Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор образования и снижения эмиссии оксидов азота в отработавших газах поршневых двигателей с искровым зажиганием 14
1.1 Обзор токсичных элементов выпускных газов в поршневых ЛВС. 14
1.2 Общепринятые представления образования оксидов азота
1.2.1 Механизм образования «быстрых» оксидов азота 18
1.2.2 Механизм образования топливных оксидов азота 19
1.2.3 Термический механизм образования NOx 20
1.3 Расчётные модели концентрации оксидов азота в поршневых двигателях 28
1.4 Процесс сгорания в поршневых двигателях с искровым зажиганием и внешним смесеобразованием 32
1.4.1 Первая фаза сгорания 35
1.4.2 Вторая фаза сгорания 37
1.4.3 Основная фаза сгорания 39
1.4.4 Третья фаза сгорания 45
1.5 Методы исследования процесса сгорания в поршневых ДВС 45
1.6 Анализ факторов, определяющих образование окислов азота в отработавших газах поршневых двигателей 49
1.7 Методы снижения оксидов азота в поршневых двигателях с искровым зажиганием 52
1.8 Современные проблемы расчёта концентрации оксидов азота при проектировании и доводке поршневого двигателя с искровым зажиганием. 58
Выводы по I главе 61
ГЛАВА 2. Экспериментальное оборудование и методика проведения экспериментов 63
2.1 Методика проведения эксперимента 66
2.2 Оценка достоверностей результатов измерений 80
ГЛАВА 3. Обработка результатов испытаний 85
3.1 Зависимость времени от начала зажигания до появления ионного тока от состава ТВС при различной доле добавляемого в нее водорода и частоте вращения KB 85
3.2 Зависимость времени возникновения в цилиндре двигателя максимума давления от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте вращения KB 87
3.3 Зависимость ионного тока от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте вращения KB 89
3.4 Зависимость концентрации оксидов азота в отработавших газах от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте
вращения KB 91
ГЛАВА 4. Анализ и обобщение результатов экспериментального исследования 95
4.1 Скорость распространения пламени и ее зависимость от состава ТВС, величины добавляемого в неё водорода и частоты вращения KB 95
4.2 Анализ изменения ионного тока по составу ТВС при изменении доли добавляемого в неё водорода и частоты вращения KB 98
4.3 Теплотворная способность смеси и её зависимость от добавки водорода в топливно-воздушную смесь 101
4.4 Зависимость максимального давления и объёма рабочей смеси при окончании основной фазы сгорания от состава ТВС при различной доле добавляемого водорода и частоте вращения коленчатого вала 103
4.5 Экспериментальное исследование ширины зоны турбулентного горения при добавке водорода в ТВС 106
4.5.1 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте вращения KB 106
4.5.2 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от ионного тока при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 108
4.5.3 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от скорости распространения пламени при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 109
4.5.4 Влияние ширины зоны турбулентного горения на максимальное давление цикла и объём смеси при завершении основной фазы сгорания при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 112
4.6 Взаимосвязь продолжительности основной фазы сгорания с характеристиками пламени и параметрами процесса сгорания при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 114
4.6.1 Зависимость продолжительности основной фазы сгорания от основных характеристик распространения пламени при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 115
4.6.2 Зависимость продолжительности основной фазы сгорания от ионного тока у первого электрода датчика ионизации при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения KB 117
4.7 Влияние продолжительности основной фазы сгорания на концентрацию оксидов азота при изменении доли добавляемого водорода в ТВС, частоты вращения KB и угла опережения зажигания 118
4.8 Эмпирическая модель для прогнозирования концентрации оксидов азота в отработавших газах при добавке водорода в ТВС, изменении частоты вращения KB и угла опережения зажигания 120
4.8.1 Анализ и обобщение полученной математической модели оценки концентрации окислов азота в ОГ поршневых ДВС 124
4.8.2 Практическое применение эмпирической модели оценки концентрации оксидов азота применительно к другим топливным композициям 126
4.8.3 Методика применения эмпирической модели для оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах на стадии
проектирования и доводки поршневых двигателей 127
Заключение 128
Список сокращений и условных обозначений 130
Список литературы
