ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И СГОРАНИЯ В ДИЗЕЛЯХ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ЛАЗЕРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ИНДИЦИРОВАНИЯ

 

В.Ю. Русаков

 

     В последние десятилетия проблемам борьбы с загрязнением окружающей среды уделяется повышенное внимание. Ужесточение норм на содержание вредных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания привело, как правило, к невозможности решения традиционными способами двуединой задачи: снижения уровней выбросов токсичных компонентов при сохранении или повышении топливной экономичности. Анализ отечественной и зарубежной научно-технической литературы показал, что в России и за рубежом проблеме снижения токсичности и улучшения экономичности дизелей посвящено большое количество научных работ. В ряде работ исследуется влияние турбулентности воздушного заряда, организуемой камерой сгорания в поршне, на эффективность процесса сгорания, а также на снижение токсичности отработавших газов (ОГ) дизелей. Эти исследования показали, что применение высоко-турбулентных камер сгорания в сочетании с подобранными впускными каналами, законом подачи топлива, а также газотурбинным наддувом, оказывает положительное воздействие на процессы смесеобразования и сгорания.

     Основным направлением, по которому идет совершенствование процессов смесеобразования и сгорания, является организация управляемости процессов путем обеспечения неоднородного во времени заряда и ступенчатого сгорания. Повышения экономичности цикла и одновременного уменьшения выброса сажи можно добиться интенсификацией процесса сгорания. Оценивая процесс сгорания по характеристике тепловыделения, необходимо добиваться уменьшения первого максимума dχ/dφ и приближения второго максимума dχ/d  κ ΒΜΤ. Этим достигается увеличение индикаторного к.п.д. цикла и сдвиг периода основного горения в область высоких температур, где есть условия для эффективного протекания процессов выгорания сажи. Понижения выброса окислов азота можно достигнуть несколькими путями, понизить уровни температур в цилиндре, это может быть достигнуто интенсификацией перемешивания горячих продуктов сгорания с более холодным свежим зарядом в цилиндре; или использовать микросмешение и интенсифицировать    смесеобразование, сократив тем самым продолжительность процесса сгорания, возможно, с некоторым увеличением температур в цилиндре. Одним из эффективных способов решения вышеуказанных задач является завихривание и мелкомасштабная  турбулизация воздушного заряда в цилиндре дизеля. В патентной литературе приводится большое количество конструкций камер сгорания дизелей с объемно-пленочным смесеобразованием, с элементами для создания мелкомасштабной турбулентности в камере сгорания.

     Несмотря на то, что в ряде работ приводятся экспериментальные данные о плоском или объемном распределении скоростей движения воздушного заряда, температур и концентраций сажи в цилиндре, этих сведений недостаточно для практического использования.

     Методы исследований внутрицилиндровых процессов, позволяющие получить данные о процессах смесеобразования и сгорания, и методики расчета экологических показателей дизеля с учетом рассмотренных выше факторов, разработаны недостаточно.

     В течение ряда лет на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания» АлтГТУ ведутся работы в этом направлении, которые включают:

- разработку комплекса научной аппаратуры и методов исследований воздействия различных конструктивных решений, влияющих на смесеобразование, сгорание и выброс вредных веществ с ОГ дизеля;

- изучение условий образования токсичных веществ в цилиндрах дизелей с различными типами смесеобразования;

- экспериментальные исследования рабочего процесса дизеля 1Ч413/14 с конструктивными мероприятиями, обеспечивающими турбулизацию воздушного заряда;

-теоретические исследования и математическое моделирование рабочего процесса и образования токсичных веществ в цилиндре дизеля с учетом воздействия мелкомасштабной турбулентности воздушного заряда;

- разработку рекомендаций по снижению вредных  выбросов с ОГ при сохранении высокой топливной экономичности дизеля. В качестве инструмента исследований принят метод оптического индицирования, который включает в себя определение температуры двухцветовым методом и концентрации сажи по поглощению излучения стороннего источника света. Развитие метода оптического индицирования проводилось на кафедре ДВС АлтГТУ ранее, начиная с работ С.А. Угрюмова, который изготовил основные элементы оборудования - блок фотоэлектронных умножителей оптические разобщительные устройства. В дальнейшем работы по оптическому индицированию проводились В.А. Вагнером, А.В. Гладышевым, С.П. Кулманаковым, В.Ю. Русаковым, проводившими исследования по применению альтернативных топлив в дизелях, а также по исследованию влияния условий смесеобразования в дизеле на уровни его вредных выбросов.

     В этих работах метод оптического индицирования получил дальнейшее развитие - были созданы установки для многоканального индицирования, что позволило определять объемные поля температур пламени и концентраций сажи в цилиндре дизеля. К тому времени (1987 г.) основной аппаратурой для регистрации результатов испытаний были индикаторы МАИ (индикаторная диаграмма) и светолучевой осциллограф Н117 (индикаторная диаграмма, давление топлива в трубопроводе высокого давления, подъем иглы форсунки, интенсивность излучения пламени и лазера в двух цветовых диапазонах). Считка и обработка результатов регистрации проводилась вручную. Точность и трудоемкость такой обработки были неудовлетворительными. Объем экспериментальных результатов при проведении многоканального оптического индицирования возрос на порядок по сравнению с одноканальным. По этим причинам использование имевшейся измерительной и регистрирующей аппаратуры стало невозможным и возникла необходимость поиска путей модернизации экспериментальной базы. Измерительные комплексы отечественного производства не удовлетворяли требованиям надежности, а комплексы зарубежного производства, в частности австрийской фирмы AVL, (на АО «Алтайдизель») недоступны из-за высокой стоимости. В связи с этим на кафедре ДВС АлтГТУ разработана собственная автоматизированная  система для  сбора  и обработки экспериментальных данных на основе микро-ЭВМ ДВК-Зм, и программное обеспечение [1]. Автоматизированная система обладает высокими точностью и быстродействием и позволяет одновременно регистрировать до 8 процессов, протекающих в двигателе, с дискретностью 1 град, поворота коленчатого вала, хранить и затем обрабатывать результаты измерений по методикам, разработанным на кафедре ДВС. При этом полностью исключена ручная обработка, что значительно повысило точность и производительность работы.

     В ходе исследований впервые метод оптического индицирования использован при изучении влияния состава топлива и условий смесеобразования на протекание рабочего процесса и образование токсичных веществ в цилиндре дизеля. Регистрировались следующие параметры: индикаторная диаграмма давления в цилиндре, диаграммы давления топлива перед форсункой и подъема иглы форсунки, диаграммы интенсивности излучения пламени на двух длинах волн и диаграмма интенсивности проходящего через цилиндр луча источника света (лазера). Индикаторные диаграммы, диаграммы излучения пламени и поглощения света обрабатывались по методикам, разработанным на кафедрах ДВС С-ПбГТУ и АлтГТУ с целью определения характеристик тепловыделения,  объемных  полей температур и концентраций сажи в цилиндре. Проводился анализ содержания токсичных компонентов в ОГ. Экспериментальные установки выполнены на базе дизелей 1Ч13/14 (УК-2) и 4Ч8,5/11 (Д-37Е), оснащенных нагрузочными устройствами электрического типа, обеспечивающими их работу на различных нагрузочных и скоростных режимах. В ходе исследований проведены сравнительные испытания дизеля 1Ч13/14, укомплектованного поршнем с камерой сгорания типа ЯМЗ и с камерой сгорания по а.с. №1456622, разработанной в АлтГТУ, имеющей специальную конфигурацию для обеспечения повышенной турбулизации воздушного заряда в процессе смесеобразования  и сгорания.  Нагрузочная характеристика дизеля приведена на рис. 1. Для обеспечения многоканального оптического зондирования цилиндра произведена доработка двигателей. В корпусе цилиндра и гильзе двигателя 1Ч13/14 выполнены три пары соосно расположенных отверстий (окон), снабженных разобщительными устройствами. В гильзе цилиндра 4Ч13/14 выполнены 12 пар отверстий. Окна, расположенные на противоположных сторонах цилиндра, образуют измерительный канал. Измерительные каналы выполнены с параллельными осями окон. Зондирование производится в направлении, перпендикулярном оси цилиндра двигателя. Зондирование цилиндра дизеля Д-37 производится также в продольном направлении через канал, оптическая ось которого проходит через головку цилиндра и поршень параллельно оси цилиндра.

 

Рис. 1. Нагрузочная характеристика дизеля 1Ч13/14, n = 1800 мин -1, —о— - к.с.

 ЯМЗ,----------к.с. опытная, без наддува

 

     Расположение измерительных каналов в цилиндре дизеля 1Ч13/14 показано на рис. 2. Два измерительных канала (1 и 3) выполнены на образующих гильзы с пересечением продольной оси цилиндра. Ось третьего измерительного канала (3) отстоит от оси цилиндра в радиальном направлении на относительное расстояние r/R=0,77. Расстояние от плоскости головки цилиндра до осей измерительных каналов составляют соответственно s/S=0,09 для пар отверстий №1 и №2, и s/S=0,36 для пары отверстий №3. Луч ОКГ направляется в измерительный канал, и суммарное излучение ОКГ и пламени по волоконному световоду поступает в блок приемников излучения (БПИ). В БПИ происходит выделение из суммарного излучения двух квазимонохроматичных составляющих с λ=0,397 мкм и λ=0,634 м преобразование их в пропорциональные электрические сигналы фотоумножителями. Выходные сигналы подключаются к входам регистрирующего устройства, где происходит их преобразование в цифровой код, передача в оперативное запоминающее устрой ЭВМ, обработка с помощью пакета программ и выдача на магнитный носитель и печатающее устройство.

     Определялись объемные температуры пламени и концентрации сажи в  цилиндре. Также определялись индикаторные и эффективные показатели рабочего процесса и содержание токсичных компонентов в отработавших газах при работе на дизельном топливе ГОСТ 305-82 альтернативных топливах смесях дизельного топлива со спиртами).

     Распределение температур пламени Т концентраций сажи С в цилиндре дизеля УК с камерой сгорания типа ЯМЗ и камерой сгорания по а.с. №1456622 при n=1800 мин -1 и Pmj=0,82 МПа и дизеля Д-37Е при n=1750 мин -1 и Pmj=0,74 МПа представлены на рис.3, 4. Они показывают, что для дизеля наиболее высокий уровень температуры пламени и   концентрации сажи в  центре камеры сгорания  наблюдается при положении поршня, близком к ВМТ.

 

Рис. 2. Расположение зондирующих отверстий в опытной камере сгорания

 

     Кривые концентрации сажистых частиц характеризуются первоначальным ростом концентрации С (несколько позже момента начала видимого сгорания), достижением максимума и последующим интенсивным снижением вследствие выгорания сажи. Для температуры пламени изменение по углу поворота коленчатого вала заключается в снижении уровня температуры относительно максимального в момент начала регистрации. Для концентрации сажи типичны кривые с максимальной концентрацией С в момент начала регистрации с последующим интенсивным снижением и выравниванием к моменту открытия выпускного клапана. Кривые изменения температур и концентраций в радиальном направлении представлены на рис. 5 и 6. Локальные температуры и концентрации сажи имеют наибольшую неравномерность в положении поршня, близком к ВМТ. По мере движения поршня к НМТ наблюдается тенденция к выравниванию температурных полей. Для исследованных камер сгорания характерны наибольшие концентрации сажи на периферии камеры сгорания (в 1,2-2,2 раза выше, чем на оси цилиндра).

     Сравнение мгновенных температурных и концентрационных полей в цилиндре в случае с камерой сгорания типа ЯМЗ и опытной позволяет зафиксировать значительные количественные различия.

      В рамках проведенных исследований представляет  интерес оптическое индицирование параметров рабочего процесса дизеля при работе его на альтернативных топливах.

     Для эксперимента были отобраны следующие топлива:

1. Смесевое топливо (60% диз. топлива, 20% этанола, 20% октанола).

2. Смесевое  топливо  (3% пропанола, 97% диз. топлива).

3. Смесевое топливо (3% нитробензола, 97% диз. топлива).

     Топлива 2 и 3 были опробованы в качестве растворителей для присадки MnCI2, снижающей дымность выхлопа.

4. Топливо, содержащее ≈ 97% диз. топлива, 3% пропанола и 0,05% MnCI2.

     Результаты оптического индицирования цилиндра дизеля и измерений уровней вредных выбросов с ОГ при работе на перечисленных топливах представлены на рис. 7-8.

     Из графиков видно, что топливо №1 обеспечивает  средние  уровни температур пламени и концентрации сажи, а также наименьшие уровни выбросов окислов азота.

     Наименьшие температуры и концентрации сажи наблюдаются в экспериментах с топливом №4. Это кореллирует с известными данными о применении антидымных присадок ЦТМ на основе марганца. Ионы марганца, выделяющиеся из присадки, выступают ингибиторами в реакциях образования сажи и катализаторами при ее выгорании. Выбросы окислов азота несколько выше, чем для топлива №1 на режимах частичных нагрузок, и несколько ниже на режимах, близких к номинальным. Воздействие присадки марганца на рабочий процесс можно проследить, сравнивая графики для топлив №2, (топливо с пропанолом без присадки MnCI2) и №4. Топливо №2 имеет большие уровни температур и концентраций сажи. Уровни выбросов окислов азота примерно соответствуют топливу №1. Большое количество связанного азота в топливе №3, обладающего низкими значениями энергии активации, приводит к образованию большего количества топливных окислов азота, и, в результате, к значительному повышению (в 2 раза) выбросов окислов азота с отработавшими газами.

     Оно характеризуется также наиболее высокими уровнями температур пламени. В то же время концентрация сажи в цилиндре, начиная с φ=30° п. к. в. после ВМТ, значительно меньше (в 2-3 раза), чем для топлив №№ 1, 2, 4.

 

Температура пламени в цилиндре Ч13/14, n=1800 1/мин, Pmi=0,83 МПа

 Ч10,5/12, n=1750 1/мин, Ре=0,74 МПа

 

 

Концентрация сажи в цилиндре 413/14, п=1800 1/мин, Pmi=0,83 МПа

410,5/12, п=1750 1/мин, Pmi=0,74 МПа

 

 

Fi, град.п.к.в.

 

Рис. 4.

 

Температура пламени в цилиндре 1Ч 13/14, n=1800 1/мин, Pmi=0,83МПа, L=0,13S

1Ч 10,5/12, n=1750 1/мин, Pmi=0,74Mna, L=0,09S

 

 

Fi, град.п.к.в.

 

Рис. 5.

 

Концентрация сажи в цилиндре 1Ч 13/14, n=1800 1/мин, Pmi=0,83 МПа, L=0,09S

1Ч 10,5/12, n=1750, Pmi=0,74 МПа, L=0,13S

 

 

Fi, град.п.к.в.

 

Рис. 6.

 

Температура пламени в цилиндре дизеля 1Ч 13/13 при работе на различных топливах,

n=1800 1/мин, Pmi=0,83 МПа, r/R=0, L=0,09S

 

 

Fi, град.п.к.в.

 

Рис. 7.

 

Концентрация сажи в цилиндре дизеля 1Ч 13/14 при работе на различных топливах,

n=1800 1/мин, Pmi=0,83 МПа, r/R=0, L=0,09S

 

 

Fi, град.п.к.в.

 

Рис. 8.

 

     Для прогнозирования экологических характеристик дизеля разработана математическая модель рабочего процесса дизеля и образования токсичных веществ, позволяющая учесть локальную турбулизацию воздушного заряда. Произведен анализ существующих методик расчета параметров рабочего процесса и процессов образования токсичных веществ в цилиндре дизеля, позволивший разработать методику и алгоритм расчета экологических показателей дизельного двигателя. Модель имеет вид "серого ящика", поскольку часть подсистем известна и описывается математическими выражениями, а часть - описана полуэмпирическими уравнениями и регрессионными зависимостями.

     За основу при разработке модели принят алгоритм, предложенный Н.Ф. Разлейцевым. В то же время, для решения поставленных задач в алгоритм введены новые расчетные блоки, или подпрограммы:

-  расчета параметров рабочего тела в цилиндре,

- расчета температуры пламени,

- расчета образования  термических окислов азота,

- расчета выбросов углеводородов и окиси углерода,

- предложены выражения  для учета влияния турбулентности воздушного заряда на рабочий процесс дизеля.

     Для моделирования характерных нагрузок в эксплуатации были использованы данные о режимах эксплуатации, приведенные в работах сотрудников кафедры ДВС АлтГТУ, материалы, полученные автором при проведении хоздоговорных работ на АО «Алтайдизель» и АО ХК «Барнаултрансмаш» и материалы научно-технической информации.

     Для расчета образования окислов азота была принята методика, разработанная на кафедре ДВС С-ПбГТУ, как наиболее удобная с точки зрения использования данных индицирования, достаточно апробированная в расчетах, дающая хорошее совпадение экспериментальных и расчетных данных.

     При разработке математической модели рабочего процесса дизеля и моделировании использовались результаты проведенных исследований, в том числе результаты многоканального оптического индицирования при работе на дизельном и альтернативных топливах, которые позволили составить представление о влиянии ряда факторов на различные фазы процесса сгорания.

     Для учета влияния вихревого движения воздушного заряда на динамику образования и уровни вредных выбросов дизеля дополнен алгоритм расчета параметров процесса сгорания. Анализ формирования рабочего процесса дизеля показал, что учет влияния турбулентности на рабочий процесс может происходить через изменение динамики испарения топлива в топливном факеле и со стенок камеры сгорания, и через изменение периода задержки воспламенения. В этом случае константа испарения топлива может иметь вид: 

где Tu коэффициент турбулизации воздушного заряда, а выражение для расчета периода задержки воспламенения:

     Поскольку прямые измерения скоростей движения воздушного заряда в цилиндре двигателя автором не проводились, на настоящем этапе для учета влияния турбулизации коэффициент турбулизации воздушного заряда  предложено рассчитывать через относительные величины концентраций сажи в камере сгорания с турбулизаторами и в цилиндрической камере сгорания, полученные экспериментальным путем.

     Результаты расчетов текущего содержания сажи в цилиндре дизеля 1Ч13/14 по углу поворота коленчатого вала сравнивались с результатами многоканального оптического индицирования двигателя 1Ч13/14, проведенного автором на кафедре ДВС АлтГТУ. Отмечена сходимость результатов в пределах 10%. Моделирование показало, что принятая за основу физическая модель сгорания в цилиндре и разработанный алгоритм расчета дает удовлетворительную сходимость результатов расчета, при соответствующей настройке модели, с индикаторными диаграммами реальных дизелей, полученными одним из методов индицирования и результатами измерения дымности и токсичности отработавших газов.

     Описанная математическая модель позволила провести анализ влияния некоторых факторов, таких, как степень сжатия, регулировка угла начала подачи топлива, продолжительность подачи топлива, давление наддува, охлаждение наддувочного воздуха, интенсивности движения воздушного заряда в цилиндре на уровни выбросов токсичных веществ с отработавшими газами. Анализ проводился для дизеля 1Ч15/18 (ОД БМД). Настройка модели проводилась по индикаторным диаграммам рабочего процесса дизелей 1Ч15/18 и 6Ч15/18 и результатам измерения дымности и токсичности выхлопа этих дизелей. Расчет влияния турбулизации на рабочий процесс (рис. 9) показал результаты, сходные с имеющимися в научно-технической литературе, и подтверждает результаты измерений выбросов окислов азота дизелями Ч13/14 и ЧН13/14 с камерами сгорания по а.с. №1456622, проведенных ранее в АлтГТУ.

 

 

Рис.9. Влияние турбулизации на рабочий процесс дизеля

1Ч13/14, Pi=0,83, n = 1800 мин -1,-----------к.с. ЯМЗ,

--------к.с. опытная

 

     Период задержки воспламенения снижается, уменьшается также доля теплоты, выделившаяся в первой фазе. Продолжительность сгорания, следовательно и продолжительность окисления азота, уменьшается. Эти факторы приводят к значительному снижению выбросов NOX с отработавшими газами в случае применения газотурбинного наддува во всем диапазоне нагрузок и частот вращения, и к некоторому повышению выбросов NOX на расчетном режиме для безнаддувного дизеля.

     Разработанный метод исследований позволил получить информацию о влиянии локальной турбулизации воздушного заряда в камере сгорания на формирование полей температуры и концентрации сажи в цилиндре дизеля которые являются основой для математического моделирования внутрицилиндровых процессов и разработки конкретных мероприятий по улучшению экологических характеристик дизелей.

     Основные результаты проведенных исследований докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции «Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания», 1988 г., г. Киров; на Всесоюзном межотраслевом научно-техническом семинаре «Тепловыделение, теплообмен в ДВС и теплонапряженность их деталей», 1989 г., г. Санкт-Петербург, С-ПбГТУ; на Всесоюзном научно-практическом семинаре «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС», 1989 г., г. Владимир, ВПИ; на постоянно действующем научно-техническом семинаре «Исследование рабочего процесса и систем быстроходных дизелей», 1987-1994 гг., г. Барнаул, АптГТУ; на Международной научно-технической конференции «Совершенствование быстроходных дизелей», 1993 г., г. Барнаул, АлтГТУ.

     Результаты проведенных работ используются в АО ХК «Барнаултрансмаш» при разработке рабочего процесса перспективных дизелей, а также при проведении научных исследований и в учебном процессе кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» АлтГТУ им. И. И. Ползунова.

     На основе результатов исследований можно сделать следующие выводы.

1. Организация мелкомасштабной турбулентности воздушного заряда в камере сгорания путем применения камер сгорания специальной  конфигурации является существенным резервом совершенствования рабочего процесса дизеля с объемно-пленочным смесеобразованием в направлении уменьшения уровней его вредных выбросов при сохранении или улучшении его топливной экономичности.

2. Разработанный метод многоканального оптического индицирования с автоматизированной системой для сбора и обработки экспериментальных данных на основе микро-ЭВМ позволил получить новые данные о температурах пламени и концентрации сажистых частиц в цилиндре дизеля, которые свидетельствуют о существенном временном и пространственном изменении этих характеристик в объеме цилиндра. Например, для температур в верхнем поясе цилиндра они составляют: в камере сгорания типа ЯМЗ - 350 К; в опытной камере сгорания с турбулизаторами - 250 К; для концентраций сажи: в камере сгорания типа ЯМЗ - в 4-6 раз; в опытной камере сгорания с турбупизаторами - в 8-10 раз.

     Следовательно, возникает необходимость их учета при анализе внутрицилиндровых процессов и при математическом моделировании, особенно при расчетах образования токсичных веществ в цилиндре.

3. Предложено использование метода оптического индицирования при исследовании влияния условий смесеобразования на протекание рабочего процесса и образование вредных веществ в цилиндре дизеля. Выявлено, что, несмотря на более высокие максимальные значения концентрации сажи в цилиндре, опытная камера сгорания с турбулизаторами обеспечивает уменьшенные на 30% уровни выбросов сажи с ОГ. Эффект достигается за счет благоприятных условий для выгорания сажи.

      В ходе работ получен ряд конкретных результатов.

1. При комплектации дизеля 1Ч13/14 без газотурбинного наддува поршнем с камерой сгорания по а.с. №1456622, обеспечивающей мелкомасштабную турбулизацию воздушного заряда, получено снижение выбросов сажи по сравнению с к,с. типа ЯМЗ на 25-30%, выбросы углеводородов СХНУ снижены в два раза, выбросы окиси углерода СО незначительно снижаются при Ре<0,42 МПа, и увеличиваются при Ре>0,45 МПа.  При этом возрастают выбросы окислов азота. Улучшение топливной экономичности на 3-4 г/кВт-ч наблюдалось при Ре<0,42-0,45 МПа, а при Ре >0,45  МПа наблюдалось  ухудшение топливной экономичности.

2. При комплектации дизеля 1ЧН13/14 с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха поршнем с камерой сгорания по а.с. №1456622, обеспечивающей мелкомасштабную турбулизацию воздушного заряда, достигается снижение выбросов окислов азота на 9-25%, углеводородов СХНУ на 20%, сажи - на 25% во всем диапазоне нагрузок. Содержание СО снижается при Ре>1,08 МПа и повышается при Ре<1,08 МПа. Снижение удельного индикаторного расхода топлива достигает 10 г/(кВт-ч)  при   Ре=1,2 МПа.

3. Уменьшением угла опережения начала подачи топлива с 30 до 25° п.к.в. до ВМТ выбросы ΝΟΧ дизеля Ч15/18 могут быть снижены на 28% при повышении выброса сажи на 5% и сохранении уровня выбросов СхНу.

4. Применением охлаждения наддувочного воздуха дизеля ЧН15/18 можно снижать выбросы ΝΟΧ в среднем на 10% на каждые 15 К при сохранении уровня выбросов сажи и незначительном увеличении выбросов СхНу.

5. При использовании смеси 60% дизельного топлива, 20% октанола, 20% этанола в качестве альтернативного топлива в дизеле Ч13/14 с камерой сгорания по а.с. №1456622 достигнуто снижение выбросов сажи в 2-3 раза. Выбросы окислов азота возрастают в среднем на 10% за счет увеличения периода задержки воспламенения, повышения жесткости процесса.

     В связи с началом проведения работ на кафедре ДВС АлтГТУ по исследованию и доводке рабочего процесса дизелей ВАЗ-341 (4Ч7,6/8,2) автором производится перевод автоматизированной измерительной системы на платформу IBM PC и новую элементную базу (аналого-цифровые преобразователи, мультиплексоры фирмы MAXIM). Также, в качестве дальнейшего развития метода оптического индицирования планируется проведение оптического зондирования вихревой камеры и основного цилиндра дизеля ВАЗ-341.

 

     ЛИТЕРАТУРА

 

1. Вагнер В.Α., Русаков В.Ю., Гладышев А.В., Кулманаков СП. Система автоматизированного сбора информации в ДВС //Двигателестроение.- 1990.- №4.- с. 37-38.

2. Вагнер В.Α., Гладышев А.В., Русаков В.Ю. Работа дизеля на углеводородном топливе, насыщенном аммиаком // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тез. докл. всес. науч.-практ. семин.-Владимир.- 1989.

3. Двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия: А.с. №1550196 СССР, МКИ4 F02 В 23/06 / А.Л.Новоселов, В.Ю.Русаков, В.А.Синицын, А.Ю.Сергеев. АлтПИ. Заявл. 16.05.88. Опубл. 15.03.90., Бюл. №10.

4. Моделирование вредных выбросов дизелями / А.Л.Новоселов, В.Ю.Русаков // Информационный листок,- Барнаул: ЦНТИ, 1989,-№89-30.

5. Новоселов А.Л., Русаков В.Ю. Анализ динамики образования окислов азота и сажи в цилиндре дизеля // Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания: Тез. докл. всес. науч.-техн. конф., 24-27 мая 1988 г. - Киров,- 1988. С. 170-171.

6. Новоселов А.Л., Русаков В.Ю., Вагнер В.А., Синицын В.А. Применение водорода и соединенней бария в качестве присадок к дизельному топливу // Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания: Тез. докл. всес. науч.-техн. конф., 24-27 мая 1988 г.- Киров.- 1988. С. 154-155.

7. Новоселов А.Л., Русаков В.Ю. Моделирование вредных выбросов дизеля // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: Тез. докл. всес. науч.-практ. семин.-Владимир.-1989.

8. Новоселов А.Л., Русаков В.Ю. Влияние организации движения воздушного заряда на вредные выбросы дизелей // Совершенствование быстроходных дизелей: Межвуз. сб. науч. трудов.- Барнаул.- 1991. С. 165-171.

9. Русаков В.Ю. Моделирование процессов образования токсичных веществ в цилиндре // Совершенствование быстроходных дизелей: Тез. докл. международ, науч.-тех. конф.- Барнаул.-1993. С. 66-67.

10. Русаков В.Ю., Вагнер В.А. Результаты исследований рабочего процесса дизеля при работе на альтернативных топливах.- В кн.: Труды факультета пищевых производств./ Сб.статей// АлтГТУ им. И.И. Ползунова.- Барнаул, 1994.-40 с.

11. Русаков В.Ю., Вагнер В.А. Результаты исследований параметров рабочего процесса дизеля с различными камерами сгорания.- В кн.: Труды факультета пищевых производств./ Сб.статей// АлтГТУ им. И.И. Ползунова.- Барнаул, 1994.-40 с.