Введение
ГЛАВА I. АНАЛИЗ РАБОТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ И СНИЖЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ ОКСИДОВ АЗОТА В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ 12
1.1. Содержание оксидов азота в продуктах сгорания поршневых двигателей 12
1.2. Механизмы образования оксида азота 18
1.2.1. Механизм Я.Б. Зельдовича (Термический механизм) 18
1.2.2. «Быстрый» оксид азота NO (Prompt-NO) 23
1.2.3. Топливный оксид азота 24
1.2.4. Образование N0 из N20 25
1.2.5. Схемы образования N0 на основе детального кинетического механизма 26
1.2.6. Упрощенные и полуэмпирические зависимости для расчета [N0X] в продуктах сгорания поршневого двигателя 32
1.2.7. Влияние давления, температуры и временного фактора на образование оксидов азота 34
1.3. Моделирование образования оксидов азота в рабочем цикле поршневого двигателя 37
1.4. Краткий анализ работ по расчетно-экспериментальным исследованиям [N0X] в продуктах сгорания поршневых двигателей 42
1.5. Выводы по главе 1. Цель и задачи диссертационной работы 56
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКСИДОВ АЗОТА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ВПРЫСКИВАНИЕМ ТОПЛИВА 59
2.1. Постановка задачи и краткое описание алгоритма ее решения 59
2.2. Моделирование распределения топлива по объему камеры сгорания 62
2.3. Моделирование локальных температур рабочего тела в объеме камеры сгорания 65
2.4. Моделирование локальных концентрации оксидов азота в объеме камеры сгорания 68
2.5. Анализ различных законов впрыскивания топлива, предназначенных для улучшения экологических характеристик дизеля 73
2.6. Основные факторы, влияющие на локальные концентраций оксидов азота в цилиндре двигателя 81
2.6.1. Конструктивные и регулировочные параметры 81
2.6.2. Базовые факторы математической модели 83
2.7. Экспериментальная проверка метода расчета концентраций оксидов азота.. 87
2.7.1 .Апробация метода расчета на дизелях с непосредственным впрыскиванием топлива 87
2.7.2. Экспериментальное исследование концентраций оксидов азота в выпускных газах дизеля с вихревой камерой сгорания 94
2.8. Выводы по главе 2 102
ГЛАВА З.СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ БЫСТРОХОДНОГО ДИЗЕЛЯ ЗМЗ-5145.10 С ОДНОКРАТНЫМ ВПРЫСКИВАНИЕМ ТОПЛИВА 105
3.1. Краткая характеристика семейства быстроходных дизелей ЗМЗ 105
3.2. Результаты экспериментальных исследований дизеля ЗМЗ-5145
используемые в качестве исходных условий при расчете [NOx] 107
3.2.1. Результаты измерения концентраций оксидов азота 109
3.2.2. Результаты индицирования двигателя 112
3.2.3. Получение характеристик тепловыделения из индикаторных диаграмм 113
3.2.4. Характеристики впрыскивания топлива 117
3.2.5. Интенсивность вращательного движения заряда 119
3.3. Влияние интенсивности вихревого движения заряда и закона топливо-подачи на динамику топливного факела 120
3.4. Анализ локальных нестационарных температур рабочего тела в камере сгорания 130
3.5. Влияние характеристики однократного впрыскивания на концентрации оксидов азота 135
3.6. Влияние конструктивных и регулировочных параметров на концентрацию оксидов азота при однократном впрыскивании топлива 137
3.6.1. Влияние количества сопловых отверстий 139
3.6.2. Влияние диаметра и количества сопловых отверстий 141
3.6.3. Влияние угла опережения подачи топлива 145
3.6.4. Влияние степени сжатия 148
3.7. Снижение концентраций оксидов азота путем гомогенного сгорания 150
3.8. Выводы по главе 3 154
ГЛАВА 4.СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ПРОДУКТАХ СГОРАНИЯ БЫСТРОХОДНОГО ДИЗЕЛЯ ЗМЗ-5148.10 С ДВУКРАТНЫМ ВПРЫСКИВАНИЕМ ТОПЛИВА 157
4.1. Выбор базовых параметров математической модели 157
4.2. Влияние конструктивных параметров двигателя на концентрацию оксидов азота при двукратном впрыскивании топлива 159
4.2.1. Влияние степени сжатия 159
4.2.2. Влияние количества сопловых отверстий 161
4.2.3. Влияние диаметра и количества сопловых отверстий 162
4.3. Влияние регулировочных параметров двигателя на концентрацию оксидов
азота при двукратном впрыскивании топлива 166
4.3.1. Влияние давления впрыскивания топлива 166
4.3.2. Влияние интенсивности воздушного вихря в цилиндре двигателя 168
4.4. Влияние параметров двукратного впрыскивания на концентрацию оксидов азота 169
4.5. Выводы по главе 4 172
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 174
ЛИТЕРАТУРА 178
