Введение
1. Анализ состояния вопроса, цели и задачи исследования 9
1.1. Основные проблемы токсичности двигателей 9
1.1.1. Основные токсичные компоненты в отработавших газах 11
1.1.2. Нормирование токсичных выбросов 19
1.1.3. Методы решения проблем токсичности 25
1.2. Анализ вопроса использования подачи воды в двигатель 27
1.2.1. Начало использования добавок воды в цилиндры 27
1.2.2. Основные методы добавок воды в двигатель 27
1.2.3. Методы формирования водотопливной эмульсии 32
1.2.4. Использование поверхностно-активных веществ 37
1.3. Влияние добавок воды на характеристики двигателя 38
1.3.1. Анализ результатов добавок воды в цилиндры в виде эмульсии 40
1.3.2. Влияние подачи воды во впускной тракт двигателя 44
1.3.3. Влияние добавок воды на ресурс двигателя 46
1.4. Выводы и задачи исследования 47
2. Теоретические разработки 49
2.1. Обоснование математической модели 49
2.2. Разработка математической модели
2.2.1. Параметры процессов при подаче воды с воздухом 53
2.2.2. Определение параметров процесса сжатия 56
2.2.3. Параметры заряда в зоне топливной струи 60
2.2.4. Аппроксимация переменных функций математической модели 64
Выводы по второй главе 72
3. Расчётные исследования 73
3.1. Программа расчётных исследований 73
3.2. Результаты расчётных исследований
3.2.1. Подача воды с воздухом 78
3.2.2. Подача воды в виде водотопливной эмульсии 82
3.2.3. Влияние конструкции двигателя 83
3.2.4. Влияние нагрузки двигателя 87
3.2.5. Влияние процесса топливоподачи 88
3.2.6. Влияние добавок воды на период задержки воспламенения 92
3.3. Анализ полученных результатов 93
3.3.1. Сопоставление способов подачи воды в цилиндр 93
3.3.2. Ограничения при добавках воды в двигатель 95
3.3.3. Факторы, расширяющие возможность подачи воды 97
3.4. Ожидаемые результаты при подаче воды в реальных условиях 98
выводы по третьей главе 99
4. Экспериментальные исследования 101
4.1. Программа и методика испытаний 101
4.2. Экспериментальная установка
4.2.1. Тормозной стенд 107
4.2.2. Система для подачи воды с воздухом
4.2.2.1. Гидравлическая система 111
4.2.2.2. Электронная система управления 114
4.2.3. Система для подачи воды с топливом 117
4.2.3.1. Оборудование для получения и подачи эмульсии 119
4.2.3.2. Методика получения и контроль качества ВТЭ 121
4.2.4. Приборы контроля измеряемых величин 124
4.3. Отличительные особенности способов подачи воды 127
4.3.1. Организация системы подачи воды в виде эмульсии 127
4.3.2. Организация системы подачи воды на впуск 129
Выводы по четвёртой главе 130
5. Результаты экспериментального исследования на дизеле 131
5.1. Регуляторные характеристики двигателя при добавках воды 131
5.2. Нагрузочные характеристики при подаче воды с воздухом 136
5.3. Нагрузочные характеристики при подаче воды в виде ВТЭ 144
5.4. Анализ полученных результатов
5.4.1. Количество воды, приводящее к прекращению работы двигателя 153
5.4.2. Влияние способа подачи воды на характеристики двигателя 154
5.4.3. Комплексная оценка показателей при подаче воды в цилиндры 161
5.5. Разработка рекомендаций по подаче воды в цилиндры 164
5.5.1. Рекомендации по снижению теплонапряжнности двигателя 165
5.5.2. Рекомендации по обеспечению экологической безопасности 165
5.5.3. Рекомендации по организации систем добавок воды 166
5.5.4. Рекомендации по ограничению количества подаваемой воды 166
Выводы по пятой главе 167
Основные выводы и результаты 169
Список принятых сокращений 171
Список условных обозначений величин 172
Список литературы
