Разработка методов совершенствования процессов смесеобразования и сгорания в поршневых двигателях

• Автор: Гусаков, Сергей Валентинович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 344 с. : ил.

С ОДЕ РЖАН И Е

I ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПУТЕЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВС
1.1. Роль СВТ при проектировании новых образцов, модернизации существующих и проведении работ по натурным испытаниям ДВС
1.2. Анализ рабочего цикла дизеля при оптимальной динамике тепловыделения
1.3. Методика оценки эффективности подвода тепла в произвольной точке реального цикла ДВС
1.4. Повышение КПД цикла при использовании альтер-нативного газообразного топлива
1.5. Оптимизация смесеобразования на основе критерия эффективности внутреннего смесеобразования в

1.6. Оценка эффективности макросмешения в камере сгорания ДВС
1.7. Анализ эффективности сгорания топлива в первой стадии тепловыделения в дизеле
1.8. Аппроксимация динамики выделения тепла в понятиях макрокинетической теории сгорания топлива
2. СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ОПЫТ ИХ
* ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ДВС
! 2.1. Использование модели гидродинамического расчета

при проектировании насос-форсунки с газовой свя- Стр. зью
2.2. Применение математической модели для исследования работоспособности системы непосредственного впрыскивания топлива в двухтактный ДВС
2.2.1. Обеспечение наполнения
2.2.2. Закономерности топливоподачи
2.2.3. Регулирование двухтактного ДВС, оснащенного системой непосредственного впрыскивания топлива
2.3. Исследование и оптимизация параметров системы циркуляции топлива с помощью ее математической модели
3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОГ

3.1. Моделирование влияния степени концентрационной неоднородности на эмиссию СО в ДВС с принудительным воспламенением
3.2. Моделирование влияния степени концентрационной неоднородности на эмиссию ИОх в ДВС с принудительным воспламенением
3.3. Моделирование влияния раздельной подачи топлива
на сажеобразование в дизеле
4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ДВС
4.1. Определение алгоритма рационального регулирова-

ния ДВС по параметрам токсичности и экономично

щ 4.2. Оптимизация регулирования ДВС с учетом распределения режимов его работы
4.3. Автоматизированные процедуры установления
функциональных связей при аппроксимации тепловыделения
4.3.1. Определения аппроксимирующих зависимостей показателей в функции Вибе с использованием планируемого эксперимента
4.3.2. Определение показателей в функции Вибе в диалоговом режиме
5. СОЗДАНИЕ АППАРАТУРНО-ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БЫСТРОПРОТЕКАЮ-т ЩИХ ПРОЦЕССОВ В ДВС
5.1. Аппаратурно-программный комплекс
5.2. Алгоритм снижения погрешностей вносимых разверткой индикаторных диаграмм по времени и усреднением по циклам
5.3. Выбор оптимальной методики сглаживания экспериментальных кривых динамики теплоиспользова-

5.4. Методика и результаты анализа влияния погрешностей при обработке индикаторных диаграмм
5.5. Создание аппаратурного обеспечения индицирования ДВС
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
применяемые нетрадиционные топлива имеют положительные свойства, дающие потенциальную возможность улучшения характеристик ДВС по экологическим или экономическим параметрам [20,25]. Одним из перспективных топлив, обладающим определенными преимуществами перед традиционными, является биогаз - продукт переработки органической массы микроорганизмами в анаэробных условиях [153].
Биогаз на 70% состоит из метана, на 30% из углекислого газа с незначительными примесями сероводорода, водорода и азота [208]. Переход на газообразное топливо при неизменной степени сжатия приводит к некоторому снижению мощности, в связи с меньшим энергосодержанием горючей смеси, меньшим коэффициентом наполнения и более низкой скоростью распространения пламени [34]. Одним из способов повышения КПД двигателя, работающего на газообразном топливе, является увеличение степени сжатия [72]. Благодаря высокому октановому числу газовых топлив степень сжатия может быть увеличена на 25...40% по сравнению с бензиновыми модификациями [160]. Это обеспечивает увеличение мощности до 12,5%, а экономичность (по массе) улучшается на 12.. 14% [142]. Однако, увеличение степени сжатия приводит к проблемам обеспечения многотопливности двигателя [18].
Для оценки возможностей повышения КПД бензинового ДВС, используемого для привода генератора мини электростанции при его питании биогазом и сохранении возможности работы на штатном топливе, была разработана методика расчетного анализа.
Работа двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением в составе малогабаритной электростанции имеет