автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Улучшение показателей транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и смесевых биотопливах, путем совершенствования конструкции распылителей форсунок

11-4

147

На правах рукописи

Стремяков Андрей Васильевич

УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО ДИЗЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ БИОТОПЛИВАХ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ФОРСУНОК

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2011

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н. Э. Баумана

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Марков Владимир Анатольевич

Научный консультант:

доктор технических наук Гуров Валерий Игнатьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Голубков Леонид Николаевич

кандидат технических наук, доцент Пономарев Евгений Григорьевич

Ведущее предприятие: Ногинский завод

топливной аппаратуры (ЗАО «НЗТА»)

Защита диссертации состоится «_»_2011 г. в_ч. на

заседании диссертационного совета Д 212.141.09 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 «_»_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

библиотека СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ДТ - дизельное топливо;

КС - камера сгорания;

ОГ - отработавшие газы;

МЭРМ - метиловый эфир рапсового масла;

ТНВД - топливный насос высокого давления;

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью дальнейшего совершенствования процессов распыливания топлива и смесеобразования с целью удовлетворения современных жестких требований к показателям топливной экономичности и токсичности отработавших газов транспортных дизелей. В свою очередь эти показатели определяются конструкцией системы топливоподачи и, в особенности, конструкцией форсунок и их распылителей. Проблема обеспечения требуемых параметров процессов распыливания топлива и смесеобразования особенно актуальна для дизелей небольшой размерности. В этих двигателях с небольшим объемом камеры сгорания сложно организовать чисто объемное смесеобразование, обеспечивающее равномерное распределение топлива по объему КС и наиболее полное сгорание топлива с наибольшей эффективностью рабочего цикла. В этом случае целесообразно внесение изменений в конструкцию распылителей форсунок, способствующих совершенствованию процессов распыливания топлива и смесеобразования.

При использовании биотоплив на основе растительных масел указанные проблемы усугубляются отличиями свойств этих топлив от свойств ДТ. В этом случае реализация мероприятий, улучшающих качество распыливания топлива и смесеобразования, становится еще более актуальной. Использование смесевых биотоплив на основе растительных масел в сочетании с внедрением мероприятий по совершенствованию распыливания топлива и смесеобразования позволит достичь требуемых показателей топливной экономичности и токсичности ОГ современных дизелей.

Цель работы; достижение требуемых показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и смесевых биотопливах, путем совершенствования конструкции распылителей форсунок.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов. С помощью теоретических методов проведены расчетные исследования параметров распыливания топлива и смесеобразования, показателей топливной экономичности и токсичности ОГ, влияния геометрии проточной части распылителей форсунок на показатели потока топлива в распылителе и параметры процесса распыливания топлива. Экспериментальная часть работы заключа-

1

лась в определении показателей дизеля, оснащенного распылителями различных конструкций и работающего на различных топливах.

Научная новизна работы заключается в следующем: разработана методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок;

разработаны конструкции распылителей форсунок, обеспечивающие улучшение качества процессов распыливания топлива и смесеобразования, показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизелей;

- разработана методика оптимизации состава смесевого биотоплива с учетом показателей топливной экономичности и токсичности ОГ.

Достоверность и обоснованность научных положений определяются: использованием современных методик расчета параметров рабочего процесса дизеля и показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок;

совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований, полученных при испытаниях на развернутом двигателе.

Практическая ценность состоит в том, что:

- разработанная методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок и проведенные расчетные исследования позволили выбрать оптимальную конструкцию распылителей форсунок, обеспечивающую наилучшие параметры процессов распыливания топлива и смесеобразования;

- разработанные конструкции распылителей форсунок обеспечивают значительное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизелей;

разработанная методика оптимизации позволила сформулировать практические рекомендации по выбору состава смесевого биотоплива;

проведенные экспериментальные исследования дизеля, работающего на дизельном топливе и смеси дизельного топлива и метилового эфира рапсового масла, подтвердили эффективность использования разработанных распылителей форсунок.

Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами НИР кафедр «Поршневые двигатели» (Э-2) и «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также лаборатории «Автоматика» НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Результаты исследований внедрены в МГАУ им. В.П. Горячкина и в ЗАО «НЗТА» (г. Ногинск).

Апробация работы:

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Поршневые двигатели» в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2011 г. По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады:

на международной научно-технической конференции «4-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе», 29-30 января 2009 г., Москва, ГТУ «МАДИ»;

на межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 80-летию кафедры судовых ДВС и дизельных установок СПбГМТУ и 120-летию проф. В.А. Ван-шейдта, 18 ноября 2010 г., Санкт-Петербург, СПбГМТУ;

на международной конференции «Двигатель-2010», посвященной 180-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 16 ноября 2010 г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана;

- на международной научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе», 14 марта 2011 г., Москва, ГТУ «МАДИ»;

- 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 2009-2011 г.г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 6 статей (из них 6 - по списку ВАК) и 7 материалов конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 191 страница, включая 165 страниц основного текста, содержащего 46 рисунков, 20 таблиц. Список литературы включает 152 наименования на 16 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована необходимость совершенствования процессов распыливания топлива и смесеобразования в дизелях транспортного назначения, работающих на ДТ и смесевых биотопливах, и дана общая характеристика диссертации.

В первой главе проведен анализ работ, опубликованных по теме диссертации. Рассмотрены особенности организации смесеобразования в дизелях с непосредственным впрыскиванием топлива и методы улучшения качества процессов впрыскивания и распыливания топлива. Отмечена актуальность улучшения качества указанных процессов в дизелях, работающих на биотопливах на основе растительных масел. В работах И.В. Астахова, Л.Н. Голубкова, Л.В. Грехова Л.В., С.Н. Девянина, В.И. Трусова, Б.Н. Фанлейба и других ученых показано, что совершенствование процессов распыливания топлива и смесеобразования является эффективным методом достижения требуемых показателей топливной экономичности и токсичности ОГ. На основании проведенного анализа сформулированы цель работы и следующие задачи исследования:

1. Разработка конструкций распылителей форсунок, обеспечивающих улучшение качества процессов распыливания топлива и смесеобразования.

2. Разработка методики определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок.

3. Проведение расчетных исследований влияния геометрии проточной части распылителей форсунок на показатели потока топлива в распылителе и параметры процесса распиливания топлива.

4. Проведение расчетных исследований влияния состава смесевого биотоплива на параметры процессов распыливания топлива и смесеобразования, показатели топливной экономичности и токсичности ОГ

5. Разработка методики оптимизации состава смесевого биотоплива с учетом показателей топливной экономичности и токсичности ОГ.

6. Проведение экспериментальных исследований дизеля, оснащенного серийными и усовершенствованными распылителями форсунок, при его работе на дизельном топливе.

7. Проведение экспериментальных исследований дизеля, оснащенного серийными и усовершенствованными распылителями форсунок, при его работе на смеси дизельного топливах и метилового эфира рапсового масла.

Вторая глава посвящена расчетным исследованиям топливоподачи дизеля, оснащенного распылителями форсунок с различной геометрией проточной части. В работах С.Н. Девянина, A.C. Лышевского, Ю.Б. Свиридова, В.И. Трусова показано, что для обеспечения высокого качества процесса распыливания топлива и последующего смесеобразования желательно обеспечить высокую турбулизацию потока топлива в проточной части распылителя форсунки. Обычно такая турбулизация достигается за счет выполнения распыливающих отверстий с дополнительными гидравлическими сопротивлениями - турбулизаторами. Но их выполнение технологически достаточно сложно ввиду малого диаметра распыливающих отверстий и их большого числа в современных системах топливоподачи. Кроме того, распыливающие отверстия подвержены закоксовыванию. Дополнительная турбулизация потока топлива на выходе из распыливающих отверстий может быть обеспечена при выполнении дополнительных гидравлических сопротивлений на хвостовике иглы распылителя.

Для оценки влияния гидравлических сопротивлений, выполненных на хвостовике иглы распылителя форсунки, и выбора формы таких сопротивлений разработано и изготовлено несколько опытных распылителей на базе серийного распылителя типа 145.1112110-11 производства Ногинского завода топливной аппаратуры (НЗТА). Эти распылители используются в форсунках ФДМ-22 дизелей типа Д-245 производства Минского моторного завода (ММЗ). Серийный распылитель типа 145.1112110-11 выполнен с диаметром иглы ¿/„=5,0 мм (по направляющей, рис. 1 ,а). Максимальный ход иглы составляет Аи=0,26 мм. Диаметр распыливающих отверстий равен с/р=0,32 мм (его длина /р=0,90 мм). Хвостовик иглы распылителя имеет три конусных участка с различными углами этих конусов, равными 45, 60 и 90° Посадка иглы на седло распылителя осуществляется по диаметру dn=2,8 мм, расположенному на участке с углом конуса 60°. В опытном распылителе по варианту № 1 (рис. 1,6) произведена подрезка части хвосто-4

вика иглы серийного распылителя, расположенной ниже посадочного диаметра ¿/„=2,8 мм, под углом конуса 90° В опытном распылителе по варианту № 2 (рис. 1 ,в) конусная часть хвостовика иглы серийного распылителя с углом конуса 60° сточена на 0,1 мм (по диаметру) ниже посадочного диаметра ¿/„=2,8 мм с таким же углом конуса (60°). Опытный распылитель по варианту № 3 (рис. 1,г) получен в результате дообработки опытного распылителя по варианту 1 (рис. 1 ,б). Эта дообработка заключалась в том, что конусная часть хвостовика иглы с углом конуса 45° сточена на 0,1 мм (по диаметру) выше диаметра ¿=3,2 мм с таким же углом конуса (45°).

05,0

05.0

05,0

0 5,0

01,5

0 4,2

45°

02,8« ^ щ

90° 0 3,0

9,5

04,2

45°

0 2,8*

90°

03,0

I \

1,4 0,2

0 4,2

45°

90°

0 2,8*

03,0

02,7

9,5

0 4,2

45° 0 3,1

90° 0 2,8»

0 3,0

0 3,2

0,2 0,2

Рис. 1. Конструктивные схемы носка иглы распылителя: а - серийный распылитель типа 145 производства НЗТА; б - опытный распылитель по варианту № 1; в - опытный распылитель по варианту № 2; г - опытный распылитель по варианту № 3

Для оценки параметров потока топлива в проточной части распылителя форсунки проведены его расчетные исследования с использованием программного комплекса АпБуБ С.РХ у12.1, в котором для решения задач гидромеханики используется метод конечных объемов (МКО). При расчетах рассматривалось стационарное течение топлива, при постоянном давлении на входе в форсунку, равном среднему за период впрыскивания давлению. Для дизеля типа Д-245.12С давление на входе было принято равным 39,7 МПа, а на выходе - 0.1 МПа (впрыск топлива в атмосферу). При этом температура топлива была принята равной 40 °С, а эффективное проходное сечение распылителя |1,/р=0,250 мм2 При моделировании течения топлива принято, что жидкость несжимаема, а процесс течения является адиабатным и изотермическим. Для сравнительного анализа различных распылителей выбран серийный распылитель и опытный распылитель по варианту №3, обеспечивающий наибольший эффект от изменения геометрии проточной части распылителя.

В результате проведенного расчетного исследования потоков топлива в серийном распылителе и в опытном распылителе по варианту №3 полу-

чены распределения скоростей течения топлива в проточных частях этих распылителей. Максимальные скорости течения топлива отмечаются в распыливающих отверстиях форсунок, где они превышают значение 200 м/с для обоих вариантов распылителей. При этом среднеинтегральные значения скоростей течения топлива на выходе из распыливающих отверстий примерно одинаковы (соответственно 172,829 и 172,886 м/с у серийного распылителя и опытного распылителя по варианту №3).

Рассмотрение областей с различной турбулизацией потока топлива в распыливающих отверстиях серийного и опытного распылителей (рис. 2) показывает, что в опытном распылителе по варианту №3 область с повышенной турбулизацией потока топлива смещена ближе к выходной кромке распыливающего отверстия. В этом распылителе наличие местного гидравлического сопротивления в виде ступенчатого уступа, выполненного на хвостовике иглы распылителя, приводит к распространению интенсивных турбулентных вихрей почти на всю длину распыливающего отверстия.

А Б

Рис. 2. Распределение кинетической энергии турбулентных вихрей в распыливающих отверстиях распылителей форсунки: а - серийный распылитель; б - опытный распылитель

При обработке расчетных данных были определены некоторые средние и интегральные значения параметров потока топлива в проточной части исследуемых распылителей. По этим данным следует отметить, что

при изменениях геометрических размеров проточной части распылителя форсунки параметры, характеризующие скорость течения топлива и его расход, изменяются сравнительно слабо, а параметры, характеризующие интенсивность турбулентных вихрей, изменяются в достаточно широком диапазоне. В частности, при переходе от серийной форсунки к опытной форсунке №3 среднее значение энергии диссипации турбулентных вихрей на выходе из распыливающего отверстия уменьшается на 31,54%.

Влияние геометрии проточной части распылителя форсунки усиливается при увеличении диаметра распыливающих отверстий df или при уменьшении их длины /р. В частности, исследованы параметры потока топлива при диаметре распыливающего отверстия dp=0,72 мм (при /р/Ц,=1,25) В этом случае при переходе от серийного распылителя к опытному распылителю №3 среднее по площади выходного сечения распыливающего отверстия значение энергии турбулентных вихрей увеличивается в 2 раза - от 160,19 до 330,36 Дж/кг.

Третья глава посвящена расчетным исследованиям влияния состава смесевого биотоплива на показатели дизеля. В качестве объекта исследований выбран дизель типа Д-245.12С. Для расчетных исследований использован программный комплекс ДИЗЕЛЬ-РК, разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана доц. A.C. Кулешовым. При расчетах задавался закон подачи, формируемый кулачками ТНВД модели PP4M10Ulf на номинальном режиме с частотой вращения коленчатого вала и=2400 мин"1 и цикловой подачей топлива <уц=80 мм3 Штатные форсунки дизеля были оснащены распылителями DOP 119S534 Motorpal с числом распыливающих отверстий 1р=5 и суммарной эффективной площадью распылителя в сборе Цр/р=0,250 мм2 При расчетах оценивались показатели дизеля, работающего на чистых ДТ и МЭРМ, а также на их смесях с 5, 20, 40, 60, 80-процентным содержанием МЭРМ.

Расчетные результаты свидетельствуют о том, что часовой расход топлива Gr практически не изменяется в зависимости от процентного содержания МЭРМ в смеси Смэрм (рис. 3,а). Но при этом крутящий момент дизеля Ме уменьшается с увеличением концентрации МЭРМ в смесевом биотопливе Смэрм (рис. 3,6). Это объясняется большим содержанием атомов кислорода в молекулах МЭРМ и пониженной теплотой сгорания смесей ДТ и МЭРМ. Поэтому с ростом Смэрм наблюдается увеличение удельного эффективного расхода топлива ge (рис. 3,в). Но при этом снижение эффективного КПД це не очень значительно: при увеличении Смэрм с 0 до 40% величина це уменьшается с 0,34 до 0,33.

При увеличении концентрации МЭРМ в смеси с ДТ Смэрм дымность ОГ Кх сначала снижается. Ее минимум отмечен при СМэрм=50%. Однако, при дальнейшем росте Смэрм дымность ОГ начинает возрастать, но во всем диапазоне изменения Смэрм наибольшая дымность ОГ отмечена при работе именно на чистом ДТ. Увеличение Смэрм свыше 10% сопровождается снижением концентрации в ОГ оксидов азота CNOx. Но из-за падения

7

мощности ^ исследуемого дизеля с ростом Смэрм удельный массовый выброс оксидов азота (отнесенный к единице вырабатываемой мощности) еЫОх все же несколько возрастает (рис. 3,д). Удельный массовый выброс диоксида углерода (углекислого газа) еСог также растет с ростом Смэрм (рис. 3,е).

Ст. кг/ч

19.4 19.3 19 2 19.1 19.0

40 60

смэрм> %

Ме,Н-М

40 60

Смэрм > %

Эе, г/(кВтч)

1«

Лв

^ -

9« _

К х,%

0 20 40 £0 80 100

Смэрм > %

В

СМОх, ррт еМОх,г/(кВтч)

е N0*

уСг уЮх

40 60

Смэрм<

%

8.6

8.4

8 2

8.0

7.8 100

есо2'г/

0 20 40 60 80 100

Смэрм > % Г

кВт-ч)

10 60 Смэрм > %

Д Е

Рис. 3. Зависимость расхода топлива вт (а), крутящего момента (б), удельного эффективного расхода топлива и эффективного КПД дизеля т|е (в), дымности ОГ Кх (г), концентрации в ОГ оксидов азота Смох, удельных массовых выбросов оксидов азота еМОх (д) и углекислого газа еСог (г) от содержания МЭРМ в смесевом биотопливе Смэрм

При оптимизации состава смесевого биотоплива эксплуатационный расход топлива и выбросы токсичных компонентов ОГ рассчитывались для режимов 13-ступенчатого цикла ЕСЕ 1149. Оценка топливной экономичности на режимах этого цикла проведена по интегральному (условно-8

му) удельному эффективному расходу топлива ge усл и условному эффективному КПД х\е усл, которые определялись по зависимостям

IX,. А',

_ /»I__^ _

<5 еусл — 13 ' '«.701

2Х к,

3600

Ни ' £су<

где GT, и Ag[ - часовой расход топлива и эффективная мощность на г-том режиме; Ki - весовой коэффициент, отражающий долю времени /-того режима; Ни - низшая теплота сгорания топлива.

В предлагаемой методике оптимизации использован метод свертки, в котором обобщенная целевая функция определялась в виде произведения эффективного КПД rjeyc„ и удельного массового выброса оксидов азота eNOx на режимах 13-ступенчатого цикла. Поскольку эффективный КПД двигателя rieycn и массовый выброс с ОГ оксидов азота eNox имеют различную размерность, то при оптимизации состава смесевого биотоплива использованы приведенные (относительные безразмерные) значения этих параметров, определяемые в виде

Це пр / Ле

^NOX пр—eNQxi / ешхо-

где т|е„ ешх1 - эффективный КПД двигателя и массовый выброс с ог оксидов азота при рассматриваемом составе смесевого биотоплива (содержании МЭРМ в смесевом биотопливе СМэрм); Лео и емоХо - соответствующие параметры дизеля при работе дизеля на чистом ДТ (при СМэрм=0). С учетом принятых частных критериев оптимизации обобщенная целевая функция имеет вид:

Фо= Лепр" ешхпр-

Результаты оптимизации состава смесевого биотоплива для дизеля типа Д-245.12С приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Оптимизация параметра СМэрм дизеля Д-245.12,

Содержание МЭРМ в топливе Смэрм, % Показатели дизеля

Ve усл *7е усл i7d eNOx, г/(кВт-ч) ^Nox по Фо

0 0,345 1,0000 7,286 1,0000 1,0000

5 0,342 1,0088 6,894 0,9462 0,9545

10 0,338 1,0207 6,718 0,9220 0,9411

20 0,338 1,0207 6,542 0,8978 0,9164

40 0,339 1,0177 7,441 1,0213 1,0394

60 0,342 1,0088 7,759 1,0649 1,0743

Полученные результаты оптимизации свидетельствуют о том, что в дизеле типа Д-245.12С, работающем на смесевом биотопливе, оптимальное содержание МЭРМ в смеси с ДТ равно Смэрм=20 %. При таком соста-

9

ве биотоплива достигается минимум обобщенной целевой функции Ф„=0,9164 (см. табл. 1). Следует также отметить, что при значениях СМЭрм от 0 до 35-40% целевая функция не превышает своего значения, полученного при работе дизеля на нефтяном ДТ (Фо=1,0). Это свидетельствует о благоприятном сочетании показателей топливной экономичости и токсичности ОГ при небольшом содержании МЭРМ в смеси с ДТ.

В четвертой главе рассмотрены результаты экспериментальных исследований дизеля Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5), оснащенного распылителями форсунок с различной геометрией приоточной части. Дизель исследовался на моторном стенде AMO «ЗиЛ» на режимах внешней скоростной характеристики и 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН с установочным углом опережения впрыскивания топлива 9=13° поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки и неизменным положением упора дозирующей рейки. В процессе испытаний дизель поочередно оснащался серийными и опытными распылителями по вариантам № 1, 2 и 3.

При испытаниях дизеля Д-245.12С на режимах внешней скоростной характеристики выявлена возможность заметного снижения удельного эффективного расхода топлива и дымности ОГ при использовании опытных распылителей по варианту № 3 (рис. 4.3,о). В частности на режиме максимальной мощности при и=2400 мин"1 замена серийных распылителей опытными распылителями по варианту № 3 обеспечивала уменьшение удельного эффективного расхода топлива ge с 255,5 до 243,4 г/(кВтч) и дымности ОГ Кх с 16 до 12% по шкале Хартриджа.

Испытания дизеля Д-245.12С на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла подтвердили возможность улучшения показателей токсичности ОГ при использовании опытных распылителей по варианту № 3. По приведенным на рис. 4 характеристикам содержания в ОГ токсичных компонентов рассчитаны их интегральные удельные массовые выбросы на режимах 13-ступенчатого цикла (табл. 2). Наибольший эффект получен при использовании опытных распылителей по варианту № 3. При замене серийных на опытные распылители удельный массовый выброс монооксида углерода есо уменьшился с 3,612 до 2,602 г/(кВт-ч), т.е. на 28,0%, удельный массовый выброс углеводородов еСНх снизился с 1,638 до 1,234 г/(кВт*ч), т.е. на 24,7%, интегральный (условный) удельный эффективный расход топлива ge усл сократился с 248,12 до 238,80 г/(кВт-ч), т.е. на 3,8%, интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный КПД т]е усл возрос с 0,341 до 0,355. И лишь удельный массовый выброс оксидов азота £мо\ возрос 6,610 до 7,125 г/(кВт-ч), т.е. на 7,8%. Рост эмиссии оксидов азота может быть в значительной мере компенсирован уменьшением угла опережения впрыскивания топлива.

ПяВбО мин*1 /-V ■---*-3 С............а- 4

п=1500 мин'1 /|\\ -У У' У//

ад

п«2400мини

300 Ме.Н'М

С„„,Ю4,%

С»о.-104,%

•.....в-2 »---А-3 .............. п г 1500 мин'1 |Ю "'"——•о.

А

Л № У У р

П"850мин~1 Щу V П=2400 мин*1

100 200

300 М«,Нм

100 1400 1800 2200 п.миИ

А

Ю4.%_Ссо-104.' Сс.-104Л

300 Me.HU

В г

с. 4. Показатели дизеля Д-245.12С на режимах внешней скоростной ха-ктеристики {а), концентрация в ОГ оксидов азота (б) монооксида угле-да (в) и углеводородов (г) на режимах 13-ступенчатого цикла: 1 - серий-[й распылитель; 2 — опытный распылитель № 1; 3 - опытный распылите № 2; 4 - опытный распылитель № 3

Таблица 2.

Показатели дизеля Д-245.12С с различными распылителями на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла

Показатели дизеля Номер комплектации

1 (серийный) 2 (вариант № 1) 3 (вариант №2) 4 (вариант №3)

Интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный расход топлива, ge усп, г/(кВт-ч) 248,12 245,82 244,61 238,80

Интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный КПД, Tie vcji 0,341 0,345 0,346 0,355

Интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла удельный выброс оксидов азота, eNox, г/(кВт-ч) 6,610 7,871 6,321 7,125

Интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла удельный выброс монооксида углерода, еСо, г/(кВт-ч) 3,612 2,723 3,071 2,602

Интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла удельный выброс углеводородов, еСнх, г/(кВт-ч) 1,638 1,506 1,220 1,234

Для оценки показателей дизеля Д-245.12С, оснащенного различными распылителями, работающего на смесевых биотопливах, проведены его исследования на ДТ и на смеси 93% ДТ и 7% МЭРМ. Дизель исследован на моторном стенде AMO «ЗиЛ» по методике, использованной при описанных выше экспериментальных исследованиях дизеля.

При испытаниях на режимах внешней скоростной характеристики отмечена возможность значительного снижения дымности ОГ при оснащении дизеля опытными распылителями №3 и его перевод на смесь 93% ДТ и 7% МЭРМ - в этом случае на режиме максимальной мощности при «=2400 мин"' дымность ОГ Кх снизилась с 16 до 10% по шкале Хартриджа, а на режиме максимального крутящего момента - с 28 до 24,5% по шкале Хартриджа. Оснащение дизеля, работающего на смеси 93% ДТ и 7% МЭРМ, опытными распылителями по варианту № 3 приводило к заметному увеличению часового расхода топлива GT, особенно на режимах с высокой частотой вращения (при п>1600 мин"1). Видимо, это вызвано увеличенной суммарной эффективной площадью распылителя в сборе Цр/^, у

опытных распылителей по варианту № 3, полученных путем описанной выше дообработки серийных распылителей, исходно имеющих (i,¡/p=0,278 мм2 В результате указанного увеличения часового расхода топлива GT использование опытных распылителей по варианту № 3 сопровождалось увеличением крутящего момента Ме и эффективной мощности Ne и снижением коэффициента избытка воздуха а. Но, несмотря на пониженные значения коэффициента избытка воздуха а, на режимах с высокой частотой вращения (при п>1600 мин"1) опытные распылители по варианту № 3 обеспечивали меньшие удельный эффективный расход топлива gc и дым-ность ОГ дизеля Кх. Так, при работе исследуемого дизеля на смеси 93% ДТ и 7% МЭРМ на номинальном режиме при п=2400 мин"1 замена серийных распылителей опытными распылители по варианту № 3 приводила к снижению удельного эффективного расхода топлива ge от 257,2 до 248,5 г/(кВт-ч), т.е. на 3,4%, и дымности ОГ Кх — от 15 до 10% по шкале Хар-триджа, т.е. на 33,3% (табл. 3).

Результаты экспериментальных исследований на режимах 13-ступенчатого цикла на смеси 93% ДТ и 7% МЭРМ подтвердили эффективность использовании опытных распылителей по варианту № 3 в дизеле, работающем на смесевом биотопливе. Одновременная установка опытных распылителей по варианту № 3 и использование смесевого биотоплива позволяет значительно улучшить показатели токсичности ОГ Так, удельный массовый выброс монооксида углерода eco снизился с 3,612 г/(кВтч) в базовом двигателе до 2,522 г/(кВт-ч) в дизеле с опытными распылителями № 3, работающем на смесевом биотопливе, т.е. на 30,2%. При этом удельный массовый выброс несгоревших углеводородов есш уменьшился от 1,638 до 1,083 г/(кВт-ч), т.е. на 33,9%. Условный средний на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла эффективный КПД дизеля увеличился 1еУсл с 0,341 до 0,352 (на 3,2%). И лишь выброс оксидов азота е!Юх возрос с 6,610 до 7,121 г/(кВт-ч), т.е. на 7,7%. Однако, как отмечено выше, такое увеличение эмиссии оксидов азота может быть компенсировано оптимизацией (уменьшением) угла опережения впрыскивания топлива.

В целом, испытания подтвердили возможность заметного улучшения показателей токсичности ОГ дизеля Д-245.12С, работающем на смесевом биотопливе (смеси 93% ДТ и 7% МЭРМ), при использовании опытных распылителей по варианту № 3. Проведенный комплекс расчетно-экспериментальных исследований показал эффективность использования опытных распылителей в отечественных транспортных дизелях.

Таблица 3.

Значения параметров работы дизеля Д-245.12С на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла при установке различных

Тип распылителя, вид топлива Условный эффективный расход топлива &сусл> г/(кВт-ч) Условный удельный эффективный КПД Г)еусл Удельные массовые выбросы токсичных компонентов ОГ, г/(кВт-ч)

еыох, г/(кВт-ч) есо, г/(кВтч) еСИх, г/(кВтч)

Серийный распылитель, ДТ 248,12 0,341 6,610 3,612 1,638

Серийный распылитель, смесь 93% ДТ 7% МЭРМ 241,98 0,353 6,470 3,027 1,409

Опытный распылитель № 1, смесь 93% ДТ + 7% МЭРМ 246,45 0,346 6,961 2,775 1,110

Опытный распылитель № 2, смесь 93% ДТ + 7% МЭРМ 246,71 0,346 6,310 2,853 1,181

Опытный распылитель № 3, смесь 93% ДТ + 7% МЭРМ 242,70 0,352 7,121 2,522 1,083

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Проведенный комплекс исследований показал, что совершенствование конструкции распылителей форсунок можно обеспечить заметное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизеля, работающего на ДТ и биотопливах. Полученные при исследованиях результаты сводятся к следующим основным выводам и рекомендациям:

1. Для улучшения качества процесса распыливания топлива предложено несколько вариантов распылителей форсунок с выполненными на хвостовике иглы дополнительными гидравлическими сопротивлениями.

2. Проведенные предварительные экспериментальные исследования опытных распылителей показали, что наилучшее качество распыливания топлива обеспечил опытный распылитель по варианту № 3, в котором произведена подрезка части хвостовика иглы серийного распылителя, расположенной ниже посадочного диаметра с1п=2,8 мм, под углом конуса 90°, а конусная часть хвостовика иглы с углом конуса 45°, расположенная вы-

14

ше диаметра (0= 3,2 мм, сточена на 0,1 мм (по диаметру) с таким же углом конуса (45°). В результате на хвостовике иглы образуется горизонтальный кольцевой уступ с наружным и внутренним диаметрами 3,2 и 3,1 мм.

3. Разработана методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок, основанная на использовании программного комплекса АшуБ СБХ V12.1.

4. Расчетные исследования, проведенные с использованием разработанной методики, показали, что при изменениях геометрических размеров проточной части распылителя форсунки параметры, характеризующие скорость течения топлива и его расход, изменяются сравнительно слабо. Однако при этом параметры, характеризующие интенсивность турбулентных вихрей, изменяются в достаточно широком диапазоне. В частности, при переходе от серийной форсунки к опытной форсунке №3 среднее значение энергии диссипации турбулентных вихрей на выходе из распыли-вающего отверстия уменьшается на 31,54%.

5. При большом диаметре распыливающего отверстия с/р=0,72 мм (при /р/<^р=1,25) влияние геометрии проточной части распылителя форсунки на турбулизацию потока топлива в выходном сечении распыливающего отверстия становится очень заметным. Так, при переходе от серийного распылителя к опытному распылителю №3 среднее по площади выходного сечения распыливающего отверстия значение энергии турбулентных вихрей увеличивается в 2 раза - от 160,19 до 330,36 Дж/кг.

6. Расчетные исследования рабочего процесса дизеля типа Д-245.12С, проведенные с исследованием программного комплекса ДИ-ЗЕЛЬ-РК, подтвердили необходимость оптимизации состава смесевого биотоплива для транспортного дизеля.

7. Разработана методика оптимизации состава смесевого биотоплива с учетом показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизеля, базирующаяся на составлении обобщенного критерия оптимальности в виде произведения частных критериев по эффективному КПД двигателя и выбросу с ОГ оксидов азота.

8. Расчеты, проведенные с использованием разработанной методики оптимизации, показали, что при оснащении дизеля типа Д-245.12С при его работе на смесях ДТ и МЭРМ различного состава оптимальная концентрация МЭРМ в смесевом биотопливе составила 20%. Расчеты также показали, что благоприятное сочетание показателей топливной экономичости и токсичности ОГ может быть получено при небольшом содержании МЭРМ в смеси с ДТ (Смэрм от 0 до 35-40%).

9. Проведенные экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С подтвердили наибольшую эффективность использования опытных распылителей по варианту № 3. При работе этого дизеля на режимах 13-ступенчатого цикла на чистом ДТ и замене серийных распылителей на опытные по варианту № 3 удельный массовый выброс монооксида углерода уменьшился с 3,612 до 2,602 г/(кВт-ч), т.е. на 28,0%, удельный массо-

15

вый выброс углеводородов снизился с 1,638 до 1,234 г/(кВт-ч), т.е. на 24,7%, интегральный (условный) удельный эффективный расход топлива сократился с 248,12 до 238,80 г/(кВт-ч), т.е. на 3,8%, интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный КПД г|е усл возрос с 0,341 до 0,355. Дымность ОГ на номинальном режиме (на режиме максимальной мощности при и=2400 мин"1) снизилась с 16 до 12% по шкале Хартриджа, т.е. на 25,0%. И лишь удельный массовый выброс оксидов азота е^о* возрос 6,610 до 7,125 г/(кВт-ч), т.е. на 7,8%.

10. При установке опытных распылителей по варианту № 3 и использовании смесевого биотоплива, содержащего 93% ДТ и 7% МЭРМ, позволяет значительно улучшить показатели токсичности ОГ Так, удельный массовый выброс монооксида углерода есо снижается с 3,612 г/(кВт-ч) в базовом двигателе до 2,522 г/(кВт-ч) в дизеле с опытными распылителями № 3, работающем на смесевом биотопливе, т.е. на 30,2%. При этом удельный массовый выброс углеводородов еснх уменьшается от 1,638 до 1,083 г/(кВт-ч), т.е. на 33,9%. Дымность ОГ на режиме максимальной мощности при /7=2400 мин"' снижается с 16 до 10% по шкале Хартриджа (на 37,5%), а на режиме максимального крутящего момента при «=1500 мин"1 - с 28 до 24,5% по шкале Хартриджа (на 12,5%). Условный средний на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный КПД дизеля увеличивается rjevcj¡ с 0,341 до 0,352 (на 3,2%). И лишь выброс оксидов азота eNOx возрастает с 6,610 до 7,121 г/(кВт-ч), т.е. на 7,7%.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Марков В.А., Стремяков A.B., Девянин С.Н. Работа дизелей на смесях дизельного топлива и рапсового масла // Транспорт на альтернативном топливе. 2009. № 5. С. 22-28.

2. Марков В.А., Стремяков A.B., Девянин С.Н. Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и рапсового масла // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2010. № 1. С. 87-100.

3. Марков В.А., Стремяков A.B., Поздняков Е.Ф. Усовершенствование распылителя форсунки дизеля // Автомобильная промышленность. 2010. № 5. С. 11-15.

4. Совершенствование процессов распыливания топлива и смесеобразования при работе дизеля на биотопливе на основе рапсового масла

/В.А. Марков [и др.] //Грузовик. 2010. № 10. С. 2-11.

5. Метод улучшения качества распыливания топлива в дизеле, работающем на смесевом биотопливе / В.А. Марков [и др.] // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. № 2. С. 24-29.

6. Расчетные исследования процесса топливоподачи дизеля, оснащенного распылителями форсунок с различной геометрией проточной части /В.А. Марков [и др.] //Грузовик. 2011. № 3. С. 13-17.

16

Подписано к печати 28.06.11. Заказ №494 Объем 1,0 печл. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5 (499) 263-62-01

íboe

2010201853

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСПЫЛИВАНИЕ ТОПЛИВА И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДИЗЕЛЯХ, РАБОТАЮЩИХ НА НЕФТЯНЫХ

И АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВАХ

1.1. Особенности организации смесеобразования в дизелях с непосредственным впрыскиванием топлива

1.2. Методы улучшения качества процессов впрыскивания и распиливания топлива в дизелях

1.3. Проблемы использования в дизелях биотоплив на основе растительных масел

1.4. Цель работы и задачи исследования

2. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОПЛИВОПОДАЧИ ДИЗЕЛЯ, ОСНАЩЕННОГО РАСПЫЛИТЕЛЯМИ ФОРСУНОК С РАЗЛИЧНОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

2.1. Разработка распылителей- форсунок с различной геометрией проточной части

2.2. Программные комплексы для моделирования течения топлива в проточной части распылителя форсунки и особенности их применения

2.3. Моделирование течения топлива в проточной части распылителя форсунки

Совершенство процессов распыливания топлива и смесеобразования в значительной степени предопределяет мощностные и эффективные показатели транспортных дизелей, показатели токсичности их отработавших газов. Большое влияние на характер протекания этих процессов оказывает конструкция системы топливоподачи, важнейшим элементом которой является форсунка, формирующая характеристики впрыскивания и распыливания топлива. От конструкции форсунки, в первую очередь — ее распылителя, зависят геометрические характеристики струй распыливаемого топлива, структура топливного факела, мелкость распыливания топлива, ряд других параметров процесса топливоподачи.

При создании топливоподающей аппаратуры для транспортных дизелей небольшой размерности необходимо обеспечить согласование длины струй распыливаемого топлива с формой камеры сгорания, равномерное распределение топлива по объему камеры сгорания, требуемые показатели мелкости распыливания топлива. Это достигается, в первую очередь, выбором конструкции распылителей форсунок, реализацией конструктивных мероприятий, обеспечивающих повышение качества распыливания топлива.

Проблема обеспечения высокого качества процессов распыливания топлива и смесеобразования еще более обостряется при использовании в дизелях смесевых биотоплив на основе растительных масел. Эти топлива отличаются повышенными значениями плотности, вязкости и коэффициента поверхностного натяжения. Поэтому при переводе дизелей, изначально адаптированных к работе на нефтяном дизельном топливе, на указанные биотоплива, возникает ряд проблем, связанных с организацией рабочих процессов, в первую очередь - процессов топливоподачи, распыливания топлива, смесеобразования и сгорания. При этом возможно нарушение исходных регулировок двигателя, ухудшение ряда эксплуатационных показателей дизельных двигателей, вызнанное невысоким качеством процессов распыливания топлива и смесеобразования. Поэтому необходима адаптация систем топливо-подачи дизелей к работе на этих топливах.

Диссертационная работа посвящена проблемам улучшения показателей транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и смесевых биотопливах, путем совершенствования конструкции распылителей форсунок. В диссертации разработаны конструкции распылителей форсунок, обеспечивающие улучшение качества процессов распыливания топлива и смесеобразования. Разработана методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок. Проведены расчетные исследования влияния геометрии проточной части распылителей форсунок на показатели потока топлива в распылителе и параметры процесса распыливания топлива. Проведены расчетные исследования влияния состава смесевого биотоплива на параметры процессов распыливания топлива и смесеобразования, показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов. Разработана методика оптимизации состава смесевого биотоплива с учетом показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов. Проведены экспериментальные исследования дизеля, оснащенного серийными и усовершенствованными распылителями форсунок, при его работе на дизельном топливе и на смеси дизельного топливах и метилового эфира рапсового масла.

Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью удовлетворения современных жестких требований к показателям топливной экономичности и токсичности отработавших газов транспортных дизелей. В дизельных двигателях эти показатели в значительной степени зависят от характера протекания процессов распыливания топлива и смесеобразования, которые, в свою очередь определяются конструкцией системы топливопода-чи и, в особенности, конструкцией форсунок и их распылителей.

Проблема обеспечения требуемых параметров процессов распыливания топлива и смесеобразования особенно актуальна для дизельных двигателей небольшой размерности. В этих двигателях с небольшим объемом камеры сгорания сложно организовать чисто объемное смесеобразование, обеспечивающее равномерное распределение топлива по объему камеры сгорания и наиболее полное сгорание топлива с наибольшей эффективностью рабочего цикла. В этом случае целесообразно внесение изменений в конструкцию распылителей форсунок, способствующих совершенствованию процессов распыливания топлива и смесеобразования.

При использовании биотоплив на основе растительных масел указанные проблемы усугубляются отличиями свойств этих топлив от свойств дизельного топлива. В этом случае реализация мероприятий, улучшающих качество процессов распыливания топлива и смесеобразования, становится еще более актуальной. Использование смесевых биотоплив на основе растительных масел в сочетании с внедрением мероприятий по совершенствованию процессов распыливания топлива и смесеобразования позволит достичь требуемых показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов современных транспортных дизелей.

Цель работы: достижение требуемых показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и смесевых биотопливах, путем совершенствования конструкции распылителей форсунок.

Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов. С помощью теоретических методов проведены расчетные исследования параметров распыливания топлива и смесеобразования, показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов, влияния геометрии проточной части распылителей форсунок на показатели потока топлива в распылителе и параметры процесса распыливания топлива. Экспериментальная часть работы заключалась в определении показателей дизеля, оснащенного распылителями различных конструкций и работающего на различных топливах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок;

- разработаны конструкции распылителей форсунок, обеспечивающие улучшение качества процессов распыливания топлива и смесеобразования, показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов дизелей;

- разработана методика оптимизации состава смесевого биотоплива с учетом показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов.

Достоверность и обоснованность научных положений определяются:

- использованием современных методик расчета параметров рабочего процесса дизеля и показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок;

- совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований, полученных при испытаниях на развернутом двигателе.

Практическая ценность состоит в том, что:

- разработанная методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок и проведенные расчетные исследования позволили выбрать оптимальную конструкцию распылителей форсунок, обеспечивающую наилучшие параметры процессов распыливания топлива и смесеобразования;

- разработаные конструкции распылителей форсунок обеспечивают значительное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов дизелей;

- разработанная методика оптимизации позволила сформулировать практические рекомендации по выбору состава смесевого биотоплива;

- проведенные экспериментальные исследования дизеля, работающего на дизельном топливе и смеси дизельного топлива и метилового эфира рапсового масла, подтвердили эффективность использования разработанных распылителей форсунок.

Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных работ кафедр «Поршневые двигатели» (Э-2) и «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также лаборатории «Автоматика» НИИЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Результаты исследований внедрены в МГАУ им. В.П. Горячкина и в ЗАО «НЗТА» (г. Ногинск).

Апробация работы:

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Поршневые двигатели» в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2011 г. По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады:

- на международной научно-технической конференции «4-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном1 комплексе», 29-30 января 2009 г., Москва, ГТУ «МАДИ»;

- на* межотраслевой научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития поршневых ДВС», посвященной 80-летию кафедры судовых ДВС и дизельных установок СПбГМТУ и 120-летию проф. В.А. Ваншейдта, 18 ноября 2010 г., Санкт-Петербург, СПбГМТУ;

- на международною конференции «Двигатель-2010», посвященной 180-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 16 ноября.2010 г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана;

- на международной научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе», 14 марта 2011 г., Москва, ГТУ «МАДИ»;

- 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 2009-2011 г.г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 6 статей (из них 6 - по списку ВАК) [59,60,61,64,89,100] и 7 материалов конференций [29,58,65,66,86,99,101].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 192 страница, включая 168 страниц основного текста, содержащего 46 рисунков, 20 таблиц. Список литературы включает 152 наименования на 16 страницах. Приложение на 26 страницах включает документы о внедрении результатов работы, листинги расчетных программ и результатов расчета.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные расчетные и экспериментальные исследования показали, что путем совершенствования процессов распыливания топлива и смесеобразования можно обеспечить значительное улучшение показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и биотопливах на основе рапсового масла. Полученные при исследованиях результаты сводятся к следующим основным выводам и рекомендациям:

1. Для улучшения качества процесса распыливания; топлива предложено несколько вариантов распылителей форсунок с выполненными на хвостовике иглы дополнительными гидравлическими сопротивлениями.

2. Проведенные предварительные экспериментальные исследования опытных распылителей показали, что наилучшее качество распыливания» топлива обеспечил опытный распылитель по варианту № 3, в котором произведена подрезка части хвостовика иглы серийного распылителя; расположенной ниже посадочного диаметра с1п=2,8 мм, под углом конуса 90°, а конусная часть хвостовика иглы с углом конуса 45°, расположенная выше диаметра ¿/=3,2 мм, сточена на 0,1 мм (по диаметру) с таким же углом конуса (45°). В результате на хвостовике иглы образуется горизонтальный кольцевой уступ с наружным и внутренним диаметрами 3,2 и 3,1 мм.

3. Разработана методика определения показателей потока топлива в проточной части распылителей форсунок, основанная на использовании программного комплекса Апвуз СБХ у12.1.

4. Расчетные исследования, проведенные с использованием разработанной методики, показали, что при изменениях геометрических размеров проточной части распылителя форсунки параметры, характеризующие скорость течения топлива и его расход, изменяются сравнительно слабо. Однако при этом параметры, характеризующие интенсивность турбулентных вихрей, изменяются в достаточно широком диапазоне. В частности, при переходе от серийной форсунки к опытной форсунке №3 среднее значение энергии диссипации турбулентных вихрей на выходе из распыливающего отверстия уменьшается на 31,54%.

5. При большом диаметре распыливающего отверстия с/р=0,72 мм (при /р/й?р=1,25) влияние геометрии проточной части распылителя форсунки на турбулизацию потока топлива в выходном сечении распыливающего отверстия становится очень заметным. Так, при переходе от серийного распылителя к опытному распылителю №3 среднее по площади выходного сечения распыливающего отверстия значение энергии турбулентных вихрей увеличивается в 2 раза - от 160,19 до 330,36 Дж/кг.

6. Расчетные исследования рабочего процесса дизеля типа Д-245.12С, проведенные с исследованием программного комплекса ДИЗЕЛЬ-РК, подтвердили необходимость оптимизации состава смесевого биотоплива для транспортного дизеля.

7. Разработана методика оптимизации состава смесевого биотоплива1 с учетом показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизеля, базирующаяся на составлении обобщенного критерия оптимальности в виде произведения частных критериев по эффективному КПД двигателя и выбросу с ОГ оксидов азота.

8. Расчеты, проведенные с использованием разработанной методики оптимизации, показали, что при оснащении дизеля типа Д-245.12С при его работе на смесях ДТ и МЭРМ различного состава оптимальная концентрация МЭРМ в смесевом биотопливе составила 20%. Расчеты также показали, что благоприятное сочетание показателей топливной экономичости и токсичности ОГ может быть получено при небольшом содержании МЭРМ в смеси с ДТ (Смэрм от 0 до 35-40%).

9. Проведенные экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С подтвердили наибольшую эффективность использования опытных распылителей по варианту № 3. При работе этого дизеля на режимах 13-ступенчатого цикла на чистом дизельном топливе и замене серийных распылителей на опытные распылители по варианту № 3 удельный массовый выброс монооксида углерода уменьшился с 3,612 до 2,602 г/(кВт-ч), т.е. на 28,0%, удельный массовый выброс несгоревших углеводородов снизился с 1,638 до 1,234 г/(кВт-ч), т.е. на 24,7%, интегральный (условный) удельный эффективный расход топлива сократился с 248,12 до 238,80 г/(кВт-ч), т.е. на 3,8%, интегральный на режимах 13-ступенчатого цикла эффективный КПД rjeycjl возрос с 0,341 до 0,355. Дымность ОГ на номинальном режиме (на режиме максимальной мощности при «=2400 мин"1) снизилась с 16 до 12% по шкале Хар-триджа, т.е. на 25,0%. И лишь удельный массовый выброс оксидов азота eNOx возрос 6,610 до 7,125 г/(кВт-ч), т.е. на 7,8%.

10. При установке опытных распылителей по варианту № 3 и использовании смесевого биотоплива, содержащего 93% ДТ и 7% МЭРМ, позволяет значительно улучшить показатели токсичности ОГ. Так, удельный массовый выброс монооксида углерода eco снижается с 3,612 г/(кВт-ч) в базовом двигателе до 2,522 г/(кВт-ч) в дизеле с опытными распылителями № 3, работающем на смесевом биотопливе, т.е. на 30,2%. При этом удельный массовый выброс несгоревших углеводородов еСнх уменьшается от 1,638 до 1,083 г/(кВт-ч), т.е. на 33,9%. Дымность ОГ на режиме максимальной мощности при «=2400 мин"1 снижается с 16 до 10% по шкале Хартриджа (на 37,5%), а на режиме максимального крутящего момента при «=1500 мин"1 - с 28 до 24,5% по шкале Хартриджа (на 12,5%). Условный средний на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла эффективный КПД дизеля увеличивается Т1еусл с 0,341 до 0,352 (на 3,2%). И лишь выброс оксидов азота eNOx возрастает с 6,610 до 7,121 г/(кВт-ч), т.е. на 7,7%.

1. Агеев Б.С., Чурсин В.В. Совершенствование конструкций распылителей форсунок дизелей: Обзорная информация // Двигатели внутреннего сгорания: Межведомств. Сб. М. : НИИИНФОРМтяжмаш, 1976. № 4-76-31. 50 с.

2. Белов И.А., Исаев С.А., Коробков В.А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости. Л.: Судостроение, 1989. 256 с:

3. Биоэнергетика: Мировой опыт, и прогнозы развития / Л.С. Орсик и др.; Под ред. В.Ф. Федоренко. М.-: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. 404 с.

4. Биотоплива для дизелей: впрыскивание и распыливание / В.А. Марков и др. // Автомобильная промышленность. 2007. № 7. С. 9-11. № 8. С. 7-10.

5. Бубнов) Д.Б. Адаптация дизеля сельскохозяйственного трактора для работы на рапсовом масле: Автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.04.02. М.: ВНИИ механизации сельского хозяйства, 1996. 17 с.

6. Вальехо П., Гусаков C.B., Прияндака А. Экспериментальное определение кинетических констант воспламенения растительных топлив в условиях ДВС // Вестник Российского университета дружбы народов. Инженерные исследования. 2003'. № 1. С. 29-31.

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

8. Голубков JI.H. 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.

9. 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.

10. 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.

11. Грехов Л.В., Марков В.А., Девянин С.Н. Параметры процесса топливоподачи и показатели дизеля, работающего на смесевых биотопливах //Грузовик. 2009. № 7. С. 39-47.

12. Григорович Д.Н. Применение4 биотоплива на железнодорожном транспорте // Транспорт на альтернативном топливе. 2010.' № 1. С. 59-65.

13. Гусаков C.B., Марков В.А., Вальехо Мальдонадо П.Р. Исследование влияния физических свойств рапсового масла на протекание процессов смесеобразования в быстроходном дизеле // Грузовик &. 2008. № 12. С. 31-36.

14. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / С.И. Ефимов и др.; под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1985. 456 с.

15. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / Д.Н. Вырубов и др.; под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1983. 372 с.

16. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / В.П. Алексеев и др.; под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

17. Девянин С.Н., Марков В.А., Семенов В.Г. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей. Харьков: Новое слово, 2007. 452 с.

18. Дмитренко В.П. Исследование влияния конструктивных элементов распылителя на протекание его гидравлической характеристики // Труды МАДИ. М., 1970. С.110-114.

19. Достижение физико-химических показателей альтернативного биотоплива на основе рапсового масла / А.П. Марченко и др. // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. Машиностроение. 2000. Вып. 101. С. 159-163.

20. Евдокимов А.Ю., Фукс ИТ., Багдасаров JI.H. Топлива и смазочные материалы на основе растительных и животных жиров. М.: ЦНИИТЭИнеф-техим, 1992. № 5. с. 7-9.

21. Зайцев Д.К., Смирнов Е.М., Якубов С.А. Параллелизация гидродинамических расчетов на блочно-структурированных сетках // Программные продукты и системы. 2009. № 3. С. 148-150.

22. Заяц Ю.А., Шапран В.Н. Четвертый способ смесеобразования в дизеле // Автомобильная промышленность. 1999. № 3. С. 16-17.

23. Зенин A.A. Совершенствование процессов распыливания топлива и смесеобразования транспортного дизеля, работающего на дизельном топливе и биотопливах на основе рапсового масла: Дисс. . канд. техн. наук: 05.04.02. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 222 с.

24. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике: Перевод с английского/Под ред. Б.Е. Победри. М.: Мир, 1975. 541 с.

25. Иванченко H.H., Семенов Б.Н., Соколов B.C. Рабочий процесс дизелей с камерой в поршне. JL: Машиностроение, 1972. 231 с.

26. Ильин С.И., Столбов М.С., Абаляева И.И. Выбор параметров топливной аппаратуры перспективного двигателя 6 ЧН 13/14 // Двигателестрое-ние. 1991. № 12. С. 29-32.

27. Использование подсолнечного масла в качестве топлива для дизелей / В.А. Марков и др. // Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе: Тез. докл. ВНТК «4-ые Луканинские чтения». М. 2009. С. 23-26.

28. Исследования рабочего процесса тракторного дизеля при работе на смеси дизельного топлива и рапсового масла / Л.Н. Басистый и др. // Вестник Российского университета дружбы народов. Тепловые двигатели. 1996. № 1. С. 30-36.

29. Каргиев В. Законодательные инициативы Европейского Союза по стимулированию применения альтернативных видов топлива для транспорта и энергоснабжения // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. 2005. № 5. С. 56-59.

30. Кириллов Н.Г. Альтернативные моторные топлива XXI века // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. 2003. № 3. С. 58-63.

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

32. Краснощекое Н.В. Савельев Г.С., Шапкайц А.Д. Применение биомоторных топлив на энергоавтономных сельхозпредприятиях // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1994. № 11. С. 4-7.

33. Краснощекое Н.В. Савельев Г.С., Бубнов Д.Б. Адаптация тракторов и автомобилей к работе на биотопливе // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1994. № 12. С. 1-4.

34. Крупский М.Г., Рудаков В.Ю. Расчет геометрических параметров струи топлива при впрыске в камеру сгорания дизеля // Двигателестроение. 2008. № 1.С. 24-25.

35. Кулешов A.C., Грехов Л.В. Расчетное формирование оптимальных законов управления дизелями на традиционных и альтернативных топливах // Безопасность в техносфере. 2007. № 5. С. 30-32.

36. Кулешов A.C. Многозонная модель для расчета сгорания в дизеле. Расчет распределения топлива в струе // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2007. Специальный выпуск Двигатели внутреннего сгорания. С. 18-31.

37. Кулиев Р.Ш., Ширинов Ф.Р., Кулиев Ф.А. Физико-химические свойства некоторых растительных масел // Химия и технология топлив и масел. 1999: №4. С. 36-37.

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

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

40. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. 848 с.

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

42. Луканин В.Н., Мальчук В.И., Сиротин Е.А. Метод коррекции характеристик струй распыленного топлива в камере сгорания дизеля // Двигатели внутреннего сгорания: проблемы, перспективы развития: Труды МАДИ (ТУ). М., 2000. С.94-103.

43. Лышевский A.C. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками. М.: Машгиз, 1963. 180 с.

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

45. Лышевский A.C. Системы питания дизелей. М.: Машиностроение, 1981.216 с.

46. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян A.C. Применение; альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. 311 с.

47. Мальчук В .И. Топливоподача и зональное смесеобразование в дизелях. M.: MАДГТУ «МАДИ», 2009. 176 с.

48. Марков B.A., Бкширов P.M., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

49. Марков В.А., Девянин С.Н., Быковская Л:И. Использование в дизелях многокомпонентных смесевых биотоплив// Грузовик. 2010. № 5. С. 4147.

50. Марков В.А., Девянин С.Н., Дробышев О.В. Совершенствование конструкции распылителя ¡ форсунки транспортного : дизеля // Турбины и дизели. 2010. № 2. С. 30-35.

51. Марков В.А., Девянин С.Н., Зенин A.A. Конструкция проточной части распылителя форсунки и показатели транспортного дизеля // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2008. № 10. С. 59-72.

52. Марков В.А., Девянин С.Н., Мальчук В.И. Впрыскивание и распыли-вание топлива в дизелях. М.: Изд-во МГТУ им. 11.Э.Баумана, 20071 360 с.

53. Марков В.А., Ефанов A.A., Девянин С.Н. Совершенствование конструкции распылителей форсунок; дизелей, работающих на утяжеленных топ-ливах // Транспорт на альтернативном топливе. 2010. № 2. С. 30-36.

54. Марков В.А., Стремяков A.B., Девянин С.Н. Работа дизелей на смесях дизельного топлива и рапсового масла // Транспорт на альтернативном топливе. 2009. № 5. С. 22-28.

55. Марков В.А., Стремяков A.B., Девянин С.Н. Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и рапсового масла // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2010. № 1. С. 87-100.

56. Марков В.А., Стремяков A.B., Поздняков Е.Ф. Усовершенствование распылителя форсунки дизеля // Автомобильная промышленность. 2010. № 5. С. 11-15.

57. Марков В.А., Шустер А.Ю., Девянин С.Н. Выбор формы и размеров камеры сгорания дизеля, работающего на смесевом биотопливе // Грузовик. 2010. №2. С. 2-12.

58. Марченко А.П., Семенов В.Г. Альтернативное биотопливо» на .основе производных рапсового масла // Химия и технология топлив и масел. 2001. №3. С. 31-32.

59. Метод улучшения качества распыливания топлива в дизеле, работающем на смесевом биотопливе / В.А. Марков' и др. // Транспорт на альтернативном топливе. 2011. № 2. С. 24-29.

60. Метод улучшения качества процессов распыливания топлива и смесеобразования дизеля / В.А. Марков и др. // Двигатель-2010: Сборник научных трудов Международной конференциипосвященной 180-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. М. 2010. С. 230-234.

61. Нагорнов С.А., Фокин Р.В. Работа двигателя на разных видах топлива// Сельский механизатор. 2008. № 7. С. 42-43.

62. Нагорнов С.А., Фокин P.B. Состояние и перспективы производства биотоплива// Сельский механизатор. 2008. № 10. С. 40.

63. Некоторые результаты исследований энергетического баланса системы топливоподачи быстроходного дизеля / В.И. Мальчук и др. // Автотракторные двигатели внутреннего сгорания: Сб.науч.трудов МАДИ. М.: Изд-во МАДИ, 1978. С. 60-66.

64. О содействии использованию биогорючего и других видов горючего на транспорте (Извлечение). Директива 2003/30/ЕС Европейского Парламента и Союза от 8 мая 2003 г. // Масложировая промышленность. 2005. № 4. С. 18.

65. Оптимизация процесса впрыскивания смесевого биотоплива / В.А. Марков и др. // Автомобильная промышленность. 2009. № 5. С. 11-15.

66. Оптимизация состава смесевого биотоплива для транспортного дизеля / H.A. Иващенко, В.А. Марков, A.A. Зенин // Безопасность в техносфере. 2007. № 5. С. 22-25.

67. Паронян В.Х. Технология жиров и жирозаменителей. М.: Изд-во «ДеЛи принт», 2006. 760 с.

68. Патанкар C.B. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Перевод с английского/ Под ред. В.Д. Виленского. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.

69. Перспективы и реальность использования масел растительного происхождения в качестве биотоплива / В.А. Гаврилова и др. // Масложировая промышленность. 2005. № 4. С. 15-17.

70. Побяржин П.И. Исследование влияния внутреннего вихреобра-зования в форсунке на качество распыливания и факел распыленного топлива // Двигатели внутреннего сгорания. Под ред. A.C. Орлина. M.: Машгиз, 1958. С. 84-103.

71. Повышение эффективности подачи и распыливания топлива в дизелях / В.А. Марков и др. // Грузовик &. 2003. № 6. С.30-32; № 7. С.23-27. №8. С.50-51.

72. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов и др.; Под ред. И.В. Астахова. М.: Машиностроение, 1971. 359 с.

73. Пономарев В.Е. Адаптация малоразмерного высокооборотного дизеля 1 Ч 8,2/7,5 с непосредственным впрыском для работы на рапсовом масле: Дисс. канд. техн. наук: 05.04.02. М.: РУДН, 1998. 161 с.

74. Применение топлива на основе рапсового масла в дизелях / Д.Д. Ма-тиевский, С.П. Кулманаков, C.B. Лебедев // Ползуновский вестник. 2006. №4. С. 118-127.

75. Производство и применение биодизеля: Справочное пособие / А.Р. Аблаев и др.. М.: АПК и ППРО, 2006. 80 с.

76. Пронин E.H. Природный газ в моторах топливо XXI века // Транспорт на альтернативном топливе. 2008. № 2. С. 9-12.

77. Работа дизелей на нетрадиционных топливах: Учебное пособие / В.А. Марков и др.. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. 464 с.

78. Работа дизеля на смесевом биотопливе с добавкой подсолнечного масла / В.А. Марков и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2009. № 4. С. 123.

79. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: Вища школа, 1980. 169 с.

80. Распределенная информационно-вычислительная система моделирования методами вычислительной гидродинамики / В.Д. Горячев и др.

81. Программные продукты и системы. 2004. № 3. С. 2-7.

82. Расчетные исследования процесса топливоподачи дизеля, оснащенного распылителями форсунок с различной геометрией проточной части

83. В.А. Марков и др. // Грузовик. 2011. № 3. С. 13-17.

84. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. 616 с.

85. Савельев Г.С., Кочетков М.Н. Использование рапсового масла в качестве топлива в дизельных двигателях // Транспорт на альтернативном топливе. 2009. № 1.С. 62-66.

86. Сегерлинд Л.Ж. Применение метода конечных элементов/ Перевод с английского А.А. Шестакова; Под ред. Б.Е. Победри. М.: Мир, 1979. 392 с.

87. Свиридов Ю.Б., Малявинский Л.В., Вихерт М.М. Топливо и топли-воподача автотракторных дизелей. Л.: Машиностроение, 1979. 248 с.

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

89. Семенов В.Г., Васильев И.П. Показатели дизеля при его работе на биотопливах различного состава // Автомобильная промышленность. 2008. №5. С. 15-17.

90. Смайлис В., Сенчила В., Берейшене К. Моторные испытания РМЭ на высокооборотном дизеле воздушного охлаждения // Двигателестроение. 2005. № 4. С. 45-49.

91. Смирнов Е.М., Зайцев Д.К. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2004. № 2. С. 70-81.

92. Смирнова Т.Н., Подгаецкий В.М. Биодизель — альтернативное топливо для дизелей. Получение. Характеристики. Применение. Стоимость

93. Двигатель. 2007. № 1. С. 32-36. № 2. С. 32-34.

94. Совершенствование процессов распыливания топлива и смесеобразования при работе дизеля на биотопливе на основе рапсового масла / В.А. Марков и др. // Грузовик. 2010. № 10. С. 2-11.

95. Способ совершенствования процесса смесеобразования дизеля

96. В.А. Марков и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2010. № 3. С. 118-119. (Тезисы доклада на ВНТС в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

97. Теория двигателей внутреннего сгорания / Н.Х. Дьяченко и др.; Под ред. Н.Х.Дьяченко. Л.: Машиностроение, 1974. 552 с.

98. Толшин В.И., Трусов В.И., Девянин С.Н. Отражение волны давления от объема при колебаниях в системе объем-топливопровод-форсунка

99. Труды МАДИ. 1979. Вып.178. С.53-58.

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

101. Трусов В.И., Дмитриенко В.П., Масляный Г.Д. Влияние величины объема колодца распылителя на протекание конца впрыска // Труды МАДИ. 1974. Вып.71. С. 102-109.

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

103. Трусов В.И., Мальчук В.И., Зрячкин М.В. К выбору конструктивных параметров распылителя по заданным характеристикам впрыска и распыливания топлива // Труды МАДИ. 1979. Вып. 178. С. 58-62.

104. Трусов В.И., Младенов М.Б. Влияние кавитации и вихреобразова-ния в сопловом отверстии на мелкость распыливания топлива // Труды МАДИ. 1976. Вып.126. С. 46-53.

105. Улучшение экономических и экологических показателей дизелей путем интенсификации процесса топливоподачи / JI.B. Грехов и др. //Грузовик &. 2002. № 8. С. 36-37. № 9. С. 33-35. № 10. С. 32-36.

106. Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Влияние конструктивных параметров на распыливание, развитие факела и испарение топлива в быстроходных дизелях. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1973. 50 с.

107. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. JL: Машиностроение, 1990. 352 с.

108. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости. М.: Мир, 1991. Том 1. 502 е.; Том 2. 552 с.

109. Фокин Р.В. Разработка комплексной технологии получения смесе-вого топлива с улучшенными свойствами для дизельных двигателей: Автореферат дисс. . канд. техн. наук: 05.20.03. Мичуринск: Наукоград, 2008. 23 с.

110. Фомин В.М., Ермолович И.В., Сатер Х.А. Использование рапсового масла в качестве моторного топлива для дизелей // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 1997. № 5. С. 11-12.

111. Характеристики процесса топливоподачи и показатели быстроходного дизеля, работающего дизельном топливе и рапсовом масле / C.B. Гусаков и др. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. 2009. № 2. С. 58-71.

112. Хеваге Ч.А. Снижение выбросов сажи малоразмерного высокооборотного дизеля с непосредственным впрыском путем добавки рапсового масла в топливо: Автореферат дисс. канд. техн. наук: 05.04.02. М.: Российский университет дружбы народов, 1997. 17 с.

113. Химия жиров / Б.Н. Тютюнников и др.. М.: Колос, 1992. 448 с.

114. Широкомасштабные эксперименты по введению рапсового масла в дизельное топливо // Автомобильная промышленность США. 1997. № 3. С. 5-9.

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

116. Anastopoulos G., Lois Е., Stournas S. Assessment of the Lubricity of Greek Road Diesel and the Effect of the Addition of Specific Types of Biodiesel // SAE Technical Paper Series. 1999. № 1999-01-1471. P. 1-6.

117. ANSYS CFX, Release 12. Г, HELP & Tutorials / Ansys Inc., Canonsburg (USA):. 2009. 58 p.

118. Bae C., Kang J. The Structure of a Break-up Zone in the Transient Diesel Spray of a Valve-Covered Orifice Nozzle // International Journal of Engine Research. 2006. Vol. 7. 14 p.

119. Bae C., Yu J., Kang J. Effect on Nozzle Geometry on the Common-Rail Diesel Spray // SAE Technical Paper Series. 2002. №2002-01-1625. 13 p.

120. Dent J.C. A Basis for the Comparison of Various Experimental Methods for Studying Spray Penetration // SAE Technical Paper Series. 1971. № 710571. P. 1-6.

121. Ganipa L.C. Andersson S., Chomiak J. Combustion Characteristics of Diesel Sprays from Equivalent Nozzles with Sharp and Rounded Inlet Geometries // Combustion Science Technologies. 2003. Vol. 175. P.1015-1032.

122. Goney K.H. Corradini M.L. Isolated Effects of Ambient Pressure, Nozzle Cavitation and Hole Inlet Geometry on Diesel Injector Spray Characteristics

123. SAE Technical Paper Series. 2000. №2000-01-2043. P. 1-12.

124. Hamasaki К., Tanaka Y., Kurogi F. Performance and Emission Characteristics of a Small Diesel Engine with Emulsified Rapeseed Oil Fuels // Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Part B. 1992. Vol. 58. № 549. P. 1551-1556.

125. Hashimoto M., et al. Combustion of the Rape-Seed Oil in a Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 2002. № 2002-01-0867. P. 1-12.

126. He D., Wang M. Contribution Feedstock and Fuel Transportation to Total Fuel-Cycle Energy Use and Emissions // SAE Technical Paper Series. 2000. №2000-01-2976. P. 1-15.

127. Higgins B.S., Mueller C.J., Siebers D.L. Measurements of Fuel Effects on Liquid-Phase Penetration in DI Sprays // SAE Technical Paper Series. 1999. № 1999-01-0519. P. 1-14.

128. Hiroyasu H., Arai M. Structure of Fuel Sprays in Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 1990. № 900475. P. 1-10.

129. Kamimoto Т., 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.

130. Kampmann S., Dittus B., Mattes P. The Influence of Hydro Grinding at VCO Nozzles on Mixture Preparation in a DI Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1996. № 9608676. P. 1-7.

131. Kinoshita E., Hamasaki K., Jaqin C. Diesel Combustion of Single Compositions of Palm Oil Methyl Ester // SAE Technical Paper Series. 2003. №2003-01-1929. P. 1-10.

132. Korbitz W. Status and Development of Biodiesel Production and Projects in Europe // SAE Technical Paper Series. 1995. № 952768. P. 249-254.

133. Krahl J., Vellguth G., Munack A. Exhaust Gas Emissions and Environmental Effects by Use of Rape Seed Oil Based Fuels in Agricultural Tractors // SAE Technical Paper Series. 1996. № 961847. P. 1-14.

134. Kuleshov A.S. Model for Predicting Air-Fuel Mixing, Combustion and Emissions in DI Diesel Engines over Whole Operating Range // SAE Technical Paper Series. 2005. № 2005-01-2119. P. 1-10.

135. Kuleshov A.S. Multi-Zone DI Diesel Spray Combustion Model and its Application for Matching the Injector Design with Piston Bowl Shape // SAE Technical Paper Series. 2007. № 2007-01-1908. P. 1-10.

136. Markov V.A., Gladyshev S.P., Devyanin S.N. Perfection of the Processes of the Fuel Spraying and the Fuel-Air Mixture Creating in a High-Speed Diesel Engine, Working on the Bio-Fuel Mixture // SAE Technical Paper Series. 2009. № 2009-01-0845. P. 1-7.

137. Nordgren H., Hultqvist A., Johansson B. Start of Injection Strategies for HCCI-combustion // SAE Technical Paper Series. 2004. № 2004-01-2990. P. 1-8.

138. Payri R., Salvador F.J. Gimeno J. Effects of Nozzle Geometry on Direct Injection Diesel Engine Combustion Process // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29. P. 2051-2060.

139. Scholl K.W., Sorenson S.C. Combustion of Soybean Oil Methyl Ester in a Direct Injection Diesel Engine // SAE Technical Paper Series. 1993. № 930934. P. 211-223.

140. Spessert B.M., Arendt I., Schleicher A. Influence of RME and Vegetable Oils on Exhaust Gas and Noise Emissions of Small Industrial Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. 2004. № 2004-32-0070. P. 1-15.

141. Vanegas A., Won H., Peters N. Influence of the Nozzle Spray Angle on Pollutant Formation and Combustion Efficiency for a PCCI Diesel Engine // SAE Technical Papers Series. 2009. № 2009-01-1445. P. 1-12.

142. Varde K.S. Soy Oil and Sprays and Effects on Engine Performance // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. 1984. Vol. 27. № 2. P. 326-330, 336.

143. Zehn Prozent Biokraftstoff fur Alle // Verein Deutscher Ingenieure. VDI-Nachrichten. 2005. № 47. S. 4-12.

144. Ziejewski M., Goettler H.J., Gook L.W. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Emissions from Plant Oil Based Alternative Fuels // SAE Technical Paper Series. 1991. №911765. P. 1-8.

145. Zubik J., Sorenson S.C., Goering G.E. Diesel Engine Combustion of Sunflower Oil Fuels // Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. 1984. Vol. 27. № 5. P. 1252-1256.1. Общие параметры1. Характеристика впрыска

146. Распылитель Эмиссия РМ и NOx

147. Камера в поршне Настройка мат. модели

148. Название Custom Fuel Injection System

149. Режим #1 Режим #2 Режим #3 ! Режим #4 ■ Режим #5 ! Режим #6 j Режим #7

150. Цикловая подача, соответствующая введенной характеристике впрыска Гг1 (реальное значение- Способ задания характеристики впрыска • В виде графика1. Diesel No. 2 my0.0671. О Параметрически

151. Продолжительность впрыска град. ПКВ. Максимальное давление впрыска [бар] (для справки)171.Рассчитать ». 4484 6 8 10 12 14

152. Угол поворота коленвала после начала впрыска, град.