64486

Поліпшення енергетичних показників і паливної економічності бензинового двигуна в режимах повних навантажень

Автореферат

Производство и промышленные технологии

Актуальність теми полягає у тому що теоретичними та експериментальними дослідженнями показано як добавкою закису азоту до повітряного заряду можна одночасно покращити енергетичні показники і паливну економічність та створити сприятливі умови для роботи каталітичних нейтралізаторів.

Украинкский

2014-07-07

2.1 MB

1 чел.

PAGE  20

НАЦІОНАЛЬНИЙ транспортний університет

Гаркуша Юхим Володимирович

удк 621.43.18

Поліпшення  енергетичних показників і паливної економічності  бензинового двигуна в режимах повних навантажень

спеціальність: 05.05.03 —  двигуни та енергетичні установки

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук

Київ – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному транспортному університеті (НТУ) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Гутаревич Юрій Феодосійович, 

Національний транспортний університет, м. Київ,

завідуючий кафедрою «Двигуни і теплотехніка».

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Міщенко Микола Іванович, 

Автомобільно-дорожній інститут державного навчального закладу «Донецький національний технічний університет», м. Горлівка,

завідуючий кафедрою автомобілів і двигунів,

кандидат технічних наук, доцент 

Худолій Микола Миколайович

Національний транспортний університет, м. Київ,

доцент кафедри «Технічна експлуатація автомобілів та автосервіс».

Захист відбудеться  26.11.2010 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.03 в Національному транспортному університеті за адресою: 01010, м. Київ, вул. Суворова,1, ауд. 333.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

Автореферат розісланий   23. 10. 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради               С.В.Ковбасенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В умовах інтенсивного дорожнього руху покращення динамічних показників автомобілів є однією з необхідних умов забезпечення активної безпеки. Відомо, що найвищі динамічні показники автомобілів досягаються при повних відкриттях дросельних заслінок бензинових двигунів. В бензинових двигунах максимальні енергетичні показники отримують за роботи на збагаченій паливоповітряній суміші. Робота двигуна на такій суміші характеризується підвищеною питомою витратою палива і збільшенням викидів продуктів неповного згоряння. Разом з тим ефективність процесу нейтралізації шкідливих речовин у відпрацьованих газах за допомогою сучасних  нейтралізаторів різко знижується.

Одним з шляхів покращення енергетичних показників бензинових двигунів з іскровим запалюванням в цих режимах є добавка кисневмісних сполук до повітряного заряду або бензину. Такий метод широко використовується для короткочасного підвищення енергетичних показників спортивних автомобілів та моторних човнів. Однією з найпоширеніших та досить безпечних кисневмісних добавок є газ — закис азоту (N2O). В останній час використання кисневмісних добавок до повітря для підвищення енергетичних показників використовують в окремих моделях серійних автомобілів.

Актуальність теми полягає у тому, що теоретичними та експериментальними дослідженнями показано, як добавкою закису азоту до повітряного заряду можна одночасно покращити енергетичні показники і паливну економічність та створити сприятливі умови для роботи каталітичних нейтралізаторів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно плану наукових робіт НТУ на 2007 – 2008 роки за темою: Покращення показників дорожніх транспортних засобів удосконаленням двигунів та їх систем держреєстрації 0107U002832, інв. № 0307U001281 (2008р.).

Мета і задачі. Метою дисертаційного дослідження є покращення енергетичних показників та паливної економічності бензинових двигунів регульованою добавкою кисневмісного газу — закису азоту до повітряного заряду.

Для досягнення мети в дисертаційній роботі вирішуються наступні задачі:

1. Аналіз досліджень щодо покращення показників бензинових двигунів в режимах повних навантажень.

2. Аналіз досліджень щодо використання добавки закису азоту до повітряного заряду для підвищення енергетичних показників бензинових двигунів.

3. Теоретичне обґрунтування можливості одночасного покращення енергетичних показників та паливної економічності на підставі „класичних” положень теорії ДВЗ.

4. Розрахункове дослідження показників свіжого заряду при добавці закису азоту до повітряного заряду.

5. Розробка методики розрахунку визначення величини добавки закису азоту до повітряного заряду для отримання різного складу паливоповітряної суміші.

6. Уточнення моделі робочого циклу бензинового двигуна при використанні добавки закису азоту до повітряного заряду.

7. Проведення експериментального дослідження показників бензинового двигуна при добавці закису азоту до повітряного заряду.

8. Індицирування робочого процесу при надходженні в циліндри двигуна повітря та повітря з добавкою закису азоту.

9. Перевірка адекватності уточненої моделі робочого циклу бензинового двигуна.

10. Проведення розрахункових досліджень ефективності добавки закису азоту до повітряного заряду бензинових двигунів для покращення їх енергетичних, екологічних показників та паливної економічності.

11. Розробка системи добавки закису азоту до повітряного заряду бензинового двигуна.

Об’єкт дослідження – вплив добавки закису азоту до повітряного заряду на показники бензинового двигуна.

Предмет дослідження – енергетичні, екологічні показники та показники паливної економічності двигуна при добавці закису азоту до повітряного заряду.

Методи досліджень. Експериментальним методом досліджувались енергетичні та екологічні показники, паливна економічність при надходженні в циліндри повітря та повітря з добавкою закису азоту. Індицируванням визначались показники робочого циклу бензинового двигуна при надходженні в циліндри повітря та повітря з добавкою закису азоту. Випробування проводились на бензиновому двигуні ВАЗ – 2103, встановленому на гальмівному стенді.

Розрахунковим методом на уточненій математичній моделі визначались індикаторні показники робочого циклу бензинового двигуна при різних за величиною добавках закису азоту до повітряного заряду. З використанням цих показників розраховані загальні індикаторні показники двигуна.

Розрахунковим методом з експериментально заміряного вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах визначались масові викиди шкідливих речовин при роботі з добавкою закису азоту до повітряного заряду та без неї.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено, що добавка закису азоту до повітряного заряду в кількості, яка забезпечує отримання стехіометричної суміші в режимах повних навантажень, приводить до зростання енергетичних показників двигуна та поліпшення паливної економічності.

Показано, що при добавці закису азоту до повітряного заряду викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами бензинового двигуна в режимі повних навантажень змінюються по різному: викиди продуктів неповного згоряння оксиду вуглецю та вуглеводнів знижуються, а викиди оксидів азоту зростають.

Встановлено, що добавка закису азоту до повітряного заряду покращує ефективність нейтралізатора окисного типу.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані числові значення поліпшення енергетичних та екологічних показників та паливної економічності двигуна ВАЗ – 2103 при збідненні паливоповітряної суміші до стехіометричної добавкою закису азоту до повітряного заряду в режимах повних навантажень.

Розроблена методика визначення необхідної за величиною добавки закису азоту до повітряного заряду для отримання різного складу паливоповітряної суміші.

Визначені числові значення необхідної величини добавки закису азоту для різних складів паливоповітряної суміші в режимах повних навантажень.

Визначена ефективність каталітичного нейтралізатора при переході від збагаченої паливоповітряної суміші до стехіометричної добавкою закису азоту до повітря в режимах повних навантажень.

Розроблена схема і конструкція системи  подачі закису азоту до повітряного заряду (патент України на корисну модель № 45697 „Система добавки закису азоту до повітряного заряду двигунів внутрішнього згоряння”).

Основні результати дисертаційної роботи прийняті для використання  ДП ДержавтотрансНДІпроект та підприємством „Автодром Чайка” ЦК ТСО України.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем обґрунтовано можливість одночасного поліпшення енергетичних показників та паливної економічності бензинових двигунів добавкою закису азоту до повітряного заряду [6, 13].

Теоретично досліджено вплив добавки закису азоту до повітряного заряду на склад паливоповітряної суміші. Визначені показники робочого циклу при добавці закису азоту до повітряного заряду [1, 2, 4, 8].

Проведено експериментальні дослідження впливу добавки закису азоту на показники паливної економічності, енергетичні та екологічні показники бензинового двигуна [5, 12].

Розроблено, виготовлено та запатентовано систему для добавки закису азоту до повітряного заряду бензинових двигунів [7, 10, 11].

Розраховано вплив добавки закису азоту до повітряного заряду на індикаторні та екологічні показники бензинового двигуна [3, 5, 9].

Апробація результатів дисертації. Результати роботи були представлені та схвалені на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу НТУ в 2006–2009 рр.; Міжнародній науково-практичній конференції „Наука в інформаційному просторі” у м. Дніпропетровську, ПДАБА в 2007 році.

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи опубліковані в 13 наукових працях, в тому числі 6 статтях в фахових виданнях: двох статтях в „Окремому випуску Центрального наукового центру ТАУ „Автошляховик України”;  чотирьох статтях в науково-технічному збірнику „Вісник Національного транспортного університету”, одній статті в збірнику „Труды научно-технической конференции молодых научных сотрудников СПГУВК” Санкт-Петербург. Тези доповідей опубліковані в 4 збірниках № 62, 63, 64, 65 науково-технічних конференцій професорсько-викладацького складу НТУ (2006–2009 роки) та збірнику Міжнародної науково-практичної конференції „Наука в інформаційному просторі” 2007 р. Отримано патент України на корисну модель №45697.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна роботу складають вступ, п’ять розділів, загальні висновки, додатки та список використаних джерел. Дисертація має загальний обсяг 146 сторінок машинописного тексту, включаючи 110 сторінок основного тексту, 4 таблиці, 61 рисунок, список використаних джерел з 80 найменувань та 6 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані мета і задачі, визначено об’єкт і предмет дослідження, викладена наукова новизна, практичне значення, інформація про апробацію результатів роботи та публікації  основних положень дисертації.

Перший розділ присвячений аналізу режимів роботи двигуна та їх розподілу в умовах експлуатації автомобільних двигунів. Показано, що в певних умовах руху двигун автомобіля  повинен мати максимальні енергетичні показники. Зокрема це відноситься до легкових автомобілів, що працюють в умовах сучасного міста з нерівномірним рухом, заторами та іншими дорожніми перешкодами. Можна стверджувати, що із збільшенням кількості автомобілів у містах для комфортного пересування потрібно покращувати енергетичні показники двигунів з одночасним покращенням паливної економічності та зниженням викидів шкідливих речовин.

Проведено аналіз наукових досліджень та перспективних розробок щодо методів покращення енергетичних показників бензинових двигунів. Найбільш розповсюдженим методом підвищення енергетичних показників бензинового двигуна в режимах повних навантажень є збагачення, в певних межах, паливоповітряної суміші. При цьому збільшується потужність двигуна, але погіршується паливна економічність та токсичність відпрацьованих газів. Крім того мають місце несприятливі умови для роботи трикомпонентних нейтралізаторів.

Відомий метод покращення енергетичних показників бензинових двигунів за допомогою добавки до повітряного заряду кисневмісного газу закису азоту (N2O). В результаті при роботі двигуна в режимах повних навантажень добавка закису азоту та збільшення подачі палива приводить до зростання потужності. Досліджень по впливу добавки закису азоту до повітряного заряду на паливну економічність та екологічні показники бензинових двигунів не встановлено.

У другому розділі запропонована методика досліджень та обґрунтована можливість одночасного поліпшення енергетичних показників та паливної економічності бензинового двигуна при добавці закису азоту до повітряного заряду.

Відомо, що при незмінних показниках і регулюваннях інших систем, зокрема тих, які визначають механічні втрати в двигуні, енергетичні показники при заданій частоті обертання однозначно характеризуються індикаторним крутним моментом. Паливна економічність при цьому однозначно оцінюється індикаторним к.к.д. При добавці закису азоту до повітряного заряду, яка має місце при повних відкриттях дросельної заслінки, тобто при незначних насосних втратах, доцільно проаналізувати зміну індикаторного крутного моменту та індикаторного к.к.д. і за характером цієї зміни в залежності від розміру добавки закису азоту можна оцінити очікувані енергетичні показники двигуна і його паливну економічність. Відомо, що індикаторний крутний момент можна визначити за залежністю:

,     (1)

де – густина повітряного заряду, кг/м3; 0 – теоретично необхідна кількість повітряного заряду для згоряння 1кг палива, кг повітря/кг палива; ηi –індикаторний к.к.д.; α – коефіцієнт надміру повітря; – коефіцієнт наповнення двигуна повітрям; D – показник, який характеризує групу параметрів і сталих величин.

,

де Hu – нижча теплота згоряння, кДж/кг; Vh – робочий об’єм циліндра, л; – кількість циліндрів; τ – тактність двигуна.

Коефіцієнт наповнення може бути введений в групу сталих величин, позначених D, тому, що при добавці закису азоту до повітря змінюються параметри повітряного заряду на впуску в двигун, зокрема , це впливає на масове наповнення двигуна, а об’єм повітряного заряду в момент закриття впускного клапана залишиться без змін.

В залежності (1)  величини 0 та за добавки закису азоту змінюються. Таким чином,  для  визначення  можливої  зміни  індикаторного  крутного моменту    від    коефіцієнта   надміру   повітря   α   при   добавці   закису   азоту необхідно визначити закономірності зміни0 і  від α,  а  відношення від α

Рис. 1. Розрахункові залежності показників повітряного заряду від об’ємного вмісту в

ньому закису азоту

прийняти за експериментальними значеннями індикаторного к.к.д. з характеристики за складом суміші, визначеної в даному швидкісному діапазоні при роботі двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою.

Розраховані за відомими для сумішей газів формулами залежності 0 () та ρпов () показані на рис. 1.

Отримано залежність для визначення  коефіцієнта  надміру повітря  за  об’ємною  часткою  закису азоту  в суміші повітря і N2O:

,(2)

де  і – густини повітря і закису азоту при умовах на впуску, кг/м3;  і – об’ємні частки цих компонентів в повітряному заряді, м33;  та – масові частки кисню в повітрі та закису азоту, кг/кг;  і – молекулярні маси повітря і закису азоту, кг/кмоль; Vк – об’єм повітряного заряду використаного за годину, зведеного до умов на впуску, м3; Gп – годинна витрата бензину, кг/год; С, Н, О  – масові частки елементів в паливі, кг/кг.

Сталі величини, які входять в дану залежність при нормальних технічних умовах на впуску мають такі значення: р= 1,013 бар; Т= 288 К;  = 1,225 кг/м3; = 1,866 кг/м3; = 28,93 кг/кмоль; = 44 кг/кмоль; = 0,232; = 0,364. Максимальні енергетичні показники мають місце при дещо збагаченій паливоповітряній суміші α = 0,85…0,9. Прийнявши для розрахунку α = 0,87 за роботи без добавки закису азоту і змінюючи величину об’ємної частки закису азоту  за формулою (2) визначаємо величину коефіцієнта надміру повітря в межах зміни від α = 0,87 до α = 1. Така залежність показана на рис. 1.

Очікувану зміну показників роботи бензинового двигуна 8Ч10/9,5 визначали з використанням отриманих іншими авторами експериментальних характеристик за складом суміші та відомих залежностей. Розраховані таким чином залежності: індикаторна питома витрата бензину gі, індикаторний крутний момент Мі та індикаторний к.к.д. ηі показані на рис. 2. Для розрахунку індикаторного моменту за залежністю (1) при зростанні коефіцієнта надміру повітря усі змінні величини в формулі (1) зведено на одному графіку (рис. 3).

 

Рис. 2. Залежності індикаторних показників бензинового двигуна 8Ч10/9,5 (ЗИЛ–130) від коефіцієнту надміру повітря (n=2000 хв-1, Δрк=2,7 кПа)

Рис. 3. Залежності показників повітряного заряду і індикаторних показників двигуна  від коефіцієнту надміру повітря (n=2000 хв-1, Δрк=2,7 кПа)

Для розрахунку значень змінних величин в формулі (1) в проміжних точках залежності ρпов.з (α), 0 (α) та ηі/α(α) описані поліномами.

ρпов.з=1,505–1,06752∙α+0,85707∙α2;    (3)

0 =19,88–2,65658∙α–3,63962∙α2;    (4)

ηі/α=0,2886–0,8212∙α+2,1085∙α2–1,259∙α3.   (5)

З використанням цих поліномів розраховані значення змінної величини, що входить в формулу (1), яку позначимо К:

.       (6)

Залежність змінної К від коефіцієнта надміру повітря α показана на рис. 3. Величина змінної зростає, що підтверджує поліпшення енергетичних показників двигуна при додаванні закису азоту до повітряного заряду. Так як індикаторний к.к.д. визначає паливну економічність, можна очікувати при збідненні паливоповітряної суміші поліпшення паливної економічності двигуна. Для двигуна 8Ч10/9,5 (ЗИЛ–130) підвищення енергетичних показників складає близько 6,0 %, підвищення індикаторного к.к.д. і зниження індикаторної питомої витрати бензину складає близько 8,0 %.

Таким чином, обґрунтована можливість одночасного покращення енергетичних показників та паливної економічності бензинових двигунів додаванням закису азоту до повітряного заряду в режимах повних навантажень.

У третьому розділі теоретично досліджується зміна показників робочого циклу бензинового двигуна в режимах повних навантажень при добавці закису азоту до повітряного заряду.

Вплив добавки закису азоту до повітря визначався теоретичним розрахунком робочого циклу при врахуванні тих особливостей, які мають місце внаслідок зміни складу повітряного заряду, що надходить в циліндри двигуна. До таких особливостей, перш за все, відносяться зміна теоретично необхідної кількості повітря для згоряння одиниці бензину 0 (кг/кг), зміна масової та об’ємної часток кисню в повітряному заряді. Залежності об’ємної чи масової часток кисню в повітряному заряді від об’ємної концентрації закису азоту в суміші з повітрям описуються поліномами:

,   (7)

,   (8)

де – об’ємна частка закису азоту в суміші з повітрям, м33.

З використанням цих поліномів визначена поліноміальна залежність 0 ().

Основною метою використання добавки закису азоту до повітря є отримання в режимі повних навантажень стехіометричного складу паливоповітряної суміші, який забезпечить ефективну роботу каталітичного нейтралізатора при кращій паливній економічності. Існує й інша мета добавки закису азоту до повітря, наприклад отримання кращої паливної економічності або оптимальних екологічних показників. Для даних задач розроблена методика та отримано залежність, за якою визначається необхідна об’ємна частка закису азоту в суміші з повітрям від коефіцієнту надміру повітря, який необхідно отримати:

,                (9)

де   – циклова подача бензину, кг/цикл.

Для дослідження впливу добавки закису азоту до повітряного заряду була уточнена модель розрахунку робочого циклу проф. Вібе  І.І. В модель введено зміни, які мають місце при додаванні закису азоту до повітря, що надходить в циліндри двигуна.

Відомо, що швидкість згоряння бензоповітряної суміші при інших однакових умовах визначається коефіцієнтом надміру повітря. Таким чином, зміна концентрації N2O може вплинути на тривалість згоряння аналогічно збідненню суміші в звичайних умовах, що й прийнято в дослідженні. В даній моделі для уточнення впливу коефіцієнту α на тривалість згоряння використані результати досліджень інших авторів. За їх використанням отримано залежність для врахування зміни складу паливоповітряної суміші на тривалість початкової фази згоряння. Зміна початкової фазаи згоряння визначається за формулою:

,   (10)

де (A/F)сум – відношення повітря до бензину за роботи на суміші повітря і закису азоту; (A/F)пов – те ж при роботі на чистому повітрі; γ – коефіцієнт залишкових газів, який може бути прийнятий однаковим для роботи на повітрі і суміші повітря та N2O, і визначений за відомою формулою.

Для визначення зміни тривалості основної фази отримано залежність:

,    (11)

В результаті теоретичного розрахунку показників робочого циклу двигуна моделі ВАЗ–2103, який в подальшому був об’єктом експериментальних досліджень, за добавки закису азоту в кількості 12%, отримано такі дані: середній індикаторний тиск рі = 1188246 Па; індикаторний к.к.д ηі = 0,3945; індикаторна питома витрата палива gi = 207,4 г/кВт·год.

В четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень, проведених в лабораторії випробування двигунів НТУ на бензиновому двигуні моделі ВАЗ–2103. Двигун обладнано серійною карбюраторною системою живлення з карбюратором ДААЗ 2107. Частина випробувань проводилась при встановленому у випускній системі каталітичному нейтралізаторі фірми “Lindo Gobex”. Двигун встановлено на гальмівному стенді АКБ-82-4. Установка обладнана вимірювальною і газоаналітичною апаратурою, а також додатковим приладом для вимірювання коефіцієнту надміру повітря LM-1 „Digital Air/Fuel ratio meter” з широкосмужним датчиком кисню Bosch LSU-4.2. Для додавання закису у впускний колектор двигуна розроблена оригінальна установка з можливістю регулювання кількості подачі закису азоту.

Визначались показники при роботі двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою, при добавці закису азоту та без неї. Встановлено, що діапазон частот обертання, при якому відбувається збагачення суміші в даному двигуні становить n = 2300...3800 хв-1. Регульованою добавкою закису азоту паливоповітряна суміш збіднювалась до рівня стехіометричної, (рис. 4).

Рис. 4. Залежність коефіцієнту надміру повітря від частоти обертання: 1– серійна система; 2 – з добавкою закису азоту

Рис. 5. Потужність за роботи по зовнішній швидкісній характеристиці: 1 – серійна система; 2 – з добавкою закису азоту

 

Рис. 6.  Питома ефективна витрата палива:

1 – серійна система; 2 – з добавкою закису азоту

Аналіз експериментальних даних (рис.5 та 6) показує, що разом із збідненням суміші добавкою закису азоту до повітряного заряду має місце зростання енергетичних показників та поліпшення паливної економічності. Наприклад, в швидкісному режимі n = 2850хв-1 додавання  закису азоту до  повітря

в кількості 12 % по об’єму збільшує ефективну потужність двигуна на 6,6% та зменшує ефективну питому витрату палива на 6,3%.

При збільшенні циклової подачі бензину, що забезпечує роботу на збагаченій паливоповітряній суміші при добавці закису азоту до повітря в кількості 11% по об’єму (при n = 2900 хв-1) крутний момент і ефективна потужність двигуна збільшилися на 14,4%.

Дослідження екологічних показників двигуна проведено із встановленням в систему випуску каталітичного нейтралізатора окисного типу. Під час випробувань заміряні концентрації шкідливих речовин як до нейтралізатора так і після нього. Величина добавки закису азоту змінювалась в межах орієнтованих на отримання стехіометричної суміші в залежності від збагачення суміші серійним карбюратором.   Концентрації шкідливих речовин заміряні під час випробувань показані на рис. 7.  Концентрації  оксиду  вуглецю

Рис. 7. Концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах двигуна ВАЗ-2103 в режимі повних навантажень: 1 – перед нейтралізатором при роботі зі стандартною системою живлення; 2 – після нейтралізатора при роботі зі стандартною системою живлення; 3 – перед нейтралізатором з добавкою закису азоту; 4 – після нейтралізатора з добавкою закису азоту.

СО, заміряні при добавці закису азоту, як до так і після нейтралізатора зменшуються в середньому, відповідно, на 47,6% (лінія 3) та на 82% (лінія 4). Концентрація СО після нейтралізатора при роботі без добавки N2O (лінія 2) нижча від концентрації заміряної до нейтралізатора (лінія 1) в середньому, на 8,4%. Це пояснюється низькою ефективністю нейтралізатора під час роботи на збагачених паливоповітряних сумішах. Ефективність нейтралізатора при добавці закису азоту значно зростає, в середньому, на 67,6%.

Концентрації вуглеводнів СmНn при додаванні N2O заміряні до нейтралізатора (лінія 3) порівняно з концентраціями вуглеводнів заміряними без додавання закису азоту (лінія 1) зменшуються,   в   середньому,

на 10%. Концентрації заміряні після нейтралізатора, відповідно з додаванням закису азоту (лінія 4) і без закису азоту (лінія 2), зменшуються, в середньому, на 27,2%. Ефективність роботи нейтралізатора при додаванні закису азоту зростає і становить 19,2%. Без додавання закису азоту ефективність нейтралізатора становить близько 2,5%. Низька ефективність нейтралізатора пояснюється роботою двигуна на збагачених паливоповітряних сумішах. Концентрації оксидів азоту навпаки зростають при додаванні N2O (лінії 3, 4) та майже не змінюються незалежно від місця проведення заміру — до чи після нейтралізатора. В результаті того, що при роботі без добавки закису азоту ефективність нейтралізатора вища — концентрації оксидів азоту, заміряні до нейтралізатора при додаванні закису азоту (лінія 3) у порівнянні з концентраціями заміряними до нейтралізатора при стандартній системі живлення (лінія 1), в середньому, на 30% вищі. Концентрації оксидів азоту з добавкою закису азоту заміряні після нейтралізатора (лінія 4) у порівнянні з концентраціями без добавки закису заміряними після нейтралізатора (лінія 2) в середньому вищі на 71,7%. Ефективність нейтралізатора стосовно викидів оксидів азоту при додаванні закису азоту дуже низька, в середньому, 2,7%. При роботі без добавки N2O ефективність нейтралізатора зростає до 20,4%. Такі зміни залежностей оксидів азоту пов’язані із зростанням концентрації кисню в свіжому заряді, відсутністю відновлювального середовища в нейтралізаторі та з високою температурою відпрацьованих газів під час роботи на сумішах, близьких до стехіометричних.

Для визначення показників робочого циклу проведено індицирування.  Для індицирування двигун обладнано системою, що з’єднує тензометричний  датчик марки ADZ-SML-20.0-I (діапазоном вимірювання 0–10 МПа) з камерою згоряння четвертого циліндра двигуна ВАЗ–2103. Сигнал датчика тиску записувався в пам’ять комп’ютера через АЦП пристрій USB Oscilloscope. Індицирування проводилося при надходженні в циліндри двигуна збагаченої паливоповітряної суміші (α=0,888) та додаванні до повітря закису азоту в кількості 12 % об., що забезпечило стехіометричний склад паливоповітряної суміші (α≈1,0) без зміни подачі бензину за цикл. Частота обертання двигуна під час випробування витримувалась n = 2850 хв-1. Ряд найхарактерніших розгорнутих індикаторних діаграм було відібрано з масиву даних, записаних у пам’яті ЕОМ. Для оцінки якості робочого процесу та визначення параметрів індикаторної діаграми для детального дослідження робочого процесу визначається ступінь  неідентичності послідовних циклів за прийнятою в інших дослідженнях формулою:

,                                              (12)

де,  – середній тиск; m – число врахованих циклів; рz – максимальний тиск згоряння, визначений за кожною індикаторною діаграмою.

В результаті обробки індикаторних діаграм при роботі на збагаченій паливоповітряній суміші середній максимальний тиск згоряння становив  = 56,5 бар, ступінь неідентичності послідовних циклів = 0,00226. При роботі з добавкою закису азоту середній тиск = 63,0 бар, ступінь неідентичності послідовних циклів становить = 0,00446. Як і очікувалось, ступінь неідентичності дещо зріс, але його величина знаходиться в межах прийнятих для опрацювання індикаторних діаграм при стендових випробуваннях. Після визначення середнього тиску згоряння для кожного виду випробувань була відібрана типова індикаторна діаграма, яка відповідає даному значенню максимального тиску та не має нетипових відхилень. За даними були відтворені усереднені індикаторні діаграми для кожного виду випробування (рис. 8). Під час випробування були записані показники тиску у циліндрі двигуна в процесі стиснення-розширення без подачі напруги на свічку запалювання та відтворені на графіку таким же методом, як і попередні.

Рис. 8. Результати індицирування двигуна ВАЗ-2103

Як видно з рис. 8, в результаті додавання закису азоту до повітря максимальний тиск в циліндрі двигуна зростає з 56,5 до 63,0 бар. Визначена похибка індицирування, яка становить, в абсолютних величинах, без добавки закису азоту = 1,72 бар, а з добавкою закису азоту = 1,91 бар. Площа під кривою тиску зростає, що свідчить про збільшення індикаторної роботи.

У п’ятому розділі наведені результати розрахункових досліджень щодо впливу добавки закису азоту на показники двигуна. Перевірено адекватність моделі розрахунку індикаторних показників бензинового двигуна при добавці закису азоту до повітряного заряду. З використанням експериментально визначеної потужності механічних втрат визначена розрахункова ефективна потужність Nеp = 35,5 кВт та ефективна питома витрата палива gер = 241,3 г/кВт·год. Ці дані порівнювались з отриманими в експерименті ефективною потужністю Nе експ = 33,42 кВт та ефективною питомою витратою палива gе експ = 275,5 г/кВт·год. Різниця між розрахованими і експериментально визначеними величинами ефективної потужності близько 6%, а величинами ефективної витрати палива складає 12,4%. Досить велику різницю між розрахунковою і експериментальною gе можна пояснити великою кількістю показників, що впливають при розрахунку і в експерименті на питому витрату палива. Разом з тим можна зазначити, що величина питомої витрати бензину, як в розрахунку так і в експерименті, при добавці закису азоту до повітряного заряду знизилась.

Були розраховані очікувані показники роботи двигуна при зміненні складу паливоповітряної суміші добавкою до повітря закису азоту (рис. 9). Отримані   залежності   показників   робочого   циклу  від  коефіцієнта   надміру

повітря у відносних величинах (100% прийняті показники при α = 0,888 за роботи на повітрі без добавки закису азоту). Як видно з показаних графіків, при збідненні паливоповітряної суміші добавкою до повітря закису азоту від α = 0,888 до α = 1,0 можна очікувати зростання середнього індикаторного тиску рі, індикаторного ККД ηі, разом з тим зростуть максимальний тиск в циліндрі рмакс та максимальна температура Тмакс.

За формулами, що були запропоновані проф. Вібе І.І., з використанням експериментально визначених індикаторних діаграм розраховано показники характеру процесу згоряння т і кути повороту колінчастого  вала,  що  визначають

Рис. 9. Залежність показників робочого циклу від коефіцієнта надміру повітря за його зміни добавкою закису азоту

тривалість згоряння φz. Для   цього розроблена програма розрахунку показників процесу згоряння. Показник згоряння та тривалість згоряння становлять, без добавки закису азоту до повітря: т = 5,0; φ= 44,7 град п.к.в., у разі додавання закису азоту в кількості 12% за об’ємом. – т = 5,0; φ= 47,3 град п.к.в. Це було враховано в процесі уточнення математичної моделі розрахунку робочого циклу.

З використанням індикаторних діаграм розраховані залежності частини палива, що згоріло, х від кута повороту колінчастого вала (рис. 10). У разі згоряння стехіометричної суміші, отриманої в результаті добавки до повітря закису азоту в кількості 12% за об’ємом, частина палива, що згоріло, зростає менш інтенсивно ніж при згорянні збагаченої паливоповітряної суміші, що пояснюється більш високою швидкістю розповсюдження полум’я в збагаченій суміші. Це також було враховано при уточненні математичної моделі робочого циклу. Разом з тим більш повне використання енергії бензину, який   надходить

Рис. 10.  Залежність частки  згорілого палива від кута повороту колінчастого вала

в циліндри двигуна, як показують розрахунки, забезпечує підвищення середнього індикаторного тиску рі та  індикаторного к.к.д. ηі, зниження середньої індикаторної втрати бензину gі та підвищення максимальних тиску  рмакс і температури  Тмакс    робочого    циклу двигуна (рис. 11). За розрахунками на моделі за роботи двигуна  з  частотою

Рис. 11.  Вплив добавки закису азоту до повітря на показники робочого циклу

двигуна ВАЗ-2103

близько = 2850 хв-1 перехід від збагаченої паливоповітряної суміші (α=0,888) до стехіометричної супроводжується зростанням рі на 9,3%, ηі – на 15,1%, зниженням gі на таку ж величину і зростанням рмакс на 3,1% та  Тмакс – на 9%.

Процес збіднення свіжого заряду при добавці N2O до повітря, що надходить в циліндри бензинового двигуна, приводить до зміни екологічних показників, зокрема зниження концентрацій в відпрацьованих газах оксиду вуглецю СО і вуглеводнів СmHn та зростання концентрацій оксидів азоту NOx. Відомо, що концентрації не є об’єктивним показником забруднення навколишнього середовища. Таким показником є масові викиди шкідливих речовин, величина яких також залежить від об’єму відпрацьованих газів або витрати бензину і повітря. Так як коефіцієнт наповнення двигуна при добавці закису азоту до повітря може бути прийнятим незмінним, можна вважати, що зміна масових викидів шкідливих речовин визначається лише зміною їх концентрацій. Для розрахунків масових викидів скористаємось залежностями отриманими іншими авторами:

,                             (13)

де Gi – маса  і-тої шкідливої речовини, кг/год; ri – концентрація і-тої шкідливої речовини, %; μi – молекулярна маса цієї речовини, кг/кмоль; Gп – годинна витрата палива, кг/год. Розрахунки виконано з використанням отриманих експериментальних даних (при n = 2700хв-1) щодо окисного нейтралізатора та інших досліджень по ефективності трикомпонентних нейтралізаторів (табл. 1).

             Вид ШР

Параметр

Без добавки N2O

За добавки  N2O

Примітки

СО

СmHn

NOx

СО

СmHn

NOx

Без нейтралізатора

Заміряні концентрації

5,03 %

320 млн-1

1770 млн-1

2,85 %

280 млн-1

2160 млн-1

Підсумок

Покращ.

в 1,76 раз

Покращ.

в 1,14 раз

Погірш.

в 1,22 раз

Масові викиди

ШР,  кг/год

5,41

0,105

0,314

3,3

0,098

0,41

Підсумок

Покращ.

в 1,64 раз

Покращ.

в 1,07 раз

Погірш.

в 1,3 раз

Питомі викиди ШР,  г/кВт·год

182

3,54

10,5

105,95 

3,16 

13,12

Підсумок

Покращ.

в 1,72 раз

Покращ.

в 1,12 раз

Погірш.

в 1,24 раз

Питомі сумарні зведені до СО,

г/кВт·год

gΣСО =624,73

gΣСО =655,6

Підсумок

Погірш.

на 4,9 %

З встановленим нейтралізатором окисного типу

Заміряні концентрації

4,9 %

320 млн-1

1290 млн-1

0,92 %

210 млн-1

2140 млн-1

Підсумок

Покращ.

в 5,32 раз

Покращ.

в 1,52 раз

Погірш.

в 1,66 раз

Питомі викиди ШР,  г/кВт·год

177,23

3,54

7,66

36,1

2,3 

12,7

Підсумок

Покращ.

в 4,9 раз

Покращ.

в 1,54 раз

Погірш.

в 1,66 раз

У порівн. з викидами без нейтр. за доб. закису азоту

Покращ.

в 2,93 раз

Покращ.

в 1,37 раз

Покращ.

в 1,03 раз

Питомі сумарні зведені до СО,

г/кВт·год

gΣСО =503,2

gΣСО =565,34

Підсумок

Погірш.

на 11,7 %

Розраховані з трикомпомнентним нейтралізатором

Ефективність нейтралізації, %

3,8

5,9 

81,3

84,4

71,4

81,2

Заміряна в лаб. НТУ

Очікувані питомі викиди ШР, г/кВт·год

175,3

3,35

1,97

16,48

0,9 

2,49

Підсумок

Покращ.

в 10,6 раз

Покращ.

в 3,7 раз

Погірш.

в 1,26 раз

Питомі сумарні зведені до СО,

г/кВт·год

gΣСО = 266,84

gΣСО = 121,66

Підсумок

Покращ.

в 2,2 раза

Таблиця 1

За результатами досліджень видно, що викиди шкідливих речовин змінюються по різному, але основною перевагою добавки закису азоту в економайзерному режимі є отримання стехіометричної суміші та створення умов для ефективної роботи трикомпонентного каталітичного нейтралізатора.

З використанням результатів досліджень та відомих раніше схем подачі закису азоту розроблено систему, на яку отримано патент України на корисну модель № 45697 „Система добавки закису азоту до повітряного заряду двигунів внутрішнього згоряння”.

ВИСНОВКИ

1. Основними енергоустановками легкових автомобілів є бензинові двигуни. Поліпшення енергетичних показників цих двигунів є  важливою задачею. Відомі декілька методів такого поліпшення. Найбільш розповсюдженим є збагачення паливоповітряної суміші в режимах повних навантажень збільшенням подачі бензину з допомогою різних пристроїв. Як відомо, цьому методу притаманні такі недоліки як погіршення паливної економічності, зростання викидів продуктів неповного згоряння з відпрацьованими газами та незадовільна робота каталітичних нейтралізаторів. Цих недоліків можна уникнути збідненням суміші при незмінній подачі бензину шляхом добавки до повітряного заряду газів з підвищеним вмістом кисню, зокрема закису азоту. В дисертаційній роботі досліджується вплив добавки закису азоту до повітряного заряду на енергетичні та екологічні показники і паливну економічність бензинових двигунів в режимах повних навантажень.

2.  З використанням основних положень теорії поршневих двигунів та результатів експериментальних досліджень, проведених на серійних бензинових двигунах, на початковому етапі досліджень обґрунтована можливість одночасного покращення енергетичних показників та паливної економічності бензинових двигунів в режимах повних навантажень добавкою закису азоту до повітряного заряду. Для двигуна 8Ч10/9,5 (ЗИЛ–130) очікуване поліпшення енергетичних показників складає близько 6,0 %, підвищення індикаторного к.к.д. і зниження індикаторної питомої витрати бензину — близько 8,0 %.

3. Теоретичними дослідженнями робочого циклу двигуна ВАЗ–2103 з використанням уточненої моделі показано, що за добавки закису азоту до повітряного заряду в кількості 12% за об’ємом середній індикаторний тиск зростає на 9,3 %, індикаторний к.к.д. – на 15,1 %.

4. Експериментальні дослідження двигуна ВАЗ–2103 в швидкісному режимі двигуна  = 2850хв-1 показали, що додавання закису азоту до повітря в кількості 12 % по об’єму збільшує ефективну потужність двигуна на 6,6 % та зменшує ефективну питому витрату палива на 6,3%.

5. Розрахунковими дослідженнями з використанням експериментально визначених концентрацій показано, що викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами бензинового двигуна в режимі повних навантажень при добавці закису азоту до повітряного заряду змінюються по різному: викиди продуктів неповного згоряння (СО і СmHn) знижуються, а викиди оксидів азоту (NOx) зростають. При додаванні закису азоту до повітряного заряду в кількості 10% по об’єму за роботи в економайзерному режимі з α = 0,9 (n = 2700хв-1) питомі масові викиди СО зменшуються в 1,72 раза, СmHn – в 1,12 раза, а викиди NOx зростають в 1,24 раза.

6. При використанні в системі випуску окисного каталітичного нейтралізатора встановлено зниження питомих масових викидів шкідливих речовин за добавки закису азоту, яке складає за СО в 4,9 рази, за СmHn – в 1,54 раза, але при цьому зростають питомі масові викиди NOx  в 1,66 раза. Із встановленням в систему трикомпонентного каталітичного нейтралізатора можна очікувати зниження викидів продуктів неповного згоряння при переході зі збагаченої паливоповітряної суміші до стехіометричної з добавкою закису азоту до повітря за СО в 10,6 раза, за СmHn – в 3,7 раза, а також очікувати зростання NOx  в 1,26 раза. При цьому розраховані питомі сумарні масові викиди шкідливих речовин, зведені до СО, складають 266,84 г/кВт·год за збагаченої паливоповітряної суміші та 121,66 г/кВт·год за стехіометричної суміші в разі добавки закису азоту до повітряного заряду двигуна, тобто знижуються в 2,2 раза.

7. Індицирування робочого процесу бензинового двигуна показало, що при добавці закису азоту до повітряного заряду в кількості 12 % по об’єму (n = 2850 хв-1) максимальний тиск в циліндрі двигуна зростає на 11,5 %. За результатами обробки експериментальних індикаторних діаграм показано, що показник характеру згоряння при добавці закису азоту не змінюється і дорівнює = 5, а тривалість процесу згоряння збільшується на 5,8 %.

8. У разі перерегулювання карбюратора для роботи двигуна на збагаченій паливоповітряній суміші при добавці закису азоту до повітря в кількості 11% за об’ємом (при n = 2900 хв-1) крутний момент і ефективна потужність двигуна збільшилися на 14,4%, що підтверджує можливість значного підвищення енергетичних показників двигунів при добавці закису азоту та відповідного додаткового штучного збагачення суміші.

9.  З використанням результатів досліджень розроблена система добавки закису азоту до повітряного заряду двигунів внутрішнього згоряння, на яку отримано патент України № 45697 на корисну модель. Результати теоретичних та експериментальних досліджень прийняті для використання  ДП ДержавтотрансНДІпроект та підприємством ЦК ТСО України „Автодром Чайка”.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гутаревич Ю.Ф. Покращення показників роботи двигуна з іскровим запалюванням шляхом хімічного наддуву / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В., Приходько А. М. // Автошляховик України: Окремий випуск. Вісник Центрального наукового центру ТАУ. – 2006. – Вип. 9. – С. 44 – 46.

2. Гутаревич Ю.Ф. Вплив добавки кисневмісного газу N2O на склад паливоповітряної суміші двигуна з іскровим запалюванням / / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В. // Вісник НТУ. – 2006. – №12.– с.122-125.

3. Гаркуша Ю.В. Вплив добавки кисневмісного газу N2O на роботу двигуна з іскровим запалюванням / Юхим Гаркуша // Вісник НТУ.Ч.2. – 2007. – № 15.– с. 38-40.

4. Гутаревич Ю.Ф. Вплив добавки закису азоту до повітря на показники робочого циклу двигуна / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В. // Автошляховик України: Окремий випуск. Вісник Центрального наукового центру ТАУ. – 2008. – Вип. 11. – С. 104 – 107.

5. Гутаревич Ю.Ф. Покращення індикаторних показників бензинового двигуна добавкою закису азоту до повітря / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В., Мержиєвська Л.П. // Вісник НТУ. – 2008. – № 16.– с. 50-53.

6. Гутаревич Ю.Ф. Обґрунтування можливості одночасного поліпшення енергетичних показників та паливної економічності бензинових двигунів додаванням закису азоту до повітряного заряду / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В., Мержиєвська Л.П. // Вісник НТУ. – 2009. – № 18.– с. 10-16

7. Пат. 45697 Україна, МПК (2009) F02B 29/00. Система добавки закису азоту до повітряного заряду двигунів внутрішнього згорання / Гутаревич Ю.Ф., Гаркуша Ю.В.; заявник і власник Національний Транспортний Університет. – № u 2009 04760; заявлений 15.05.09; опублікований 25.11.09, Бюл. № 22.

8. Гаркуша Е.В. Способы организации рабочих процессов двигателей инженерной спецтехники / Гаркуша Е.В., Загоруля М.О., Валенкович А.В. // Міжнародна науково-практична конференція „Наука в інформаційному просторі”: Збірник наукових праць. – Т.1. – Д.: ПДАБА. – 2007, – с.70-72.

9. Приходько В.М. Теоретические исследования химического наддува двигателя Отто /  Приходько В.М., Гаркуша Е.В., Приходько А.М. // Труды научно-технической конференции молодых научных сотрудников – СПб.: ИПЦ СПГУВК, Т.1, – 2005. – с.155-162.

10. Гаркуша Ю.В. Покращення енергетичних властивостей двигуна з іскровим запалюванням методом хімічного наддуву // Тези доповідей 62 наук. конф. професорсько-викладацького складу, працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету. - К.: НТУ, 2006. – С. 22.

11. Гаркуша Ю.В. Покращення екологічних показників та паливної економічності автомобіля з бензиновим двигуном за допомогою добавки кисневмісного газу N2O // Тези доповідей 63 наук.-практ. конф. науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету. - К.: НТУ, 2007. – С. 29.

12. Гаркуша Ю.В. Покращення енергетичних показників двигуна з іскровим запалюванням шляхом хімічного наддуву // Тези доповідей 64 наук.-практ. конф. науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету. - К.: НТУ, 2008. – С. 28.

13. Гаркуша Ю.В. Покращення індикаторних показників бензинового двигуна добавкою закису азоту до повітря // Тези доповідей 65 наук.-практ. конф. науково-педагогічних працівників, аспірантів, студентів та структурних підрозділів  університету. - К.: НТУ, 2009. – С. 25.

АНОТАЦІЯ

Гаркуша Ю.В. Поліпшення енергетичних показників і паливної економічності бензинового двигуна в режимах повних навантажень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – Двигуни та енергетичні установки. – Національний транспортний університет, Київ, 2010.

Дисертація присвячена поліпшенню енергетичних показників і паливної економічності бензинового двигуна в режимах повних навантажень за допомогою добавки закису азоту до повітряного заряду.

Проведені теоретичні дослідження по впливу об'ємної частки закису азоту на склад паливоповятрної суміші та визначений закон її зміни.

Обґрунтовано можливість одночасного поліпшення енергетичних показників та паливної економічності.

Проведені розрахункові дослідження та запропонована методика визначення показників робочого циклу при добавці закису азоту до повітряного заряду.

Проведені експериментальні дослідження енергетичних, екологічних показників та паливної економічності бензинового двигуна при добавці закису азоту до повітряного заряду.

Проведено індицирування двигуна за роботи в режимах повного навантаження з добавкою закису азоту до повітряного заряду та без неї.

Теоретичними та експериментальними дослідженнями встановлена можливість одночасного поліпшення енергетичних показників і паливної економічності добавкою закису азоту до повітряного заряду.

Ключові слова: бензиновий двигун, закис азоту, енергетичні показники, екологічні показники, паливна економічність, індицирування двигуна.

АННОТАЦИЯ

Гаркуша Е.В. Улучшение энергетических показателей и топливной экономичности бензинового двигателя в режимах полных нагрузок. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.03 – Двигатели и энергетические установки. – Национальный транспортный университет, Киев, 2010.

Диссертация посвящена улучшению энергетических показателей и топливной экономичности бензинового двигателя в режимах полных нагрузок путем добавки закиси азоту к воздушному заряду, что поступает в двигатель.

Обоснована возможность одновременного повышения, как энергетических показателей бензинового двигателя, так и топливной экономичности при условии обеднения топливовоздушной смеси от первоначального состава (при α = 0,888) до стехиометрического (α = 1,0) с помощью добавки закиси азоту к воздушному заряду.

Проведены теоретические исследования по влиянию объемной доли добавки закиси азота на состав топливовоздушной смеси, а также установлен закон ее изменения. Определена полиномиальная зависимость необходимого количества закиси азота для изменения состава топливовоздушной смеси.

Уточнена модель расчета рабочего цикла бензинового двигателя, учитывающая изменение  параметров воздушного заряда, изменение необходимое для сгорания 1кг бензина смеси воздуха и закиси азота, влияние на процесс сгорания состава топливовоздушной смеси.

Предложена методика расчета величины добавки закиси азота для получения топливовоздушной смеси необходимого состава.

Проведены экспериментальные исследования двигателя ВАЗ–2103 по влиянию добавки закиси азота на энергетические и экологические показатели и топливную экономичность. Установлено, что при добавке закиси азота к воздушному заряду, обеспечивающей переход от обогащенной топливовоздушной смеси к стехиометрической увеличиваются энергетические показатели, улучшается топливная экономичность, повышается эффективность работы каталитического нейтрализатора  окислительного типа. Установлено, что добавка закиси азота к воздушному заряду в количестве 12 % по объему  увеличивает эффективную мощность двигателя на 6,6 % и снижает удельный эффективный расход топлива на 6,3%.

Экспериментальными исследованиями подтверждена адекватность уточненной модели расчета рабочего цикла. Расчеты на модели подтвердили возможность одновременного улучшения энергетических показателей и топливной экономичности бензиновых двигателей в режимах полных нагрузок добавкой закиси азота к воздушному заряду.

Проведено индицирование рабочего процесса двигателя. В результате обработки индикаторных диаграмм получены данные об изменении параметров рабочего цикла при добавке закиси азота к воздушному заряду и без нее.

Ключевые слова: бензиновый двигатель, закись азота, энергетические показатели, топливная экономичность, экологические показатели, индицирование двигателя.

ANNOTATION

Garkusha E.V. Improvement of power rate and fuel economy of the Otto engine in modes of full loadings. – Manuscript.

The dissertation for the reception of scientific degree of Cand.Tech.Sci on the speciality 05.05.03 – Engines and power plants. – National Transport University, Kyiv, 2010.

The dissertation is devoted to improvement of power rate and fuel economy of the Otto engine in modes of full loadings by means of an additive nitrous oxide to an air charge. Theoretical researches on influence of a volume part of an additive nitrous oxide on structure of air-fuel mixture are resulted. It is proved possibility of simultaneous improvement of power rate and fuel economy. The design procedure of indicators of a working cycle of the Otto engine is offered at an additive nitrous oxide to an air charge. The experimental study of additive influences nitrous oxide on power, ecological rate and fuel economy of the Otto engine.

Keywords: Otto engine, nitrous oxide, power rate, fuel economy, ecological rate, indicating of the engine.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35422. Психологическая сущность внимания и его свойства 238.5 KB
  Психологическая сущность внимания и его свойства 1. Физиологическая основа внимания 1. Определение внимания 1. Свойства внимания 1.
35423. Психология мышления 423.5 KB
  Предмет психологии мышления. Теоретические подходы к изучению мышления в зарубежной и отечественной психологии 1. Ассоциативная теория мышления 1. Психологическая сущность мышления 1.
35424. Общее понятие о языке и речи 400.5 KB
  Общее понятие о языке и речи 1. Виды и функции речи 1. Основные психологические теории рассматривающие процесс формирования речи 1. Преформистская теория развития речи 1.
35425. Зигмунд Фрейд: психодинамическое направление в теории личности 350 KB
  Точка зрения Роджерса на природу человека 9. Любое переживание в сознании человека в данный момент времени следует рассматривать как результат процесса избирательной сортировки в значительной степени регулируемого внешними сигналами. Более того определенное содержание переживания осознается лишь в течение короткого периода времени а затем погружается на уровень предсознательного или бессознательного по мере того как внимание человека перемещается на другие сигналы. Фрейд не первым обратил внимание на значение бессознательных процессов в...
35426. Основные направления развития представлений об эмоциях 256.5 KB
  Основные проблемы психологии эмоций 1.Определение эмоций 1. Предметность эмоций 1. Функции эмоций 1.
35427. Феномен мотивации 245.5 KB
  Феномен мотивации 1. Понятия потребности мотива мотивации. Специфика собственно человеческой мотивации 3. Отличительные характеристики мотивации человека 3.
35428. Понятие об ощущении. Роль ощущений в жизнедеятельности людей 223.5 KB
  Любое изменение в среде которое доступно для зрения слуха и других модальностей психологически презентируется в виде ощущения. Если на вкус мы не можем определить продукт сахар мед значит речь идет только об ощущениях. Болевые сигналы почти всегда презентируются как ощущения так как “построить†образ боли может только человек с очень богатым воображением. “Иначе как через ощущения мы ни о каких формах вещества и ни о каких формах движения ничего узнать не можем.
35429. Общее понятие о восприятии. Отличие восприятия от ощущений 264.5 KB
  Отличие восприятия от ощущений 2. Физиологические основы восприятия 3. Свойства восприятия: предметность целостность константность структурность осмысленность избирательность 4. Закономерности восприятия: апперцепция роль моторных компонентов внимание и восприятие 5.
35430. Общие представления о памяти. Круг явлений памяти. Патологии памяти 270 KB
  Процессы памяти проявляются на всех уровнях жизни, поэтому память также называют “общеорганической функцией” (Э. Геринг, Р. Земон); она включает не только процессы сохранения индивидуального опыта, но и механизмы передачи наследственной информации