Введение
1. Состояние вопроса по моделированию процессов газообмена и сгорания в поршневых бензиновых ДВС 9
1.1. Методы математического моделирования рабочего цикла поршневого бензинового ДВС 10
1.2. Современное представление о распространении пламени, сгорании и тепловыделении в двигателях с искровым воспламенением 13
1.3. Методы моделирования процесса сгорания 22
1.4. Математическое моделирование характеристик тепловыделения и исследование процесса сгорания в цилиндре бензинового двигателя... 25
1.5. Постановка задач исследования 35
Выводы по главе 1 38
2. Моделирование рабочих процессов в поршневом бензиновом ДВС 39
2.1. Проектирование газовых каналов и камеры сгорания головки цилиндров 39
2.2. Моделирование процессов в цилиндре двигателя и в системе газообмена 40
2.3. Математическая модель процесса сгорания в цилиндре поршневого бензинового двигателя 45
2.3.1. Температурное поле в камере сгорания бензинового двигателя 45
2.3.2. Соотношение между массой и объемом выгоревшего заряда 53
2.3.3. Скорость химических реакций окисления паров топлива 55
2.3.4. Нормальная скорость сгорания 63
2.3.5. Турбулентное распространение пламени 70
2.3.6. Глубина зоны горения 83
2.3.7. Распространение пламени и коэффициент тепловыделения 87
2.4. Образование и моделирование токсических продуктов в цилиндре поршневого бензинового двигателя 92
2.4.1. Образование оксида углерода 92
2.4.2. Образование оксидов азота 94
2.4.3. Образование углеводородов 99
2.5. Математическое моделирование образования NOx и СО в поршневом бензиновом двигателе 101
2.5.1. Реакции образования оксидов азота 101
2.5.2. Реакции образование оксидов углерода 110
2.6. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Тестирование математической модели 114
Выводы по главе 2 118
3. Экспериментальные исследования 120
3.1. Техническая характеристика объекта исследования 120
3.2. Безмоторная вакуумная установка и проведение аэродинамических продувок 121
3.3. Моторный исследовательский стенд для испытаний ДВС 123
3.4. Методика проведения экспериментальных исследований 126
3.5. Планирование эксперимента, условия проведения испытаний и точность измерений 135
Выводы по главе 3 138
4. Анализ полученных результатов 139
4.1. Выбор определяющих параметров и критерия оценки экономичности и токсичности ОГ поршневого бензинового ДВС 139
4.2. Исследование организации рабочих процессов поршневого бензинового ДВС. Апробация модели 139
4.2.1. Влияние состава рабочей смеси на процесс сгорания 139
4.2.2. Зависимость средней скорости пламени и тепловыделения от частоты вращения коленчатого вала в поршневом бензиновом ДВС 144
4.2.3. Зависимость скорости пламени и тепловыделения в камере сгорания от угла опережения момента зажигания 146
4.2.4. Зависимость скорости пламени и тепловыделения в камере сгорания от нагрузки 146
4.2.5. Влияние формы камеры сгорания на характеристику тепловыделения 148
4.3. Исследование экономических, экологических, гидравлических и энергетических показателей базового двигателя Р4 Vh=2,445 л с целью их улучшения 151
4.3.1. Результаты экспериментальных исследований влияния элементов системы впуска на наполнение цилиндров при прокручивании вала двигателя 151
4.3.2. Результаты экспериментальных исследований экономических, экологических и энергетических характеристик, полученных при стендовых моторных испытаниях базового двигателя Р4 Уь=2,445л 153
4.3.3. Вывод эмпирических моделей топливной экономичности и токсичности 158
4.4. Разработка модернизированной конструкции газовых каналов и
камер сгорания головки цилиндров двигателя Р4 Vh=2,445 л 159
4.5. Результаты испытаний модернизированной конструкции газовых
каналов и камеры сгорания на двигателе Р4 Vh=2,445 л 161
Выводы по главе 4 170
Основные результаты и выводы 172
Литература
