параметров имело место при Ме>14 кВт На режиме с Мс=34 кВт увеличение рф г с 18 до 36 МПа приводит к уменьшению ge на с 255 до 250 г/(кВт ч), а дымности ОГ Кх - с 48 до 28 % по шкале Хартриджа

Наилучшее сочетание показателей топливной экономичности, дымности ОГ, динамики цикла и температуры ОГ обеспечивают поршни с опытными КС № 2 и № 3 При этом поршни с опытной КС № 3 отличаются меньшей теплонапряженностью острых кромок профилированных каналов и могут быть рекомендованы для форсированных двигателей

Результаты испытаний дизеля 1 ЧН 13/14 показывают, что минимальные значения g1 и достигнуты при рфг= 18 МПа, которое обеспечивает давление нагнетания не ниже рт„ тах=52 МПа (см таблицу) Однако такое давление впрыскивания не обеспечивает наилучших показателей дизеля по дымности его ОГ из-за сравнительно невысокого качества процесса смесеобразования С этой точки зрения более предпочтительным является Рф г=36, позволяющее повысить давление ртн тах до 80 МПа

Таблица. Показатели дизеля 1 ЧН 13/14 с КС различных типов

Показатели дизеля Камеры сгорания

Серийная № 1 №2 №3

Минимальный достигнутый уровень удельного индикаторного расхода топлива К, (при ра, г=18 МПа), г/(кВт ч) 181 167 169 170

Минимальный достигнутый уровень удельного эффективного расхода топлива йе (при рА г=18 МПа), г/(кВт ч) 242 238 238 241

Показатели на номинальном режиме при Иг=34 кВт, п=1900 мин 1 и рфг=3б МПа

Удельный эффективный расход топлива йе, Г/(кВТ ч) 266 247 247 250

Дымность ОГ Кх, % (по шкале Хартриджа) 57 50 25 28

Температура ОГ, К 970 930 900 890

Результаты испытаний подтвердили возможность улучшения показателей дизеля при использовании поршней предложенных конструкций В частности, замена серийного поршня опытным с КС № 1 и одновременная оптимизация давления впрыскивания в дизеле, работающем на режиме

с частотой вращения п=1900 мин'1, нагрузкой Ие=34 кВт и давлением гидродогружения рфГ=36 МПа позволили снизить удельный эффективный расход топлива с 266 до 247 г/(кВтч), те на 7,1 %, при уменьшении дым-ности ОГ К* с 57 до 50 % по шкале Хартриджа Опытные поршни с КС № 2 в этих условиях также снижают ge до 247 г/(кВтч) при одновременном снижении Кх до 25 % по шкале Хартриджа Опытные поршни с КС № 3 обеспечили ge=250 г/(кВт ч) и Кх=28 % по шкале Хартриджа Таким образом на номинальном режиме с рфГ=36 МПа наименьшие значения удельного эффективного расхода топлива (§е =247 г/(кВт ч)) достигнуты при установке поршней с опытными КС № 1 и 2, а минимальные значения дымно-сти ОГ (Кх=25 %) - с опытной КС № 2 Улучшение показателей дизеля при оптимизации давления впрыскивания и движения воздушного заряда достигнуто и на других режимах работы транспортного дизеля

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ выполненных конструкций поршней дизельного двигателя показал, что выполнение в вытеснителе поршня вспомогательных камер позволяет направлять формируемый при движении поршня к ВМТ поток воздушного заряда в зоны распространения струй топлива с пониженным коэффициентом избытка воздуха

2 Разработана порционная математическая модель динамики развития струй распыливаемого топлива, учитывающая направленное движение воздушного заряда в КС дизеля путем выделения осевой и поперечной составляющих скорости движения воздуха и позволяющая оценить влияние формы КС на динамику развития струй

3 Проведенные расчеты динамики развития струй, формируемых топливной системой дизеля Д-245, работающего на номинальном режиме, показали, что наличии на днище поршня четырех тангенциальных каналов расчетная длина струи распыливаемого топлива сократилась на 30 % (с 54 мм до 37 мм)

4 Разработана математическая модель расчета движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, учитывающая сложную форму камеры и позволяющая оценить влияние формы КС на параметры движения воздушного заряда

5 При диаметре поршня 0=130 мм, диаметре камеры в поршне с!=76 мм, надпоршневом зазоре 5=0,5 мм на режиме с п=2000 мин"1 расчетная максимальная скорость перетекания воздуха из дополнительной камеры в камеру сгорания в поршне составила С=35 м/с

6 Замена серийного поршня опытным по первому варианту в дизеле, работающем на номинальном режиме при давлении гидродогружения РфГ=36 МПа, позволили снизить удельный эффективный расход топлива ge с 266 до 247 г/(кВтч), т е на 7,1 %, при уменьшении дымности ОГ Кх с 57 до 50 % по шкале Хартриджа

7 Использование опытного поршня по второму варианту позволяет снизить ge с 266 до 247 г/(кВт ч) при одновременном снижении Кх с 57 до до 25 % по шкале Хартриджа

8 Установка опытного поршня по третьему варианту обеспечила снижение с 266 до 250 г/(кВт ч) при одновременном снижении Кх= с 57 до 28 % по шкале Хартриджа

9 На номинальном режиме наименьшие значения удельного эффективного расхода топлива =247 г/(кВтч)) достигнуты при установке поршней с опытными КС №1 и 2, а минимальные значения дымности ОГ (Кх=25 % по шкале Хартриджа) - с опытной КС №2

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах

1 Улучшение показателей дизеля путем совершенствования процессов топливоподачи и воздухоснабжения / С Н Девянин, В А Марков, А В Микитенко и др //Грузовик & -2005 -№4 - С 26-30

2 Марков В А , Микитенко А В , Девянин С Н Исследования на дизеле камер сгорания с направленным движением воздушного заряда / «Образование через науку» Тезисы докл междунар симпозиума - М МГТУ им НЭ Баумана, 2005 - С 119-120

3 Конструкция проточной части распылителя форсунки и показатели транспортного дизеля / В А Марков, А В Микитенко, С Н Девянин и др // «Образование через науку» Тезисы докл междунар симпозиума -М МГТУ им НЭ Баумана, 2005 - С 120-122

4 Камеры сгорания с повышенной энергией смесеобразования / С Н Девянин, В А Марков, А В Микитенко и др // Автомобильная промышленность -2006 - № 1 -С 11-15

5 Девянин С Н , Марков В А , Микитенко А В Метод организации направленного движения воздушного заряда в камере сгорания быстроходного дизеля // Вестник МГТУ им Н Э Баумана Машиностроение -2006 - № 3 - С 121-122 (Тезисы доклада на ВНТС)

6 Марков В А , Девянин С Н , Микитенко А В Проточная часть распылителя форсунки и ее влияние на показатели дизеля // Грузовик & -2006 - № 6 - С 32-37

7 Девянин С Н , Марков В А , Микитенко А В Метод совершенствования процесса смесеобразования быстроходного дизеля // Известия ВУЗов Машиностроение - 2006 - № 8 - С 25-36

8 Двигатель внутреннего сгорания / С Н Девянин, В А Марков, А В Микитенко и др Заявка на изобретение РФ № 2005120720/06//Бюллетень изобретений - 2007 -№2 - Часть! -С 91

Подписано к печати 12 09 07 Заказ № 614 Объем 1,0 печ л Тираж 100 экз Типография МГТУ им Н Э Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул д 5 263-62-01

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ

В ТРАНСПОРТНЫХ ДИЗЕЛЯХ.

1.1. Требования, предъявляемые к дизелям в современных условиях.

1.2. Совершенствование процесса смесеобразования в дизелях.

1.3. Цель работы и задачи исследования.

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ РАЗВИТИЯ СТРУЙ РАСПЫЛИВАЕМОГО ТОПЛИВА

2.1. Разработанные методы расчета процесса распиливания топлива в дизелях.

2.2. Методика расчета процесса распыливания топлива.

2.3. Расчет процесса распыливания топлива.

В последние годы отмечается быстрый рост парка автомобилей, расширение сферы их применения, увеличение мощностей двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на транспортные средства. При этом доля дизельных двигателей на транспорте неуклонно возрастает и достигла в настоящее время 25-30 %. Такими двигателями традиционно оснащаются большегрузные автомобили, городские автобусы, расширяется их применение на легковых автомобилях. В качестве силовых установок сельскохозяйственных машин также используются главным образом дизельные двигатели.

Дизельные двигатели, работающие с повышенными степенью сжатия и коэффициентом избытка воздуха, в большей степени, чем другие двигатели отвечают современным тенденциям развития транспортного и автотракторного двигателестроения - повышению агрегатной мощности, снижению удельного расхода топлива и токсичности отработавших газов (ОГ). Эти показатели в значительной степени зависят от характера протекания процессов топливоподачи, воздухоснабжения и смесеобразования.

При организации процессов подачи топлива и воздуха в цилиндры транспортных и автотракторных дизелях необходимо согласование параметров и характеристик этих процессов на каждом эксплуатационном режиме. Это вызвано тем, что на режимах с пониженной частотой вращения и неполной подачей топлива показатели впрыскивания и распыливания топлива, как правило, ухудшаются. В частности, отмечается уменьшение длины и ширины топливного факела, ухудшение качества распыливания топлива, увеличение неравномерности распределения капель топлива по объему камеры сгорания (КС). Для режимов с низкой частотой вращения характерно и уменьшение интенсивности вихревого движения воздуха в КС дизеля, приводящее к ухудшению качества процесса смесеобразования. Эти факторы приводят к снижению эффективности процесса сгорания топлива и ухудшению экономических и экологических показателей дизеля.

Таким образом, при разработке и совершенствовании систем топливо-подачи и воздухоснабжения возникает проблема выбора их характеристик и рациональной формы КС, обеспечивающей целенаправленное движение воздушного заряда, согласующееся с направлением струй распыливаемого топлива, оценки влияния конструктивных особенностей топливной аппаратуры и формы КС на показатели работы дизеля в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов.

Диссертационная работа посвящается совершенствованию рабочего процесса в дизелях с непосредственным впрыскиванием топлива. Предложены конструкции поршней, обеспечивающих направленное движение воздушного заряда в КС дизеля. Исследованы вопросы динамики топливной струи с учетом организации целенаправленного движения воздушного заряда. Предложены математические модели для расчета динамики топливных струй и движения воздушного заряда в КС. С использованием разработанных математических моделей проведена оценка параметров движения воздуха при использовании поршней предложенных конструкций и их влияния на динамику развития топливных струй. Проведены экспериментальные исследования поршней предложенных конструкций на одноцилиндровой установке двигателя семейства АМЗ (1 ЧН 13/14). Показано влияния формы КС на показатели топливной экономичности и токсичности ОГ. Подтверждена возможность заметного улучшения названных показателей при согласовании характеристик топливоподачи с формой КС и направлением движения воздушного заряда.

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью обеспечения требуемых экономических и экологических показателей дизелей. Сложность решения этой проблемы усугубляется многорежимностью транспортного дизеля и рассогласованием характеристик его различных систем при работе на режимах с пониженными частотой вращения и нагрузкой. Поэтому повышение качества рабочего процесса дизеля в широком диапазоне эксплуатационных режимов может быть достигнуто за счет согласования геометрических характеристик струй распиливаемого топлива с формой КС и движением воздушного заряда. Поэтому актуальной проблемой является комплексное совершенствование систем топливоподачи и воздухоснабжения транспортного дизеля. Такое совершенствование двигателя целесообразно проводить с использованием методов математического моделирования, позволяющих сократить временные и материальные затраты при проведении исследовательских работ. С помощью предлагаемых расчетных методов можно провести всесторонний анализ рабочего процесса и выдать рекомендации по изменению существующих конструкций поршней и систем топжвоподачи с целью улучшения эффективных и экологических показателей транспортных дизелей. Результаты этих исследований могут быть использованы при определении целесообразной формы КС и создании топливоподающих систем, обеспечивающих перспективные требования к токсичности ОГ при достижении повышенных показателей дизелей по топливной экономичности.

Цель работы; улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем использования камер сгорания с направленным движением воздушного заряда и разработка расчетно-экспериментального метода комплексного исследования процессов распыливания топлива и смесеобразования.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов исследования. С помощью теоретических методов были исследованы характеристики динамики развития струй распыливаемого топлива и движения воздушного заряда в КС дизеля. Экспериментальная часть работы заключалась в определении показателей дизеля, оснащенного поршнями с КС различной формы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана математическая модель расчета динамики развития струи рас-пыливаемого топлива, учитывающая влияние движения воздушного заряда в объёме КС дизеля на геометрические характеристики струи.

- разработана математическая модель расчета движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, позволяющая определить параметры этого движения при использовании поршней с различной формой КС в поршне.

- в сравнительных экспериментальных исследованиях выявлены достоинства и недостатки предложенных конструкций поршней с камерами сгорания, обеспечивающими направленное движение воздушного заряда в объеме КС.

Достоверность и обоснованность научных положений определяются:

- использованием фундаментальных законов и уравнений термодинамики, аэродинамики и гидравлики, современных численных и аналитических методов реализации математических моделей;

- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований и применением при оценке адекватности математических моделей достоверных опытных данных, полученных при испытаниях на безмоторной установке и на одноцилиндровом двигателе.

Практическая ценность состоит в том, что:

- разработан алгоритм и программа расчета динамики развития струй распы-ливаемого топлива с учетом направленного движения воздушного заряда в КС дизеля, позволяющая с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования систем топливоподачи для существующих и перспективных дизелей;

- разработан алгоритм и программа расчета движения воздушного заряда в КС дизеля, позволяющая с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования поршней для существующих и перспективных дизелей;

- разработаны конструкции поршней, обеспечивающие значительное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизелей транспортного и автотракторного назначения.

Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных работ лаборатории «Автоматика» НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана и кафедры «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана. Результаты исследований внедрены в ФГУП «НАМИ» и ЗАО «Дизель-КАР» (г. Москва). Апробация работы;

Диссертационная работа заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Поршневые двигатели» и «Теплофизика» в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2007 г.

По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады:

- на международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, 17-19 мая 2005 г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана;

- на межотраслевой научно-технической конференции «Современные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 75-летию кафедры «Судовые ДВС и дизельные установки» СПбГМТУ, 14 октября 2005 г., Санкт-Петербург, Государственный морской технический университет;

- на Всероссийском научно техническом семинаре (ВНТС) им. проф. В.И. Крутова по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок при кафедре «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2005 и 2006 г.г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 4 статьи, 5 материалов конференций, 1 заявка на изобретение [34, 40, 41, 56, 78,79, 80,81,82,111].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 166 страниц, включая 146 страниц основного текста, содержащего 54 рисунка, 4 таблицы. Список литературы включает 143 наименования на 16 страницах. Приложение на 20 страницах включает листинги программ расчета динамики струй распиливаемого топлива и движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, а также документы о внедрении результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные расчетные и экспериментальные исследования показали, что путем комплексного совершенствования систем топливоподачи и возду-хоснабжения, согласования их параметров с формой камеры сгорания можно значительно улучшить показатели топливной экономичности и токсичности ОГ отечественных транспортных дизелей.

Полученные при исследованиях результаты сводятся к следующим основным выводам и рекомендациям:

1. Анализ выполненных конструкций поршней дизельного двигателя показал, что выполнение в вытеснителе поршня вспомогательных камер позволяет направлять формируемый при движении поршня к ВМТ поток воздушного заряда в зоны распространения струй топлива с пониженным коэффициентом избытка воздуха.

2. Разработана порционная математическая модель динамики развития струй распыливаемого топлива, учитывающая направленное движение воздушного заряда в КС дизеля путем выделения осевой и поперечной составляющих скорости движения воздуха и позволяющая оценить влияние формы КС на динамику развития струй.

3. Проведенные расчеты динамики развития струй, формируемых топливной системой дизеля Д-245, работающего на номинальном режиме, показали, что наличии на днище поршня четырех тангенциальных каналов расчетная длина струи распыливаемого топлива сократилась на 30 % (с 54 мм до 37 мм).

4. Разработана математическая модель расчета движения воздушного заряда в камере сгорания дизеля, учитывающая сложную форму камеры и позволяющая оценить влияние формы КС на параметры движения воздушного заряда.

5. При диаметре поршня 0=130 мм, диаметре камеры в поршне с1=76 мм, надпоршневом зазоре 8=0,5 мм на режиме с п=2000 мин"1 расчетная максимальная скорость перетекания воздуха из дополнительной камеры в камеру сгорания в поршне составила С=35 м/с.

6. Замена серийного поршня опытным по первому варианту в дизеле, работающем на номинальном режиме при давлении гидродогружения РфГ=36 МПа, позволили снизить удельный эффективный расход топлива с 266 до 247 г/(кВт-ч), т.е. на 7,1 %, при уменьшении дымности ОГ Кх с 57 до 50 % по шкале Хартриджа.

7. Использование опытного поршня по второму варианту позволяет снизить §е с 266 до 247 г/(кВт-ч) при одновременном снижении Кх с 57 до до 25 % по шкале Хартриджа.

8. Установка опытного поршня по третьему варианту обеспечила снижение & с 266 до 250 г/(кВт-ч) при одновременном снижении Кх= с 57 до 28 % по шкале Хартриджа.

9. На номинальном режиме наименьшие значения удельного эффективного расхода топлива =247 г/(кВт-ч)) достигнуты при установке поршней с опытными КС №1 и 2, а минимальные значения дымности ОГ (Кх=25 % по шкале Хартриджа) - с опытной КС №2.

1. Автомобильные двигатели / В.М. Архангельский, М.М. Вихерт, А.Н. Войнов и др.; Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. - 591 с.

2. Архангельский В.М., Злотин Т.Н. Работа автотракторных двигателей на неустановившихся режимах. М.: Машиностроение, 1979. - 215 с.

3. Астахов И.В. Приближенный метод оценки конуса распыла, дальнобойности и мелкости распыла струи топлива бескомпрессорного дизеля // Дизелестроение. 1939. - № 10. - С. 7-12.

4. Баев В.К. О кумулятивном механизме развития высоконапорной топливной струи // Двигателестроение. -1981. № 2. - С. 8-12.

5. Балакин В.И., Еремеев А.Ф., Семенов Б.Н. Топливная аппаратура быстроходных дизелей. Л.: Машиностроение, 1967. - 298 с.

6. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.-676 с.

7. Вебер К. Распад струи жидкости / Двигатели внутреннего сгорания. Том 1 Бескомпрессорные дизели. Процессы впрыскивания и распыливания топлива: Сборник статей под ред. С.Н. Васильева. - М.-Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1936.-С. 25-54.

8. Вихерт М.М., Мазинг М.В. Топливная аппаратура автомобильных дизелей: конструкция и параметры. М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

9. Володин В.М., Давыдков Б.Н. Некоторые возможности улучшения показателей дизелей с камерой сгорания, расположенной в поршне // Тракторы и сельхозмашины. 1970. - № 12. - С. 12-14.

10. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. М.: Госэнергоиздат, 1968. - 496 с.

11. Вырубов Д.Н. О расчете смесеобразования // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1973. - № 11. - С. 86-90.

12. Гайворонский А.И., Савченков Д.А. Влияние геометрии камеры сгорания на экологические и экономические показатели газового двигателя: Обзорная информация. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2006. - 80 с.

13. Гайворонский А.И. Тепловое состояние деталей ЦПГ газового двигателя // Автомобильная промышленность. 2006. - № 12. - С. 9-11.

14. Гальговский В.Р. Совершенствование организации рабочего процесса автомобильных дизелей с камерой в поршне при использовании организованного движения воздушного заряда: Автореферат дисс. . канд. техн. наук, 05.04.02. М.: МАДИ, 1972. - 29 с.

15. Гафуров P.A., Глебов Г.А., Скворцов Ю.М. Исследование структуры дизельной топливной струи при циклическом впрыскивании методом импульсной голографии // Двигателестроение. 1996. - № 3-4. - С. 10-12.

16. Генлейн А. Распад струи жидкости / Двигатели внутреннего сгорания. Том 1 Бескомпрессорные дизели. Процессы впрыскивания и распыли-вания топлива: Сборник статей под ред. С.Н. Васильева. - М.-Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1936.-С. 5-24.

17. Гершман И.И., Лебединский А.П. Многотопливные дизели. М.: Машиностроение, 1971. - 184 с.

18. Головинцов А.Г., Юдаев Б.Н., Федотов Е.И. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Машиностроение, 1970. - 295 с.

19. Голубков Л.Н. Расчетное исследование способов повышения давления впрыскивания топлива в дизелях // Автомобильные и тракторные двигатели внутреннего сгорания: Сб.науч.трудов МАДИ. М.: Изд-во МАДИ, 1986. - С.71-76.

20. Голубков Л.Н., Савастенко A.A., Эммиль М.В. Топливные насосы высокого давления распределительного типа. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2000. - 176 с.

21. Горбунов В.В., Патрахальцев H.H. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1998.-216 с.

22. Грехов Л.В. Гидродинамический расчет процесса подачи топлива в дизелях. Расчет процесса впрыскивания неразделенными топливными системами: учебное пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990. - 46 с.

23. Грехов Л.В., Иващенко H.A., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для ВУЗов. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2005. - 344 с.

24. Грехов Л.В., Кулешов A.C. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 64 с.

25. Грехов Л.В. Научные основы разработки систем топливоподачи в цилиндры двигателей внутреннего сгорания: Автореферат дисс. докт. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 32 с.

26. Грехов JI.B. Топливная аппаратура с электронным управлением дизелей и двигателей с непосредственным впрыском бензина. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2001. - 176 с.

27. Гриншпан А.З., Романов С.А., Свиридов Ю.Б. О расчете развития неиспаряющегося факела распыленного жидкого топлива по заданной характеристике впрыска//Труды ЦНИТА. 1976. - Вып.68. - С.28-33.

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

29. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1983.-372 с.

30. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / В.П. Алексеев, В.Ф. Воронин, J1.B. Грехов и др.; Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

31. Двигатель внутреннего сгорания / В.Н. Белоусов, М.С. Гитис, A.M. Димитренко и др.: Патент РФ № 1768788 // Бюллетень изобретений. 1992. -№38.-С. 131.

32. Двигатель внутреннего сгорания / С.Н. Девянин, В.А. Марков, A.B. Микитенко и др.: Заявка на изобретение РФ № 2005120720/06. Дата подачи 05.07.2005 г. // Бюллетень изобретений. - 2007. - № 2. - С. 91.

33. Двигатель внутреннего сгорания / Л.М. Павлович, З.М. Ройфберг, B.C. Грачев и др.: Авторское свидетельство СССР № 1315630 // Бюллетень изобретений. 1987. - № 21. - С. 164.

34. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия / В.А. Куцевалов, Е.Г. Пономарев, О.Б. Рябиков и др.: Авторское свидетельство СССР № 1312203 // Бюллетень изобретений. 1987. - № 19. - С. 156.

35. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия / В.А. Куцевалов, Е.Г. Пономарев, A.M. Сайкин и др.: Авторское свидетельство СССР № 1390401 // Бюллетень изобретений. 1988. - № 15. - С. 143.

36. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия / Н.Ф. Разлейцев, M.JL Копылов, И.Н. Карягин и др.: Патент РФ № 2032084 // Бюллетень изобретений. 1995. - № 9. - С. 103.

37. Девянин С.Н., Марков В.А. Математическая модель динамики развития струй распыливаемого топлива в дизеле // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2005. - № 7. - С. 23-44.

38. Девянин С.Н., Марков В.А., Микитенко A.B. Метод совершенствования процесса смесеобразования быстроходного дизеля // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2006. - № 8. - С. 25-36.

39. Девянин С.Н. Улучшение эксплуатационно-технических показателей быстроходного дизеля совершенствованием процесса впрыскивания и распыливания топлива: Дисс. докт. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - 391 с.

40. Дизели. Справочник / Под ред. В.А. Ваншейдта, H.H. Иванченко, JI.K. Коллерова. Л.: Машиностроение, 1977. - 480 с.

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

42. Иващенко H.A., Вагнер В.А., Грехов JÏ.B. Дизельные топливные системы с электронным управлением. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2000. -111 с.

43. Исаев С.И. Термодинамика: 3-е издание. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000.-414 с.

44. Исследование возможности получения повышенных давлений впрыскивания топливоподающей аппаратурой разделенного типа в автотракторных дизелях / JI.B. Грехов, В.А. Марков, В.А. Павлов и др. // Вестник МГТУ. Машиностроение. 1997. - № 1. - С.92-103.

45. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 592 с.

46. Камера сгорания в днище поршня / Wolters Gerhard, Wagner Wilhelm: Заявка ФРГ № 3025943 // Реферативный журнал. 1982. - Сер. 39.- № 12.-С. 24.

47. Камера сгорания дизеля / Л.М. Павлович, B.C. Козлов, Е.Г. Пономарев и др.: Авторское свидетельство СССР № 909243 // Бюллетень изобретений. -1982.-№ 8. С. 135.

48. Камера сгорания дизеля / Buddenhagen Uwe: Заявка ФРГ № 2809914 // Реферативный журнал. 1979. - Сер. 39. - № 8. - С. 26.

49. Камера сгорания с завихрителями в днище поршня дизеля / Kanai Seikichi, Komiyama Kunikiko: Патент США № 4176628 // Реферативный журнал. 1979. - Сер. 39. - № 7. - С. 17.

50. Камера сгорания / Янасигава Наоки, Сато Йосихико, Сакураи Но-риюки и др.: Заявка Японии № 63109221 // Кокай токкё кохо. 1987. - Сер. 5(1). - Том 32. - № 21. - С. 117-123.

51. Камеры сгорания с повышенной энергией смесеобразования / С.Н. Девянин, В.А. Марков, A.B. Микитенко и др. // Автомобильная промышленность. 2006. - № 1.-С.11-15.

52. Камфер Г.М. Анализ и подбор конструктивных элементов камеры сгорания при оптимальных условиях смесеобразования // Двигателестроение. 1986,-№6.-С. 17-20.

53. Камфер Г.М. Комплексный показатель смесеобразования для дизелей с камерой в поршне // Двигателестроение. 1986. - № 4. - С. 3-6.

54. Камфер Г.М., Семенов В.Н. Анализ взаимосвязи диаметра камеры сгорания и интенсивности движения воздушного заряда в дизеле // Двигателестроение. 1983. - № 10. - С. 3-5.

55. Камфер Г.М., Семенов В.Н., Степаненко A.C. Интенсивность вращения воздушного заряда при различных конструкциях впускного канала и камеры сгорания //Двигателестроение. 1986. - № 9. - С. 6-8.

56. Коротнев А.Г., Кульчицкий А.Р., Честнов Ю.И. Конструкция проточной части распылителя и параметры дизеля // Автомобильная промышленность. 2002. - № 2. - С. 15-17.

57. Крупский М.Г., Рудаков В.Ю., Чугунов A.B. Методика расчета геометрических параметров струи распыленного топлива в камере сгорания дизелей // Новые технологии 21 век. - 2000. - № 2. - С. 31-33.

58. Крутов В.И., Горбаневский В.Е., Кислов В.Г. Топливная аппаратура автотракторных двигателей. М.: Машиностроение, 1985. - 208 с.

59. Кругов В.И., Горбаневский В.Е. Математическая модель впрыска и распыливаиия топлива дизельной топливной аппаратурой // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1987. - № 5. - С. 38-44.

60. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. Владимир: Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. - 256 с.

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

62. Кухарев М.Н., Гершман И.И. Исследование распыливания топлива применительно к быстроходным дизелям / Исследование распыливания и горения дизельного топлива: Сб. трудов НАМИ. М.: Машгиз, 1959. - Вып.87. -С. 3-56.

63. Лебедев О.Н. Исследование и повышение эффективности объемного смесеобразования в судовых четырехтактных дизелях: Автореферат дисс. . д-ра техн. наук, 05.08.05. JL: Институт водного транспорта, 1979. - 34 с.

64. Лебедев О.Н., Марченко В.Н. Экспериментальное исследование испарения капель углеводородных топлив при высоких температурах и давлениях // Известия Сибирского отделения АН СССР. Серия «Технические науки». - 1978. - Вып. 2. - № 8. - С. 82-86.

65. Лебедев О.Н. Методы улучшения смесеобразования в судовых четырехтактных дизелях: Учебное пособие. Новосибирск: Институт инженеров водного транспорта, 1973. - 99 с.

66. Лебедев О.Н., Чирков С.Н. Теоретические основы процессов смесеобразования в дизелях. Новосибирск: Государственная академия водного транспорта, 1999. - 369 с.

67. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. М.: Колос, 1994. - 224 с.

68. Луканин В.Н., Мальчук В.И. Коррекция подачи и распиливания топлива в камере сгорания дизеля // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2000.-№3.-С. 27-30.

69. Лышевский A.C. Распыливание топлива в судовых дизелях. Л.:, Судостроение, 1971. - 248 с.

70. Лышевский A.C. Системы питания дизелей. М.: Машиностроение, 1981.-216 с.

71. Мальчук В.И. Методы совершенствования распыливания топлива в быстроходном дизеле // В сб.: «Поршневые двигатели и топлива в XXI веке». Труды МАДИ (ГТУ). - 2003. - С.30-36.

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

73. Марков В.А., Девянин С.Н., Микитенко A.B. Проточная часть распылителя форсунки и ее влияние на показатели дизеля // Грузовик &. 2006. -№ 6. - С. 32-37.

74. Озимов П.Л., Ванин В.К. Развитие конструкции дизелей с учетом требований экологии // Автомобильная промышленность. 1998. - № 11. - С. 31-32.

75. Патрахальцев H.H. Системы топливоподачи с регулированием начального давления // Двигателестроение. 1980. - № 8. - С.32-35.

76. Повышение эффективности подачи и распыливания топлива в дизелях / В.А. Марков, В.И. Мальчук, С.Н. Девянин и др. // Грузовик &. 2003.- № 6. С. 30-32. - № 7. - С. 23-27. - № 8. - С. 50-51.

77. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов, В.И. Трусов, A.C. Хачиян и др.; Под ред. И.В. Астахова. М.: Машиностроение, 1971.- 359 с.

78. Работа дизелей в условиях эксплуатации: Справочник / А.К. Костин, Б.П. Пугачев, Ю.Ю. Кочинев.; Под ред. А.К. Костина. JL: Машиностроение, 1989. - 283 с.

79. Работа топливоподающей аппаратуры дизелей при частичных и переходных режимах / Г.Б. Горелик, Х.Д. Дьяченко, JI.E. Магидович и др. // Труды ЛПИ. 1970. - № 316. - С. 57-64.

80. Развитие факела топлива при впрыске в поперечный газовый поток / М.С. Ховах, В.И. Трусов, В.Н. Жабин и др. // Тракторы и сельхозмашины. -1966. № 7. - С. 5-8.

81. Распыливание жидкостей / Ю.Ф. Дитякин, JI.A. Кличко, Б.В. Новиков и др. М.: Машиностроение, 1977. - 208 с.

82. Режимы работы двигателей энергонасыщенных тракторов / Н.С. Ждановский, A.B. Николаенко, B.C. Шкрбак и др. J1.: Машиностроение, 1981.-240 с.

83. Рудаков В. Исследование теплового и газодинамического воздействия воздушного заряда на развитие топливной струи // Двигатель. 2004. - № 4. - С. 7-9. - 2005. - № 1. - С. 46-47.

84. Русинов Р.В., Волков Ю.П., Герасимов И.М. О распыливании топлива в дизелях // Двигателестроение. 2004. - № 2. - С.4-6.

85. Русинов Р.В. Конструирование и расчет дизельной топливной аппаратуры. М.: Машиностроение, 1965. - 240 с.

86. Свиридов Ю.Б., Малявинский JI.B., Вихерт М.М. Топливо и топли-воподача автотракторных дизелей. JL: Машиностроение, 1979. - 248 с.

87. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. JL: Машиностроение, 1972. - 222 с.

88. Семенов Б.Н., Павлов Е.П., Копцев В.П. Рабочий процесс высокооборотных дизелей малой мощности. JL: Машиностроение, 1990. - 240 с.

89. Скрипник A.A. Влияние интенсивности вихревого движения заряда на локальные параметры рабочего процесса в двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива: Автореферат дисс. . канд. техн. наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 16 с.

90. Совершенствование процесса топливоподачи быстроходных дизелей / В.А.Марков, В.И.Мальчук, Е.А.Сиротин и др. // Грузовик &. 2003. - № 3. - С. 26-30. - № 4. - С. 24-28.

91. Совершенствование процессов тепловыделения в дизеле за счет качества топливоподачи / В.Р. Гальговский, И.К. Скрипник, В.П. Величко и др. // Автомобильная промышленность. -1981. № 12. - С. 6-9.

92. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А.Д. Блинов, П.А. Голубев, Ю.Е. Драган и др.; Под ред. B.C. Папонова, A.M. Минеева. М.: НИЦ «Инженер», 2000. - 332 с.

93. Соколов В.В. Снижение токсичности дизелей совершенствованием топливной аппаратуры // Труды ЦНИТА. 1983. - Вып.81. - С.46-60.

94. Теория двигателей внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко, А.К. Костин, Б.П. Пугачев и др.; Под ред. Н.Х. Дьяченко. Л.: Машиностроение, 1974. - 552 с.

95. Теплотехника / A.M. Архаров, А.Г. Кузнецов, В.И. Шатров и др.; Под ред. A.M. Архарова, В.Н. Афанасьева: Учебник для ВУЗов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 712 с.

96. Техническая термодинамика: Учебник для ВУЗов / Е.В. Дрыжаков, Н.П. Козлов, Н.К. Корнейчук и др.; Под ред. В.И. Крутова. М.: Высшая школа, 1971.-472 с.

97. Толшин В.И., Якунчиков В.В. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей. М.: Изд-во МГАВТ, 1999. - 190 с.

98. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов, J1.H. Голубков, В.И. Трусов и др. М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

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

100. Трусов В.И., Рябикин JIM. К расчету движения факела распыленного топлива в неподвижной газовой среде // Труды МАДИ. 1972. - Вып.40. - С. 38-44.

101. Улучшение показателей дизеля путем совершенствования процессов топливоподачи и воздухоснабжения / С.Н. Девянин, В.А. Марков, A.B. Микитенко и др. // Грузовик &. 2005. - № 4. - С. 26-30.

102. Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Влияние конструктивных параметров на распиливание, развитие факела и испарение топлива в быстроходных дизелях. М.: ЦНИИТЭ Итракторосельхозмаш, 1973. - 50 с.

103. Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Исследование оптимальных условий развития факела в быстроходном дизеле при различных камерах сгорания // Труды ЦНИТА. 1973. - Вып.56. - С. 5-8.

104. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. Л.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

105. Финогенов А.Н. Экспериментальное исследование распределения распыленного топлива по поперечному сечению факела / Совершенствование и создание форсированных двигателей: сб. научн. тр. // Труды ЦНИДИ. 1982.-С. 19-25.

106. Чирков С.Н. Комплексный анализ процесса смесеобразования в дизельных ДВС: Автореферат дисс. . д-ра техн. наук, 05.04.02. Барнаул: Алтайский государственный технический университет, 1997. - 60 с.

107. Arai M. Desintegrating Process and Spray Characterization of Fuel Jet? Injecting by a Diesel Nozzle // SAE Technical Paper Series. 1984. - № 840275.-P. 1-20.

108. Arcoumanis C., Cossali E., Paal G., Transient Characteristics of Multi-Hole Diesel Sprays // SAE Technical Paper Series. 1990. - № 900480. - P. 1-10.

109. Chiu W.S., Shahed S.M., Lyn W.T. A Transient Spray Mixing Model for Diesel Combustion // SAE Technical Paper Series. 1976. - № 760128. - P. 110.

110. Dent J.C. A Basis for the Comparison of Various Experimental Methods for Studying Spray Penetration // SAE Technical Paper Series. 1971. - № 710571.-P. 1881-1884.

111. Eiglmeier C., Merker G.P. Neue Ansätze zur Phänomenologischen Modellierung des Gasseitigen Wandmarmeubergangs in Dieselmotor // MTZ. -2000. Jg.61. - № 5. - S. 324-335.

112. Eisbett L. Entwicklung eines Dieselmotors mit Wärmedichterem Verbrennungsraum // MTZ. -1981. Jg. 42. - № 3. - S. 99-105.

113. Kamimoto T., Yokota H., Kobayashi H. Effect of High Pressure Injection Soot Formation in a Rapid Compression Machine to Simulate Diesel Flames // SAE Technical Paper Series. 1987. - № 871610. - P. 1-9.

114. Keshaw S., Varde K., Popa D. Diesel Fuel Spray Penetration at High Injection Pressures // SAE Technical Paper Series. 1983. - № 830448. - P. 1-10.

115. Kihara R., Mikami Y., Kinbara M. The Advantages of the Isuzu Square Combustion Chamber for D.I. Engine // SAE Technical Paper Series. 1983. - № 830372.-P. 1-5.

116. Kikuta K., Yuyama R., Chikahisa T. Studies of the Characteristics of Injected Diesel Fuel // Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu = Transport Japan Society Mechanical Engineering Bulletin. 1999. - № 633. - P. 334-340.

117. Kong S.C., Senecal P.K., Reitz R.D. Developments in Spray Modeling in Diesel and Direct-Injection Gasoline Engines // Oil and Gas Science and Technology: Review Institute Fr. Petrole. 1999. - № 2. - P. 197-204.

118. Kuniyoshi H.H., Tanape G.T., Rujimoto H. Investigation on the Characteristics of Diesel Fuel Spray // SAE Technical Paper Series. 1980. - № 800968.-P. 1-10.

119. Melton R.B. Diesel Fuel Injection Viewed as a Jet Phenomenon // SAE Technical Paper Series. -1971. № 710132. - P. 1-10.

120. Morimatsu T., Okazaki T., Furuya T. Improvement of Emissions From Diesel Engines // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 1988. -Vol. 110.-№7.-P. 343-348.

121. Nishizawa K., Ishiwata H., Yamaguchi S. A New Concept of Diesel Fuel Injection Timing and Injection Control System // SAE Technical Paper Series. - 1987. - № 870434. - P. 1-9.

122. Ogasawara M., Sami H. Study on the Behavior of a Fuel Droplet Injected into the Combustion Chamber of a Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1967. - № 670468. - P. 1690-1707.

123. Oz I.K. Calculation of Spray Penetration in Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1969. - № 690524. - P. 1107-1116.

124. Parks M.V., Polonski C., Toye R. Penetration of Diesel Fuel Sprays in Gases // SAE Technical Paper Series. 1966. - № 660747. - P. 1-10.

125. Sass F. Kompressorlose Dieselmaschinen. Berlin.: Springer, 1929.-56 s.

126. Shimoda M., Shigemori M., Tsuruoka S. Effect of Combustion Chamber Configuration on In-Cylinder Air Motion and Combustion Characteristics of D.I. Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1985. - № 850070. - P. 1-13.

127. Takeuchi K., Senda J., Shikuga M. Transien Characteristics of Fuel At-omization and Droplet Size Distribution in Diesel Fuel Spray // SAE Technical Paper Series. 1983. - № 830449. - P. 1-15.

128. Tsujimura K., Kobayashi S. The Effect of Injection Parameters and Swirl on Diesel Combustion with High Pressure Fuel Injection // SAE Technical Paper Series. -1991. № 910489. - P. 1-13.

129. Ueki S., Miura A. Effect of Difference of High Pressure Fuel Injection Systems on Exhaust Emissions from HDDI Diesel Engine // JSAE Review. 1999. -Vol.20.-№4.-P. 555-557.

130. Van Gerpen J.H., Huang C.W., Borman G.L. The Effects of Swirl and Injection Parameters on Diesel Combustion and Heat Transfer // SAE Technical Paper Series. 1985. - № 850265. - P. 1-18.

131. Watanabe T., Daidoji S., Varde K.S. Relationship Between Visible Spray Observations and DI Diesel Engine Performance // Transactions of the ASME. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2000. - Vol. 122. - № 4. - P. 596-602.