автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Влияние нестационарных явлений на статические и динамические характеристики двигателей внутреннего сгорания

На правах рукописи

Григорьева Наталья Викторовна

ВЛИЯНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2005

Диссертация выполнена на кафедре "Автомобили и автомобильное хозяйство" ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Агуреев Игорь Евгеньевич;

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Поляков Евгений Павлович - член совета;

доктор технических наук, профессор Мальцев Владимир Алексеевич.

Ведущая организация: ОАО АК "Туламашзавод" им. В.М. Рябикова.

Зашита состоится "/б*" декабря 2005 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета КР 212.271.44 при ГОУ ВПО «Тульский государственный университет» (300600, г. Тула, пр-т Ленина, д. 92), 3 корп. 316 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Автореферат разослан "_" НОЯбрЯ 2005 г.

Ученый секретарь /* ,

диссертационного совета , И.Е. Агуреев

ЛЯбГ 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Условия эксплуатации автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) представляют собой частые и резкие смены режимов работы, нерегулярность и хаотичность сочетаний нагрузочного и скоростного режимов, а так же непрерывное изменение крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала (КВ). Таким образом, в реальных условиях эксплуатации автомобильный двигатель работает большую часть времени на неустановившихся режимах. Поэтому, необходимо принять во внимание важность исследования неустановившихся режимов работы как двигателя в целом, так и его отдельных систем и в частности системы питания.

Сложность экспериментального исследования и математического описания смесеобразования, газообмена, теплообмена известна, и многие вопросы изучены недостаточно полно. Неустановившиеся режимы затрудняют изучение указанных явлений, так как формирующие их процессы так же становятся переходными.

Рассмотрение особенностей внешнего смесеобразования показало целый комплекс физико-химических явлений, происходящих во впускном трубопроводе бензинового двигателя. Эти процессы отличаются значительной сложностью, и их прямое наблюдение в двигателе затруднено, из-за чего любые заключения о динамике этих процессов делаются на основе косвенных измерений. Теоретическое исследование нестационарных процессов в бензиновых двигателях характеризуется использованием газодинамических моделей с высокой степенью математической сложности. Альтернативным является подход, основанный на применении динамических моделей смесеобразования для определения оптимальных конструктивных параметров элементов системы топливоподачи, а также законов управления ими на различных режимах работы ДВС.

Скоростные характеристики ДВС являются функцией угловой скорости вращения КВ и зависят от следующих факторов: закон дозирования топливоподачи; индикаторный и механический коэффициент полезного действия (КПД) На формирование индикаторного КПД оказывают влияние такие важнейшие факторы, как характер газообмена, коэффициент наполнения, степень подогрева заряда, полнота его сгорания и интенсивность теплообмена в цилиндре. Все эти явления в течение одного рабочего процесса протекают в нестационарных условиях Разработка математических моделей описания нестационарных явлений (НЯ) смесеобразования является одним из средств исследования работы двигателя и его систем на неустановившихся режимах.

В диссертации решается задача совершенствования скоростных характеристик многоцилиндровых ДВС (МДВС) с учетом конструктивных параметров цилиндра, впускного канала и элементов_стегемы_топливоподачи.

влияющие на динамические показатели качесгвр ршоньд,цеилшяипвг.о эко-

БИБЛИОТЕКА

С. ®Э

пч—

номичность и существенно повышающие надежность функционирования их при работе на неустановившихся режимах

Целью настоящей работы является совершенствования скоростных характеристик ДВС, учитывающих факторы, которые влияют на нестационарность процессов смесеобразования, теплообмена и газообмена в рамках системного подхода.

Цель была реализована в результате постановки и решения следующих задач:

1. Анализ теоретических и экспериментальных исследований в теории ДВС и описание нестационарных явлений в подсистемах двигателя.

2. Развитие существующих подходов моделирования нестационарных явлений внешнего смесеобразования, теплообмена во впускном тракте и цилиндре ДВС (в рамках динамического подхода).

3. Усовершенствование общей динамической модели, развитие программ расчета модели МДВС и учитывающие НЯ.

4. Системный анализ влияния нестационарных явлений на формирование требуемых нагрузочных, скоростных характеристик ДВС, а так же их влияние на характер переходных процессов.

Объектом исследования являются четырехтактные одно- и многоцилиндровые бензиновые двигатели внешнего смесеобразования (ЗМЗ-402, ВАЗ-1111, ВАЗ-2108) и дизельные двигатели (КамАЗ-740. ТМЗ 450-Д).

Подсистемами объекта являются впускной трубопровод, цилиндр двигателя, элементы системы топливоподачи.

Предметом исследования являются стационарные и нестационарные явления рабочего процесса в подсистемах ДВС

Методы исследования: теоретические и экспериментальные, основанные на использовании теории рабочих процессов ДВС, уравнений термодинамики, нестационарного теплообмена и аппарат вычислительной математики.

Научная новизна работы:

1. Разработана динамическая модель внешнего смесеобразования, учитывающая динамику движения паровоздушной и пленочной составляющих топливовоздушной смеси (TBC).

2. Разработана математическая модель нестационарного теплообмена в пограничном слое камеры сгорания (КС).

3 Проведено исследование влияния факторов нестационарного теплообмена, газообмена и внешнего смесеобразования на скоростные, нагр} юч-ные и динамические характеристики ДВС.

4. Совершенствование развития программного обеспечения, учитывающего НЯ в составе динамической модели МДВС на стадиях их внешнего проектирования, доводки и регулировок.

Практическая ценность работы состоит в совершенствовании скоростных характеристик МДВС с учетом факторов, реализующих нестационар-

ность процессов смесеобразования, теплообмена, газообмена, которые позволяют:

1. Учитывать связи конструктивных параметров цилиндра, впускного канала и систем топливоподачи с характеристиками и показателями работы двигателя.

2. Установить факторы, влияющие на нестационарность процессов смесеобразования, теплообмена и газообмена, а так же на соответствующий вид скоростных и нагрузочных характеристик.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в ОАО АК «Туламашзавод» в виде программного обеспечения для построения внешних скоростных характеристик двигателя ТМЗ-450Д (акт внедрения от 18.05.05 г.) и в учебном процессе для выполнения контрольно-курсовых работ (акт внедрения от 10.10.05 г.).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- VIII Международной НПК "Совершенствование мощностных экономических и экологических показателей ДВС" (Владимир, ВлГУ, 2001 г.);

-VII НТК "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании " (Рязань, РГРТА, 2002 г.);

- НТК профессорско-преподавательского состава ТулГУ (Тула, ТулГУ, 2001-2004 гг.);

-Международный симпозиум «Образование через науку» (МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005 г.).

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 5 статей и 3 тезиса докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка 126 наименований и приложения. Содержит 116 страниц машинописного текста, 60 рисунков, 13 таблиц.

На защиту выносятся:

- динамические модели, учитывающие связи конструктивных и эксплуатационных параметров цилиндра, впускного канала и систем топливоподачи с рабочими характеристиками двигателя;

- вариант модели нестационарного теплообмена в цилиндре двигателя;

- методика расчета скоростных и нагрузочных характеристик двигателя с учетом нестационарных явлений;

- результаты вычислительных экспериментов на динамических моделях, оценивающие степень влияния нестационарных процессов на статические и динамические характеристики двигателя.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В введении показана актуальность темы диссертации, определены цель и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе представлен общий анализ литературы по теме диссертации. Отмечены особенности функционирования подсистем в двигателе. Отмечены особенности внешнего смесеобразования и выявлен целый комплекс физико-химических явлений, происходящих во впускном трубопроводе бензинового двигателя. Выполнен анализ существующих подходов к математическому описанию моделей внешнего смесеобразования. Изменения скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя связаны с неравномерность состава смеси, скорости потока смеси, давления, температуры, несимметричный прогрев впускного трубопровода (температурная асимметрия). Эти явления связанны с изменением характеристик двигателя при его работе на любом режиме или в процессе эволюции его эксплуатационных показателей, которые могут сопровождаться изменением качественного состояния систем двигателя.

В настоящее время актуальным является создание динамических моделей смесеобразования ДВС, исследование этих процессов и их экспериментальная апробация. С помощью моделей можно проанализировать влияние взаимосвязанных факторов на эффективность процессов, а так же на качество процесса смесеобразования на нестационарных режимах двигателя. Общим требованием, предъявляемым к моделям, является адекватность описания модели реальным процессам в двигателях.

Рассмотренные модели смесеобразования (статические и динамические) позволяют проанализировать влияние большого числа взаимосвязанных факторов на эффективность этого явления, происходящего во впускном трубопроводе. Однако эти модели недостаточно адекватно отражают формирование коэффициента избытка воздуха с точки зрения влияния на него количества топлива, поступившего в цилиндр в виде топливной пленки (ТП). Именно динамическая модель необходима для более точного описания процесса внешнего смесеобразования на нестационарных режимах. Альтернативным является подход, основанный на применении динамических моделей смесеобразования с целью определения оптимальных конструктивных параметров систем топливоподачи, а также законов управления ими на различных режимах работы ДВС.

В соответствии с вышеизложенным, возникает необходимость исследования влияния НЯ на статические и динамические характеристики ДВС с целью устранения указанных выше недостатков и повышения технико-экономических и экологических характеристик двигателей.

Во второй главе изложена обшая динамическая модель МДВС, включающая собственно модель внешнего смесеобразования, термодинамическую модель рабочего тела (РТ) во впускном трубопроводе и модель неста-

/Г >

у

V

ционарного теплообмена (рис.1). Система балансовых уравнений модели построена на основе методологии термодинамики тела переменной массы, предложенная профессорами М.А. Мамонтовым и Б. М. Подчуфаровым. Уравнение движения твердых звеньев записано на основе работы профессора И. Е. Агуреевадля кривошипно-шатунного механизма (КШМ) МДВС. Допущения, принятые при построении модели.

!. РТ представляет собой квазиравновесную открытую систему с однородным распределением давлений, температур и массовых долей компонентов РТ.

2. Температура поверхностей КС считается постоянной или задана как функция времени.

г 3. Теплообмен между РТ и огневой поверхностью КС определяется с помощью нестационарных уравнений. 4.Процессы газообмена сопровождаются мгновенным перемешиванием смеси, поступающей в цилиндр, с остаточными газами и моделируются с помощью уравнений адиабатического квазистационарного течения и уравнений нестационарного течения. 5.Законы возвратно-поступательного движе-- ния поршня и плоского движения шатуна 1 - ! являются точными, а приведенный момент

1 ! инерции в уравнении движения считается

- - --- переменным.

6. Закон учета давления механических по-Рис. 1. Расчетная схема терЬ принимается линейным с эмпирическими коэффициентами, зависящими от типа двигателя и отношения хода поршня к диаметру цилиндра. Основные уравнения общей динамической модели, ф ( _ к1 - I ( (10 , ^ скп к / йГГ,>1.

ИГ' г "I ~ИГ~+ _ '" ~7Г~ к ~\р' 1ГI'

П Г ' А

'л»

(11

с/т,

с/си

ПГ'

т

-1 с1х/

(1)

ск, |

у <4

Ь ж

J, +

(2)

(3)

л

где у - номер цилиндров; /,, теоретическое необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива; к - показатель адиабаты РТ; а - коэффициент избытка воздуха; р< - давление в /-м цилиндре двигателя; т, - масса РТ в /'-м

цилиндре; gu - массовая доля свежего заряда в /-м цилиндре; со - угловая скорость вращения коленчатого вала: г/>, - угловая координата для кривошипа первого цилиндра: Г - объем РТ; с!0, /с1! - суммарная скорость тепловыделения и теплообмена; - энтальпия ¡-го компонента РТ; Qm - обобщенная

сила, действующая нау'-й кривошип.

Начальные условия системы (1 -5):рк(1и) = р/!"'. тк(10)= тк"" я^Ь,) g|"h « вп)= гот, ?,(/„)=?■""

Величины и 5, в уравнении движения (4) определяются по формулам:

1 £

/=1

J r(jl)n а, uUMo.uM

— J» " V ./ / V- у , _2

*=1 Л /=1

(6)

*-1 л /=1

s2 = X

/=1.

где J, - момент инерции шатуна относительно центра масс; к - номер массы совершающей возвратно-поступательное движение (поршень и шатун); / -номер массы, совершающей вращательное движение (шатун).

Связь между обобщенными координатами ведущего (кривошипа) и ведомого звена (центра масс поршня, центра масс шатуна) выражается функциями положения. Для j-го поршня функция положения ПД<рJ= R ■ п:{(р

Пользуясь терминологией X. Ф. Кетова, производные от л", (</>,) по (pj - без, 1

dx _ \ _ «( \

размерные передаточные функции: ~~ = Я\(Р), ~ -> — Я уР) и т.д. Для

d(p d(p~

/ > '( 1 ,i \ bin (<р + В)

поршня л^>./?)= 1+- I —г" -cos^j—cos/?; it W)= — - , где г - дезакси-\ \ Л J л cos р

ал кривошипно-шатунного механизма (KLLIM). Обобщенная сила Qнаходится с помощью выражения для всех активных сил, включающих реакции неидеальных связей в одной секции КШМ. для которой оно выглядит так-

Q* = м,„ - ма = r ■ Hp, - pui + рШ1 )f„ I- м„,

(8)

где Л/„ - момент потребителя.

Уравнение изменения объема имеет вид

dl

dl

Г R а я'

Динамическая модель внешнего смесеобразования.

Для моделирования переходных процессов в двигателе разработана нестационарная модель внешнего смесеобразования.

Основные допущения, принятые при построении модели, следующие: I Рассматриваются две или три зоны во впускном коллекторе, в которых различается фазовый состав компонентов TBC: зона капельного топлива, смешанного с воздухом (или TBC) (I): зона гомогенной TBC (II) и зона с топливной пленкой (III) (рис.2).

2. Модель предусматривает осесимметричную конфигурацию всех зон.

3. Скорость движения ТП полностью определяется скоростью воздуха (или TBC) и постоянна вдоль оси впускного канала.

4. Силами поверхностного натяжения в ТП пренебрегаем.

Считаем, что топливо в цилиндр двигателя поступает как в виде ТП, так и в виде гомогенной TBC.

Основные параметры модели смесеобразования следующие: геометрические размеры впускного канала d и (L+L„); углы конусности топливной струи aL и Д ; плотность топлива р,; диаметр сопла распылителя является функцией времени (для форсунки) dt = di{t): скорость истечения топлива из сопла и /; удельная Рис.2. Расчетная схема модели

внешнего смесеобразования скорость испарения топлива С, . Считаем, что топливо, находящееся внутри угла Д , не попадает на стенки канала. Все топливо, поступающее в цилиндр в виде пленки, полностью испаряется к концу процесса наполнения, тогда нестационарная модель внешнего смесеобразования примет вид:

dm

'dt

G^U-г.)!

д

+ a(;Hi

г,А:

а,

(dm „г \

I dt)

i dm t

V dt

где c'L,(/ -

(9)

г,) - расход топлива через сопло в момент времени (/ - т]);

С'/'С - г,)- то же, в момент времени (/ - г2).

£

11ред га) ае1ся что величина

Л,"

с/т

( )

I

(]!

п ' /}/ , а от величины с1'Ч/ 4

зави I не ог мгновенного !наче-

г,), ь которой запаздывание г, от-

ражает распространение возмущения толщины и 1енки 01 сечения 1-1 до се-

виси! от а{р {! - т2), где т2

г (1ПШ )

-» а ат,

чения 2-2 Аналогично, допустим, что _ '

с/1

отражает запаздывание движения смеси. Ьлаго мря присутствию величин г, и г2 модель становится нестационарной. Для определения величины А/?(/ используем известную зависимость А.И. Колчипл и В П. Демидова"

,2

Ар I

(10)

ли

ц , \ ё , > 120 j 2

где I- число цилиндров, 5 - максимальный хот поршня; цл - коэффициент расхода воздуха; 77,- коэффициент наполнения р0 - плотность воздуха, п-частота вращения КГ?- I) - диаметр цилиндра: (I . - тиаметр диффузора

Разработанная нестационарная модель смесеобразования учитывает соотношение между жидкой и газообразной фазами топлива, поступающего в цилиндр ДВС, разницу между скоростями движения ГВС и ТП. Позволяет выполнять предварительные проектировочные расчеты по выбору параметров впускного коллектора топливной системы (тиаметр соплового отверстия распылителя, размеры поплавковой камеры и г п ) и подбирать необходимую степень обогащения смеси.

Термодинамическая модель РТ во впускном трубопроводе бензинового ДВС. Для усовершенствования разработанной динамической модели внешнего смесеобразования необходимо учесть влияния следующих факторов:

________- величина Д(разность между статическим

давлением потока на уровне топлива в по,, плавковой камере и давлением топлива на выходе из распылителя) рассчитывается без учета реального давления в смесительной камере;

ч'г - не учитывается наличие местных гидравлических сопротивлений: - не учитывается подогрев ¡аряда во впускном трубопроводе

Для расчета величины Ар, предлагается усовершенствованная модель смесеобразования, т.е термодинамическая модель РТ во впуск-с , -- ном трубопроводе бензинового двигателя

- частик е>п'скчого г

труёощ Ов ,04 ле1-а>»е*л Модель является нестационарной

р - т.

<ж>-

г /

Допущения, принятые при построении модели следующие:

1. Модель является нестационарной;

2. Рассматривается контрольный объем (КО) между сечениями 1-1 (проходное сечение диффузора) и 2-2 (дроссельная заслонка);

3. РТ представляет собой квазиравновесную открытую систему с однородным распределением давлений, температур и массовых долей компонентов;

4. Процессы газообмена и скорость движения воздуха моделируется с помощью уравнений адиабатического квазистационарного течения (рис. 3). Если пренебречь влиянием подвижных элементов (дроссельная заслонка), уравнения баланса массы и энергии в КО можно записать в виде:

<Ьп, = (1 ,)_ А (2 2)

л л ъ- ' (П)

ф, _ к - 1 Л ~ V,

^Ф-сГ'-ЬЪСГ* |. (12)

Ари^Ро-РЛ1) СЗ)

где И - удельная энтальпия рабочего тела, кДж кг; п, - количество каналов, через которые осуществляется приток рабочего тела в КО; п2 - количество каналов, через которые осуществляется истечение рабочего тела; С*1'" -массовый расход воздуха в КО через сечение 1-1, кг с; 2) - массовый расход рабочего тела через сечение 2-2, кг'с\ — - подвод (отвод) тепла в КО,

с1{

Дж с; - объем КО (смесительной камеры), р1 - плотность рабочего тела, кг м3. Ар, - разрежение в диффузоре.

Выражения (12) и (13) дополняются уравнением в термической форме р =](р,Г) и начальными условиями рОп) = р (0) , т(1„) = т (0). Объем топлива не учитываем и влиянием его паров на термодинамические свойства смеси пренебрегаем.

Анализ процессов, происходящих в смесительной камере, усложняется наличием гидравлических (местных) сопротивлений (диффузор, дроссельная заслонка). Расход воздуха в сечении диффузора (1-1) и дроссельной заслонки (2-2) определены с помощью коэффициента гидравлического сопротивления. Полученные характеристики двигателя существенно зависят от подогрева заряда во впускном тракте.

Для КО от сечения 2-2 до впускного клапана записана система уравнено

ний вида (14), (15), в которой определена величина — - уравнение вынуж-

ск

денного конвективного теплообмена при движении газа в трубе круглого сечения:

¿£_ = NuLf(t¡¡ - т.), j» i v и ' >

dt

l

где для определения числа N11 (при И.е, >104) использовали критериальную

зависимость Михеева М.А. (принято допущение о преимущественно турбулентном режиме течения в канале):

где Л - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт м-К\ F- площадь внутренней поверхности патрубка, лГ; /-длина патрубка, м; Re/ и Рг( - критерии подобия Рейнольдса и Прандтля для воздуха; //, и //,

- коэффициенты динамической вязкости, рассчитанные при температуре потока (индекс <</>>) и стенки (индекс «ir»). Теплофизические свойства рабочего тела в критериальной зависимости (14) определены как средняя величина температуры по длине патрубка. Температура подогрева стенки патрубка принималась равной + 80 °С.

Модифицированная модель формулы нестационарного теплообмена в пограничном слое КС.

Рассмотрены существующие модели, которые используются при выводе коэффициента теплоотдачи а в цилиндрах ДВС (Кавтарадзе Р. 3., Петриченко Р. М, Лойцянского Л.Г. и др.) и выявлены их недостатки:

• стационарный характер зависимостей, представленные в моделях;

• использование параметра средней скорости поршня с,„, который не связан с кинематикой РТ для отражения взаимосвязи движения РТ и теплообмена, а так же построения связанной задачи динамики РТ с учетом его вязкости.

Предлагается новая модель нестационарного теплообмена в пограничном слое КС двигателя. В качестве кинематического параметра РТ, принимается средняя скорость газа и, задача решается аналитически.

Основные допущения, принятые при построении модели, следующие:

- следуя работе Л. Г. Лойцянского, рассматриваем уравнения только для температурного пограничного слоя, в котором 11 ~comt, вязкость не учитываем;

- сохраняем слагаемое v íJ— (и »и, v-v = const), с помощью которого

с х

предполагается учесть нестационарность течения РТ в цилиндре двигателя;

- не учитываем объемные источники тепловыделения (слагаемое ), а

влияние внутренних источников учтем путем внесения в полученное решение соответствующих дополнительных слагаемых;

- следуя модели Р.З. Кавтарадзе, принимаем ~ = —-—— —.

Nu = 0,023 • Re"" • Pr)'1 •

(15)

dt 1-/17, dt

Сформулируем однородные граничные условия модели:

дТ Рт

г

гт

т = ш. I > О . и' = и / а:

1к_ 7«

г = 0. Т (х) = \ -* = 0; Т(т) - 0: х -> =о: Г (г) ограничена

(Г -> 1 -

1К-

Для решения задачи использовали метод разделения переменных. С помощью замены переменных Х(х) = си(х)/^ р(х) решение этой задачи сводится к сингулярной задаче Штурма-Лиувилля. В результате преобразований получили зависимость нестационарного конвективного теплообмена а в камере сгорания ПДВС:

а

и 1д7

1

!7Г

е ' +:-ег/с{~1)

(17)

где - = —,/— - безразмерный комплекс; Д/- время, с; а- коэффициенттем-2\ а

пературопроводности, а- —, м2/с: и- скорость газа в пограничном слое,

с,,Р

„= л сш, м'с; й = коэффициент проникновения теплоты для погранич-

ного слоя; Л- коэффициент теплопроводности, Вт/(м К); ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг • К); р- плотность в пограничном слое, кг/м3;£> - диаметр цилиндра, м; ст - средняя скорость поршня,

м/с; 5 - толщина пограничного слоя, мм. Число Фурье Ро = ^ связано с ве-

1

личиной гс помощью формулы Ро = -рТ. Вычислена связь между комплексом г и критериями подобия. Далее представлен вариант формулы (17) через число [-(Г.

а ■

л/Д*

1 1 г ( ' ^

4Г° + 0,5 Ро 5 1 + ег/ 0,5 Ро1

\ У

(18)

Предложенная величина коэффициента нестационарного конвективного теплообмена а в пограничном слое КС, полученная аналитическим путем, учитывает кинематику движения газа в КС и её влияние на условия теплообмена, а так же на величину теплообмена, которая связана с параметрами рабочего процесса двигателя.

В третьей главе представлены результаты численного решения дифференциальных уравнений при исследовании нестационарных явлений в подсистемах ДВС. Приведено описание адекватности общей динамической модели путем сопоставления теоретических расчетов внешних скоростных характеристик (ВСХ) с результатами стендовых испытаний двигателя на примере двигателя ТМЗ-450 Д, которые проводились австрийской фирмой AYL LIST GmbH.

Представлена экспериментальная база в виде описания программы испытаний, внешнего вида стендов и графических зависимостей результатов испытаний. На рис. 4 показаны результаты сравнения экспериментальных данных испытания двигателя ТМЗ-450Д с динамической моделью двигателя.

Адекватность разработанной модели подтверждена путем сопоставления расчетных данных с экспериментальными данными.

Частста аращвмм К£ cB/um Заводские даннь» N*- расчет

^всго'Э врвлммя № JÖJUM Ml-рес^ет - змодские денные

^&сто*а веедоч'я Чз Mf* *** Ме-ресчет - зеведси« денные

Рис 4 Расчетные и заводские скоростные характеристики бвирате чя 74/?-450Д а - эффективная мощность. Ь - эффективный момент в -удетьный эффективный расход топлива Выявлено, что максимальная разница в расчете эффективной мощности не превышает 0,6 кВт, крутящего момента - 2,5 Н-м, а удельного расхода топлива - 55 г/кВт-ч (в области средних и высоких частот). Средняя погрешности расчета крутящего момента в зависимости от частоты вращения КВ составляет не более 8 %, эффективной мощности - не более 7 %, эффективного удельного расхода топлива двигателя - не более 10 % (для диапазона скоростных режимов п = 1700 - 3500 об/мин). Экспериментная база содержит всё необходимое для апробации численной модели двигателя Следует отметить, что с увеличением частоты вращения КВ заметно

мсчить, что с \ величением час го [Ы вращения КВ ¡а\к 1 но уменьшается по-| р^-шность расчета крутящего момента, и она перехо ш I в область более ни1-кн\ величин.

Основной проблемой изучения неустановившихся режимов является мм факт, что по показателям рабочих процессов, пол\ченным при стабильном частоте коленчатого вала и постоянной нагрузке И с. по показателям сходственного установившегося режима) нельзя с\ шгь о динамических, жономических и экологических параметрах ДВС Па основе проведенною анализа классификационных схем (работы В.М. Архаш ельского, Г.Н Злоти-на ДА Рубец, Н Н Патрахальцева, А С Орлина. VI I Круглова и Ы X Дьяченко) нестационарных явлений предложена обобщенная классификация и выявлены наиболее значимые факторы, определяющие характер нестационарных явлений в подсистемах ДВС, а так же актуальность проблемы исследования нестационарных явлений в их совокупности

Для исследования динамической модели внешне.'о смесеобразования был выбран двигатель ЗМЗ-402.10 (1 - цилиндровая секция). Моделировались различные режимы нагружения в течение нескольких секунд модельно-ю времени до наступления установившегося режима Ре?ульташ изменения угловой скорости вращения КВ при открытии дроссельной заслонки от 0% до 100 % (I) и натружение моментом потребителя с 1,2 сек (II) представлены на рис.5. Увеличение диаметра сопла распылителя приводит к уменьшению коэффициента избытка воздуха (рис 6)

1

О -2С

о и! ¿ь > <>(,1 га 1л ии-'. а <1> .8,

Время I сек Рис 5 1вменение угчовои скорости вращения ко ¡енчатого вала при выходе на \становившийся режим

■8©

I. и 1 .4 Л 1 1С *

Время г сек

— а_с = 40 мм <1_с = 3 0 мм

----с!_с = 28 мм

- - - с)_с = 2.7 кш - с1_с = 2.6 мм

Рис 6 Зависимости а от величины диаметра сопча распы ттечя

Графическая зависимость Чкр=/(1) (рис.7), построенная на основе разработанной модели, имеет аналогичный характер изменения крутящего момента, который представлен в теории ДВС.

(О7) 2112

2 'С50 ГО» X

0 33, (I 56

(016) -11 »i

-24*

СЛ

О 02 0« 0« 03 1 12 1«

Время t, сек а

11 (I i b 4 < J ft О tf i 12 1 4

Бремя t сек ----- <jt - con-jt

— - и = ad) б

/'»с 7 Переходные характеристики двигатечя по ре зутьтат расчета моое-ли внешнего смесеобразования (а, б)

По результатам расчета модели внешнего смесеобразования получили графики изменения коэффициента избытка воздуха а в зависимости от диаметра сопла распылителя и разрежения в диффузоре Ар^, характер которых показан на рис.8. В аналитическом решении величину dc представили в виде dc=d^ + kfc ■ w + kpcj / АР[], которая учитывает изменения а TBC при определенных скоростях воздушного потока.

Рис 8 Зависимость коэффициента избытка воздуха а от разрежения в диффузоре /\рс) (-— - dL=d0 + kdc■o) + крс1/Арс1 — 2,8 мм)

Выполнен уточненный расчет ВСХ модели, в которой представлены разные значения диаметр сопла распылителя dc (рис.9).

частота вращения КВ об'мин 4 с = 3 0 ли о п о и - - 1 7 М1/1 (I с = 2 3 'лы - I ~ л ■ I

с1_с - < и мм С(_С = 25 ММ

^500 31X10 ¿зии Юиг.1 «5пи 3300 «СУЮ

ч^сшга ер^щени^ кв об/мин

Частота с^ащемия >■& со мин

< ~ - мч - ^

аЬ <м - .Л 0 о

б

Рис 9. Из менение мо мента (а), удельного эффективного расхода топлива (б), эффективной мощности (в) в зависимости от частоты вращения КВ

■ 1 с - "> 7 мм •а II к

Разработанная модель смесеобразования учитывает нестационарный состав смеси в цилиндре ДВС и улучшает достоверность описания переходных процессов, что подтверждается сравнением характера зависимости крутящего момента в переходных процессах. Относительная погрешность расчета момента в характерных точках переходного процесса составляет не более 2 %.

Для исследования термодинамической модели РТ во впускном трубопроводе бензинового ДВС был использован прототип двигателя ЗМЗ-402.Ю (I-цилиндровая секция). Каждая расчетная точка соответствует одному вычисленному значению заданного параметра, и численному интегрированию полной системы уравнений при разных начальных значениях момента потребителя, который является линейной функцией угловой скорости вращения КВ (рис. Ю).

В процессе интегрирования происходит моделирование параметра открытия дроссельной заслонки от 0 до 100 % (соответственно изменяется величина местного гидравлического сопротивления), затем происходит нагру-жение двигателя моментом потребителя. После выполнения переходных процессов и выхода модели на установившийся режим фиксируется расчетная точка, в которой определяются все значения индикаторных и эффективных показателей.

/У

¡T- —--к —

Js .... - -

Ък, . , -

- i 4- —,—1— --1——. ■ -

fooil 1400 !Ж iffáj VHX HC*i J8«J 1300 *60C 3000

Частота вращения КБ об/мин e-e-« Me - с подогревом —Me - без подогрева

Частота вращения коленчатого вала, об чин

и» р. с подотрем« >- je, 5ei подотрее»

у

-N

/

1 K.V }КП

ЛЬП Та БрЗ-^НИЯ I- в

Ne-c подогревом No-бвз подогрев:

l'ífi veo

- ' 1 ! — -

I И

1

" V. 1

1 Чч

г4

i V Г.

I V

-(с -^TaFr-i IÍ-H^í-E ' 'JJ-'I'M

«t«_v- с подогревом eta. v - без подогрева

Рис /fl Втяние подогрева заряда во впускном патрубке на характер зависимостей а - эффективного крутящего момента, б уде /ьного эффективного расхода топ шва в - эффективной мощности, г - коэффициента наполнения

Проведенные исследования модели показали, что характеристики двигателя существенно зависят от подогрева заряда во впускном тракте.

Анализ кривых рис. 10 показывает, что в целом моделирование теплообмена во впускном тракте достигает главной цели: характер зависимости V/ (п) становится более реалистическим (величина момента уменьшается на малых частотах, а его максимум смещается в область средних частот вращения коленчатого вала). В результате проведенных численных расчетов с помощью модели возникает необходимость более обосновано подходить к вопросу прогнозирования экономичности исследуемого ДВС. Исследуемая модель вполне пригодна для использования в расчетах ДВС с впрыском топлива, если исключить из нее слагаемое, которое учитывает величину гидравлического сопротивления диффузора

Для исследования модифицированной формулы конвективного тето-обмена в цилиндре двигатеш были выбраны двигатели КамАЗ-740 и ВАЗ-ПН Проверялась адекватность предложенной модели с известными зави-

симостями нестационарного теплообмена. На рис.11, а представлены результаты сравнения разработанной модели с формулой Р.З. Кавтарадзе (двигатель КамАЗ-740). Ьыли выполнены исследования зависимостей коэффициента конвективного теплообмена от степени открытия дроссельной заслонки двигателя ВАЗ-1111 (рис. 11.6).

а" —,- ;

/ГГ11 в р да- У. В^ а Г[ЭД а и а 4

Рис 11 Зависимость коэффициента теплоотдачи а - от угла поворота КВ, б от степени открытия дроссечыюй заслонки (табл I)

Разработанная модель нестационарного теплообмена в пограничном слое КС, содержащая теоретические коэффициенты, допускает использование её в составе динамической модели ДВС и дает улучшение описание величины максимума коэффициента теплоотдачи на 5 % по сравнению с аналогичными зависимостями.

Таблица 1

Результаты расчетов_

а б Формула Р 3 Кавтарадзе с экспериментальными коэффициентами О а= -= -УДт С ,С1 = 0,5иС3 = 0,256

1 3 . + 2 -~-™—

2 1 Модифицированная формула Ь "?5 - 1 -1 — е 4ГЪ +0 2 1+ег/ .1 1 /,

3 - Модифицированная формула с экспериментальными коэффициентами Р 3 Кавтарадзе ь ;!Ег _ 1 _1 4 ж 1+зг; П.Яа'з 1 п

4 Формула Р ' Кавтарадзе с теоретическими к'эффипиентами ь а - .¡Кг . г. "¿Х '-•3+ Оа -- Г « И с _ 1-3 - О, =—== ЫЧ |/Я

В четвертой главе представлен системный анализ факторов, влияющих на скоростные, нагрузочные и динамические характеристики ДВС, используемые для практических расчетов, касающихся оптимизации конструкции двигателя. Тестирование моделей выполнялось с помощью программного обеспечения, разработанного проф. И. Е. Агуреевым.

Построена нагрузочная характеристика ДВС, отражающая связь статических и динамических характеристик с режимами работы двигателя. В качестве объекта исследования был выбран прототип двигателя автомобиля ВАЗ-1111. Построение многовариантного расчета нагрузочной характеристики осуществлялось с помощью найденных значений момента потребителя при заданном положении дроссельной заслонки (от 10 до 100 %). На рис. 12 показаны результаты расчетов из теории ДВС. При эксплуатации двигателя большое значение имеет зависимость его максимальной мощности от частоты вращения КВ при полном открытии дроссельной заслонки, которая обеспечивает получение номинальной мощности.

По мере прикрытия дроссельной заслонки, коэффициент наполнения уменьшается в зависимости от частоты вращения КВ двигателя более интенсивно. Коэффициент наполнения до нуля не снижается при минимальном значении угла поворота дроссельной заслонки.

Коэффициент наполнения двигателя горючей смесью определяет протекание рабочего процесса в ДВС при неустановившихся режимах. Выполненные исследования подтверждают аналогичный характер изменения /у, от п с результатами, приведенными в теории ДВС.

к«' & % !>

<Н

N

\

\ го %

\

4 10 ь

0,4 0,6

Частота вращения КВ об/мин '

а б

Рис 12 Зависимость коэффициента наполнения ДВС при разных положения дроссельной засюнки а - расчет модечи, б данные М Г Круглова Методика построения скоростных и нагрузочных характеристик с помощью программного обеспечения, разработанного на основе предложенных моделей, содержит следующую последовательность действий: выбор прототипа объекта исследования; анализ данных и определения границ интервала частоты вращения коленчатого вала (без потери устойчивости); проведение многовариантного численного расчета

мпоговариантного численного расчета (параметр момент потребителя); запись результатов расчета индикаторных и эффективных показателей; построение графиков скоростных и нагрузочных характеристик.

Разработанная методика позволяет выполнять предварительные расчеты ДВС на этапах внешнего проектирования и в учебном процессе. Реализуется системный подход к моделированию подсистем двигателя и отражается функционирование ДВГ во времени при меняющихся условиях эксплуатации. Проводились совместные исследования статических и динамических характеристик двигателя. На рис. 13 представлены результаты расчетов моделей.

а б в

Рис 13 Зависимости скоростных характеристик В43-ПП от частоты вращения ко ¡енчатого ваш а - эффективный момент б эффективная мощность, в уде чьный расход топлива, I- заводские характеристики, 2-\iodew с квазистаииоиарным газообменом, 3- модель с нестационарным газообменом 4- модаь РТво впускном трубопроводе с подогревом заряда 5-то же, с нестационарным газообменом

Адекватность разработанных моделей подтверждена путем сопоставления расчетных данных с экспериментальными данными. В результате средняя погрешности расчета крутящего момента в зависимости от частоты вращения КВ двигателя на примере ВАЗ-1111 составляет не более 5,2 % (для диапазона скоростных режимов п = 1000 - 5700 об'мин). Анализ полученных характеристик позволяет сделать следующие выводы:

1. Получены ВСХ двигателей, которые служат оценкой адекватности нелинейной динамической модели и если необходимо, то можно дополнить её параметры, изменяя принятые допущения при построении модели.

2 Системный анализ факторов показал, что учет НЯ приводит к снижению характеристик ДВС, построенных на основе квазистационарных моделей Это увеличивает общую достоверность модели и позволяет определить необходимые параметры системы дозирования топлива и сгорания ГВС.

В заключении представлены основные результаты работы и выводы диссертации.

1. Разработаны варианты моделей внешнего смесеобразования и нестационарного теплообмена в цилиндре ДВС. Выполнен расчет и численное исследование модели, проверена её адекватность с известными зависимостями нестационарного теплообмена в цилиндре двигателя.

2. Усовершенствована общая динамическая модель ДВС, модернизирована программа расчета модели, учитывающая нестационарные явления и переменные гидравлические сопротивления диффузора и дроссельной заслонки модели.

3. Выполнен системный анализ факторов, влияющих на нагрузочные, скоростные характеристики и характер переходных процессов.

4. Проверка адекватности моделей НЯ в ДВС на объекте исследования (ТМЗ-450Д) показала, что максимальная разница в расчете эффективной мощности не превышает 0,6 кВт, крутящего момента - 2,5 Н'м. а удельного расхода топлива - 55 г/кВт'ч (в области средних и высоких частот), что позволяет использовать данную систему моделей для выполнения работ по совершенствованию скоростных и других характеристик ДВС. Средняя погрешность в определении крутящего момента - не более 8 %, погрешность в определении эффективной мощности - не более 7 %, погрешность в вычислении эффективного удельного расхода топлива двигателя - не более 10 %.

5. Модель смесеобразования учитывает нестационарный состав смеси в цилиндре ДВС и улучшает достоверность описания переходных процессов, что подтверждается сравнением характера зависимосж крутящего момента в переходных процессах. Относительная погрешность расчета момента в характерных точках переходного процесса составляет не более 2 %.

6. Анализ модели нестационарного смесеобразования позволяет сформулировать следующие рекомендации: для улучшения ВСХ объекта исследования (ЗМЗ-402) (увеличение коэффициента приспособляемости до 1,35 и скоростного коэффициента до 0,55, вместо 0,40), установлен закон дозирования топлива, в частности, за счет увеличения общего диаметра проходных сечений на 8 % (при 3400 об/мин). Применение установленного закона позволяет выборочно увеличивать экономичность ДВС на требуемых скоростных режимах (до 6 %) и формировать необходимый закон управления для системы управления двигателем.

7. Разработанная модель нестационарного теплообмена, содержащая теоретические коэффициенты, допускает использование её в составе динамической модели ДВС и дает улучшение описание величины максимума коэффициента теплоотдачи на 5 % по сравнению с аналогичными зависимостями.

8. Системный анализ факторов показал, что учет НЯ приводит к снижению характеристик ДВС, построенных на основе квазистационарных моделей. Это увеличивает общую достоверность модели и позволяет определить необходимые параметры системы дозирования топлива и сгорания ТВС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Агуреев И. Е„ Григорьева Н. В. Построение многопараметровых характеристик многоцилиндровых ДВС с помощью нелинейных динамических моделей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.5. /ТулГУ. -Тула, 2001. -С.92-97.

2. Авдеев К. А., Агуреев И. Е., Григорьева Н. В. О построении оптимальных законов управления двигателем // Тез. докл. VIII Междун. науч.-практ. семинара "Совершенствование мошностных, экономич. и экологич. показателей ДВС". - Владимир: ВлГУ, 2001. - С. 73-75.

3. Григорьева Н.В. Разработка АРМ для расчетов и анализа рабочих процессов поршневых двигателей внутреннего сгорания // Тез. докл.VII всероссийской науч.-техн. конференции "Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании". - Рязань: РГРТА, 2002. - С. 84-85.

4. Григорьева Н. В. Анализ физических процессов во впускном трубопроводе в двигателях с впрыском легкого топлива // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.7. /ТулГУ. - Тула, 2003. -С. 152-157.

5. Григорьева Н. В. Анализ проблем математического моделирования при исследовании процессов внешнего смесеобразования в поршневых двигателях внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып. 7. /ТулГУ. - Тула, 2003. -С.157-160.

6. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Учет нестационарного теплообмена в динамических моделях ДВС// Тез. докл. Международного симпозиума «Образование через науку». - Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 42 .

7. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Построение скоростных характеристик поршневого двигателя внутреннего сгорания с помощью динамических моделей рабочих тел во впускном трубопроводе // Энергосбережение и во-доподготовка. - 2005. №5.- С.52-53.

8. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Динамическая модель внешнего смесеобразования в поршневых ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.9. /ТулГУ. - Тула, 2005. - С.63-69.

24 »2 2 35 ?

РНБ Русский фонд

2006-4 22165

Изд. лиц. ЛР №020300 от 12.02.97 г. Подписано в печать

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская № 2. Усл. печ. л. 1,1. Уч. изд. л. 1,0, Тираж 100 экз. Заказ^Р . Тульский государственный университет, 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве «ТулГУ» 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности функционирования подсистем двигателя.

1.1.1. Элементы системы топливоподачи.

1.1.2. Механизм внешнего смесеобразования.

1.2. Элементарные процессы при внешнем смесеобразовании.

1.2.1. Впускной трубопровод.

1.2.2. Испарение топлива с поверхности капли и топливной плёнки.

1.2.3. Неравномерность распределения ТВС по цилиндрам ДВС.

1.2.4. Неравномерность чередования рабочих процессов в ДВС.

1.3. Существующие подходы описания смесеобразования.

1.3.1. Особенности моделирования процессов внешнего смесеобразования.

1.3.2. Модели смесеобразования.

1.4. Выводы.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ДВС.

2.1. Общая динамическая модель МДВС внешнего смесеобразования.

2.2. Разработка динамической модели внешнего смесеобразования.

2.3. Термодинамическая модель рабочего тела во впускном трубопроводе бензинового двигателя.

2.3.1. Рабочие уравнения учета подогрева заряда во впускном трубопроводе.

2.3.2. Расчет коэффициентов расхода в диффузоре и дроссельной заслонке.

2.4. Модификация модели локального нестационарного теплообмена.

2.4.1. Уравнения теплообмена в камере сгорания ДВС.

2.4.2. Уравнения нестационарного теплообмена в камере сгорания ДВС.74 2.4.3. Модифицированная формула конвективного теплообмена.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ДВС.

3.1. Проверка адекватности полученной динамической модели.

3.1.1. Описание экспериментальной базы.

3.1.2. Сравнение скоростных характеристик.

3.2. Классификация неустановившихся явлений.

3.3. Результаты исследования динамической модели МДВС.

3.3.1. Исследование модели внешнего смесеобразования.

3.3.2. Исследование модели РТ во впускном трубопроводе.

3.3.3. Проверка адекватности предложенной формулы конвективного теплообмена.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ

НА СКОРОСТНЫЕ, НАГРУЗОЧНЫЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВС.

4.1. Анализ основных параметров двигателя, формирующие вид внешней скоростной характеристики.

4.2. Исследование влияния нагрузочного режима на коэффициент наполнения.

4.3. Построение внешних скоростных характеристик двигателя.

4.4. Выводы.

Условия эксплуатации транспортных автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) представляют собой частые и резкие смены режимов работы, нерегулярность и хаотичность сочетаний нагрузочного и скоростного режимов, а так же непрерывное изменение крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала (KB). Таким образом, в реальных условиях эксплуатации автомобильный двигатель работает большую часть времени на неустановившихся режимах. Поэтому, необходимо принять во внимание важ-% ность исследования неустановившихся режимов работы как двигателя в целом, так и его отдельных систем и в частности системы питания.

Сложность экспериментального исследования и математического описания смесеобразования, газообмена, теплообмена известна, и многие вопросы изучены недостаточно полно. Неустановившиеся режимы затрудняют изучение указанных явлений, так как формирующие их процессы так же становятся переходными.

Рассмотрение особенностей внешнего смесеобразования показало целый комплекс физико-химических явлений, происходящих во впускном тру-.ф, бопроводе бензинового двигателя. Эти процессы отличаются значительной сложностью, и их прямое наблюдение в двигателе затруднено, из-за чего любые заключения о динамике этих процессов делаются на основе косвенных измерений. Теоретическое исследование нестационарных процессов в бензиновых двигателях характеризуется использованием газодинамических моделей с высокой степенью математической сложности.

Альтернативным является подход, основанный на применении динамических моделей смесеобразования (например, И.И. Неяченко, Н.А.Эксакустос, Н.П. Третьяков и др.) для определения оптимальных конструктивных параметров элементов системы топливоподачи, а также законов 4 управления ими на различных режимах работы ДВС.

Скоростные характеристики ДВС являются функцией угловой скорости вращения KB и зависят от следующих факторов: закон дозирования топливо-подачи; индикаторный и механический коэффициент полезного действия (КПД). На формирование индикаторного КПД оказывают влияние такие важнейшие факторы, как характер газообмена, коэффициент наполнения, степень подогрева заряда, полнота его сгорания и интенсивность теплообмена в цилиндре. Все эти явления в течение одного рабочего процесса протекают в нестационарных условиях. Разработка математических моделей описания нестационарных явлений (НЯ) смесеобразования является одним из % средств исследования работы двигателя и его систем на неустановившихся режимах. Общим требованием, предъявляемым к математическим моделям, является их адекватность реальным процессам.

В диссертации решается задача совершенствования скоростных характеристик многоцилиндровых ДВС (МДВС) с учетом конструктивных параметров цилиндра, впускного канала и элементов системы топливоподачи, влияющие на динамические показатели качества работы двигателя, его экономичность и существенно повышающие надежность функционирования их при работе на неустановившихся режимах. 4! Целью настоящей работы является совершенствование скоростных характеристик ДВС, учитывающих факторы, которые влияют на нестационарность процессов смесеобразования, теплообмена и газообмена в рамках системного подхода.

Объектом исследования являются четырехтактные одно- и многоцилиндровые бензиновые двигатели внешнего смесеобразования (ЗМЗ-402, ВАЗ-1 111, ВАЗ-2108) и дизельные двигатели (КамАЗ-740, ТМЗ 450-Д).

Подсистемами объекта являются впускной трубопровод, цилиндр двигателя, элементы системы топливоподачи.

Предметом исследования являются стационарные и нестационарные ф явления рабочего процесса в подсистемах ДВС.

Реализация поставленной цели требует решения следующих задач.

1. Анализ теоретических и экспериментальных исследований в теории

ДВС и описание нестационарных явлений в подсистемах двигателя.

2. Развитие существующих подходов моделирования нестационарных явлений внешнего смесеобразования, теплообмена во впускном тракте и цилиндре ДВС (в рамках динамического подхода).

3. Усовершенствование общей динамической модели, развитие программ расчета модели МДВС и учитывающие НЯ.

4. Системный анализ влияния нестационарных явлений на формирование требуемых нагрузочных, скоростных характеристик ДВС, а так же их влияние на характер переходных процессов.

При решении поставленных задач использовались теоретические и экспериментальные методы, основаны на использовании теории рабочих процессов ДВС, уравнений термодинамики, нестационарного теплообмена и аппарат вычислительной математики.

Научная новизна результатов работы:

1. Разработана динамическая модель внешнего смесеобразования, учитывающая динамику движения паровоздушной и пленочной составляющих топливовоздушной смеси (ТВС).

2. Разработана математическая модель нестационарного теплообмена в пограничном слое камеры сгорания (КС).

3. Проведено исследование влияния факторов нестационарного теплообмена, газообмена и внешнего смесеобразования на скоростные, нагрузочные и динамические характеристики ДВС.

4. Совершенствование развития программного обеспечения, учитывающего НЯ в составе динамической модели МДВС на стадиях их внешнего проектирования, доводки и регулировок.

Результаты реализации поставленных задач представлены в данной диссертационной работе, которая состоит из введения, четырех глав и заклю-ш чения.

4.4. Выводы

Анализ полученных характеристик позволяет сделать следующие выводы:

1. Получены ВСХ двигателей, которые служат оценкой адекватности нелинейной динамической модели и если необходимо, то можно дополнить её параметры, изменяя принятые допущения при построении модели.

2. Системный анализ факторов показал, что учет НЯ приводит к снижению характеристик ДВС, построенных на основе квазистационарных моделей. Это увеличивает общую достоверность модели и позволяет определить необходимые параметры системы дозирования топлива и сгорания ТВС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны варианты моделей внешнего смесеобразования и нестационарного теплообмена в цилиндре ДВС. Выполнен расчет и численное исследование модели, проверена её адекватность с известными зависимостями нестационарного теплообмена в цилиндре двигателя.

2. Усовершенствована общая динамическая модель ДВС, модернизирована программа расчета модели, учитывающая нестационарные явления и переменные гидравлические сопротивления диффузора и дроссельной заслонки модели.

3. Выполнен системный анализ факторов, влияющих на нагрузочные, скоростные характеристики и характер переходных процессов.

4. Проверка адекватности моделей НЯ в ДВС на объекте исследования (ТМЗ-450Д) показала, что максимальная разница в расчете эффективной мощности не превышает 0,6 кВт, крутящего момента - 2,5 Н'м, а удельного расхода топлива - 55 г/кВт-ч (в области средних и высоких частот), что позволяет использовать данную систему моделей для выполнения работ по совершенствованию скоростных и других характеристик ДВС. Средняя погрешность в определении крутящего момента - не более 8 %, погрешность в определении эффективной мощности - не более 7 %, погрешность в вычислении эффективного удельного расхода топлива двигателя - не более 10 %.

5. Модель смесеобразования учитывает нестационарный состав смеси в цилиндре ДВС и улучшает достоверность описания переходных процессов, что подтверждается сравнением характера зависимости крутящего момента в переходных процессах. Относительная погрешность расчета момента в характерных точках переходного процесса составляет не более 2 %.

6. Анализ модели нестационарного смесеобразования позволяет сформулировать следующие рекомендации: для улучшения ВСХ объекта исследования (ЗМЗ-402) (увеличение коэффициента приспособляемости до 1,35 и скоростного коэффициента до 0,55, вместо 0,40), установлен закон дозирования топлива, в частности, за счет увеличения общего диаметра проходных сечений на 8 % (при 3400 об/мин). Применение установленного закона позволяет выборочно увеличивать экономичность ДВС на требуемых скоростных режимах (до 6 %) и формировать необходимый закон управления для системы управления двигателем.

7. Разработанная модель нестационарного теплообмена, содержащая теоретические коэффициенты, допускает использование её в составе динамической модели ДВС и дает улучшение описание величины максимума коэффициента теплоотдачи на 5 % по сравнению с аналогичными зависимостями.

8. Системный анализ факторов показал, что учет НЯ приводит к снижению характеристик ДВС, построенных на основе квазистационарных моделей. Это увеличивает общую достоверность модели и позволяет определить необходимые параметры системы дозирования топлива и сгорания ТВС.

1. Агуреев И. Е., Авдеев К.А. Некоторые вопросы системного проектирования ПДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. /ТулГУ. -Тула, 1998.-С. 145-155.

2. Агуреев И. Е., Григорьева Н. В. Построение многопараметровых характеристик многоцилиндровых ДВС с помощью нелинейных динамических моделей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.5. /ТулГУ. Тула, 2001. - С. 92-97.

3. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Учет нестационарного теплообмена в динамических моделях ДВС// Тез. докл. Международного симпозиума «Образование через науку». Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 42.

4. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Динамическая модель внешнего смесеобразования в поршневых ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.9. /ТулГУ. Тула, 2005. - С.63-69 .

5. Агуреев И.Е., Григорьева Н.В. Построение скоростных характеристик поршневого двигателя внутреннего сгорания с помощью динамических моделей рабочих тел во впускном трубопроводе. // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. №5гС.52-53.

6. Агуреев И. Е. Анализ критических явлений в ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. / ТулГУ. Тула, 1999. - С. 110113.

7. Агуреев И. Е. Анализ и синтез динамических характеристик многоцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания: Дис. . докт.техн.наук. Тула, 2004,- 305 с.

8. Агуреев И.Е. Нелинейные динамические модели поршневых двигателей внутреннего сгорания: Синергетический подход к построению и анализу: Монография. Тул. гос. ун -т.Тула, 2001- 224 с.

9. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей / Ю.И. Будыко, Ю.В. Духнин, В.Э. Коганер, К.М. Маскенсков; Под общей ред. Ю.И. Будыко.- 2-е изд., перераб. и доп. -Л: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982 144 с.

10. Апухтин Ю.М., Ребров А.А. Для автомобилей ЗАЗ // Автомобильная промышленность, 1994. -№ 9. С. 14-17.

11. Арустамов Л.Х., Шендеровский И.М., Яхутль Д.Р. Разработка математической модели рабочего цикла бензинового ДВС // Межвуз.сб.науч.тр. «Автомобильные и тракторные двигатели». Вып.ХУИ / МАМИ. М., 2001.- С. 25-30.

12. Архангельский В.М., Злотин Г.Н. Работа карбюраторных двигателей на неустановившихся режимах. М.: Машиностроение, 1979. -152 е., ил.

13. Баев В.К., Бузуков А.А., Бажайкин А.Н., Тимошенко Б.П. О кумулятивном механизме развития высоконапорной топливной струи //Двигателестроение 1981.- №2. - С. 8 - 12.

14. Белов В.В., Мурашов О.Д. Влияние турбулентности на качество смесеобразования в газовых двигателях // Двигателестроение 1989. -№ 10. -С. 39-41.

15. Васильев В. Д., Соложенцев Е. Д. Кибернетические методы при создании поршневых машин М.: Машиностроение, 1978. - 120 с.

16. Волков И. К., Канатников А. Н. Интегральные преобразования и операционное исчисление. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 228 с.

17. Влияние вихреобразования на процесс сгорания топливовоздушной смеси // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1995, №6.39.190.

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

19. Виноградов Л.В., Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Работа дизеля на режимах частичных нагрузок: Учеб. пособие. М.: Изд-во РУДН, 2000. — 88 е.: ил.

20. Влияние неравномерности распределения топливной смеси в цилиндре на межцикловую нестабильность сгорания // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 9.39.322.

21. Вульфсон И. И., Коловский М. 3. Нелинейные задачи динамики. — М.: Машиностроение, 1968.-268 с.

22. Галышев Ю.В., Магидович Л.Е., Чернышев B.C. Численное моделирование процессов смесеобразования в газовом двигателе с расслоением заряда // Двигателестроение. 2003 .- № 1. С. 8-11.

23. Голоскоков Д. П. Уравнения математической физики. Решение задач в системе Maple. СПб.: Питер, 2004 - 539 с.

24. Григорьева Н. В. Анализ физических процессов во впускном трубопроводе в двигателях с впрыском легкого топлива // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.7. /ТулГУ. — Тула, 2003. -С. 152-157.

25. Григорьева Н. В. Анализ проблем математического моделирования при исследовании процессов внешнего смесеобразования в поршневых двигателях внутреннего сгорания // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып. 7. /ТулГУ. Тула, 2003. - С. 157-160.

26. Гуреев А.А., Камфер Г.М. Испаряемость топлив для поршневых двигателей. -М., Химия, 1982. -264 е., ил.

27. Двигатели автомобильные, мотоциклетные и стационарные. Часть 2. Двигатели автомобильные бензиновые рабочим объемом до 5 л. Отраслевой каталог: М.: ЦНИИТЭИавтопром, 1989 - 124 с.

28. Двигатели автомобильные, мотоциклетные и стационарные. Часть ^ 3. Двигатели автомобильные дизельные. Отраслевой каталог: — М.:

29. ЦНИИТЭИавтопром, 1989 88 с.

30. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания / В.М. Кондрашов, Ю.С. Григорьев, В.В. Тупов и др. М.: Машиностроение, 1990.- 272 е.: ил.

31. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах. Под ред. проф. А.С. Орлина.- Издание 2-е., перераб. и доп. — М.: Машгиз, 1957.-395., ил.

32. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих ♦ процессов / Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н.

33. Луканина. М.: Высш.шк., 1995. — 368 е.: ил.

34. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей/ С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под общей ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1985.-456 е., ил.

35. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1990. — 288 с.

36. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

37. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под общей ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1983.-372 с.

38. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ: Справочник. М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит.; 1987.-240 с.

39. Дмитриевский А.В., Тюфяков А.С. Метод определения регулировочных характеристик // Автомобильная промышленность 1990. -№ 9. - С.15.

40. Дмитриевский А.В. Впускные каналы и мощностные показатели двигателей с впрыскиванием бензина // Автомобильная промышленность, 1994. -№ 1.-С.17-19.

41. Драгомиров С.Г. Концепция вихревого смесеобразования для центрального впрыска топлива автомобильных двигателей // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1998. - С. 56-68.

42. Дмитриевский А.В., Каменев В.Ф. Карбюраторы автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1990. - 224 е.: ил.

43. Злотин Г.Н, Федянов Е.А., Моисеев Ю.И. Система для оценки статистических параметров пробивных напряжений // Автомобильная промышленность, 2000. -№ 4.- С. 26-27.

44. Злотин Г.Н., Моисеев Ю.И., Приходько К.В., Шумский С.Н., Федянов Е.А. Вариации пробивных напряжений и их роль в формированиимежцикловой неидентичности процесса сгорания // Двигателестроение. 2002 . № 1. - С. 29-31.

45. Зленко М.А, Поляков Л.М., Сонкин В.И., Цапов Н.Н. ДВС с непосредственным впрыскиванием топлива. Ультрабедный двигатель // Автомобильная промышленность, 1999. -№ 1.- С.11-16.

46. Зленко М.А, Поляков Л.М., Сонкин В.И., Цапов Н.Н. ДВС с непосредственным впрыскиванием топлива. Стехиометрический двигатель // Автомобильная промышленность, 1999. -№ 2.- С. 12-14.

47. Задачник по технической термодинамики и теориитепломасообмена: Учебное пособие для энергомашиностроит. спец. вузов / В.Н. Афанасьев, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др. Под ред. В.И. Крутова и Г.Б. Петражицкого. М.: Высш.шк., 1986. - 383 с.

48. Идельчик И.Е. и др. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга, 3 изд. 1992. -672 с. ил.

49. Исследование преимуществ электронных систем управления // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1995, № 11.39.210.

50. Исследование сгорания в бензиновом двигателе // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1994, № 7.39.268.

51. Исследования межцикловой нестабильности составатопливовоздушной смеси // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1994, № 11.39.199.

52. Исследование движения заряда в цилиндре двигателя // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1996, № 5.39.16.

53. Исследование турбулентных потоков в цилиндре двигателя // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1993, № 3.39.13.

54. Исследование цикловой нестабильности сгорания в бензиновом двигателе // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1995, № 11.39.220.

55. Исследование процессов сгорания в одноцилиндровом двигателе // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1995, № 8.39.194.

56. Исследование смесеобразования во впускном трубопроводе // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1994, № 7.39.265.

57. Исерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания. JL: Машиностроение. Ленингр. отд.-ние, 1981.-255 е., ил.

58. Исследование межцикловой нестабильности максимального давления сгорания в ДВС с искровым зажиганием // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 8.39.327.

59. Исследование вихревого движения заряда в цилиндре двигателя // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 12.39.34.

60. Исследование смесеобразования и сгорания в ДВС с искровым зажиганием // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 3.39.432.

61. Исследование влияния физических свойств топлива на процесс распыливания // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 6.39.12.

62. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях: Учеб.пособие для вузов.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. —592 е., ил.

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

64. Кузьмина И.В., Чесноков С.А. Моделирование волновых процессов в выпускных каналах ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. «Автомобильный транспорт». Вып.З Тула: ТулГУ, 1999, С. 93-97.

65. Кузнецов А.Г., Марков В.А., Трифонов В.Л., Шатров В.И. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива // Автомобильная промышленность, 1994. -№ 9. С. 9-12.

66. Кругов В. И. Автоматическое регулирование и управление двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1989. — 416 с.

67. Круглов М.Г., Меднов А.А. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1988. - 360 е.: ил.

68. Лойцянский JI. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003.840 с.

69. Льотко В., Луканин В. Н., Хачиян А. С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ(ТУ), 2000.-311 с.

70. Мазинг М.В. Законы управления топливоподачей // Автомобильная промышленность, 1994. -№ 9.- С. 7-9.

71. Математическая модель автомобильного эмульсионного карбюратора /Третьяков Н. П., Вайнштейн В. Л., Захаров Л. А. // Повыш. эффектов, судов, энерг. установок / Нижегор. гос. техн. ун-т. Н. Новгород, 1993.-С. 67-76.

72. Мамонтов М. А. Теория тепловых двигателей: Динамический анализ. Тула: Изд-во ТулПИ, 1987. - 78 с.

73. Метод рэлеевского рассеяния для определения концентрации паров топлива в двигателе с искровым зажиганием // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 4.39.373.

74. Метод исследования межцикловой нестабильности состава топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1994, № 11.39.198.

75. Морозов К.А., Матюхин Л.М. Системы питания современных бензиновых двигателей. Учебное пособие / МАДИ. -М., 1988. — 110 с.

76. Моделирование термодинамических процессов в цилиндре ДВС // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1994, № 10.39.11.

77. Морозов К.А., Пришвин С.А., Сафронов П.В. Топливные системы двигателей с искровым зажиганием: Учебное пособие / МАДИ (ГТУ). — М., 2001.-68 с.

78. Морозов К. А., Бенедиктов А.Р., Сербии В.П. Гомогенизация смеси в двигателе с впрыскиванием бензина. В 2 частях. Часть 1.

79. Гомогенизация смеси во впускном тракте двигателя // Двигателестроение -1986.-№ 2.-С. 6-10.

80. Морозов К.А., Бенедиктов А.Р., Сербии В.П. Гомогенизация смеси с впрыскиванием бензина. Часть 2. Гомогенизация смеси в цилиндре двигателя // Двигателестроение 1986. -№ 3. - С. 3 - 7.

81. Мороз В.И. Методика рационального использования математических моделей проектирующих подсистем в системе автоматизации проектирования ДВС // Двигателестроение 1986. -№ 2. - С. 19-21.

82. Межцикловая нестабильность индикаторного давления в ДВС искрового зажигания при стехиометрическом составе смеси на малых нагрузках // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 12.39.454.

83. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. — М. Наука, 1987, 4.1. 464 е.; ч.2 -360 с.

84. Неяченко И.И., Эксакустос Н.А. Расчетно-экспериментальное моделирование пленкообразования на режиме холодного пуска карбюраторных двигателей // Двигателестроение. 1989 .- № 12.- С. 7-9.

85. Патрахальцев Н.Н. Повышение эффективности работы дизеля: Учеб. пособие. М.: Изд-во УДН, 1988. - 76 е.: ил.

86. Петриченко P.M., Сгибнев Ю.Е. Испаряемость капель топлива, попадающих в цилиндр карбюраторного двигателя, в процессе сжатия // Двигателестроение 1989. -№ 12. - С. 53-54.

87. Пинский Ф.И. Схемы электроуправляемых топливных систем // Автомобильная промышленность, 1994. -№ 9.- С. 12-14.

88. Подчуфаров Б. М. Основы динамики тепломеханических систем. -Тула: Изд-во ТулПИ, 1982. 83 с.

89. Покровский Г.П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. -3- изд., перераб. И доп. М.: Машиностроение, 1990.- 175 е.: ил.

90. Петриченко Р. М. Физические основы внутрицилиндровых процессов в ДВС. Д.: Изд-во ЛГУ, 1983. - 243 с.

91. Расчетное исследование формирования топливовоздушной смеси в цилиндре ДВС с искровым зажиганием // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1993, № 9.39.243.

92. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002.-496 е.: ил.

93. Распространение пламени от свечи зажигания в топливовоздушную смесь // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1993, № 1.39.320.

94. Расчетное исследование смесеобразования во впускном трубопроводе ДВС с центральным впрыскиванием топлива // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 2.39.367.

95. Розенблит Г.Б. Теплопередача в дизелях. М.: Машиностроение, 1977.- 216 с.

96. Смесеобразование на неустановившихся режимах работы ДВС // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1991, № 12.39.448.

97. Стечкин Б.С, Генкин К.И., Золотаревский B.C., Скородинский И.В. Индикаторная диаграмма, динамика тепловыделения и рабочий цикл быстроходного поршневого двигателя. М.: Изд-во АН СССР, 1960. -137 с.

98. Стефановский Б.С., Реппих А.Т., Гаделшин Р.К. Эффективность двухконтурной впускной системы ДВС // Автомобильная промышленность, 1990. -№ 5.- С. 13-14.

99. Теория двигателей внутреннего сгорания. Под ред. проф. д-ра. техн. наук Н.Х. Дьяченко. Д., "Машиностроение " (Ленинградское отделение), 1974.- 552 с.

100. Тимончик В.И., Калита А.И., Дюкарев С.М., Кленикский В.В. Для двухтактного ДВС// Автомобильная промышленность, 1994. -№ 9.-е. 17-18.

101. Тюфяков А.С., Дмитриевский А.В. Отечественные МП-системы управления впрыскиванием топлива // Автомобильная промышленность, 1996. -№ 2.-С. 10-15.

102. Ушаков М.Ю., Мокроусов А.В. Методика оценки устойчивости * частоты вращения ДВС // Двигателестроение 1990. - № 12. - С. 46-48.

103. Фабер Т.Е. Гидроаэродинамика.- М. Постмаркет, 2001.- 560 с.

104. Юб.Файнлейб Б.Н., Бараев В.И. Повышение эффективностисмесеобразования в дизелях путем воздействия на динамику распыленной струи топлива // Двигателестроение 1986. - № 9. - С. 8-12.

105. Ханин Н.С., Токарь В.В. Влияние выполнения впускного канала на структуру турбулентности воздушных потоков в цилиндре автомобильного дизеля // Двигателестроение 1986. -№ 3. - С. 42-45.

106. Хейвуд Дж. Гидродинамика рабочих цилиндров двигателей ^ внутреннего сгорания. Фримановская лекция 1986 г.// Труды ASME. Сер.

107. Теоретические основы инженерных расчетов. 1987. №1.- С. 171-229.

108. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. — М.: Издательство "За рулем", 1999.- 440 е., ил., табл.

109. Чайнов Н.Д. Проблемы и перспективы поршневого двигателестроения в России // Двигателестроение. 2001 . № 4. - С. 46-47.

110. Ш.Чесноков С.А. и др. Лабораторно-измерительный комплекс для исследования горения в ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. «Автомобильный транспорт». Вып.З Тула: ТулГУ, 1999.- С. 108-110.

111. И2.Чесноков С.А., Кузьмина И.В. Метод локальной ОН-Ь спектрометрии при исследовании многоцилиндровых ДВС с внешнимсмесеобразованием // Изв. ТулГУ. Сер. «Автомобильный транспорт». Вып. 5 -Тула: ТулГУ, 2001.- С. 80-87.

112. Чесноков С.А., Рыбаков Г.П. Моделирование двухфазных потоков во впускном коллекторе ДВС // Изв. ТулГУ. Сер. "Автомобильный транспорт". Вып.6. Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. - С. 165 - 169.

113. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС: Алгоритмы прикладных программ / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др.; Под общ. ред. P.M. Петриченко. -Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. 328 е.: ил.

114. Экспериментальное исследование межцикловой нестабильности сгорания в двухтактном двигателе // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1995, №6.39.191.

115. Экспериментальные исследования структуры струи топлива при впрыскивании во впускной канал // РЖ ВИНИТИ Двигатели внутреннего сгорания. 1993, №6.39.230.

116. Электронное управление автомобильными двигателями / Г.П. Покровский, Е. А. Белов, С. Г. Драгомиров и др. Под общ. ред. Г. П. Покровского. М.: Машиностроение, 1994. - 336 с.

117. Эфрос В.В., Белов Е.А, Драгомиров С.Г., Пушко П.В. Системы центрального впрыска топлива//Автомобильная промышленность, 1996. -№ 9.-С. 20-21.

118. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высш. шк., 1988. - 479 е.: ил.

119. Као М., Moskwa J. J. Engine load and equivalence ratio estimation for control and diagnostics via nonlinear sliding observers // Int. J. of Vehicle Design. 1994. - Vol. 15, Nos.3/4/5, pp. 358-368.

120. Као M., Moskwa J. J. Turbocharged Diesel Engine Modeling for Nonlinear Engine Control and State Estimation // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. 1995. - Vol.117, No.l. - pp. 20-30

121. Као M., Moskwa J. J. Nonlinear Diesel Engine Control and Cylinder Pressure Observation // Trans, of the ASME. J. of Dyn. Syst., Measur. and Control. 1995. - Vol.117, No.6. - pp. 183-192.

122. Kitagawa Т., Kido H., Sulistyono J., Kuramoto D. A study of fuel jet stratification using air flow motion // Memoirs of the faculty of Engineering, Kyushu University. 1994. - Vol. 57, Nos. 4, pp. 167-170.