Введение
Глава 1. Состояние вопроса. цель и задачи исследования 10
1.1. Актуальность проблемы применения природного газа как моторного топлива 10
1.2. Способы использования природного газа в современных двигателях транспортных машин и имеющиеся проблемы 13
1.3. Способы интенсификации процесса сгорания в газовых двигателях 17
1.4. Начальная фаза сгорания и способы ее интенсификации в обедненных газовоздушных смесях 22
1.4.1. Влияние параметров искрового разряда на развитие начальной фазы сгорания 24
1.4.2. Расслоение заряда как способ ускорения развития начальной фазы сгорания 28
1.5. Использование математического моделирования для исследования образования и развития начального очага горения 33
1.6. Основные задачи исследования 34
Глава 2. Одномерная четырехзонная математическая модель процесса искрового воспламенения метановоздушной смеси при ее локальном обогащении в области электродов свечи зажигания 36
2.1. Особенности математической модели и принятые допущения 36
2.2. Моделирование состава трехкомпонентной смеси с учетом режима работы форсунки, впрыскивающей горючий газ ... 40
2.3. Основные уравнения модели 43
2.4. Начальные и граничные условия 48
2.5. Выбор основных коэффициентов и констант, проверка модели на адекватность 50
2.6. Выводы по главе 55
Глава 3. Теоретические исследования процесса искрового воспламенения метановоздушнои смеси с учетом ее локального обогащения в зоне зажигания 56
3.1. Влияние вида локально подаваемого газа на состав горючей смеси в области электродов свечи зажигания 56
3.2. Влияние вида локально подаваемого горючего газа на структуру фронта пламени метановоздушной смеси 59
3.3. Влияние локального обогащения смеси в зоне электродов свечи зажигания на динамику развития НО горения и характер выхода горения на стационарный режим 65
3.4. Влияние локальных добавок горючих газов на энергетический баланс начального очага горения 70
3.5. Способы форсирования начального очага в сравнении с локальным расслоением топливовоздушной смеси 75
3.6. Влияние режима работы форсунки на время развития начального очага горения 78
3.7. Теоретическое исследование процесса смешения с основной метановоздушной смесью горючих газов, подаваемых в локальную область электродов свечи зажигания 83
3.8. Влияние локальных добавок горючих газов на развитие начального очага пламени при изменении состава метановоздушной смеси 86
3.9. Выводы по главе 88
Глава 4. Экспериментальные установки и методики исследования 91
4.1. Экспериментальная установка с камерой сгорания постоянного объема 91
4.1.1. Камера сгорания постоянного объема 92
4.1.2. Лабораторная система зажигания 94
4.1.3. Регистрация процессов воспламенения и горения... 94
4.1.4. Узел для подачи горючего газа в область межэлектродного зазора 96
4.1.5. Методика работы с установкой 99
4.2. Экспериментальная установка для изучения особенностей факелов горючего газа, подаваемого в область электродов свечи зажигания, и методика работы с установкой 104
4.3. Выводы по главе 106
Глава 5. Экспериментальное исследование процесса сгорания смесей природного газа с воздухом при локальных добавках горючего газа в область электродов свечи зажигания 107
5.1. Результаты экспериментальных исследований влияния локального обогащения топливовоздушной смеси на начальную фазу и последующий процесс сгорания 108
5.1.1. Влияние вида локально подаваемого горючего газа на развитие начальной фазы сгорания смеси природного газа с воздухом 108
5.1.2. Влияние вида локально подаваемого горючего газа на развитие процесса сгорания в смеси природного газа с воздухом 112
5.1.3. Влияние перепада давлений на воспламенение впрыскиваемого газа (визуальное исследование) 117
5.2. Влияние на развитие начальной фазы и всего процесса сгорания различных факторов, не учтенных в математической модели 124
5.2.1. Влияние конструкции узла для подачи горючего газа в область электродов свечи зажигания на процесс воспламенения и сгорания смеси природного газа с воздухом 124
5.2.2. Совместное влияние момента подачи высокого напряжения на свечу зажигания, продолжительности и давления локальной подачи разных горючих газов на процесс сгорания смеси природного газа с воздухом 126
5.2.3. Влияние параметров искрового разряда на процесс воспламенения смеси природного газа с воздухом при локальном обогащении зоны межэлектродного зазора свечи зажигания горючими газами 132
5.3. Особенности процесса сгорания турбулизированных смесей природного газа с воздухом и смесей, забалластированных остаточными газами 137
5.4. Влияние локального обогащения зоны электродов свечи зажигания на межцикловую нестабильность процесса сгорания смеси природного газа с воздухом 139
5.5. Выводы по главе 142
Глава 6. Теоретическое изучение влияния локальных добавок горючего газа в область электродов свечи зажигания на индикаторные показатели газового ЛВС 145
6.1. Исходные положения математической модели рабочего процесса ДВС и система основных уравнений 145
6.2. Определение параметров в уравнении Вибе 148
6.3. Результаты расчетов индикаторных показателей газового ДВС с учетом локального обогащения зоны электродов свечи зажигания метаном 150
6.4. Выводы по главе 153
Основные результаты и выводы 154
Литература 157
