Введение
1. Обзор математических моделей для исследования рабочих процессов ДВС 13
1.1. Анализ актуальных задач стоящих перед двигателестроением и программного обеспечения, необходимого для их решения 13
1.1.1. Термодинамические модели ДВС 15
1.1.2. Модели на основе решения задач пространственной гидродинамики 26
1.2. Требования к математическим моделям рабочих процессов ДВС применяемым для проведения компьютерной оптимиза ции двигателей на этапе их разработки и доводки 33
1.3. Задачи исследования 35
2. Разработка методов расчета рабочих процессов ДВС 37
2.1. Математическая модель открытой термодинамической системы 39
2.2. Математическая модель газообмена четырехтактных и двухтактных ДВС 46
2.2.1. Особенности расчета газообмена двухтактных ДВС 60
2.3. Математическая модель теплообмена в цилиндре 66
2.4. Математическая модель образования сажи 69
2.5. Методы расчета эмиссии оксидов азота 74
2.5.1. Общие принципы расчета выброса оксидов азота 75
2.5.2. Расчет образования термических оксидов азота 76
2.5.3. Расчет образования оксидов азота по детальному кинетическому механизму 79
2.6. Последовательность расчета рабочего процесса поршневого ДВС 81
2.7. Последовательность расчета рабочего процесса ДВС с согласованием характеристик турбин и компрессоров с поршневой частью 86
2.8. Методика многопараметрической оптимизации ДВС 93
2.8.1. Выбор целевой функции при минимизации выбросов вредных веществ 103
2.9. Выводы по главе 106
3. Математическая модель сгорания в дизеле 108
3.1. Сравнительный анализ существующих феноменологических моделей сгорания в дизеле 108
3.2. Расчет конфигурации свободной струи. Модифицированная модель Лышевского для расчета дальнобойности топливной струи 122
3.3. Расчет развития струи и ее пристеночных потоков в условиях тангенциального вихря 129
3.4. Распределение топлива в дизельной струе по характерным зонам 137
3.5. Расчет скорости испарения в характерных зонах 143
3.6. Расчет периода задержки самовоспламенения 149
3.7. Расчет скорости выгорания 155
3.8. Программа ДИЗЕЛЬ-РК 158
3.9. Выводы по главе 159
4. Результаты расчета тепловыделения в дизелях разных конструкций 161
4.1. Результаты расчета тепловыделения в дизелях во всем диапазоне работы 161
4.2. Результаты расчета тепловыделения в дизелях с многоразовым впрыскиванием и PCCI процессом 172
4.3. Результаты расчета тепловыделения в дизелях с боковым расположением форсунок 179
4.4. Выводы по главе 184
5. Оптимизация формы камеры сгорания и угла в шатре распыливающих отверстий для среднеоборотного дизеля 185
5.1. Выводы по главе 198
6. Многопараметрическая оптимизация параметров среднеоборотного тепловозного дизеля для снижения эмиссии оксидов азота и расхода топлива 200
6.1. Вывод по главе 209
Основные результаты и выводы 210
Заключение 213
Список литературы 214
Приложения 229
