Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Совершенствование экологических характеристик ДВС воздействием на расширение рабочего тела

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Грязин, Владимир Альбертович

Актуальность темы. Воздействие на окружающую среду продуктами деятельности человека и созданными им устройствами является негативным по отношению к атмосфере, гидросфере и литосфере Земли. Основную долю в выбросе вредных веществ составляет автотранспорт и промышленность. Наибольшее влияние на экологическую обстановку в местах массового проживания людей оказывают вредные выбросы двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Поршневой двигатель внутреннего сгорания наиболее распространен в автотранспорте из всех видов механизмов, преобразующих тепловую энергию в механическую. Факторами, влияющими на экологич-ность работы ДВС, являются особенности рабочего цикла, конструкции, качества применяемых материалов и топлива, технического обслуживания. Дальнейшее развитие ДВС направлено на уменьшение токсичности выхлопа, снижение расхода топлива, автоматизацию и компьютеризацию протекания рабочих процессов.

Актуальность работы определяется необходимостью принятия новых подходов к основе работы ДВС - термодинамическому циклу и индикаторной диаграмме. Именно эти составляющие и показывают все возможности того или иного двигателя.

Цель работы состоит в технико-технологическом обосновании процесса расширения рабочего тела в открытой термодинамической системе (ОТС), состоящей из расширительных цилиндров, ресивера и системы управляемых клапанов для совершенствования экологических характеристик ДВС.

Объект исследований и предметы исследований. Объектами исследования данной работы являются:

- термодинамические параметры рабочего тела при различных методах его расширения;

- экологически эффективные термодинамические и индикаторные параметры рабочего цикла ДВС.

Предметом исследования является ДВС, работающий с использованием свойств ОТС.

Методы исследования. Исследования изменения токсичности работы ДВС и процесса расширения рабочего тела в расширительном цилиндре, входящем в состав открытой термодинамической системы, и выполнены методами математического моделирования. При исследовании индикаторных, эффективных и термодинамических параметров рабочего цикла ДВС использовался метод инженерных расчетов с применением Microsoft Excel. Также выполнена программа лабораторных экспериментов по изучению процесса расширения рабочего тела (газа) в ОТС с использованием методов статистической обработки результатов.

Научная новизна работы состоит:

1) в разработке теоретической основы расчета процесса расширения рабочего тела в расширительном цилиндре при его работе в составе ОТС (ресивер и расширительные цилиндры);

2) в разработке теоретической основы расчета показателей ДВС, работающего на основе использования свойств ОТС;

3) в разработке математической модели для различных методов осуществления процесса расширения рабочего тела в расширительном цилиндре.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1) Методика определения термодинамических параметров рабочего тела в процессе расширения в расширительном цилиндре, входящем в ОТС, способствующем совершенствованию экологических характеристик;

2) Методика определения экологически эффективных термодинамических, индикаторных и эффективных параметров рабочего цикла ДВС, использующего свойства ОТС и разработанные методы расширения рабочего тела;

3) Результаты математического эксперимента по исследованию уменьшения токсичности отработавших газов в процессе расширения, который осуществляется различными алгоритмами с использованием ОТС;

4) Результаты лабораторных исследований процесса расширения рабочего тела в расширительном цилиндре, входящем в состав ОТС.

Значимость для науки и практики выводов и рекомендаций, заключается в разработке и доказательстве эффективности нового метода расширения рабочего тела в расширительном цилиндре, работающем в составе ДВС в режиме ОТС и, как следствие, уменьшении количества вредных веществ, образующихся при его работе и повышении эффективности двигателя в целом при снижении расхода топлива.

Практическая ценность работы заключается в возможности получить экологически чистый двигатель, уменьшить удельную массу двигателя, изменить его характеристики, снизить пиковые нагрузки на узлы и системы, повысить надежность за счет использования смягченных режимов работы.

Достоверность результатов. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются компьютерным анализом большого объема изученного теоретического материала, удовлетворительным совпадением экспериментальных данных с результатами математического эксперимента, а также подтверждена патентами и актами внедрения.

Апробация работы. Результаты проведенных теоретических и практических исследований обсуждались на семинарах и научных конференциях МарГТУ (Йошкар-Ола, 1998-2001 гг.), третьих и четвертых Вавиловских чтениях (Йошкар-Ола, 1999, 2000 гг.), международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола) и второй международной научно-практической конференции «Автомобиль и техносфера» (Казань, 2001 г.).

Реализация работы. Результаты теоретических и практических исследований использованы в создании модели одноцилиндрового ДВС, а также при разработке конструктивных схем холодильных машин.

Публикации. По материалам исследований, проводимых в период работы над диссертацией, подана заявка на изобретение и опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения; четырех глав, содержащих основные логические обоснования, формулы, постулаты, теоретический и практический материал; заключения с выводами и рекомендациями; списка используемой литературы и приложений. Работа содержит 147 страниц машинописного текста, 32 рисунка и 35 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, научная новизна исследований, сформулированы цели, научные положения, выносимые на защиту, отмечена значимость диссертационной работы для теории и практики.

В первом разделе рассмотрено состояние вопроса и задачи исследований в области совершенствования экологических характеристик ДВС. Вопросами взаимодействия ДВС и окружающей среды занимались: Ах-метов JI.A., Варшавский И.Л., Гутаревич Ю.Ф., Иванов В.Н., Каншцев А.Н., Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. и другие ученые. В их работах основное внимание уделено вопросам негативного влияние ДВС на окружающую среду и методам снижения этого воздействия. В частности, работы Иванова В.Н., Луканина В.Н. и Трофименко Ю.В. отличаются глубокой проработкой вопроса применения альтернативных видов движителей для автотранспорта. К сожалению, среди предложенных путей снижения количества токсичных компонентов в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания не нашел отображения метод применения экологически чистого рабочего тела (РТ).

Изучением изменения параметров РТ поршневых машин в процессе расширения занимались такие ученые как Артамонов М.Д., Артамонов О.Д., Ховак М.С., Бальян C.B., Волошенко Ф.П., Глаголев Н.М., Орлин A.C., Круглов М.Г., Луканин В.Н., Филиппов В.В., Петриченко P.M., Оносовский В.В., Френкель М.И. и др. Следует особо отметить их вклад в решение отдельных вопросов связанных с расчетом параметров газа в цилиндрах ДВС и изменением его характеристик. Наибольшую ценность рассматриваемым проблемам придает тот факт, что отдельным пунктом рассматривается вопрос о расчете двигателя внутреннего сгорания с учетом разомкнутости цикла работы.

К сожалению, методики расчета действительного цикла часто основываются на эмпирических и полуэмпирических зависимостях, полученных из анализа индикаторной диаграммы работы ДВС. Они являются не приемлемыми для расчетов двигателей, принцип работы которых основывается на свойствах открытых термодинамических систем (ОТС).

В качестве последнего можно привести известную конструкцию двигателя, чей принцип работы основывается на полном или частичном использовании энергии сжатого воздуха, как экологически чистого РТ, с дополнительной возможностью применения энергии, получаемой от сгорания топлива. Данные модели движителей для автотранспортного средства являются наиболее экологически чистыми и обладающими рядом преимуществ.

На основе проведенного исследования проблемы совершенствования экологических характеристик ДВС воздействием на расширение рабочего РТ необходимо отметить следующее. Применяемые на практике способы и технические решения по расширению экологически чистого РТ не имеют достаточно полной и научно обоснованной математической модели. Остаются не ясными термодинамические зависимости рабочего тела переменной массы. Попытки объяснить протекание тех или иных процессов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания с точки зрения замкнутых или разомкнутых циклов не являются достаточной базой для анализа работы технических устройств с переменной массой рабочего тела РТ в рабочем цикле, направленной на снижение токсичности выхлопа отработавших газов. г

Дальнейшие шаги в этом направлении связаны со следующими задачами: разработать теоретическую основу расчета процесса расширения использующего экологически чистое РТ в расширительном цилиндре; разработать математические модели для различных методов осуществления процесса расширения экологически чистого РТ в расширительном цилиндре; провести экспериментальные исследования процесса расширения экологически чистого РТ.

Во втором разделе рассматривается математическая модель расчета термодинамических процессов ДВС, работающего с использованием свойств ОТС. Вид двигателя, работающего с использованием свойств ОТС, как системы, содержащей ресивер и цилиндр, разделенные управляемым клапаном (рис. 1), наиболее точно и просто отражает основные принципы его работы. тела (РТ)

Исследуемый метод расширения может быть использован в работе ДВС как дополнительный к уже существующему (использующему энергии сгорания топлива). На пример, при движении автомобиля вне зоны проживания людей, ДВС работает с использованием топлива, одновременно через компрессор закачивая воздух, как экологически чистое РТ в ресивер. При необходимости, подача топлива прекращается, а в качестве рабочего тела начинает использоваться энергия сжатого воздуха. Таким образом, в цикле работы двигателя снижается количество токсичных выхлйпов;

Рассмотрим цикл работы расширительного цилиндра двигателя, работающего по исследуемой схеме, (рис. 2). В точке с' открывается впускной клапан, и экологически чистое РТ перетекает из ресивера в цилиндр при постоянном объеме Ус, с соответственным изменением массы РТ от т0 до т2ь

Далее, происходит подвод тепла - ломаная кривая с-г'-г. Последующее расширение определяется адиабатой г-Ь. При открытии выпускного клапана - линия Ъ-а, под действием избыточного давления в цилиндре, часть отработавших газов выбрасывается в атмосферу, при этом изменяется масса оставшегося в цилиндре газа с т7, по т3г Процесс выпуска заканчивается вытеснением - линия а-с'.

При создании математической модели принимается, что температура, давление и плотность экологически чистого РТ в любых точках цилиндра одинаковы, что предполагает однородность термодинамического тела. Любое внешнее воздействие мгновенно передается во все точки расширительного цилиндра, то есть имеет место квазистационарность взаимодействия РТ с внешней средой.

Математическая модель основывается на уравнениях состояния газа (идеального), термодинамики переменных масс, теплообмена и газодинамики. Для определения изменения внутренней энергии экологически чистого РТ, находящегося в расширительном цилиндре, с учетом утечек и перетечек газа по всем каналам газового тракта, используем уравнение энергии термодинамического тела переменной массы: сЮ, = - с11[ + , (1) где сШ1 - приращение внутренней энергии массы экологически чистого РТ, находящегося в цилиндре, за время Л, Дж; (!(), - энергия в виде тепла, подведенная к РТ за время ск, Дж; (1Ь1 - энергия в виде механической работы, совершаемой РТ за время <Л, Дж; ¿Ж,- - энергия, вносимая газом с/£„р, перетекающим в цилиндр, и уносимая газом ¿Еут, отводимым из цилиндра, за время Л, Дж. с!Е( = с/Епр. - ¿Еут. (2)

Приращение внутренней энергии массы газа т0, находящейся в цилиндре, для идеального газа: и;=су0^{т01Тщ), (3) где Су01 - удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, Дж/(кг-К); Тц, - температура газа в цилиндре, К.

Энергия, подведенная с газом ц цилиндр через открытый впускной клапан, для идеального газа будет:

Е„Р[ = 5>// =Ъсри^ц(т2г-т0,)\ Дж (4) где Тц - температура перетекшей массы газа (т2, - т0,), К.

Еут. = = ХсРутАТут,^1 Л» (5) где с1тут - масса газа, отведенная из расширительного цилиндра за время (к, кг; сЦут, с!Тут - соответственно энтальпия, Дж и температура, К этого газа.

Механическая работа, совершенная газом за время Ш: с11г - ри.с11). Дж ' ' (6) где рЦ1 - переменное давление в расширительном цилиндре, Па; с1У, -переменный объем расширительного цилиндра, м3.

Энергия, подведенная к РТ в виде тепла, определяется как:

Дж (7) где ¿(2под - количество подведенного к системе тепла, Дж; dQWj - количество тепла, воспринятого стенкам системы за счет теплообмена, Дж.

В ДВС количество подведенного к системе тепла определяется теплом, выделившемся при сгорании топлива в цилиндре. В ОТС, данный показатель может также включать тепло при сгорании топлива в ресивере или подводимое от какого-либо другого источника.

Количество тепла, отданного стенкам системы за счет теплообмена, также учитывает потери тепла в ресивере, цилиндре и соединительной аппаратуре. Оно выражается как:

• (8) где а, - приведенное значение коэффициента теплоотдачи,

- текущая поверхность теплообмена, м2; Г,,< и -ответственно температура газа иенок, К; Л - элементарный отрезок времени, в течение котороговершается изучаемый процесс,

Рассмотрим более подробно процессы, протекающие в системе ресивер-цилиндр без учета подвода и отвода тепла. Уравнение (1) примет вид: сИр. = си р.+!+^ 1гДж (9) где (IIр, и - приращение энтальпии газа в ресивере в данном и последующем цикле соответственно, Дж; а!//, - приращение энтальпии части газа массой (т2, - т1н) перепущенной из ресивера в цилиндр в /-м цикле, Дж. р1+/ = С,Ч14ТИЦ/ -{">2, -Щ1))], Дж (Ю) где СР1,- теплоемкость газа в ресивере в данном цикле, Дж/(кг-К); Та температура газа в ресивере в данном цикле, К; тпц - масса газа в ресивере, кг.

Энтальпия <¿7/, определяется как:

П -ср1.с1\г11(т2^т01)\,Лж (11)

При протекании действительных процессов, энтальпия перетекшей массы газа будет определяться с учетом того, что значение температуры Ти и теплоемкости с р ^ будут изменяться, вследствие необратимых процессов потери энергии на сопротивление перепускных трубопроводов и изменения геометрических параметров системы.

Расход массы газа, перетекающего из ресивера в расширительный цилиндр, составит: п- 1 V}

Р2 Р\

2/п г

Еж. \Р1. п+\)/п кг/с где/- площадь поперечного сечения канала, м2; п - показатель политропы расширения; р) и р2 - давление газов в ресивере и расширительном цилиндре соответственно, Па; V/ — удельный объем газа в ресивере, м3/кг.

При использовании модели ДВС, работающего с использованием свойств ОТС, возможно осуществление нескольких вариантов расширения экологически чистого РТ. Так как их количество не ограничено, рассмотрим следующие из наиболее возможных:

1) расширение при переменном начальном объеме надпоршневого пространства Уа (вариант А1);

2) расширение при постоянном начальном объеме Ус (вариант А2);

3) разовое расширение массы газа накопленного в ресивере (вариант АЗ);

4) расширение за г- тактов всей массы газа из ресивера (вариант А4);

5) расширение с дополнительным поджатием (с присоединением дополнительной массы)( вариант А5);

Каждый из выше указанных вариантов расширения экологически чистого РТ рассчитывается по математической модели, изменяемой в соответствии с алгоритмом расчета.

По результатам компьютерной обработки вышеуказанных алгоритмов расширения воздуха, как экологически чистого РТ, были получены значения времени работы ДВС, индикаторного, термического КПД, индикаторной работы цикла и другие, табл. 1.

Таблица

Результаты расчетного исследования методов расширения

Средние показатели Метод расширения

А1 А2 АЗ А4 А

Время работы, мин (при 1000 об/мин) 32,074 12,007 0,1* 1,287 149, „.„ Дж 399,3 686,5 12.806.575 2.651,2 177,

Чь ед 0,884 0,703 0,897 0,221 0,

Чь ед 0,385 0,291 0,393 2,6* 10"6 0,

М, Вт (при 1000 об/мин) 6.286 10.526 1.963.674' 40.652 2.

- значение принимается при 10 об/мин, так как АЗ метод разового расширения реализо-вывается за 1 ход поршня в расширительном цилиндре.

На основе анализа данных зависимостей можно сделать вывод, что на количество токсичных компонентов в отработавших газах, а также на эффективность ДВС в целом оказывает влияние не только начальное давление в ресивере, но и способ расширения. Каждый из них обладает рядом преимуществ и недостатков, всплывающих или в низкой эффективности или в малой работоспособности. Современная конструкция ДВС позволяет использовать различные методы расширения. Поэтому необходимо рассматривать двигатель как широко регулируемый объект, имеющий более гибкие, по сравнению с сегодняшними конструкциями, экологические характеристики.

Также в данном разделе был проведен расчет экономической эффективности применения исследуемых способов расширения РТ. Наиболее выгодным для применения на грузовом транспорте является АЗ метод разового расширения всей массы газа (0,2 руб/кг).

В качестве примера возможного использования различных способов расширения накопленного в ресивере воздуха предлагается следующее:

1) на режиме холостого хода или при малых нагрузках рационально использование А1 метода расширения при переменном объеме Ус, или А5 с дополнительным поджатием;

2) на режиме малых или средних нагрузок - методы расширения А5 с дополнительным поджатием и А2 при постоянном объеме Ус, при использовании ДВС в городском автотранспорте;

3) на режиме ускорения и высоких нагрузок - методы АЗ разового расширения и А4 расширения всей массы газа накопленного в ресивере за /-тактов (городской режим);

В третьем разделе представлена экспериментальная установка по обоснованию решения задачи. В соответствии с целью исследования выдвигаются следующие задачи эксперимента:

1) доказать разработанную теоретическую основу расчета процесса расширения РТ в расширительном цилиндре, при его работе в составе ОТС (резервуар и расширительные цилиндры);

2) подтвердить выводы, полученные в разработанных математических моделях для различных методов осуществления процесса расширения экологически чистого РТ в расширительном цилиндре;

3) провести лабораторные исследования процесса расширения экологически чистого РТ в расширительном цилиндре, работающем в составе ОТС.

Эксперимент проводился в рамках прямого моделирования. Проведенный ряд исследований по изучению процесса расширения экологически чистого рабочего тела в открытой термодинамической системе (ОТС), состоящей из ресивера и расширительного цилиндра, является прямой моделью конструкции одноцилиндрового ДВС, работающего с использованием свойств ОТС. Экспериментальная установка является уменьшенной конструктивной схемой одноцилиндрового ДВС и состоит из ресивера, расширительного цилиндра и системы управляемых клапанов. Сам ход процесса расширения экологически чистого рабочего тела протекает более медленно.

В качестве критериев подобия были приняты критерии Струхаля и Нуссельта. По результатам расчета, экспериментальная модель, см. рис. 3, является геометрически и динамически подобной натурному объекту - двигателю внутреннего сгорания, работающего на экологически чистом рабочем теле с использованием свойств ОТС.

Экспериментальные исследования проводились на модели ОТС, включающей ресивер и расширительный цилиндр. В качестве перемещающегося поршня была использована вода, подкрашенная для облегчения визуального контроля. Эксперимент проводится в помещении кафедры ТБМ Марийского государственного технического университета, на стенде, стационарно закрепленном и защищенном от воздействия солнечной радиации, резкой перемены температур, теплоизлучения нагревательных приборов и действия воздушных потоков. На данном стенде расположены барометр и термометр, фиксирующие изменения значений температуры и давления окружающей среды.

Во время процесса расширения имеет место восприятие воздухом в расширительном цилиндре тепла окружающей среды посредством теплообмена через стенки резервуара, от подкрашенной воды; последняя испытывает ряд гидравлических сопротивлений; расширительный цилиндр претерпевает изменения линейных размеров, формы. Все это оказывает определенное влияние на значение давления в конце расширения. В качестве сводного показателя, характеризующего эти изменения, примем показатель политропы расширения п.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки, где 1- пластиковая трубка: 2. 15- переходник; 3- контрольный резервуар; 4, 5, 10, 17- мерная шкала; 6- золотник; 7. 13- соединительный трубопровод; 8, 14, 19-кран; 9-тройник; 11-манометр; 12- крестовина; 16-ресивер; 18, 22, 24- соединительный трубопровод; 20- расширительный цилиндр; 21, 23- теплозащита;

25- терморезистор

Показатель политропы рассчитывается двумя способами по изменению давления и температуры. Данный расчет необходим для исключения погрешности измерительной аппаратуры. При проведении эксперимента были исследованы три метода расширения: А2 метод при постоянном объеме надпоршневого пространства расширительного цилиндра Ус; АЗ метод разового расширения и А4 метод расширения всей массы газа накопленного в ресивере за /-тактов.

По результатам проведенных экспериментов получены основные закономерности изменения значения показателя политропы расширения воздуха в расширительном цилиндре, работающего с использованием свойств ОТС, а также значения изменения давления и температуры, что позволяет на основе математических моделей, описанных в п.2, получить значения показателей работы ДВС.

Экспериментальные исследования доказали:

1) выдвинутые теоретические предпосылки, используемые для определения термодинамических параметров экологически чистого РТ в процессе расширения в расширительном цилиндре, оказались справедливы. В частности, это относится к эффекту изотермического перетекания воздуха из ресивера в расширительный цилиндр и политропного совершения работы расширения;

2) теоретические основы определения экологически эффективных термодинамических, индикаторных и эффективных параметров рабочего цикла при использовании свойств ОТС пригодны как для математического расчета ДВС, так и для экспериментальной установки;

3) результаты математического эксперимента при использовании А2 метода расширения при постоянном объеме V¿, A3 метода разового расширения и А4 метода расширения всей массы газа накопленного в ресивере за /-тактов были доказаны проведенными опытами.

В четвертом разделе приводятся результаты обработки экспериментальных исследований. В качестве измерительной аппаратуры и способов измерения использовались: манометр ОБМ-120 класса точности 1,6; терморезистор, в качестве чувствительного элемента для измерения температуры воздуха, находящегося в ресивере, использован терморезистор, входящий в устройство автомобильного термодатчика М 108 (12V); мультиметр CPS Digital AMP-Seeker™ AC 610; барометр; термометр. Расчет изменения высоты водяного столба производился визуально, с точностью до 1 мм.

Получены значения показателя политропы расширения п для А2, A3 и А4 методов расширения воздуха в расширительном цилиндре. Для исключения погрешности измерительной аппаратуры, данный показатель был получен двумя способами, первый - по изменению давления и второй - по изменению температуры:

Ры ,,„„ Ус(изм) п = log-^-/Iog

Рц+\ VÁU3M) + Vht п = 1 +

§—^-/Тод

Ус(изм) где р-п1, '/),, - давление и температура воздуха в конце расширения; Ра+1 • Г" Давление и температура воздуха после перетекания; К, Ош/) - значение объема надпоршневого пространства, деформированного при перетекании воздуха из ресивера; - рабочий объем расширительного цилиндра.

При перетекании воздуха из ресивера в надпоршневое пространство расширительного цилиндра имеет место как деформация расширительного цилиндра (увеличение объема Ус), так и изменение энтальпии воздуха. Так как потери энергии незначительны и составляют максимум 0,005% от энтальпии перетекшей с массой газа из ресивера в расширительный цилиндр, то это значение в расчетах можно не учитывать, равно как и изменение температуры воздуха при перетекании.

Таблица

Эффективный КПД цикла

Метод расширения Номер опыта Номер наблюдения

А2 1.1 0,121 0,117 0,115 0,116 0,

1.2 0,155 0,153 0,157 0,154 0,

1.3 0,211 0,209 0,217 0,214 0,

АЗ, А4 - 0,

Эффективная работа цикла

А2 1.1 12,27 11,61 10,94 10,47 9,

1.2 18,44 17,68 17,19 16,38 15,

1.3 27,6 26,72 26,19 25,33 24,

АЗ. А4 - 657,

Отклонение фактического значения давления воздуха в системе ресивер-цилиндр при перетекании р!н] от расчетного является показателем степени дросселирования воздуха в каналах системы, теплоприто-ков и погрешности измерительной аппаратуры. Следует отметить, что все отклонения укладываются в рамки допустимого (порядка 5%), что может служить показателем для приведения сложного закона, по которому происходит процесс перетекания, к изотерме.

Как результат обработки данных эксперимента получены значения эффективных показателей для экспериментальной установки. Расчет эффективной работы цикла проводится, в соответствии со значениями показателей политропы расширения п. Она состоит из двух составляющих - положительной работы расширения воздуха Ьрасш и отрицательной работы вытеснения Ьвыт:

Ьэф ~ Ьрасш ~ Ьвыт > Дж (^ 5)

1расш = -~\рИ+1Ус(«Зм)~рЫУа], Дж (16) выт = Р0Ук, , Дж (17)

Результаты расчета эффективных показателей представлены в таблице 2.

В пятом разделе приводится анализ изменения экономической эффективности при использовании ДВС, работающего с использованием свойств ОТС, на экологически чистом РТ. Расчет доказал, что при использовании двигателей внутреннего сгорания, работающих как при использовании экологически чистого РТ, так и на топливо-воздушной смеси, снижается плата за выброс вредных веществ. В качестве основы для данного расчета использовались: время работы ДВС на воздухе, см. табл. 1 и время зарядки ресивера (4 часа). Результаты см. табл. 3.

Таблица

Время работы ДВС на экологически чистом рабочем теле п/п Метод расширения А1 А2 АЗ А4 А

1 Время работы на экологически чистом топливе, час 0,535 0,2 0,017 0,0215 2,

2 Полный цикл работы (100 %), час 4,535 4,2 4,017 4,0215 6,

3 Процентное соотношение п. 1 от п.2, П„ % 11,79 4,76 0,42 0,53 38,

При исследовании работы ДВС с использованием различных способов расширения экологически чистого РТ было установлено, что независимо от вида применяемого топлива, наблюдается снижение платы за выброс вредных веществ, см. табл. 4.

Наиболее выгодным, с этой точки зрения, является А5 метод расширения экологически чистого РТ, при дополнительном поджатии. Расчет показал, что ДВС, работающий по данному методу расширения выгоднее на 38,34 %.

Анализируя данные таблиц 3 и 4 можно сделать вывод, что количество токсичных компонентов в отработавших газах ДВС, использующего свойства ОТС, будет напрямую зависеть от времени работы без использования сгорания топлива, то есть будет аналогично значению

Птранс> 0/0 ИЛИ П3, %.

Таблица

Результаты расчета платежей для передвижного источника загрязнения

Способ расширения А1 А2 АЗ А4 . А5 Обыч. две

7)', т(тыс. мЗ) 7,0568 7,6192 7,9664 7,9576 4,

Бензин этилированный АИ

П н.транс, р 268,1584 289,5296 302,7232 302,3888 187,

П транс, р 300,33741 324,27315 339,05 338,67546 209,93997 340,

П транс, % 88,21 95,24 99,58 99,47 61,

Сжатый природный газ

П н. транс. р 63,5112 68,5728 71,6976 71,6184 44,

П транс, р 71,132544 76,801536 80,30131 80,212608 49,722624 80,

П транс, % 88,21 95,24 99,58 99,47 61,

Согласно данным табл. 1 при использовании А5 способа расширения, двигатель развивает мощность 2,72 кВт. При этом автомобиль может работать только в режиме холостого хода или торможения. На; режимах ускорения и движения с постоянной скоростью использование А5 метода расширения не выгодно, так как транспортное средство потеряет свои тягово-динамические показатели.

Зная количество отработавших газов, выбрасываемых на определенных режимах движения, можно сделать вывод, что доля холостого хода является наибольшей по времени (39,5 %) от цикла. Применяя А5 метода расширения на данном режиме работы получим, что время работы ДВС с использованием энергии сгорания топлива в цикле уменьшиться до 61,66 %, объем обработавших газов снизиться до 90,29 %.

Следовательно, применяя режим работы ДВС как на сжатом воздухе, так и с использованием энергии сгорания топлива можно уменьшить количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилем на 9,71 %. Кроме того, используя только энергию сжатого воздуха и переводя двигатель внутреннего сгорания в режим пневмодвигателя появляется возможность получить экологически чистый двигатель.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Совершенствование экологических характеристик ДВС воздействием на расширение рабочего тела"

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ. 9

1.1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ ДВС.9

1.1.1. НА УЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИОГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДВС.15

1.2. РАСШИРЕНИЕ ГАЗА В КОМПРЕССОРАХ.17

1.3. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ДВС).19

1.3.1. ПРОЦЕСС РА СШИРЕНИЯ.20

1.4. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЦИКЛА С ПЕРЕМЕННОЙ МАССОЙ РАБОЧЕГО ТЕЛА.22

1.5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ПАТЕНТНОГО ПОИСКА.25

1.6. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.27

1.7. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.29

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВС, КАК ОТКРЫТОЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (ОТС).31

2.1. МОДЕЛЬ РАСШИРЕНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ДВС, НАПРАВЛЕННОГО НА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК.31

2.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ.38

2.3. РАСЧЕТ ИНДИКАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.40

2.4. АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ ДВС С ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫМ РАБОЧИМ ТЕЛОМ.42

2.4.1. АЛГОРИТМ РАСШИРЕНИЯ С ПЕРЕПУСКОМ ЧАСТИ ГАЗА ИЗ РЕСИВЕРА В ЦИЛИНДР С ПЕРЕМЕННЫМ ОБЪЕМОМ Vci (вариант AI) .42

2.4.2. АЛГОРИТМ РАСШИРЕНИЯ С ПЕРЕПУСКОМ ЧАСТИ ГАЗА ИЗ РЕСИВЕРА В ЦИЛИНДР С ПОСТОЯННЫМ ОБЪЕМОМ Vc (вариант А2) .44

2.4.3. АЛГОРИТМ РАЗОВОГО РАСШИРЕНИЯ ВСЕЙ МАССЫ ГАЗА, НАКОПЛЕННОГО В РЕСИВЕРЕ (вариант A3).46

2.4.4. АЛГОРИТМ РАСШИРЕНИЯ ГАЗА, НАКОПЛЕННОГО В РЕСИВЕРЕ, ЗА i - ое КОЛИЧЕСТВО ТАКТОВ (вариант A4).47

2.4.5. АЛГОРИТМ РАСШИРЕНИЯ МАССЫ ГАЗА ПРИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОМПОДЖАТИИ (вариант А5).50

2.5. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ.52

2.5.1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ МЕТОДОВ РАСШИРЕНИЯ.54

2.5.2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ МЕТОДОВ РАСШИРЕНИЯ.55

2.6. РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ.61

2.7. ВЫВОДЫ.67

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.69

3.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.69

3.2. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА.70

3.2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСШИРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗДУХА.70

3.2.2. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ. 76

3.2.3. ИЗМЕРЕНИЕ ЗНА ЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В КОНЦЕ РАСШИРЕНИЯ.78

3.3. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА.80

3.3.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РА СШИРЕНИЯ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ Гс (вариант А2).80

3.3.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РАСШИРЕНИЯ ГАЗА, НАКОПЛЕННОГО В РЕСИВЕРЕ, ЗА 1-ое КОЛИЧЕСТВО ТАКТОВ вариант А4).82

3.3.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РАСШИРЕНИЯ ВСЕЙ МАССЫ ГАЗА, НАКОПЛЕННОГО В РЕСИВЕРЕ (вариант АЗ).83

3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА НАБЛЮДЕНИЙ.85

3.5. ВЫВОДЫ.88

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.89

4.1. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЛИТРОПЫ РАСШИРЕНИЯ.89

4.1.1. ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ РА СШИРЕНИЯ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ Ус (вариант А2).89

4.1.2. ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ РАСШИРЕНИЯ ГАЗА, НАКОПЛЕННОГО В РЕСИВЕРЕ, РАЗОВОЕ РАСШИРЕНИЕ (вариант АЗ) И ЗА 1-ое КОЛИЧЕСТВО ТАКТОВ (вариант А4).90

4.2. РАСЧЕТ ТЕПЛОПРИТОКОВ.91

4.2.1. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА ПРИ ПЕРЕТЕКАНИИ.94

4.3. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ.96

4.3.1. РАСЧЕТ РАБОТЫ ЗА ТРА ЧЕННОЙНА ДЕФОРМАЦИЮ РАСШИРИТЕЛЬНОГО ЦИЛИНДРА.98

4.3.2. ОТКЛОНЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОТ ФАКТИЧЕСКИХ .100

4.4. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МОДЕЛИ.101

4.4.1. РАСЧЕТ ДЛЯ А2 МЕТОДА РАСШИРЕНИЯ ПРИ Ус.103 4

4.4.2. РАСЧЕТ ДЛЯ А4 МЕТОДА РАСШИРЕНИЯ ЗА i-TАКТОВ.104

4.4.3. РАСЧЕТ ДЛЯ A3 МЕТОДА РАЗОВОГО РАСШИРЕНИЯ.105

4.5. РАСЧЕТ КРИТЕРИЕВ ПОДОБИЯ.106

4.6. ВЫВОДЫ.113

5. РАСЧЕТ ПЛАТЕЖЕЙ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .116

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.120

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.122

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.130

ПРИЛОЖЕНИЯ.133

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Воздействие на окружающую среду продуктами деятельности человека и созданными им устройствами является негативным по отношению к атмосфере, гидросфере и литосфере Земли. Основную долю в выбросе вредных веществ составляет автотранспорт и промышленность. Следует особо подчеркнуть, что наибольшее влияние на экологическую обстановку в местах массового проживания людей оказывает автотранспорт, а именно - двигатели внутреннего сгорания [6, 20, 23, 36, 68].

Поршневой двигатель внутреннего сгорания является наиболее распространенным в автотранспорте из всех видов механизмов, преобразующих тепловую энергию в механическую. Факторами, влияющими на экологичность работы ДВС, являются особенности рабочего цикла, конструкции, качества применяемых материалов и топлива, технического обслуживания. Дальнейшее развитие ДВС направлено на уменьшение токсичности выхлопа, снижение расхода топлива, автоматизацию и компьютеризацию протекания рабочих процессов [И, 12,35,45,60].

Актуальность работы определяется необходимостью по-иному взглянуть на основу работы двигателя внутреннего сгорания - термодинамический цикл и индикаторную диаграмму. Именно эти составляющие и показывают все возможности того или иного двигателя.

Цель исследования состоит в технико-технологическом обосновании процесса расширения рабочего тела в открытой термодинамической системе (ОТС), состоящей из расширительных цилиндров, ресивера и системы управляемых клапанов для совершенствования экологических характеристик ДВС.

Объект и предмет исследования. Объектами исследования данной работы являются:

• Термодинамические параметры рабочего тела при различных методах его расширения;

• Экологически эффективные термодинамические и индикаторные параметры рабочего цикла ДВС.

Предметом исследования является ДВС, работающий с использованием свойств ОТС.

Методы исследования. В проведенной работе применялось несколько методов научного исследования. Исследования изменения токсичности работы ДВС и процесса расширения рабочего тела в расширительном цилиндре, входящем в состав открытой термодинамической системы, и выполнены методами математического моделирования. При исследовании индикаторных, эффективных и термодинамических параметров рабочего цикла ДВС использовался метод инженерных расчетов с применением ЭВМ. Также выполнена программа лабораторных экспериментов по изучению процесса расширения рабочего тела (газа) в ОТС с использованием методов статистической обработки результатов.

Научная новизна работы состоит:

Заключение Диссертация по теме "Экология", Грязин, Владимир Альбертович

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Анализ имеющихся публикаций показывает, что расчеты параметров рабочего тела и процессов в цилиндро-поршневой группе двигателя внутреннего сгорания и компрессоров, в артиллерийских установках с учетом изменения массы рабочего тела применяются эпизодически и не имеют единой методической основы.

2. Составленная методика определения термодинамических параметров рабочего тела в процессе расширения в расширительном цилиндре, входящем в ОТС, способствующем совершенствованию экологических характеристик является наиболее полной и позволяет произвести термодинамический расчет экологически чистого тела переменной массы;

3. Выполнены сравнительные теоретические и экспериментальные исследования различных экологически эффективных методов (способов) расширения рабочего тела в расширительном цилиндре, из которых следует, что возможно регулирование в широком диапазоне экологических, индикаторных и эффективных характеристик ДВС изменением массы рабочего тела, участвующего в рабочем цикле, то есть создание двигателей, использующих свойства ОТС.

4. Получен ряд уравнений, которые позволяют проводить расчет изменения параметров экологически чистого рабочего тела, а также, индикаторных, эффективных и мощностных характеристик ДВС, использующего свойства ОТС и работающего по различным методам расширения рабочего тела в расширительном цилиндре.

5. Теоретический и экспериментальный анализ различных методов расширения рабочего тела в расширительном цилиндре показал, что наиболее выгодным:

• С точки зрения экономических характеристик расхода газа из ресивера, является АЗ метод разового расширения газа. Это обуславливается наибольшей мощностью цикла, наименьшими значениями удельных капитальных вложений и удельной себестоимости;

• С точки зрения получения максимального импульсного значения среднего индикаторного давления - А4 метод расширения массы газа, накопленного в ресивере, за г-ое количество тактов. Это обусловлено наибольшим значением среднего индикаторного давления за короткий период времени;

• С точки зрения экологических характеристик работы ДВС - все метода расширения газа;

• С точки зрения максимального времени работы - А5 метод расширения при дополнительном поджатии рабочего тела;

• С точки зрения максимального значения индикаторного КПД цикла - АЗ метод разового расширения;

• С точки зрения максимального значения термического КПД - А1 метод расширения с перепуском части газа из ресивера в цилиндр при переменном объеме ¥ы.

6. Возможности современной конструкции ДВС с электронной системой управления позволяют использовать различные методы расширения рабочего тела в расширительном цилиндре одного и того же двигателя, соответственным изменением характеристик в зависимости от поставленной задачи и изменения внешних условий.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Грязин, Владимир Альбертович, Йошкар-Ола

1. Абрамович, Т.Н. Прикладная газовая динамика /Т.Н. Абрамович.-3-е изд., перераб. -М.: Наука, 1969—824с;

2. Автомобильные двигатели /Под ред. М.С. Ховаха.-М.: Машиностроение, 1977.-590 с.

3. Альтшуль, А.Д., Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости): Учебное пособие для вузов /А.Д. Альтшуль, П.Г. Киселев.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1975.-323с.

4. Артамонов, М.Д. Основы теории и конструирования автотракторных двигателей /М.Д. Артамонов, М.М. Морин, Г. А. Скворцов.-М.: Высш. шк., 1978-133с.

5. Артамонов, О.Д. Термодинамический анализ и расчет цикла теплового двигателя/ О.Д. Артамонов.-Л.: Машиностроение, 1979.-374с.

6. Ахметов, Л.А. Автомобильный транспорт и охрана окружающей среды: Справочник/Л.А. ахметов.-Ташкент: Мехнат, 1990.-213с.

7. Бальян, C.B. Техническая термодинамика и тепловые двигатели: Учеб. пособие для неэнерг. специальностей вузов /C.B. Бальян.-2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение, 1973-3 02с.

8. Береславская, В.А. Экономическое обоснование организации технического обслуживания и ремонта машин и оборудования на предприятиях лесного комплекса: Учебное пособие /В.А. Береславская, Л.В. Кошелева.-Йошкар-Ола: МарГТУ, 1995.-76с.

9. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике /И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев.-М.: Наука, 1964.-608с.

10. Ванин, В.К. Зарубежные двигатели внутреннего сгорания с переменными степенями сжатия /В.К. Ванин.-М.: НИИАавтопром-1970, вып.4.

11. Варшавский, И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля /И.Л. Варшавский.-М.: Транспорт, 1968.-127с.

12. Великанов, Д.П. Эффективность автомобильных транспортных средств и транспортной энергетики: Избр. тр.-М.: Наука, 1989.-196с.

13. Вибе, И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. Скорость сгорания и рабочий цикл двигателя /И.И. Вибе.-Москва Свердловск: Машгиз, 1962.-271с.

14. Волошенко, Ф.П. Расчет процесса газообмена двухтактных двигателей внутреннего сгорания: Метод. Руководство/Ф.П. Волошенко.-Куйбышев, 1961.-49с.

15. Гороновский, И.Т. Краткий справочник по химии /И.Т. Гороновский, О.П. Назаренко, О.Д. Куриленко //Под общ. ред. О.Д. Куриленко.-Киев: Ну-кова думка, 1974.-984с.

16. Грязин, В.А. Демпфирование в ДВС /В.А. Грязин //Рациональное использование лесных ресурсов.-Йошкар-Ола, 1999.-С. 226-227.

17. Грязин, В.А. К вопросу расчета ДВС с автоматически регулируемой степенью сжатия /В.А. Грязин //Вторые Вавиловские чтения, 4.2.-Йошкар-Ола, 1998.-С.102-103.

18. Грязин, В.А. Демпфирование в ДВС /В.А. Грязин //Третьи Вавиловские чтения, 4.2.-Йошкар-Ола, 1998.-С.377-378.

19. Грязин, В.А. Инерционный наддув двухтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) /В.А. Грязин //Четвертые Вавиловские чтения, Ч.З.-Йошкар-Ола, 2000.-С. 193-194.

20. Грязин, В.А. Использование изомассовых процессов в теоретическом расчете цикла поршневого компрессора /В.А. Грязин, A.B. Егоров, C.B. Дмитриев// Пятые Вавиловские чтения, 4.2.-Йошкар-Ола, 2001.-С. 186190.

21. Гуревич, A.M. Тракторы и автомобили /A.M. Гуревич-З-е изд., перераб. и доп.-М.: Колос, 1983.-336с.

22. Гусев, В.А. Математика: Справочные материалы /В.А. Гусев.-2-е изд.-М.: Просвещение, 1990.-416с.

23. Гутаревич, Ю.Ф. Охрана окружающей среды от загрязнения выбросами двигателя /Ю.Ф. Гутаревич.-Киев: Урожай, 1989.-223с.

24. Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах /В.Н. Луканин, К.А. Морозов, A.C. Хачиян, М.Г. Шатров.-М.: Высш. шк, 1995.-568 с.

25. Двигатели внутреннего сгорания. В 4-х т. /Под ред. A.C. Орлина.-М.: Машиностроение, 1970.-643с.

26. Двигатели внутреннего сгорания. Описательный курс /Под ред. A.C. Орлина.-М.: Машгиз, 1960.-451с.

27. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей /С.И. Ефимов, H.A. Иващенко, В.И. Иван, М.Г. Круглов и др.-М.: Машиностроение, 1985.-452с.

28. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей /Д.Н. Вырубов, H.A. Иващенко, В.И. Иван, М.Г. Круглов и др.-4-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1983.—375с.

29. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания /В.М. Кондрашев, Ю.С. Григорьев, В.В. Тупов.-М.: Машиностроение, 1990.-271с.

30. Дж. Лайелл Гюнтер. Патент на изобретение «Двигатель внутреннего сгорания, способ работы двигателя и непрерывной подачи рабочего тела», RU БИ №5 20.02.99, №2126490.

31. Длин, A.IVÎ. Математическая статистика в технике /A.M. Длин.-М.: Советская наука, 1958.-268с.

32. Дмитриев, C.B. Совершенствование процессов расширения в ДВС /С.В.Дмитриев, В.А. Грязин //Автомобиль и техносфера, 1С ATS'2001.-Казань, 2001.-С. 146-148.

33. Дубов Ю.П., Пустынский H.A. Заявка на изобретение «Способ работы двигателя внутреннего сгорания и двигатель внутреннего сгорания», RU БИ №13 10.05.99, №97121617/06.

34. Егоров, A.B. Определение параметров цикла в расширительном цилиндре двигателя работающего по циклу Отто в составе открытой термодинамической системы /A.B. Егоров, В.А. Грязин, C.B. Дмитриев //Пятые Вавилов-ские чтения.-Йошкар-Ола, 2001.-С.191-195.

35. Иванов, В.Н. Экология и автомобилизация/ В.Н. Иванов.-2-e изд. перераб. и доп.-Киев: Будивэльнык, 1990.-128с.

36. Иерусалимский, A.M. Теория, конструкция и расчет мотоцикла /A.M. Иерусалимский.-М.: Машгиз, 1974.-416с.

37. Иноземцев, Н.В. Исследование и расчет рабочего процесса авиационного дизеля/Н.В, Иноземцев.-М.: Оборонгиз, 1941.-136с.

38. Исерлис, Ю.Э. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания /Ю.Э. Исерлис, В.В. Мирошников.-Л.: Машиностроение, 1981.—255с.

39. Исследование термодинамических и теплообменных процессов в пневматических машинах ударного действия /В.И. Кондрашев, Л.А. Фукс, В.Е. Томилов.-Томск: Изд. Томск, ун-та, 1971.-102с.

40. Канищев, А.Н. Экология автодорожного комплекса /А.Н. Каншцев.-Воро-неж: Изд-во Воронежского гос. ун-та, 2001.-152с.

41. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей /А.И. Колчин, В.П. Демидов.-2-е. изд., перераб. и доп.-М.: Высш. школа, 1980.^Ю0с.

42. Кондратьева, Т.Ф. Клапаны поршневых компрессоров /Т.Ф. Кондратьева, В.П. Исаков.-Л.: Машиностроение, 1983.-158с.

43. Ландау, Л.Д. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика /Л.Д. Ландау, А.И. Ахнезер, Е.М. Лифшиц.-2-e изд. испр.-М.: Наука, 1969-399с.

44. Лернер, М.О. Регулирование процесса горения в двигателях с искровым зажиганием /М.О. Лернер.-М.: Наука, 1972.-295с.

45. Ливенцов, Ф.Л. Двигатели со сложными кинематическими схемами. Кинематика, динамика и уравновешивание /Ф.Л. Ливенцов.-Л.: Машиностроение, 1973.—176с.

46. Лобынцев, Ю.И. Критический анализ систем карбюрации автомобилей и пути их совершенствования /Ю.И. Лобынцев.-М.: НАМИ, 1976.-89с.

47. Луканин, В.Н. Промышленная транспортная экология: Учеб. для вузов /В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко.-М.: Высш. шк., 2001.-273с.

48. Мааке, В. Польман: Учебник по холодильной технике. Основы, комплектующие, расчеты. Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание холодильных установок /В. Мааке, Г.-Ю. Эккерт, Жан-Луи Кошпен.-М.: Изд-во Московского ун-та, 1998.-1142с.

49. Мамонтов, М.А. Основы термодинамики тела переменной массы /М.А. Мамонтов-Тула: Приокс. кн. изд., 1970.-87с.

50. Махалдиани, В.В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия /В.В. Махалдиани.-Тбилиси: Мецниераба, 1973 .-270с.

51. Моргулис, Ю.Б. Двигатели внутреннего сгорания. Теория, конструкция и расчет /Ю.Б. Моргулис.-2-e изд., перераб.-М.: Машиностроение, 1972-336с.

52. Орлин, A.C. Двухтактные двигатели внутреннего сгорания /A.C. Орлин, М.Г. Круглов.-М.: Машгиз, 1990.-556с.

53. Основы научных исследований: Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения специальности 0519 /Сост. A.C. Лоскутов.-Йошкар-Ола: МарПИ, 1988.-83с.

54. Петриченко, P.M. Рабочие процессы поршневых машин. Двигатели внутреннего сгорания и компрессоры /P.M. Петриченко, В.В. Оносовский.-Л.: Машиностроение, 1972.-167с.

55. Пижурин, A.A. Методика планирования экспериментов и обработки их результатов при исследовании технологических процессов в лесной и деревообрабатывающей промышленности /A.A. Пижурин.-М.: МЛТИ, 1972.-45с.

56. Подольский, В.П. Автотранспортное загрязнение придорожных территорий /В.П. Подольский, В.Г. Артюхов, B.C. Турбин.-Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 1999.-264с.

57. Поздеев, А.Г. Формирование водных потоков на рейдах лесопромышленных предприятий: Диссертация на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 03.00.16, Т. 1.-Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999.-3Юс.

58. Поповиченко, P.M. Направления и перспективы развития автомобильных двигателей: Учебное пособие /P.M. Поповиченко-Караганда, 1987.-79с.

59. Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для втузов /Под ред. С.Е. Захаренко.-M.-JI.: Машгиз, 1961.-454с.

60. Путянский, A.A. Изменение параметров состояния воздуха при подаче его из баллонов высокого давления в систему воздухоснабжения дизелей /A.A. Путянский, П.В. Дружинин, Н.В. Путянский //Двигателестроение. 1983. №4.-С.62-66.

61. Рабочие процессы поршневых машин /P.M. Петриченко, В.В. Оносовский-Л.: Машиностроение, 1972.-168с.

62. Развитие комбинированных двигателей внутреннего сгорания //Сб. ст. /Под ред. М.Г. Круглова.-М.: Машиностроение, 1977.-272с.

63. Разлейцев, Н.Ф. Моделирование и модернизация процесса сгорания в дизелях /Н.Ф. Разлейцев.-Харьков: Вища. шк., 1980.-169с.

64. Романов, И.П. Заявка на изобретение «Пневмодвигатель» RU БИ №16 10.06.99, №97112989/06.

65. Сухов, A.B. Выхлоп чище воздуха /A.B. Сухов //За рулем.-2001.-№2.-С.40-42.

66. Теория двигатели внутреннего сгорания /Под. ред. Н.Х. Дьяченко.-2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение, 1974.-552с.

67. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания: Учебник для вузов /А.Э. Симеон, А.З. Хомич, A.A. Куриц.-2-e изд., перераб. и доп.-М.: Транспорт, 1987.-534с.

68. Техническая термодинамика: Учебник для студентов машиностр. спец. вузов /В.И. Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов //Под ред. В.И. Крутова.-З-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1991.-382с.

69. Тузов, JI.B. Динамическая модель КШМ двигателя с учетом зазоров /Л.В. Тузов//Двигателестроение.-1987.-№ З.-С.14-15.

70. Тяговые машины: Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 0519 /В.Д. Валяжонков, В.А. Галямичев, А.Д. Драке. //Под ред. В.А. Галямечева.-Л.: JITA им. С.М. Кирова, 1982-52с.

71. Тяговые машины и подвижной состав лесовозных дорог. (Конструкция и основы теории): Учебник для лесотехн. спец. вузов /Под общ. ред. М.И. Зайчика.-М.: Лесная промышленность, 1967.-712с.

72. Физика быстропротекающих процессов /Пер. с нем. H.A. Златина, Т.1-3.-М.: Мир, 1971.-1229с.

73. Физические величины: Справочник /А.П. Бабичев, H.A. Бабушкина, И.С. Григорьев, Е.З. Мейлихов и др. //Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-1231с.

74. Филиппов, В.В. Процессы впуска и выпуска в поршневых компрессорах. Расчеты движения клапанов и процессов впуска и выпуска /В.В. Филиппов-М.: Машгиз, 1960.-142с.

75. Френкель, М.И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкция и основы проектирования /М.И. Френкель.-З-е изд., перераб. и доп.-Л.: Машиностроение, 1969.-743с.

76. Ханин, A.C. Автомобильные роторно-поршневые двигатели /A.C. Ханин-М.: Машгиз, 1964.-184с.

77. Хуциев, А.И. ДВС с регулируемым процессом сжатия /А.И. Хуциев.-М.: Машиностроение, 1986.-104с.129

78. Чеповский, М.Ф. Новые концепции в тепловом расчете современных двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие /М.Ф. Чеповский.-Тюмень: Тюм. гос. нефтегаз. ун-т, 1994.-115с.

79. Щетина, В.А. Экологические аспекты автомобильного транспорта /В.А. Щетина-Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1990.-201с.

80. Юдаев, Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача: Учеб. для неэнер-гетич. спец. Втузов/Б.Н. Юдаев.-М.: Высш. шк., 1988.-479с.

81. Bolt and Harrington. The effects of mixture motion upon the lean limit and combustion of spark-ignited mixtures. SAE Paper 670467, 1967.

82. Cantwell and Pahnke. Design factors affecting the performance of exhaust manifold reaction. SAE Paper 650527, 1965.

83. Elliot and Davis. Composition of diesel exhaust gas. SAE Quart. Trans. 3, 330 (1950).

84. Johnson. Effect of swirl on flame propagation in spark-ignition engine. SAE Paper 565C, Sept. 1962.

85. Meyers and Uyehara. Flame temperature measurements. SAE Quart. Trans. 1, 592(1947).

86. Cytc теплоемкость свежей смеси в конце сжатия, Дж/(кг град);О

87. Нраб.см ~ теплота сгорания рабочей смеси, Дж/кг;

88. Ни низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг;

89. ЛНи химическая неполнота сгорания топлива, Дж/кг;6. к- показатель адиабаты, для воздуха к=1,4;7. к. показатель адиабаты сжатия;8. к2 показатель адиабаты расширения;

90. М} молекулярная масса свежего заряда;

91. Т0 температура окружающей среды, К;

92. Т. значение температуры газа в начале такта расширения, К;

93. Т2 значение температуры газа в конце такта расширения, К;

94. Тг температура выхлопных газов, К;

95. Тсм температура смеси газа перетекшего из ресивера и газа остававшегося в цилиндре, К;

96. АТ- величина подогрева заряда, К;132

97. Уа максимальный объем, занимаемый рабочим телом в конце процессаорасширения (н. м. т.), объем цилиндра, м ;

98. Ус минимальный объем, занимаемый рабочим телом в конце процесса сжатия (в.м.т.), объем надпоршневого пространства, м ;о

99. Ун рабочий объем цилиндра, м ;48. Уп- потерянный объем, м ;49. а коэффициент избытка воздуха;50. 8 степень последующего расширения;51. £ степень сжатия;52. £д действительная степень сжатия;53. £к степень сжатия в компрессоре;