автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение показателей рабочего процесса дизеля интенсификацией впрыска топлива

На правах рукописи

ОГНЕВ Иван Владимирович

УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЕЙ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Специальность 05.04.02 - тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул - 2003

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Матиевский Дмитрий Дмитриевич

Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Свистула Андрей Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лебедев Олег Николаевич; кандидат технических наук Шаталов Геннадий Степанович.

Ведущее предприятие: ОАО ХК «Барнаултрансмаш»

Защита состоится 28 ноября 2003 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.03, действующего при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять в двух экземплярах по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан « 24 » октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.004.03 д. т. н., профессор

В.А. Синицын

'¿а о 3-(\ 17070

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Дизельный двигатель внутреннего сгорания благодаря возможности его форсирования будет занимать в ближайшие годы ведущее место в качестве энергосиловой установки в различных секторах экономики.

Одним из направлений совершенствования дизельных ДВС стало их форсирование по мощности и улучшение экономических и экологических показателей. При этом негативным фактором является увеличение продолжительности сгорания, что вызывает рост непроизводительных потерь теплоты, снижение индикаторного КПД, ухудшение экологических показателей и топливной экономичности.

Эффективным методом улучшения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов дизелей является совершенствование процесса топливоподачи, определяющего характер дальнейшего протекания смесеобразования и сгорания и, следовательно, показатели рабочего процесса дизеля. В настоящее время целый ряд ведущих мировых производителей дизелей ведет работы по совершенствованию рабочего процесса дизеля за счет увеличения давления впрыскиваемого топлива до 50 - 150 МПа (иногда и выше), то есть интенсификацией впрыска топлива. Отсюда, задача по интенсификации впрыска топлива в дизеле является актуальной.

Исследования выполнялись в рамках НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки техники» 2000 -2002 гг., «Студенты и аспиранты - малому наукоемкому бизнесу (Пол-зуновские гранты)» 2001 и 2002 гг.

Цель работы. Анализ возможности улучшения экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля за счет интенсификации процесса впрыска топлива.

Научная новизна. Предложен программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля, объединяющий в единое целое отдельные расчетные блоки: гидродинамический расчет линии высокого давления (ЛВД); расчет параметров движения струи; расчет характеристики тепловыделения; анализ КПД и эффективности использования теплоты в цикле, расчет содержания ВВ в ОГ дизеля. Комплекс позволяет на стадии проектирования в первом приближении решать задачи оптимизации некоторых характерных параметров ТА (диаметра соплового отверстия, давления впрыска и др.).

На основе использования метода оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распыливания уточнены расчетная методика скорости истечения топлива из соплового отверстия, зависимости, описывающие развитие

струи топлива, которые использованы при математическом моделировании рабочего процесса дизеля; разработана экспресс - методика определения давления впрыска топлива перед сопловыми отверстиями распылителя.

Экспериментально получена зависимость распределения массы частиц топлива по скорости движения и скорости фронта топливного факела от давления впрыска топлива.

Методы исследования. Достоверность результатов достигнута выбором современных методов и средств измерений, соблюдением требований стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей, а для теоретических исследований - принятием обоснованных исходных данных и закономерностей и сопоставлением результатов расчета и эксперимента.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработаны расчетные методики, доведенные до инженерного использования включающие: гидродинамический расчет ЛВД, расчет рабочего процесса, методику расчета скорости струи топлива. Показана возможность повышения индикаторного КПД и снижения вредных выбросов с ОГ для конкретных режимов работы. Рекомендованы мероприятия по оптимизации конструктивных и регулировочных параметров ТА.

Практические результаты по влиянию повышения давления впрыска на параметры рабочего процесса дизеля приняты к использованию при доводке дизелей на АО ХК «Барнаултрансмаш». Предложен экспресс — метод исследования параметров топливной струи и контроля качества распылителей форсунок на АО «Алтайский завод прецизионных изделий». Методические разработки и программные средства используются в учебном процессе АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. В период с 2000 по 2003 гг. основные результаты исследований представлены на региональных, всероссийских и международных конференциях в городах: Казань, Барнаул, Томск, Красноярск, Новосибирск, Челябинск, Владимир, а также на научных семинарах кафедры ДВС (АлтГТУ, г. Барнаул).

Публикации. По теме диссертации опубликовано шестнадцать печатных работ, получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и списка использованной литературы, приложения, содержит 120 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 5 таблиц и список литературы из 185 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечена актуальность выбранной темы, которая заключается в необходимости совершенствования рабочего процесса дизеля интенсификацией впрыска топлива.

В первой главе проведен комплексный анализ состояния вопроса, и определены задачи исследования.

В литературе указано, что с увеличением давления впрыска возрастает скорость истечения топлива из отверстий распылителя, и улучшаются дисперсность и однородность распыливания. При этом происходит увеличение длины и угла конуса топливной струи. Все это приводит к уменьшению вероятности переобогащения топливом сердцевины струи и улучшению показателей рабочего процесса дизеля (при условии согласования параметров топливной струи с формой камеры сгорания).

В отечественных транспортных дизелях наиболее распространена топливная аппаратура разделенного типа с многоплунжерными ТНВД, поэтому в настоящей работе рассматриваются именно эти системы.

В указанных системах для увеличения давления впрыска топлива повышают объемную скорость вытеснения топлива плунжером (за счет увеличения диаметра или скорости плунжера), уменьшают объем линии высокого давления топливной системы, повышают давление начала впрыскивания, увеличивают жесткость системы насос - топливопровод - форсунка.

Динамика тепловыделения определяется характеристикой впрыска топлива в цилиндр, испарением, смесеобразованием и процессами сгорания топлива. Исходя из этого, на начальном этапе теоретических исследований проведен анализ влияния характера тепловыделения на рабочий процесс дизеля на основе ранее выполненных работ.

Показано, что для повышения индикаторного КПД необходимо сокращать продолжительность сгорания, например за счет сокращения продолжительности впрыска при его интенсификации.

Таким образом, в ходе анализа намечено решение следующих задач:

- теоретическое исследование возможности повышения давления впрыскиваемого топлива путем подбора конструктивных параметров топливной аппаратуры;

- разработка расчетно-программного комплекса и численное исследование влияния динамики впрыска топлива на внутрицилиндровые процессы дизеля: тепловыделение, формирование индикаторного КПД, а также статьи неиспользования теплоты, экономичность и токсичность дизеля;

- выполнение комплекса экспериментально-теоретических работ по исследованию влияния динамики впрыска топлива на развитие топливной струи; уточнение расчетных зависимостей, описывающих развитие топливной струи;

- экспериментальное исследование внутрицилиндровых процессов и основных показателей рабочего процесса дизелей ЧН15/15 и ЧН15/18

при интенсификации впрыска топлива и согласовании параметров топливной струи с формой камеры сгорания дизеля.

Во второй главе рассмотрен механизм теоретических исследований, направленных на решение задач, сформулированных выше.

На первом этапе численных исследований с использованием метода гидродинамического расчета, предложенного Ю.Я. Фоминым, анализировались мероприятия по интенсификации впрыска топлива с целью получения оптимальных максимально возможных уровней давления впрыска топлива при использовании ТА разделенного типа. Создана уточненная программа на ЭВМ, доведенная до уровня инженерного использования.

Расчетная схема топливной системы дизеля представлена на рисунке 1.

Для уточнения граничных условий у форсунки автором использовались эмпирические зависимости, предложенные A.C. Лышевским, которые описывают развитие топливного факела, применительно к исследуемой ТА. Расчетная схема представлена на рисунке 2.

Длина вершины и скорость струи при движении на основном участке струи определяются по формулам:

V2UJ

, и, dc We°2]M0K (2)

и =-!—=—--4 '

2-3 О- V2 х р

Рисунок 1 — Расчетная схема топливной системы дизеля

» и'.

Рисунок 2 - Расчетная схема для определения характеристик факела

где 11/ - скорость истечения топлива из сопла; с1с - диаметр соплового отверстия распылителя форсунки ; \¥е - критерий Вебера; М — критерий Маха; р - критерий, зависящий от противодавления; / - время впрыска.

В ходе моделирования рабочего процесса дизеля при помощи ЭВМ необходимо оценить экономические параметры дизеля, а также влияние параметров топливоподающей аппаратуры на вредные выбросы дизеля. Для решения этой задачи модернизирована математическая модель рабочего процесса двигателя, реализованная на основе методики Н.Ф. Разлейцева и позволяющая моделировать рабочий процесс дизеля с учетом содержания вредных веществ в отработавших газах.

Обобщенное уравнение процесса диффузионного сгорания топлива: (Ы(к - Аат(\-Ат -х)х, (3)

где ат - текущее значение коэффициента избытка воздуха в зоне пламени; А - постоянный для данного режима работы коэффициент; Ат - недожог топлива (в долях от цикловой подачи).

Путь, пройденный вершиной факела вдоль его оси на основном участке:

Ь0 = (с1с и0 (Уе0 21 МР'16 / [йф (2р)0'5]/-510,5; (4)

Угол конуса струи распыленного топлива:

Г» =2 Агс1ё ¡¥е0'32 М0'01 р0'5). (5)

где и0 - скорость установившегося истечения жидкости; Рф, Ц^ -эмпирические коэффициенты.

Суммарная массовая скорость испарения всех N капель:

-^^-/ко-АЛ)"^/^, (6) Л > Л ¿2

где еЮ/Л - массовая скорость впрыска топлива в цилиндр, Ь„ - относительная константа испарения топлива.

Скорость тепловыделения на участке топливоподачи:

(7)

<1(р ^ 0 Л

/

1М|

где Ро - функция выгорания паров топлива, образовавшихся за период задержки воспламенения; йаи / Л - скорость испарения топлива; А1 — константа.

К указанной модели с целью проведения численного анализа индикаторного КПД и статей неиспользования теплоты автором добавлен блок расчета формирования индикаторного КПД дизеля на основе теории Д.Д. Матиевского.

Для анализа индикаторного КПД цикла дизеля использовано выражение:

п =1-Дх -8 -8Т-8 -8 -8 (8)

!1 нп Э Т С НС И' ^ '

где r\, — индикаторный КПД цикла; Ах„„ - неполнота сгорания топлива; 5, - неиспользование тепла в эталонном цикле; дт - неиспользование тепла по причине изменения температуры; дс - неиспользование тепла по причине переменности состава рабочего тела дпс - неиспользование тепла из-за несвоевременности ввода теплоты в цикл; <5„ -неиспользование тепла, связанное с теплообменом.

Модернизированная математическая модель «PROCESS» содержит следующие блоки или подпрограммы:

• расчета характеристик впрыска и испарения;

• расчета тепловыделения;

• расчета температуры пламени;

• расчета образования термических окислов азота;

• расчета выбросов углеводородов и окиси углерода;

• выражения для учета влияния турбулентности воздушного заряда на рабочий процесс дизеля;

• расчета индикаторных показателей и показателей эффективности использования теплоты.

В блок расчета характеристик впрыска и испарения топлива с учетом динамики развития факела автором были внесены изменения в соответствии с проведенными экспериментально-расчетными исследованиями топливной струи.

Выражение для скорости установившегося истечения жидкости из сопла примет вид:

1WW2 (Л^-^/л;«7® W

где Р¡„ах, Р2 ~ давление топлива перед сопловым отверстием и воздуха в камере сгорания, Н / м2; рх, - плотность топлива, кг / м3; ф'с - коэффициент скорости с учетом введенного поправочного коэффициента к.

Вам исходных данных* параметры ТА и циляндра

я пшитссш* параметры, режимные параметры_

1 _ I Расчет параметра дчокеиня етрумр

Угечмеиие данных па р»мгаие

Ркч« мрмаярмстмм ТМ1ЛМЫД«ЛМ1ИЯ по

MIW»K« PHIHIWII

Аиии> КПД R а ислепьмпмая |>фмпмидети теплоты ■ цикле

Раенет сед • гтраСота »ржании ВВ •uwvratu

Рисунок 3 - Программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля с учетом динамики впрыска топлива

<р1с=<рск,]42 (Ю)

где <рс - коэффициент скорости; к - поправочный коэффициент для скорости движения топливного потока (экспериментально полученное аппроксимационное выражение для к приведено ниже).

Для выполнения комплекса расчетно-

экспериментальных исследований автором разработан алгоритм моделирования рабочего процесса дизеля с учетом динамики впрыска и развития струи топлива, позволяющий замкнуть в единый комплекс следующие расчетные блоки: гидродинамического расчета линии высокого давления (ЛВД); расчета параметров движения струи; уточнения данных по развитию топливной струи; расчета характеристики тепловыделения; анализа КПД и эффективности использования теплоты в цикле, расчета содержания ВВ в ОГ дизеля (рисунок 3).

Третья глава посвящена анализу результатов теоретических исследований на математических моделях, описанных во второй главе: влияния конструктивных параметров топливной аппаратуры на давление впрыска топлива и показатели рабочего процесса, а также ВВ ОГ дизеля.

Объектом численного исследования с привлечением гидродинамического расчета выбрана топливная система дизельного двигателя БМД ЧН 15/18 производства ОАО ХК «Барнаултрансмаш» с топливным насосом высокого давления (ТНВД) - ЯЗТА (14x14), диаметром топливопровода высокого давления 2,5 мм, восьмидырчатым распылителем форсунки с диаметром отверстий равным 0,25 мм. В ходе исследований изменялись следующие параметры топливной системы: эффективное проходное сечение распылителя форсунки, площадь проходного сечения топливопровода высокого давления (диаметр топливопровода), диаметр и ход плунжера ТНВД, давление начала движения иглы форсунки (степень затяжки пружины). В ходе итераций добивались одинакового уровня цикловой подачи топлива (qu = const).

В ходе проведенных исследований выявлено следующее влияние ряда конструктивных параметров ТА на давление впрыска топлива:

• при увеличении диаметра топливопровода высокого давления с 2,2 до 3,0 мм вследствие появления «отрицательных» объемов (разрыв сплошности) наметилась тенденция падения давления топлива перед распыливающими отверстиями и в распылителе форсунки (максимальное давление в распылителе уменьшилось на 18,9 % - с 65,78 до 55,32 МПа);

• при уменьшении эффективного проходного сечения распылителя форсунки с 0,7 до 0,5 мм2 произошло увеличение среднего давления топлива перед распыливающими отверстиями с 42,46 до 46,43 МПа (на 8,6 %);

• при увеличении размерности ТНВД с 13x13 до 15x15 давление топлива перед распыливающими отверстиями и в распылителе форсунки

возросло, так как увеличивается объемная скорость подачи топлива плунжером Среднее давление топлива перед распыливающими отверстиями форсунки возросло с 25,74 до 42,14 МПа (на 63,7 %), а максимальное давление в распылителе увеличилось с 42,91 до 78,77 МПа (на 83,6 %);

• при увеличении усилия затяжки пружины (Р^т) форсунки с 20 до 30 МПа среднее давление топлива перед распыливающими отверстиями форсунки возрастает с 35,33 до 41,9 МПа (на 15,7 %).

Из рисунка 4 видно, что при увеличении размерности ТНВД увеличивается объемная подача топлива, вследствие чего наблюдается увеличение крутизны переднего фронта, а значит, можно предположить, что увеличивается скорость продвижения струи и качество смешения топлива с окислителем.

70

а = 60

•-90

¡<0

4®

20 10 D

г К

V N

1 )

\

$ V

/ V

/ \ \

/ \ V

Рисунок 4 - Характеристики впрыска в зависимости от диаметра и хода плунжера дизеля БМД ЧН 15/18: п = 2000 мин'1; цикловая подача 440мм3 / цикл.

4 8 12 15 20 24 28 Угол поворота коленчатого вала, град

По результатам численного эксперимента можно сделать вывод, что резервы повышения давления впрыска топлива в системах разделенного типа с ТНВД нужно искать в оптимальном выборе конструктивных факторов (эффективного проходного сечения распылителя форсунки, диаметра и количества сопловых отверстий распылителя, степени затяжки пружины, диаметра топливопровода высокого давления, диаметра и хода плунжера).

Для определения влияния давления впрыска топлива на параметры топливной струи автором проведено экспериментально-расчетное исследование топливо - воздушного потока. В ходе исследования уточнялись зависимости Лышевского A.C., описывающие развитие топливного факела для топливной аппаратуры, установленной на дизелях семейства ЧН 15/18. Уточненные зависимости использовались в ходе дальнейших теоретических исследований при математическом моделировании рабочего процесса дизеля на модели «PROCESS».

С помощью математической модели рабочего процесса «PROCESS» автором выполнен численный эксперимент, в ходе которого анализировалось влияние ряда конструктивных и регулировочных

параметров ТА на протекание рабочего процесса семейства дизелей ЧН 15/18 производства ОАО ХК «Барнаултрансмаш». Модель «PROCESS» настроена на основе экспериментальных данных, полученных при исследовании движения топливной струи и при испытаниях семейств дизелей ЧН 15/18 и ЧН 15/15 (данные приведены ниже).

Проведены расчеты для вариантов топливной аппаратуры форсированных моделей с диаметром отверстий распылителя форсунки от 0,2 до 0,35 мм, при этом количество отверстий распылителя изменялось с 6 до 12. Угол опережения впрыска топлива изменялся в пределах от 24 до 28 градусов поворота коленчатого вала (п. к. в.) до верхней мертвой точки (ВМТ). Продолжительность впрыска топлива изменялась за счет изменения давления впрыска с 21 до 29 градусов п. к. в.

Рисунок 5 - Дизель БМД: п = 1500 мин"1; Р, = 1,2 Ml la; У OB = 25 градусов п. к. в., диаметр сопловых отверстий распылителя - 0,25 мм

Исследования на

математической модели «PROCESS» выявили:

• При изменении УОВ с 24 до 28 градусов п. к. в. наблюдается рост окислов азота (NOx),

индикаторный КПД снижается с 0,4295 до 0,4206 (на 2,1 %), а при оптимальном УОВ -25 град п. к. в. индикаторный КПД достигает максимального значения (0,4348).

• При неизменном значении оптимального угла опережения впрыска топлива (25 град п. к. в.) и уменьшении продолжительности впрыска за счет повышения давления впрыска концентрация окислов азота NOx в ОГ увеличивается на 13,6 % из-за большего количества топлива, подготовленного к сгоранию во взрывной фазе и как следствие этого больших значений температур. Максимальное давление сгорания Pz возрастает за счет более быстрого сгорания, индикаторный КПД увеличивается на 15,5 % (рисунок 5).

• При увеличении диаметра сопловых отверстий с 0,25 до 0,35 мм индикаторный КПД уменьшается с 0,4659 до 0,3715 (на 25,4 %). При наиболее оптимальном диаметре распылителя 0,25 мм индикаторный КПД равен 0,4348.

5

х

i I

и

Угол г г.и^ град

100

1 - теоретическая; 2 -экспериментальная Рисунок 6 - Развернутая индикаторная диаграмма дизеля БМД-3:

№ = 143,0 кВт; п = 1500 мин"1; т|у = 0,87; п, = 0,4203

На рисунке 6 представлена развернутая индикаторная диаграмма дизеля БМД-3, полученная в результате индицирования, в сравнении с индикаторной диаграммой, полученной при математическом моделировании на модели «PROCESS». Из рисунка видно хорошее совпадение теоретической и экспериментальной кривой.

В четвертой главе для подтверждения соответствия теоретических исследований экспериментальным представлены результаты исследований на испытательном безмоторном стенде и моторной установке.

Для определения влияния давления впрыска топлива на параметры топливной струи в настоящей главе описано экспериментальное исследование топливо - воздушного потока на безмоторной установке «Факел». Полученные данные были подвергнуты обработке на ЭВМ по разработанной с участием автора методике анализа характеристик топливо - воздушного потока (распределения частиц потока по массам и скоростям, а также осевой скорости фронта).

Разработанная установка «Факел» (рисунок 7) работает следующим образом: топливный насос 2 подает порцию топлива в дизельную форсунку 4. Распыливаемое топливо пролетает через измерительную головку 5 с расположенными в ней двумя оптопарами. Пролетающие частицы последовательно изменяют интенсивность светового потока в оптопарах. Все цифровые сигналы поступают на порты ЭВМ 8 для дальнейшей обработки результатов.

Одним из основных параметров струи распыленной жидкости является ее скорость движения относительно окружающей среды, для определения которой был применен «времяпролетный» метод (рисунок8).

г—О

Е-

Рисунок - 7 - Схема испытательной установки «Факел»: 1- топливный стенд «Мир-кез»; 2- 'ГНВД; 3- блок оптической синхронизации; 4- форсунка; 5- измерительная головка с оптическими датчиками; 6- усилитель сигнала; 7- цифровой осциллограф; 8- ЭВМ; 9- тензометрический датчик давления; 10- блок переключения (давление / интенсивность).

Скорость импульсного дисперсного потока и,(0 определяют из отношения базового расстояния между сечениями 1 и ¡+1 ко времени транспортировки этого потока через эти сечения:

, ч Ь

=

t

hi

где - скорость дисперсного потока; Ь - базовое расстояние между сечениями потока; - интервал времени транспортировки.

ФД1

□

ФД L+1

□

о СД1

СД L+1

Рисунок 8 - Расчетная схема времяпролетного

метода измерений: СД1 и ФД1 - оптопара 1; СД2 и ФД2 - оптопара 2.

s X

^fltlbffc

8 § 5

скорость, м/с

■>РЧ*Г- т

Рисунок 9 - Распределение частиц топливного потока по скоростям: 1- п„л = 500 мин"1; 2 - п™, =

850мин

Давление мращ форсункой, ЦП»

Рисунок 10 - Зависимость скорости фронта топливной струи от Рвпр топлива." 1 - экспериментальная; 2 - расчетная

Время развития потока, по которому производится регистрация относительной интенсивности прямо прошедшего излучения, состоит из Н интервалов t„, на каждом из которых определяется скорость переноса массы потока. Отсюда можно получить гистограмму распределения скоростей частиц импульсного дисперсного потока между любыми двумя сечениями за время развития потока. Исследования выявили перераспределение скоростей частиц топливного потока в зависимости от массы при увеличении объемной скорости вытеснения топлива плунжером (рисунок 9 - при Пкул = 500 мин"1 около 26 % массы топлива движется со скоростью больше 50 м/с, а при ПкуЛ = 850 мин"1 уже 52 %). Относительная погрешность определения скорости Ди/и, составляет не более 0,4%.

Проведенные исследования выявили необходимость введения поправочного коэффициента к для скорости движения топливного потока, так как выявлено несовпадение расчетной и экспериментальной кривой (рисунок 10). Коэффициент к при впрыскивании в среду с малым противодавлением для топливной аппаратуры дизеля ЧН 15/18 изменяется в диапазоне от 0,92 до 0,96.

В ходе исследований было установлено, что наибольшее влияние на коэффициент к оказывает давление впрыска топлива, а влияние параметров окружающей среды (температуры, плотности топлива незначительно).

Используя экспериментально полученные значения скорости движения фронта факела и теоретические выражения, предложенные A.C. Лышевским, существует возможность расчета давления впрыска топлива. Выражение для определения давления впрыска топлива перед сопловыми отверстиями примет вид:

р -

1 tma\

* U' -2-3-л/2

——— + Рг' W 2-10<-g

1Уе°пМ/л€

На моторной установке определялись оптимальные регулировки ТА различной комплектации и конструктивного исполнения. В ходе исследований был проведен анализ влияния угла начала подачи топлива на показатели цикла дизеля, так как этот параметр оказывает значительное влияние на характеристику подачи топлива, а значит и на протекание рабочего процесса. Для этого в ходе испытаний были сняты индикаторные диаграммы цикла, на основании которых были определены основные показатели рабочего процесса (давление, температура, «жесткость» и т. д.).

На втором этапе проведены экспериментальные исследования оптимальных условий развития факелов топлива в условиях конкретной камеры сгорания при комплектации различными вариантами топливной аппаратуры.

При комплектации ТА форсункой с распылителем 9x0,3x140° ухудшились показатели экономичности и токсичности относительно параметров, полученных при комплектации распылителями 9x0,3x160° (например, замеренный расход топлива увеличился на 8,2...24,5 г/(кВт ч)). Это указывает на несоответствие угла, под которым расположены отверстия распылителя, форме камеры сгорания.

При анализе влияния увеличения выступания распылителя форсунки 9x0,3x160° в камеру сгорания с 5,1...5,35 до 5,6...5,9 мм на мощностные и экономические параметры цикла дизеля ЧН 15/15

ностные и экономические параметры цикла дизеля ЧН 15/15 выявлено, что это нецелесообразно, так как в этом случае топливная экономичность снижается, а содержание токсичных компонентов в отработавших газах растет.

Полученные экспериментальные данные влияния диаметра отверстий распылителя на параметры рабочего процесса дизеля ЧН15/15 подтверждают результаты теоретических исследований на ЭВМ. При увеличении диаметра сопловых отверстий распылителя форсунки и неизменном давлении впрыска экономичность цикла ухудшается из-за несоответствия параметров ТА и геометрии КС.

Для подтверждения положительного влияния Рвпр топлива на показатели рабочего процесса на заключительном этапе экспериментальных исследований был проведен эксперимент на моторной установке. В ходе проведенных экспериментальных исследований сокращалась продолжительность впрыска при возрастающем давлении за счет увеличения объемной скорости вытеснения топлива плунжером (изменением размерности ТНВД и оптимизацией профиля кулачка вала ТНВД). Также на основе рекомендаций, разработанных по результатам гидродинамического расчета, диаметр топливопровода уменьшен с 2,5 до 2,3 мм, максимальное давление затяжки увеличено с 23 до 30 МПа.

Проведены теоретические исследования согласования диаметров отверстий распылителя и уровней давления впрыска топлива на основе метода, предложенного Б.Н. Файнлейбом. Для этого использовалась методика подбора топливной аппаратуры дизеля с наддувом. Приращение давления впрыска при равенстве дальнобойности факелов топлива выразится формулой:

ДР" .11. го 1 ГО

ДР р. т. [ О и*,

где индекс «н» новый (опытный) вариант; ДР - средний уровень давления топлива в процессе топливоподачи (у форсунки); р„ — плотность воздушного заряда в цилиндре в период впрыска; т„ - время впрыска; Тв - средняя температура воздушного заряда в период впрыска; 4 - диаметр соплового отверстия распылителя.

В ходе расчетных исследований принималось во внимание то, что технически осуществимое увеличение давление впрыска топлива при комплектации опытного дизеля топливной аппаратурой ЯЗТА составляет около 40%.

Рисунок 11 - Зависимость изменения давления впрыска ДР7ДР от изменения диаметра

сопловых отверстий распылителя dcH/dc дизеля ЧН 15/15

-□— dk"" dkH; -0- - Ьф=Ьф";

Иаыенвжедиамеиме слпнояыхопфстмй

Из анализа рисунка 11 видно, что при диаметрах сопловых отверстий серийных дизелей (начало координат) при увеличении давления впрыска топлива до 40% не обеспечивается равенство трех основных критериев системы топливо-подачи (продолжительности впрыска, дисперсности распыливания и дальнобойности факелов за период индукции базового и опытного дизелей). Поэтому предложено увеличить диаметр сопловых отверстий распылителя в 1,1 раза (с 0,28 до 0,3 мм).

Внешняя скоростная

характеристика дизеля ЧН 15/15 при увеличении давления впрыска топлива с 95 МПа до 125 МПа и увеличенных диаметрах сопловых отверстий распылителя приведена на рисунке 12.

-п- - Рвпр = 95 МПа, dc =0,28 мм, dn„

= 12 MM, d^ =2,5 MM, Ртах заг = 23 МПа; -0- - Ргор = 125 МПа, dc =0,30 MM, dnJ1 =13 MM, (Ц, =2,3 ММ, Рщахзат

= 30 МПа Рисунок 12 - Внешняя скоростная характеристика дизеля ЧН 15/15

2000 22X1 п. 1/мин

Выводы по работе:

1 Выполненные исследования позволили замкнуть в единый комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля следующие расчетные блоки: гидродинамического расчета линии высокого давления (ЛВД); расчета параметров движения струи; расчета характеристики тепловыделения; анализа КПД и эффективности использования теплоты в цикле, расчета содержания ВВ в ОГ дизеля.

2 Уточнена математическая модель рабочего процесса двигателя, реализованная на основе методики Н.Ф. Разлейцева, и позволяющая моделировать рабочий процесс дизеля и вредные выбросы, выполнить

анализ индикаторного КПД с учетом динамики развития факела (свидетельство №2003610996).

3 Создана безмоторная испытательная установка «Факел» для исследования массопереноса и скоростных характеристик топливовоз-душного потока методом оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распиливания топлив.

4 Разработана экспериментально-расчетная методика анализа характеристик топливного потока (распределения частиц потока по массам и скоростям, осевой скорости фронта); экспериментальная методика контроля давления впрыска топлива перед сопловыми отверстиями распылителя по скорости движения фронта факела; уточнена зависимость скорости движения фронта факела от давления впрыска топлива для использования при математическом моделировании.

5 Подтверждена возможность увеличения экономичности и снижения токсичности дизеля при интенсификации впрыска. Выполнен комплекс расчетно-экспериментальных исследований по влиянию интенсивности впрыска на повышение показателей рабочего процесса и экологических характеристик.

Получен ряд конкретных результатов:

1 Для топливной системы дизелей ЧН 15/18 при форсировании давления впрыска на 5 -20 % диаметр топливопровода необходимо уменьшить до 2,0 - 2,2 мм; эффективное проходное сечение - до 0,5 до 0,54 мм2; усилие затяжки пружины форсунки увеличить до 28 - 30 МПа. Наибольший резерв форсирования впрыска заложен в увеличении размерности ТНВД.

2 Численным моделированием РП дизеля ЧН 15/18 получено, что при неизменном значении УОВ топлива и уменьшении продолжительности впрыска за счет повышения давления впрыска индикаторный КПД растет с 0,4046 до 0,4674; оптимальное значение УОВ равно -25 град п. к. в., диаметр сопловых отверстий - 0,25 мм при восьмидырча-том распылителе, продолжительность впрыска не должна превышать 28 град п. к. в.

3 Экспериментальные исследования на установке «Факел» показали увеличение относительной массы частиц, движущихся с большими скоростями, при росте давления впрыска (при п^,, = 500 мин"1 26% массы топлива движется со скоростью больше 50 м/с, а при пкул = 850 мин"1 уже 52 %); увеличение средней скорости фронта струи (при росте среднего давления перед форсункой на 38 % скорость фронта увеличивается в 1,18 раза).

4 Предложено аппроксимационное выражение поправочного коэффициента ¿ = 0,01Р +0,916 Л™ скорости движения топливного потока применительно к топливной аппаратуре дизеля ЧН 15/18.

5 Для дизеля ЧН 15/15 оптимальным является распылитель 9x0,28x160° или 9x0,3x160° в зависимости от уровня Рвпр, при выступа-нии распылителя в КС на 5,1...5,35 мм.

6 При сокращении продолжительности впрыска топлива за счет повышения Рвпр с 95 до 125 МПа и согласовании параметров ТА с геометрией КС получен рост эффективной мощности Ne3 на 2,6%, снижение удельного эффективного расхода топлива & на 2,7%, увеличение максимального давления сгорания Pz на 5,1%, уменьшение содержания оксида углерода (СО) на 4,9 % и окислов азота (NOx) на 4 %, снижение содержания углеводородов (СХНУ) на 4,2 %.

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Огнев И.В. Интенсификация процесса впрыска топлива автотракторных дизелей.// Материалы 58-й науч.-тсхн. конф. тех. ун-та./АлтГТУ.- Барнаул: ЦОП АлтГТУ, 2000. - С. 43.

2. Огнев И.В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Улучшение экологических параметров рабочего процесса дизеля интенсификацией впрыска топлива/Материалы мсжвуз. науч-практ. конф. «Молодежь -Барнаулу».-Барнаул: БЮИ МВД России, 2001. - С. 480-483.

3. Свистула Д.Н.. Огнев И.В. Экспериментальное исследование воздействия дополнительного пневматического диспергирования топлива на структуру дизельного факела / Сб. ст./Под ред. Новоселова AJL: Акад. транспорта РФ. -Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2001. - С. 82 - 92.

4. Огнев И.В., Свистула А.Е., Еськов A.B. Интенсификация впрыска топлива в дизеле с целью улучшения экономических и экологических характеристик. Студенты и аспиранты - малому наукоемкому бизнесу (Ползуновские гранты). Всеросс. науч-практ. конф. - Казань: ЗАО «Новое знание», 2001. - С. 192 - 194.

5. Свистула А.Е., Огнев И.В. Способы интенсификации процесса впрыска топлива автотракторных дизелей / Сб. ст./Под ред. Новоселова А.Л.; Акад. транспорта РФ. - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2001. - С. 92 - 99.

6. Огнев И.В., Матиевский Д Д., Свистула А.Е. Исследование влияния угла начала подачи топлива на показатели цикла дизеля // Материалы межвуз. науч-практ. Конф. «Молодежь - Барнаулу». - Барнаул: БЮИ МВД России, 2002. - С. 328 - 330.

7. Евстигнеев В.В., Еськов А. В., Карпов И.Е., Огнев И.В. Испытательный стенд топливных распылителей // Труды 8-й межд научно практич. конф. стул., асп. и мол. ученых. - Томск: Изд. ТПУ, 2002. - Т. 1. - С. 110 -111.

8. Огнев И.В., Еськов А. В., Матиевский Д.Д, Свистула А.Е. Экспериментальная установка для исследования топливного факела дизельного двигателя //

Материалы межрег. научн. фестиваля «Молодежь и наука - третье тысячелетие» - Красноярск, 2002. - С. 209 - 211.

9. Матиевский Д.Д., Свистула А Е., Огнев И.В. Исследование численным методом динамики впрыска топлива в дизеле / Сб. ст./Под ред. Новоселова А Л.; Акад транспорта РФ - Барнаул' изд-во АлтГТУ, 2002. - С. 8 - 18.

10. Матиевский Д.Д., Свистула А.Е., Огнев И.В. Оптимизация параметров топливной аппаратуры с целью улучшения экологических показателей рабочего процесса дизеля / Сб. ст./Под ред Новоселова A.JI.; Акад. транспорта РФ. -Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2002. -С. 19-28.

11. Огнев И.В., Еськов А.В., Матиевский ДД, Свистула А.Е. Экспериментальная установка для исследования топливного факела дизеля // Региональная научная конференция студ , асп., мол. уч - Новосибирск: Изд-во НГГУ, 2002. -С. 26 - 28.

12. Матиевский Д.Д., Свистула А.Е, Андреев Ю.В., Огнев И.В. Результаты исследования согласования параметров топливной струи с формой камеры сгорания лизеля / Актуальные проблемы теории и практики современного двига-телестроения: Труды межд. науч.-техн. конф. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003.-С. 122-124.

13. Св-во об официальной регистрации программы лля ЭВМ №2003610996. Математическая модель рабочего процесса лизеля с блоком анализа индикаторного КПД / Огнев И.В., Русаков В.Ю., Матиевский Д.Д., Свистула А Е //Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем» -М., 2003.

14. Матиевский Д.Д., Свистула А.Е., Еськов А.В., Огнев И.В. Оптическое исследование скорости фронта потока распыленного топлива / IX Межд. науч -пр. конф. - Владимир: Изд-во ВлГУ, 2003. - С. 271 - 274.

15. Огнев И.В. Исследование согласования параметров топливной аппаратуры с формой камеры сгорания дизеля.// Материалы 61-й науч.-техн. конф. техн. ун-та./АлтГ1 У- Барнаул: ЦОП АлтГТУ, 2003. - С. 103 - 108.

16. Матиевский Д.Д., Свистула А.Е., Огнев И.В. Улучшение экологических и экономических показателей рабочего процесса дизеля при повышении интенсивности впрыска топлива.// Материалы Ш-го семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике - Новосибирск: Изд-во ИТ СО РАН, 2003. С. 32.

с>оО?~А 17070

» 17 070

Подписано в печать 23.10.2003 г. Формат 60><84 1/16 Печать - ризография Усип п 1.16 Тираж 100 экз. заказ 2003 - УЗ-/

Отпечатано в типографии АлтГТУ

Введение.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ взаимосвязи процесса впрыска топлива, рабочего процесса и эффективности использования теплоты в цикле.

1.2 Особенности струйного смесеобразования в дизелях.

1.3 Способы повышения интенсивности впрыска в современных топливных системах.

1.4 Анализ влияния характера тепловыделения на параметры цикла и индикаторный КПД дизеля

1.5 Анализ исследований согласования параметров топливной струи с формой камеры сгорания дизеля.

1.6 Выводы по главе. Задачи исследования.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА, ИНДИКАТОРНОГО КПД, ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ

ПРИ ПОВЫШЕНИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ВПРЫСКА ТОПЛИВА.

2.1 Гидродинамический расчет топливной аппаратуры.

2.2 Методика расчета характеристик факела.

2.3 Описание математической модели рабочего процесса с блоком анализа индикаторного КПД, учитывающей динамику впрыска.

2.4 Программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля с учетом динамики впрыска топлива.

2.5 Выводы по главе.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

НА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ.

3.1 Результаты гидродинамического расчета топливной аппаратуры дизелей семейства ЧН 15/18.

3.1.1 Влияние диаметра топливопровода высокого давления на давление впрыскиваемого топлива.

3.1.2 Влияние эффективного проходного сечения распылителя форсунки и усилия затяжки пружины на давление впрыскиваемого топлива.

3.1.3 Влияние размерности ТНВД на давление впрыскиваемого топлива.

3.2 Численное исследование влияния характеристик

ТА на рабочий процесс и вредные выбросы дизеля.

3.2.1 Влияние конструктивных параметров топливной аппаратуры на скорость тепловыделения.

3.2.2 Влияние угла опережения впрыска и продолжительности впрыска топлива на некоторые экономические и экологические показатели цикла дизеля.

3.2.3 Влияние диаметра и количества сопловых отверстий распылителя форсунки на экономические и экологические показатели цикла при форсировании дизеля.

3.3 Выводы по главе.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ВЛИЯНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ ТОПЛИВНОГО ФАКЕЛА, РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС, ИНДИКАТОРНЫЙ КПД И ВРЕДНЫЕ

ВЫБРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ВПРЫСКА.

4.1 Экспериментальное исследование влияния давления впрыска на динамику развития топливного факела.

4.1.1 Методы экспериментального исследования влияния давления впрыска на параметры топливной струи.

4.1.2 Экспериментальная установка и методика исследования топливного факела на безмоторной установке.

4.1.3 Методика обработки опытных данных, полученных методом оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распыливания топлива.

4.1.4 Анализ экспериментальных данных.

4.1.5 Сравнение теоретических данных расчета характеристик факела с экспериментальными, полученными в ходе исследования параметров топливной струи.

4.2 Экспериментальная моторная установка, методика исследования и расчет погрешностей.

4.2.1 Экспериментальная моторная установка.

4.2.2 Методика эксперимента, измерение и обработка опытных данных.

4.2.3 Анализ погрешностей измерения и обработки опытных данных.

4.3 Результаты исследования влияния параметров топливной аппаратуры на мощностные и экономические параметры цикла дизеля.

4.3.1 Влияние угла опережения впрыска на эффективные

Щ показатели цикла дизеля БМД - 3.

4.3.2 Результаты анализа характеристик выделения и отвода теплоты и составляющих неиспользования теплоты в цикле дизеля ЧН 15/18 при варьировании углом опережения впрыска топлива

4.3.3 Влияние диаметра отверстий, угла истечения топлива из распылителя и выступания распылителя форсунки в камеру сгорания на мощностные, экономические и экологические параметры цикла семейства дизелей ЧН 15/15.

4.3.4 Влияние продолжительности впрыска на мощностные, экономические и экологические параметры цикла при форсировании семейства дизелей ЧН 15/15.

4.4 Выводы по главе.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания благодаря возможности его форсирования будет занимать в ближайшие годы ведущее место в качестве энергосиловой установки в различных секторах экономики.

Одним из направлений совершенствования дизельных ДВС стало их форсирование по мощности и улучшение экономических и экологических показателей. При этом негативным фактором является увеличение продолжительности сгорания, что вызывает рост непроизводительных потерь теплоты, снижение индикаторного КПД, ухудшение экологических показателей и топливной экономичности.

Эффективным методом улучшения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов дизелей является а совершенствование процесса топливоподачи, определяющего характер дальнейшего протекания смесеобразования и сгорания и, следовательно, показатели рабочего процесса дизеля. В настоящее время целый ряд ведущих мировых производителей дизелей ведет работы по совершенствованию рабочего процесса дизеля за счет увеличения давления впрыскиваемого топлива до 50 - 150 МПа (иногда и выше), то есть интенсификацией впрыска топлива. Отсюда, задача по интенсификации впрыска топлива в дизеле является актуальной.

В литературе указано, что с увеличением давления впрыска возрастает скорость истечения топлива из отверстий распылителя, и улучшаются дисперсность и однородность распыливания. При этом происходит увеличение длины и угла конуса топливной струи. Все это приводит к уменьшению вероятности переобогащения топливом сердцевины струи и улучшению показателей рабочего процесса дизеля (при условии согласования параметров топливной струи с формой камеры сгорания). 7

В отечественных транспортных дизелях наиболее распространена топливная аппаратура разделенного типа с многоплунжерными ТНВД, поэтому в настоящей работе рассматриваются именно эти системы.

В указанных системах для увеличения давления впрыска топлива повышают объемную скорость вытеснения топлива плунжером (за счет увеличения диаметра или скорости плунжера), уменьшают объем линии высокого давления топливной системы, повышают давление начала впрыскивания, увеличивают жесткость системы насос - топливопровод -форсунка.

Исследования выполнялись в рамках НТО «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки техники» 2000 - 2002 гг., «Студенты и аспиранты - малому наукоемкому бизнесу (Ползуновские гранты)» 2001 и 2002 гг.

Цель работы. Анализ возможности улучшения экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля за счет т интенсификации процесса впрыска топлива.

Научная новизна. Предложен программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля, объединяющий в единое целое отдельные расчетные блоки: гидродинамический расчет линии высокого давления (ЛВД); расчет параметров движения струи; расчет характеристики тепловыделения; анализ КПД и эффективности использования теплоты в цикле, расчет содержания ВВ в ОГ дизеля. Комплекс позволяет на стадии проектирования в первом приближении решать задачи оптимизации некоторых характерных параметров ТА (диаметра соплового отверстия, давления впрыска и др.).

На основе использования метода оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распыливания топлив уточнены расчетная методика скорости истечения топлива из соплового отверстия, зависимости, описывающие развитие струи топлива, которые использованы при математическом моделировании рабочего процесса дизеля; разработана экспресс - методика определения давления впрыска топлива перед сопловыми отверстиями распылителя.

Экспериментально получена зависимость распределения массы частиц топлива по скорости движения и скорости фронта топливного факела от давления впрыска топлива.

Методы исследования. Достоверность результатов достигнута выбором современных методов и средств измерений, соблюдением требований стандартов, периодической проверкой и тарировкой приборов, анализом и контролем погрешностей, а для теоретических исследований -принятием обоснованных исходных данных и закономерностей и сопоставлением результатов расчета и эксперимента.

Праш ическая ценность и реализация результатов работы. а

Разработаны расчетные методики, доведенные до инженерного использования включающие: гидродинамический расчет ЛВД, расчет рабочего процесса, методику расчета скорости струи топлива. Показана возможность повышения индикаторного КПД и снижения вредных выбросов с ОГ для конкретных режимов работы. Рекомендованы мероприятия по оптимизации конструктивных и регулировочных параметров ТА.

Практические результаты по влиянию повышения давления впрыска на параметры рабочего процесса дизеля приняты к использованию при доводке дизелей на АО ХК «Барнаултрансмаш». Предложен экспресс - метод исследования параметров топливной струи и контроля качества распылителей форсунок на АО «Алтайский завод прецизионных изделий». Методические разработки и программные средства используются в учебном процессе АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 4-й и 5-й всероссийских конференциях по НТП «Студенты и аспиранты -малому наукоемкому бизнесу (Ползуновские гранты)» (Казань, 2001 г. и

Барнаул, 2002 г.), на конференциях «Молодежь - Барнаулу» в 2001 - 2003 гг., на международной конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2002); на межрегиональном научном фестивале «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2002), на конференции «Наука. Техника. Инновации» (Новосибирск, 2002), на международной конференции «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» (Челябинск, 2003), на IX международной конференции (Владимир, 2003), на Ш-м семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике в (Барнаул, 2003 г.), на 58, 59, 60, 61 ежегодных внутривузовских конференциях АлтГТУ в 2000 - 2003 гг. и на научных семинарах кафедры «Двигатели внутреннего сгорания».

Публикации. По теме диссертации опубликовано шестнадцать печатных работ, получено свидетельство об официальной регистрации а программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и списка использованной литературы, приложения, содержит 120 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 5 таблиц и список литературы из 185 наименований.

Результаты исследования влияния давления впрыска топлива на динамику развития топливной струи, и показатели рабочего процесса дизеля переданы КБ АО ХК «Барнаултрансмаш» для практического использования. Разработанные методы расчета используются в НИРС на кафедре ДВС АлтГТУ им. И. И. Ползунова.

161

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате выполненного теоретического и экспериментального исследования сделаны следующие выводы:

1 Анализ литературных данных выявил, что резервы повышения индикаторного КПД дизеля необходимо искать в интенсификации процессов смесеобразования и сгорания. Одним из перспективных направлений усовершенствования рабочего процесса дизеля является интенсификация впрыска топлива, которая при определенных условиях позволяет обеспечить одновременное улучшение топливной экономичности дизеля и снижение токсичности отработавших газов.

2 Для повышения индикаторного КПД и получения приемлемых значений показателей цикла необходимо организовать своевременный подвод тепла по определенному закону. Этого можно добиться сокращением продолжительности впрыска за счет более высоких энергий впрыска, что приведет к сокращению продолжительности сгорания ф2 и улучшению качественной составляющей сгорания, определяемой показателем т. Одновременно нужно стремиться к соблюдению оптимального баланса между величинами вредных выбросов, топливной экономичностью и прочностью деталей КШМ.

3 Путем оптимального изменения продолжительности впрыска и, следовательно, сгорания за счет увеличения давления впрыска топлива, варьированием угла опережения впрыска топлива, количеством и диаметрами сопловых отверстий распылителя форсунки, можно повысить индикаторный КПД и снизить содержание окислов азота в ОГ.

4 При создании ТА повышенной энергии впрыскивания необходимо увеличивать объемную скорость вытеснения топлива (за счет увеличения диаметра и хода плунжера), давление начала движения иглы форсунки, диаметр трубопровода, а также эффективное проходное сечение распылителя форсунки.

5 Предложенная методика оптического исследования топливовоздушного потока и уточнение коэффициента для математической модели развития топливной струи позволяют исследовать влияние конструктивных и регулировочных параметров топливной аппаратуры на скоростные характеристики нестационарных турбулентных струй в процессе распыливакия топлив.

6 Само по себе увеличение давления впрыска без согласования с формой камеры сгорания не может привести к улучшению рабочего процесса дизеля. При увеличении давления впрыска топлива изменяются такие важные элементы процессов топливоподачи и смесеобразования, как продолжительность впрыска, дисперсность распыливания и динамика факелов топлива, поэтому необходимы мероприятия по согласованию параметров топливной струи с формой камеры сгорания дизеля.

7 При сокращении продолжительности впрыска топлива происходит улучшение экономических параметров цикла дизеля, повышается эффективность сгорания топлива, содержание токсичных компонентов в отработавших газах снижается.

В ходе исследований, проведенных в рамках настоящей работы, получен ряд конкретных результатов:

1 Для топливной системы дизелей ЧН 15/18 при форсировании давления впрыска на 5 -20 % диаметр топливопровода необходимо уменьшить до 2,0 - 2,2 мм; эффективное проходное сечение - до 0,5 до 0,54 мм ; усилие S затяжки пружины форсунки увеличить до 28 - 30 МПа. Наибольший резерв форсирования впрыска заложен в увеличении размерности ТНВД.

2 Экспериментальные исследования влияния давления топлива на характеристики топливовоздушного потока при увеличении давления топлива перед форсункой выявили: перераспределение скоростей частиц топливного потока в зависимости от массы (например, при пкул = 500 мин"1 около 26 % массы топлива движется со скоростью больше 50 м/с, а при пкул = 850 мин"1 уже 52 %); увеличение средней скорости фронта струи (при увеличении среднего давления перед форсункой на 38 % скорость фронта возрастает в 1,18 раза).

3 Поправочный коэффициент к для скорости движения топливного потока для топливной аппаратуры дизеля ЧН 15/18 изменяется в диапазоне от 0,92 доЧ),96. Предложено аппроксимационное выражение поправочного а коэффициента для скорости движения топливного потока: & = 0,01Рви/, +0,916.

4 Угол опережения впрыска топлива УОВ оказывает значительное влияние на протекание рабочего процесса дизеля, поэтому необходимо определить оптимальный УОВ, при котором параметры цикла являются оптимальными (например, для дизеля БМД-3 оптимальным УОВ является угол -16,5 град п. к. в.).

5 Анализ влияния различных комплектаций ТА на параметры дизеля ЧН15 / 15 выявил, что при комплектации ТА форсункой с распылителем 9x0,3x140° ухудшились показатели экономичности и токсичности относительно параметров, полученных при комплектации распылителями 9x0,3x160° (например, замеренный расход топлива увеличился на 8,2.24,5 г/(кВт ч)). Это указывает на несоответствие угла, под которым расположены отверстия распылителя форме камеры сгорания.

6 При анализе влияния увеличения выступания распылителя форсунки 9x0,3x160° в камеру сгорания с 5,1.5,35 до 5,6.5,9 мм на мощностные и экономические параметры цикла дизеля ЧН 15/15 выявлено, что это нецелесообразно, так как в этом случае топливная экономичность снижается, а содержание токсичных компонентов в отработавших газах растет.

7 Полученные экспериментальные данные влияния диаметра отверстий распылителя на параметры рабочего процесса дизеля ЧН15/15 подтверждают данные теоретических исследований на ЭВМ, проведенных в Главе 3. При увеличении диаметра сопловых отверстий распылителя форсунки и неизменном давлении впрыска экономичность цикла ухудшается из-за несоответствия параметров ТА и геометрии КС.

8 При анализе влияния сокращения продолжительности впрыска за счет увеличения давления впрыска топлива с 95 до 125 МПа при форсировании дизеля ЧН' 15/15 выявлено, что при сокращении продолжительности впрыска топлива и согласовании параметров ТА с геометрией КС происходит улучшение экономических параметров цикла дизеля, повышается эффективность сгорания топлива, содержание токсичных компонентов в отработавших газах снижается (например, эффективная мощность N^, увеличивается на 2,6%, удельный эффективный расход топлива ge уменьшается на 2,7%, максимальное давление сгорания Р2 возрастает на 5,1%, содержание оксида углерода (СО) уменьшается на 4,9 %, окислов азота (NOx) на 4 %, содержание углеводородов (СХНУ) уменьшилось на 4,2 %.

Для проведения работы и получения надежных и достоверных результатов были разработаны следующие методы и средства исследований:

1 Модернизирована математическая модель рабочего процесса двигателя, реализованная на основе методики Н.Ф. Разлейцева, и позволяющая моделировать рабочий процесс дизеля с учетом динамики развития факела и содержания вредных веществ в отработавших газах (свидетельство №2003610996).

2 Для исследования топливовоздушного потока методом оптической диагностики интегральных характеристик нестационарных турбулентных струй в процессе распыливания топлив разработана испытательная установка «Факел».

3 Для обработки и анализа экспериментально полученных данных исследования топливной струи разработана методика анализа характеристик топливного потока (распределения частиц потока по массам и скоростям, а также осевой скорости фронта).

4 Разработана методика определения давления впрыска топлива перед сопловыми отверстиями распылителя, а также методика определения уточняющего коэффициента к на основе использования экспериментально полученных значений скорости движения фронта факела. Данные методики могут быть внедрены в техпроцессе производства и контроля распылителей.

5 Предложен единый программный комплекс анализа экономических и экологических характеристик рабочего процесса дизеля с учетом динамики впрыска топлива.

По результатам работы можно дать следующие рекомендации:

1 Использовать экспериментальную установку «Факел» для диагностики топливной струи, с целью классификации форсунок по качеству впрыска, которое определяется дисперсным составом капель топливной струи, образуемым в процессе впрыска.

2 Использовать опыт проведения математического прогнозирования динамики впрыска топлива, экономичности цикла и токсичности ОГ при исследовании работы ТА или проектировании (или модернизации) топливной аппаратуры с ТНВД.

1. A.C.1.87681 (СССР). Система питания двигателя внутреннего сгорания / Алтайский политехнический институт / Авт. изобрет. Свистула А.Е., Матиевский Д.Д. и др. - № 3556791/25; Заявл. 29.08,83; Опубл. в Б.И. 1984. №13.

2. Arai M., Hiroyagu H., Shimizu M. Disintegrating processes and sprays characterization of fuel jet injected by a diesel nozzle // S AE Techn. Pap. Ser. 1984, № 840275,15 pp.

3. Cullen R.E. Gluckstcin M.E. Effect of atomicradiation on the Combustion of hydrocarbon air mixtures / 5th Symp. Int on combustion 1955, p. 565-577.

4. Direct digital control of electronic unit injectors // SAE Techn. Pap. Ser. 1984, №840274, p 10.

5. Dowling A.P. Mean temperature and flow effects oncombustion noise // S.L. 1979,9 p.

6. Filipovic I. Racunski programs motorske karakteristike ubriaganog goriva // Motor vosila. Motori, 1981, t.7, № 37 38, S.120-130.

7. Fuel System diesel Engine series // Automotive Engineres. 1997. V2. №6. p.31-33.

8. Gosman A.D. and Harvey. Computer Analysis of Fuel Air Mixing and Combustion in an Axisymmetric D.I. Diesel // SAE Techn. Pap. Ser. 1982, №820036, p 21.

9. Ha Jong-Yui, Hayashi A., Tanabe H. Investigation on the initial Part and the spray formation delay of diesel spray // SAE Techn. Pap. Ser., 1983, № 830451,8 pp.

10. Harrington D. Interactions of direct-injection fuel sprays with in cylinder air motions // SAE Techn. Pap. Ser. 1983, № 831728, p. 119-131.

11. Haupais A. Modélisation phenomenologique de la combustion dans un motor diesel an injection direct // Entropie, 1982, Vol.18, № 105, p. 30 38.9 162

12. Internal pinte nozzl //Oil Engine and Gaz Turbine 1964. №371. p. 32-34.

13. Kato T., Tsujimura K., Shintany M., Manami T., Yamaguchi I. Spray characteristics and combustion improvement of DI diesel engine with high pressure fuel injection // SAE Tech. Pap. Ser. 1989, №890265. - p. 15-25.

14. Kruggel O. Progress in the combustion technology of high performance diesel engines toward reduction of exhaust emissions without reduction of0 operation economy//Baden Württemberg Thechnology Conference. Oslo.1989, p. 14.

15. Losonci P. Addenda to the ignition and combustion processes of direct injection supercharge marine diesel engines // Acta.techn.Acad.sci.hung., 1981, v.93, №3-4, p.261 -287.

16. Needham J.R., Doyle D.M., Nikol A/J/ The Low NOx Truck Engine Needham // SAE Techn. Pap. Ser. 1991, №310731, p 1-10.

17. Nenmann Heinz. Diesel secret notch veil Potential // Auto Mot. and Sport. 1994. №5.- p. 44.

18. Nouvelle motorization 2,0 litters 16 soupiness pour la Fiat runic // D.G.Anto-VoU 1-993-№ 690, p.22.

19. Otto K., Sieg M., Zinbo M., Bartosiewicz L. The oxidation of soot deposits from diesel engines // Diesel Combust. And Emiss. Songr. And Expo, Detroit, Febr. 25-29, 1980.

20. Parker R.F. Future fuel injection requirements for mobile equipment diesel engines // Diesel and gas turbine progress. 1976, v. 42, N. 10. p. 49-53.

21. Pischingor R., Staska G., Gao Z. Berechnung des Ein-spritzverlaufes von Dieselanlagen bei Kavitation // MTZ, 1983, vol.44, №11, p.423-426.

22. Pishinger R. and Gartellieri W. Combustion system parameters and their ; effect upon diesel engine exhaust amission // SAE Techn. Pap. Ser., № 720756, 1972.

23. Primys R.J., Wong V.W. Perfomance and combustion modeling of heterogeneous charge // SAE Techn. Pap. Ser. 1985, №850343, p 15-25.

24. Schulte Horst. The contribution of fuel injection system to meeting future demands on truck diesel engines//SAE Tech. Pap. Ser. 1990, №900822, p 16.

25. Shahed S.M., Flym P.P., Lyn W.T. Diesel combustion: Review and Prospects // Peper presented at CI/CSS Spring Technical Meeting, held at Purgne S University, W. Lafayette, Indiana, 3-4 April, 1978. p. 37.

26. Strahle W.C., Muthukrishnan M., Handley J.C., Turbulent combustion and diesel luqine noise//17 fh Symp.(Jut) Comb., Lkeeds, 1978, Abstr. Pap., p. 89.

27. Takeuchi K., Senda J., Shikuya M. Transient characteristics of fuel atomization and droplet size distribution in diesel fuel sprays // SAE Techn.Pap.Ser., 1983, 830449 14 pp.

28. Taylor C.F. The Internal Combustion Engine in Theory and Practice, vol. 2,a

29. MIT Press, Cambridge, Mass., 1968. p. 34-85.

30. Varde K., Popa D. Diesel fuel sprays penetration at high injection pressures // SAE Techn.Pap.Ser., 1983, 830448, p.p. 15.

31. Yamazaki Nobujuki, Miyamoto Noburu, Murayama Tadashi. The combustion and engine performance in DI and IDI diesel engines // SAE Techn. Pap. Ser. 1985, №850071.-p.1-8.

32. A.C. 1576697 СССР, МКИ F02 В 23/06. ДВС с воспламенением от сжатия. / Бутов В.И., Егоров В.В., Никифоров С.С., Садовский С.С., Чернова Л.В. №4412452/25-06; заявл.18.06.88,опубл.07.07.90, бюл.№25.

33. А.С. 1023120 (СССР). Способ впрыска топлива в дизель / Алтайский политехи, институт: Авт. изобрет. Дудкин В.И., Матиевский Д.Д. -Заявл.02.07.80, №2948578/25-06. опубл.в Б.И.1983,№ 22.

34. Агеев Б.С., Припоров А.Е., Савенкова Г.И. Исследование способов форсирования впрыскивания топлива топливовпрыскивающейаппаратурой среднеоборотных дизелей // Двигателестроение. 1989. -№ 6. - С.18-20.

35. Акобия Ш.Е., Полиенко Ю.А. Определение влияния угла опережения впрыскивания топлива на энергетические и экологические показатели двигателей ЗИЛ 645. // Материалы международной научно-технической конференции. Двигатель - 97. -М.:МГТУ. 1997. С. 40-41.

36. Акчурин Х.И., Чачхиани И.К. О расчете закона подачи топлива и смесеобразования в дизеле // Вестник машиностроения. 1981. - № 6. -С. 31-35.

37. Анализ технического уровня и тенденций развития ДВС М., 1992. (Инф. центр НИИД).

38. Астанский Ю.Л. Исследование зависимости плотности и модуляупругости тяжелых топлив от давления // Двигателестроение. 1980. 3. С. 27-29.

39. Астахов И.В., Трусов В.И., Хачиян A.C. и др. Подача и распыливание топлива в дизелях. М.: Машиностроение ,1972.- 359 с.

40. Байков A.B., Сидоров В.И. Воздействие характеристик впрыска топлива на смесеобразование и сгорание в дизеле при слабом движении воздушного заряда//Двигателестроение. 1981.-№9. С. 48-51.

41. Балакин В.Н. Топливная аппаратура быстроходных дизелей. Л.: Машиностроение, 1967. - 299 с.

42. Бараев В.И. Исследование зависимости параметров процесса впрыска от объемной скорости подачи топлива в широком диапазоне режимов работы топливной аппаратуры // Труды ЦНИТА. Л.: 1973, С. 9-15.

43. Батурин С.А., Лебедев О.Н. и др. Исследование процесса са-жеобразования и тепловыделения в судовом дизеле при работе на эмульгированном топливе // Тр. Новосиб. ин-та водного транспорта, Новосибирск, 1975, вып. 100. с.54-68.

44. Богачев С.А. Разработка топливоподающих систем дизеля нового поколения с целью выполнения перспективных нормативов, ограничивающих токсичность отработавших газов: Автореф. дисс. на соис. уч. степ. к. т. н. Ярославль, 2002. - 18 с.

45. Болдырев И.В., Смирнова Т.Н., Закон тепловыделения и показатели динамики цикла многотопливного форсированного дизеля //т Двигателестроение. 1981. - №4.

46. Бордуков В.В., Файнлейб Б.Н. и др. Электронное управление процессом топливоподачи автотракторных двигателей // Двигателестроение. — 1990.- №6, С.17-21.

47. Бородин В.А., Дитяткин Ю.Ф., Клячко Л.А., Ягодкин В.И. Распыливание жидкостей. М.: Машиностроение. 1967.-263 с.

48. Бояркин М.В., Андреев Ю.В. Конструктивные особенности нового семейства быстроходных многоцелевых двигателей // Двигателестроение. 1998. - №4. - С.26-29.

49. Бриллинг Н.Р. Быстроходные дизели. М.: Машгиз, 1951 -520 с.

50. Варшавский И.Л., Мачульский Ф.Ф. Токсичность дизельной сажи и измерение сажесодержания дизельного выхлопа // В кн.: Тр. ЛАНЭ. М.: Знание. 1969. - С. 120-157.

51. Васильченко И.Д. Теоретический анализ влияния остаточного давления в нагнетательном топливопроводе на процесс впрыска // В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. Харьков: ХГУ. 1982. №36. - С. 9-13.ф

52. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967.-156 с.

53. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя.- М.: Машгиз, 1962. 271 с.

54. Витман Л.А., Канцельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками.- М. -Л.: Госэнергоиздат, 1962. 264с.

55. Вихерт М.М. Мазинг М.В. Топливная аппаратура автомобильных дизелей.- М.: Машиностроение, 1978. 176 с.ф

56. Воинов Д.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1977. - 276 с.

57. Вырубов Д.Н. Смесеобразование в двигателях дизеля.// Сб. Рабочие процессы двигателей внутреннего сгорания. -М.: Машгиз, 1946, С. 5-54.

58. Гершман И.И. Влияние распиливания на воспламенение и сгорание дизельного топлива // В кн.: Исследование распыливания и горения дизельного топлива, М.: Машгиз. - 1959. - вып.87. - С. 57-116.

59. Горелик Г.Б., Соколов В.В., Зайчатников В.Ф. Использование математического планирования эксперимента для выбота основных размеров топливной аппаратуры // Двигателестроение. 1986. - N 4. - С. 27 - 28.

60. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. / Д.Н. Вырубов и др. М.: Машиностроение. 1983. -373с.

61. Дизели семейства БМД Барнаул: АО «Барнаултрансмаш», 1995.

62. Динисламов М.Г. Разработка для тракторных дизелей аккумуляторной системы топливоподачи с мало-энергоемким приводом насоса высокого давления: Автореф. дисс. на соис. уч. степ. к. т. н. Санкт-Петербург, 2002.- 18 с.

63. Дьяченко Н.Х. и др. Влияние динамики тепловыделения на параметры рабочего процесса двигателей / Н.Х. Дьяченко, Б.П.Пугачев, Л.Е.Магидович, Е.Е. Квасов // Труды Алтайск. политехи. ин-т.-1975.

64. Дьяченко Н.Х. и др. Теория двигателей внутреннего сгорания. Л.: Машиностроение. 1974. - 552 с.

65. Еськов A.B. Контроль интегральных параметров дисперсности и массопереноса в потоках распыленных частиц: Дис. . канд. техн. наук. Барнаул, 1998. 192 с.

66. Ефремов И.Ф., Матиевский Д.Д. Метод анализа топливной экономичности поршневых ДВС // Двигателестроение. 1986. - N 10. -С. 3 - 6.

67. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерения. Д.: Наука, 1968. - 95 с.

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

69. Зубченко В.А. Интенсификация процесса подачи топлива в дизеле: Автореф. дисс. на соис. уч. степ. к. т. н. Волгоград, 1998. - 20 с.

70. Иванов A.B. Применение оптических методов для исследования факела топлива, распыленного дизельными форсунками // В кн.: Исследование, конструирование и расчет тепловых двигателей внутреннего сгорания. -М., 1983, С. 45-53.

71. Иванов В.М. Топливные эмульсии. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 216 с.

72. Иващенко H.A., Вагнер В.А., Грехов JI.B. Дизельные топливные системы с электронным управлением: Учебно-практическое пособие. -Барнаул: Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 2000. 111 е., ил.

73. Исаев А.И. Конструирование топливной аппаратуры: Учебное пособие. / ЯТИ. Ярославль, 1971. 184 с.

74. Исаев А.И. Процесс подачи топлива в дизеле: Учебное пособие. ЯПИ. Ярославль, 1983. - 76 с.

75. Каталог. ROBERT BOSH GmbH, Abt KH/VDT, Stuttgart, 1976.

76. Колпаков Б.А., Лебедев O.H. Сравнение высокооборотных четырехтактных дизелей с различными способами смесеобразования // Тр. НИИВТ, Новосибирск, 1973. вып.69. - ч.И. - С.23-29.

77. Концепция развития энергетики Алтайского края до 2010 г. Изд-во АлтГТУ - Барнаул - 1998.

78. Круглов М.Г. ДВС будущего // Материалы международной научно-технической конференции. Двигатель 97. Москва. 1997, С. 5.

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

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

81. Лазарев Е.А. Основные принципы управления процессом сгорания топлива в дизелях // Двигателестроение. 1983. - № 9. - С. 3-7.

82. Лебедев В.А. О возможности применения на автотракторных дизелях насос форсунок с гидроприводом и электромагнитным управлением // Труды ЦНИТА. - Л.: 1972, С. 18-22.

83. Лебедев О.В., Сисин В.Д. О влиянии стенок камеры сгорания дизеля на движение струи распыленного топлива // Труды НИИВТ, вып. 121. Новосибирск, 1973. С.8-13.

84. Лебедев О.Н. К вопросу о распыливании топлива дизельными форсунками // В кн.: Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1977. - №3. -вып. 1. - С .40-44.

85. Лебедев О.Н. Марченко В.Н. О влиянии давления на динамику испарения капли топлива // Известия СО АН СССР, серия технических наук. №8. - вып.2. - 1981. - С. 12-15.

86. Лебедев О.Н., Носов В.П. К вопросу о механизме сжигания водотопливных эмульсий в судовых дизелях // Тр. НИИВТ, Новосибирск, 1980, вып. 151, С. 33-38.

87. Лебедев О.Н., Пичурин A.M. Влияние формы распыливающего отверстия на длину топливной струи // Сб. Техническая эксплуатация энергетических установок речных судов.-Новосибирск. -1992.-С. 91-95.

88. Лебедев О.Н., Чирков С.Н. Теоретические основы процессов смесеобразования в дизелях. Новосибирск. Изд-во НГАВТ, 1999. -370с.

89. Лебедев C.B., Нечаев Л.В. Совершенствование показателей высокооборотных дизелей унифицированного типоразмера / Академия транспорта РФ, АлтГТУ им. И.И.Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999.

90. Леонов И.В., Леонов Д.И, Марков В.А. Управление параметрами впрыскивания топлива в дизеле // Грузовик. №1. - 2001.

91. Лиханов В.А., Сайкин A.M. Снижение токсичности автотракторных дизелей. М.: Агропромиздат, 1991.- 208 с.

92. Ломонософф И.Х., Патрахальцев H.H. Переходные процессы в топливоподающей аппаратуре дизеля и совершенствование их воздействием на начальное давление топлива в нагнетательнойIмагистрали // Двигателестроение. 1985. - № 1. - С.26-28.

93. Лоскутов A.C., Новоселов А.Л., Вагнер В.А. Снижение выбросов окислов азота дизелями в атмосферу / Алт. краевое правление Союза НИО СССР. Барнаул: Б.И., 1990. - 120 с.

94. Лышевский A.C. Закономерности дробления жидкостей механическими форсунками давления. Новочеркасск: Изд-во НПИ, 1961. - 186 с.

95. Лышевский A.C. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками. М.: Машгиз. 1963. - 179 с.

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

97. Мазинг В.Е., Хачиян A.C. Исследование совместного влияния заширмления впускных клапанов, шага и размера отверстий в распылителе форсунок на рабочий процесс быстроходного дизеля // Труды НАМИ. вып. 62. - 1964. - С. 46-71.

98. Мазинг М.В., Анникеев А.Ф. Исследование дизельной топливоподающей аппаратуры «Камминс» // Тр. НАМИ, М., 1966. вып. 88.-С. 51-74.

99. Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС. Учебное пособие. / Под. ред. В.А. Вагнера, H.A. Иващенко, В.Ю. Русакова. / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997. - 198 с.

100. Матиевский Д.Д. Использования уравнения связи индикаторного КПД с характеристиками подвода и отвода тепла при анализе и синтезе индикаторной диаграммы//Двигателестроение.-1979. № 11. - С. 12-14.

101. Матиевский Д.Д. Метод анализа индикаторного КПД рабочего цикла дизеля // Двигателестроение. 1984. - № 6. - С. 7 -11.

102. Матиевский Д.Д. Учебное пособие: Рабочие процессы ДВС./ Алт. политехи, ин-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Б. и., 1983. 84 с.

103. Мелькумов Т.М. Терия быстроходного двигателя с самовоспламенением. М.: Оборонгиз, 1953.- 408 с.

104. Методика гидродинамического расчета ТА. Отчет ЯЗТА №64/87 -Ярославль, 1990.

105. Новоселов A.JL, Мельберт A.A., Беседин С. JL Основы инженерной экологии в двигателестроении. Учебное пособие по целевой подготовке специалистов. / Под ред. академика Новоселова A.JI. / АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1993. - 98 с.

106. Огнев И.В. Интенсификация процесса впрыска топлива автотракторных дизелей.// Материалы 58-й науч.-техн. конф. тех. ун-та./АлтГТУ.-Барнаул: ЦОП АлтГТУ, 2000. С. 43.

107. Огнев И.В., Свистула А.Е., Еськов A.B., Карпов И.Е. Диагностика качества распиливания топлива дизельными форсунками.// Материалы 59-й науч.-техн. конф. студ., асп. и ППС тех. ун-та./АлтГТУ им. И.И. Ползунова.- Барнаул: ЦОП АлтГТУ, 2001. С. 45 - 46.

108. Огнев И.В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Улучшение экологических параметров рабочего процесса дизеля интенсификацией впрыска топлива/Материалы межвуз. науч-практ. конф. «Молодежь -Барнаулу».— Барнаул: БЮИ МВД России, 2001. С. 480-483.

109. Огнев И.В., Свистула А.Е. Способы интенсификации процесса впрыска топлива автотракторных дизелей / Сб. ст./Под ред. Новоселова А.Л.; Акад. транспорта РФ. Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2001. - С. 92 - 99.

110. Огнев И.В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Исследование влияния угла начала подачи топлива на показатели цикла дизеля // Материалы межвуз. науч-практ. Конф. «Молодежь Барнаулу». - Барнаул: БЮИ МВД России, 2002. - С. 328 - 330.

111. Огнев И.В., Евстигнеев В.В., Еськов А. В., Карпов И.Е. Испытательный стенд топливных распылителей // Труды 8-й межд. науч. практ. конф. студ., асп. и мол. ученых. Томск: Изд. ТПУ, 2002. - Т. 1. -С. 110 - 111.

112. Огнев И.В., Еськов А. В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Экспериментальная установка для исследования топливного факела дизельного двигателя // Материалы межрег. научн. фестиваля «Молодежь и наука третье тысячелетие» - Красноярск, 2002. - С. 209 -211.

113. Огнев И.В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Исследование численным методом динамики впрыска топлива в дизеле / Сб. ст./Под ред. Новоселова A.JI.; Акад. транспорта РФ. Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2002. -С. 8- 18.

114. Огнев И.В., Еськов A.B., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е. Экспериментальная установка для исследования топливного факела дизеля // Региональная научная конференция студ., асп., мол. уч. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. С. 26 - 28.

115. Огнев И.В., Матиевский Д.Д., Свистула А.Е., Еськов A.B. Оптическое исследование скорости фронта потока распыленного топлива / IX Межд. науч.-пр. конф. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2003. - С. 271 - 274.

116. Огнев И.В. Исследование согласования параметров топливной аппаратуры с формой камеры сгорания дизеля.// Материалы 61-й науч,-техн. конф. техн. ун-та./АлтГТУ- Барнаул: ЦОП АлтГТУ, 2003. С. 103 - 108.

117. Пат. 4381077 (США). Насос-форсунка. Заявл. 04.06.81, № 270539. опубл. 26.04.83. Приор. 12.06.80, № 55-80983 Япония (РЖ 1984 3.39.321П).

118. Пат. 4406404 (США). Форсунка с пневматическим распыливанием. -Заявл. 4.06.81, № 270635, опубл. 27.09.83. Приор. 12.06.80 № 55-78341 Япония (РЖ 1984 9.10.39).

119. Пат. 4413 781 (США). Форсунка. Заявл. 21.12.81, №332736, опубл. 8.11.83, приор. 22.12.80, № 55-183182 Япония (РЖ 1984 9.39.323П).

120. Патент РФ 2033539 Двигатель внутреннего сгорания. / Юр Г.С. -№4374906/06. Заявл. 16.12.87; Опубл. 20.04.95 Бюл. №11. 2 с.

121. Патент РФ №2044901. Способ интенсификации сгорания топлива в двигателе с воспламенением от сжатия при непосредственном смесеобразовании. Бурсдорф Э.И., Назаров O.A., Решетов В.И. № 5039517/06. Заявл. 20.04.92; Опубл. 27.09.95. Бюл. №27. -6 с.

122. Патент США 3149620. Corona ingnition divice/ R. Cataldo, General Motors Co. (USA) №259010, заявл. 18.02.63, опубл. 22.10.64.

123. Патент США 3264509. Device for treating flowing fenids./ Moriya Sabaro. заявл. 03.05.65.

124. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания. Учеб. пособие.-Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983.-244 е.

125. Пичурин A.M. Влияние геометрии распыливающих отверстий на структуру топливно-воздушной струи. / Дизельные энергетические установки речных судов.// Труды НГАВТ. Новосибирск, 1994, с. 28-30.

126. Плесовских A.A. Интенсификация процессов воспламенения и горения топлива в судовых дизелях посредством плазменного разряда: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук Спб., 1992. 20 с.

127. Пожаров М.А. Упрощенный метод расчета основных параметров автотракторных топливных насосов/ЛГруды ЦНИТА. -Л.: 1963.-е. 24-30.

128. Проверочный расчет топливной аппаратуры ЯЗТА размерности 14/14для дизелей БМД-128Ф. // Отчет №22/68 1993.

129. Раевский Н.П. Методы экспериментального исследования механических параметров машин. М.: Изд-во АН СССР, 1952. -236 с.

130. Разлейцев Н.Ф. Анализ условий сгорания в дизелях с помощью обобщенного уравнения динамики горения // В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. Харьков, 1969. - вып. 8. - С. 47-52.

131. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: «Вища школа», 1980. - 170 с.

132. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. -М.: Высшая школа, 1975. -314 с.

133. Распыливание жидкостей / Ю.Ф. Дитякин, Л.А. Клячко, Б.В. Новиков, В.И. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1977. - 207 с.

134. Расчетное исследование гидродинамики ТА БЗТМ-8 // Отчет № 83/90 -Ярославль, 1990.

135. Русаков В.Ю. Снижение вредных выбросов дизелей путем изменения условий смесеобразования. Дис. . канд. техн. наук. Барнаул, 1994. 198 с.

136. Самарский A.A. Что такое вычислительный эксперимент? // Наука и жизнь 1989. №2. - С. 27-32.

137. Свиридов Ю.Б. О процессах воспламенения и горения в двигателях с воспламенением от сжатия // Сб. Поршневые двигатели внутреннего сгорания: М.: Изд-во АН СССР. 1956. - с. 115-135.

138. Свиридов Ю.Б. Принципы построения обобщенной теории сгорания в дизелях // Двигателестроение. 1980. - № 9. - С. 21-24.

139. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. JL: Машиностроение, 1972. - 224 с.

140. Свиридов Ю.Б., Малявский JI.B., Вихерт М.М. Топливо и топливоподача автотракторных дизелей. Л.: Машиностроение, 1979. -248 с.

141. Свистула А.Е. Снижение расхода топлива и вредных выбросов дизеля воздействием на рабочий процесс дизеля присадки газа к топливу: Дис. . канд. техн. наук. Ленинград, 1987. - 220 с.

142. Свистула А.Е., Матиевский Г.Д. Выбор параметров топливоподающей аппаратуры двигателя постоянной мощности // Совершенствование дизелей: Межвуз сб. Барнаул: Из-во АлтПИ, 1991. С.57 65.

143. Свистула А.Е., Матиевский Д.Д., Гуляев П.Ю., Еськов A.B. Экспериментальные исследования характеристик топливных струй дизельных форсунок. // Двигателестроение, 1999 №1. с. 29 - 31.

144. Семенов Б.М., Комов А.П., Ломов С.И. Результаты форсирования дизеля 84 9,5/10 по частоте вращения до 3000 мин"1. / Улучшение технико-экономических и экологических показателей отечественных дизелей. // Труды ЦНИДИ. Л.: 1988.- С. 53-62.

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

146. Семенов Б.Н., Зявлин М.Я., Новоселов В.Д. Повышение топливной экономичности тепловозных дизелей: Улучшение технико-экономических и экологических показателей отечественных дизелей.// Труды ЦНИДИ. Л.: 1988. - С. 29-38.

147. Сергеев В.М. Новый способ впрыскивания топлива в форсированных дизелях Н Автомобильная промышленность. 1998. - №1.

148. Смайлис В.И. Малотоксичные дизели. Л.: Машиностроение, 1972. -128 с.

149. Смайлис В.И. Современное состояние и новые проблемы экологии дизелестроения // Двигателестроение. 1991. - №1. - С. 3-6.

150. Стечкин Б.С. и др. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя. Изд. во АН СССР, 1960.

151. Стечкин B.C., Генкин К.Н., Золотаревский B.C., Скородинский И.В. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя. М.: Изд-во АН СССР.I960.-199 с.

152. Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив / С.Д. Ривкин и др.-М.: Энергоатомиздат, 1984. 105 с.

153. Толстов А.И. К проблеме смесеобразования и быстроходных дизелях с наддувом // Труды НИИ. №10. - 1961. - С. 52-58.

154. Топливная аппаратура повышенной энергии впрыскивания. Тарковский JIM., Соколов М.Г., Зиняев А.Б. // Автомобильная промышленность, 1990.-№1-С. 13-14.

155. Тракторные дизели / Б.А .Взоров, A.B. Адамович, А.Г. Арабян и др. -М.: Машиностроение, 1981. 535 с.

156. Трусов В.И. О некоторых параметрах топливных факелов для анализа смесеобразования в дизеле // В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. -Ярославль. 1981.- С. 103 112.

157. Упрощенный метод расчета основных параметров ТНВД // Труды ЦНИТА. Л.: 1963. - С. 24-26

158. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Л.: Машиностроение. 1974. - 263 с.

159. Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Исследование оптимальных условий развития топливного факела в быстроходном дизеле при различных камерах сгорания // Труды ЦНИТА. Л.: 1973. - С. 11-17.

160. Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Требования к интенсификации впрыска топлива при наддуве автотракторных дизелей // Двигателестроение, 1981.-№12-С. 6-9.t

161. Файнлейб Б.Н., Голубков И.Г., Клочев Л.А. Методы испытаний и исследований топливной аппаратуры автотракторных дизелей. М.-Л.: Машиностроение, 1965. - 175 с.

162. Федышин В.И. Современные тенденции развития дизелестроения за рубежом // Двигателестроение. 1985. - № 11. - С. 48-51.

163. Финогенов А.Н. Экспериментальное исследование распределения распыленного топлива по поперечному сечению факела // В кн.: Совершенствование и создание форсированных двигателей. -Л.: ЦНИДИ. 1982.-С. 19-26.

164. Фомин Ю.Я. Гидродинамический расчет топливных систем дизелей с использованием ЭВМ. М.: Машиностроение, 1973. -144 с.

165. Фомин Ю.Я., Никонов Г.В., Ивановский В.Г. Топливная аппаратура дизелей. М.: Машиностроение, 1982. - 168 с.

166. Фурса В.В., Звонов В.А., Гавриленко П.Н., Боженок Е.И. Структура и характер экономического ущерба, наносимого отработавшими газами ДВС // Двигателестроение. 1985. - № 11. - С. 42 - 44.

167. Хачиян A.C., Гальговский В.Р., Никитин С.Е. Доводка рабочего процесса автомобильных дизелей. М.: Машиностроение. 1976. - 105 с.

168. Хинин H.A. Образование загрязняющих веществ в дизельных двигателях. Методы снижения эмиссии и улучшение экономичности. / Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. // Под ред. H.A. Чигир. М.: Машиностроение, 1981.-407 с.

169. Ховах М.С. Об особенностях процесса смесеобразования и сгорания в быстроходных дизелях с камерами сгорания различных типов. / Автотракторные двигатели, // Труды МАДИ М.: Машиностроение. 1968.-С. 10-36.

170. Эфрос В.В. Перспективы развития двигателей в тракторном и комбайновом машиностроении // Двигателестроение. 1985. - № 11. - С. 3-5.

171. Юр Г.С. Газодинамические колебания рабочего тела эффективное средство улучшения качества рабочего процесса судовых дизелей: Автореф. дисс. на соис. уч. степ. к. т. н. - Новосибирск, 1999. - 24 с.

172. Юр. Г.С. Исследование некоторых закономерностей струйного смесеобразования в дизелях // Тр. НИИВТ. Новосибирск, 1981. - вып. 158.-С. 66-72.180