WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Тихомиров Станислав Александрович

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПУСКА И ПРОГРЕВА

КОНВЕРТИРОВАННОГО АВТОМОБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО ДВС

С ДИСКРЕТНЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ ТОПЛИВОПОДАЧИ

Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород 2014

Работа выполнена на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели»

Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Химич Владимир Леонидович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор Дыскин Лев Матвеевич.

кандидат технических наук, профессор Жолобов Лев Алексеевич.

Ведущая организация: Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ).

Защита диссертации состоится 15 мая 2014 г. в 14 часов в аудитории на заседании диссертационного совета Д212.165.04 в Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603950, г.Нижний Новгород, ул.

Минина, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е.Алексеева и на сайте университета по адресу: http://www.nntu.ru/content/aspirantura-i-doktorantura/dissertacii Автореферат разослан 07 апреля 2014 года Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д212.165. доктор технических наук, профессор Л.Н.Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Главными проблемами развития ДВС на современном этапе остаются снижение токсичных выбросов и улучшение топливной экономичности. Это справедливо и для тех, что используют потенциальные заменители нефтяного топлива – сжиженный нефтяной (СНГ) и компримированный природный (КПГ) газ. Признавая бльшую экологическую чистоту газовых топлив, мы не реализуем их преимущества именно там, где они очевиднее всего – при пуске и прогреве холодного двигателя. При испытаниях по Европейскому ездовому циклу около 80% всех токсичных компонентов выбрасывается за первый километр пути. При этом среди конструкций, предлагаемых на рынке газовых систем, нет вариантов организующих самостоятельный пуск на газе.





Под маркой однотопливного газового автомобиля выпускаются автомобили, имеющие небольшой бензиновый бак и бензиновую систему топливоподачи для пуска. Но даже с дополнительной бензиновой системой однотопливных автомобилей выпускается очень мало. Наиболее распространенным способом газификации транспорта в мире остается конвертация на газ серийного бензинового автомобиля. Такой перевод неизбежно связан с некоторым снижением эксплуатационных показателей двигателя на газе, однако позволяет реализовать весь комплекс экологических требований на прогретом двигателе, обеспечивая регулирование с обратной связью по кислородному датчику и имея достаточное быстродействие при работе на переходных режимах. Организация пуска и прогрева двигателя здесь полностью остается на бензине, притом, что количество холодных дней в нашей стране очень велико.

Поэтому проблемы организации дозирования, смесеобразования, распределения и воспламенения газовоздушной смеси на непрогретом двигателе сохраняют актуальность, особенно в свете экологических требований сегодняшнего дня. Соответственно разработка и исследование системы газоподачи, способной обеспечить пуск, прогрев и последующую работу автомобильного двигателя непосредственно на газе, актуально сегодня как никогда.

Цель работы. Разработка и исследование системы коррекции дискретной газоподачи для организации холодного пуска и прогрева искровых двигателей, конвертированных на питание газовым топливом.

Достижение указанной цели предполагает создание оригинальной конструкции аппаратов газоподачи и предусматривает решение следующих задач:

- выбор принципа дозирования газа на пуске-прогреве применительно к существующим двигателям с искровым зажиганием;

- аналитическое исследование пределов изменения состава приготовляемой смеси при использовании принятого принципа дозирования;

- разработка элементов системы коррекции и аналитическая оценка их возможностей по обеспечению регулирования;

- разработка общей схемы газоподачи с элементами коррекции, способной переключаться при смене режимов без утраты своих свойств;

- экспериментальные исследования мощностных, экономических, экологических, пусковых качеств двигателя на макетном образце разработанной системы подачи газа.

Объект исследований. Двигатель ВАЗ-21114 с системой дискретной распределенной подачи газа, дополненной корректором пуска.

Методы исследования. При проведении теоретических исследований использованы общие законы газовой динамики, аналитической механики, теория рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Экспериментальные исследования проводились на моторном стенде с двигателем ВАЗ-21114.





Научная новизна:

- обоснована необходимость организации для газовых двигателей на режимах холодного пуска и прогрева непрерывной подачи газа при сохранении в целом дискретного дозирования;

- разработан метод пусковой коррекции газоподачи для двигателей, конвертированных на газ с использованием алгоритмов, применяемых для бензина;

- аналитически определены выходные характеристики ограничителя давления, обеспечивающего соответствующую коррекцию при пуске;

- разработан конструктивный комплекс системы газоподачи объединяющий элементы дискретного впрыска и непрерывной подачи газа, позволяющий обеспечить дозирование при пуске и прогреве, равно как и на других режимах.

Основные положения, выносимые на защиту:

в теоретической части – аналитическое исследование системы и элементов газоподачи;

в конструкторской части – конструкция элементов газоподачи для системы питания газовых двигателей;

в экспериментальной части – рабочие характеристики двигателя с экспериментальной системой газоподачи.

Достоверность результатов. Проведенный комплекс экспериментальных исследований на полноразмерном двигателе подтверждает основные теоретические положения, взятые за основу разработанной системы подачи газа.

Практическая ценность работы:

- создана конструкция системы газоподачи для конвертации автомобильных бензиновых двигателей, обеспечивающая без существенного усложнения конструкции управление расходом газа, в том числе и на пусковых режимах;

- предложена конструкция корректора пуска, встраиваемого в общую систему без искажения характеристик последней;

- разработан метод конструирования ограничителя давления с позиций достижения плавности переходов при его отключении.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований используются для конструкторской проработки газовых систем при конвертировании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г. Н.Новгород) и ООО «Финанс-эксперт» (г.

Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, в учебный процесс кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели»

НГТУ в курсах «Системы ДВС», «Газовые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и были одобрены на:

- 79 международной научно-технической конференции «Безопасность транспортных средств в эксплуатации», Н.Новгород: НГТУ, 2012 г;

- всероссийских научно-технических конференциях «Будущее технической науки», НГТУ Н.Новгород, 2010…2013 гг.

Публикации. Всего опубликовано 8 научных трудов, в том числе по теме диссертации 7, среди них 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Общий объем опубликованного материала составляет 1,2 печ. л., из них принадлежащих автору диссертации 1,0 печ. л.

Структура и объем диссертации. Диссертации состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Диссертация содержит 120 страниц, 54 рисунка, список литературы из 111 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится сравнение выходных параметров искровых двигателей при переводе их на газовое топливо. Наибольший вклад в разработку теоретических основ применения газовых топлив и создание средств их реализации сделан отечественными исследователями: Генкиным К.И., ГольдблатомИ.И., Горшковым С.А., Маховым В.З., Половинкиным В.Н., Самолем Г.И.

Ограниченные возможности механических систем не позволяли обеспечить эффективность работы двигателя на всех режимах. В то же время нельзя не признать, что это был единственный тип газоподающей системы, который позволял на газе осуществлять холодный пуск двигателя, его прогрев и движение автомобиля сразу после пуска. Именно по этой схеме в мире выпускались серийные автомобили, которые были по настоящему однотопливными.

В бензиновых двигателях сегодняшнего поколения основным исполнительным элементом стали электромагнитные форсунки. В настоящее время электромагнитные форсунки разработаны и для подачи газообразного топлива.

Для конвертированного двигателя, уже имеющего бензиновые форсунки, геометрически разместить форсунки газовые сложно, и это вынуждает конструкторов располагать их отдельно, а на впускной трубе устанавливаются небольшие распылители, соединенные с форсунками шлангами.

Что касается программ управления, то для однотопливного газового двигателя, например, стационарного, можно разработать программы, в которых прописано управление газоподачей не только на основных рабочих режимах, но и на пуске и прогреве. Применительно к автомобильным двигателям, конвертированным на газ вне конвейера, многообразие не позволяет разрабатывать блоки индивидуально под каждый из них. В результате во всем мире распространился единый подход. Электронный блок и программа управления, анализирующая все датчики, и формирующая выходные сигналы сунок, увеличивает их длительность на величину поправочных коэффициентов и перенаправляет на форсунки газовые. Форсунки бензиновые своих импульсов не получают и остаются закрытыми. Работа на газе идет по программе, подготовленной бензиновым ЭБУ.

При пуске на газе использовать такой подход невозможно. Импульсы, подаваемые на бензиновые форсунки на холодном двигателе, многократно увеличены. Бензин подается в бльших количествах для компенсации его недостаточной испаряемости. Если по описанному алгоритму управлять на пуске подачей газа, расход газа также будет многократно увеличен. Поскольку газ испарен всегда, смесь становится чрезмерно богатой, а двигатель неработоспособен.

Кроме переобогащения, дискретная подача несет на непрогретых режимах дополнительные проблемы. Каждое открытие форсунки организует на короткое время максимальный расход топлива через нее. Резкий бросок газа превращается в «удар» для всех элементов газового тракта. Если на прогретом двигателе (и редукторе) это переносится относительно безболезненно, то для «холодных» механизмов может стать катастрофичным. Все известные двигатели, которые пускались на газе (это были двигатели со смесителями) имели непрерывную подачу газа. Только такая комбинация непрерывной подачи с небольшим абсолютным расходом давала возможность элементам газоредуцирующей системы безболезненно обеспечивать пуск.

На непрогретых режимах следует считать целесообразным полное игнорирование дискретной подачи газа и ориентирование только на гидравлические свойства самой газоподающей системы. В этой зоне экологическое преимущество газовых двигателей будет достигаться за счет свойств газа, а не нейтрализаторов, которые пока неработоспособны. Система газоподачи должна объединять в себе дискретное электронное Рисунок 2 - Схема системы газоподачи Система газоподачи (рис.2) включает в себя газовый редуктор, подающий газ через пусковой корректор в рампу газовых форсунок, от которых уже газ идет к распылителям, ввернутым непосредственно в патрубках впускной трубы.

Узел коррекции максимально прост и не содержит прецизионных подвижных элементов. В потоке газа, проходящего сквозь него, снижается давление, что необходимо для уменьшения обогащения, «скопированного» у бензиновой системы. Как показано далее в работе, при соответствующем подборе площадей и сечений корректора основано правильное функционирование системы понижения давлений в целом.

Весь механизм коррекции оказывает на газовый поток демпфирующее действие. Тем самым выполняется условие по переводу потока газа в более стабильное состояние. Демпфирование может регулироваться выбором сечения канала управления, что потребовало дополнительного анализа.

Во второй главе представлен математический аппарат, разработанный для теоретического изучения особенностей системы газоподачи с корректором пуска. Приведена общая методика исследования. Основным элементом системы становится двухкамерный мембранный узел – ограничитель – понижающий давление на выходе давлением рs, поступает дальше в рампу газовых форсунок. Оно зависит от давления управления ру в надмембранной полости и от выходной характеристики ограничителя. Последняя определена из условий равновесия всех сил, действующих на клапан при любом его положении, и может быть представлена выражением: (р1–ру) S1 ам - (ру–рs)S2 ам – (F – Fпс) = 0 ;

где: р1 - давление газа после газового редуктора; рs – давление газа после ограничителя; ру – управляющее давление в надмембранной полости; ам - коэффициент активности мембраны; F - сила пружины, закрывающая клапан; Fпс - сила предварительного сжатия пружины.

В нашем случае жесткостью мембраны можно пренебречь ввиду малости хода, а также с учетом введенного коэффициента К=S1/ S2, выражение примет где П – усилие пружины, поскольку при малых перемещениях мембраны текущее усилие пружины не намного отличается от усилия предварительного ее сжатия.

Решая уравнение относительно рs, получим следующее выражение ps p1 П / S1, которое дает искомую зависимость только при статическом состоянии рs = ру. В динамике следует предположить, что равенство рs = ру будет нарушаться, вызывая дополнительные силы в механизме. В работах C.А. Горшкова показано, что работа подобных пневмоповторителей в динамике значительно зависит от сечения канала управления Sу. Чтобы проанализировать поведение механизма представим выражение (1) в форме:

где Fрез – результирующая сила на мембране.

Преобразования приводят к следующей зависимости: рs + А – В·ру = С (3) где А и В константы, С – величина, пропорциональная результирующей силе на мембране. При С = 0 несбалансированных усилий на мембране нет. При С 0 присутствует сила, направленная вверх, что вызывает резкий подъем тарелки мембраны и соответствующее увеличение сечения. Работа в таком режиме сопровождается существенным перерегулированием. При С 0 аналогичная сила направлена вниз, и прижимает тарелку к седлу. Это означает кратковременное блокирование подачи газа при изменении режимов.

Соответственно, потребовалось провести поиск рациональных сечений и объемов полостей в ограничителе, при которых протекание процесса газоподачи на переходных режимах будет максимально близко к статическому. В предположении, что на систему воздействует стандартный единичный импульс, что в нашем случае аналогично скачкообразному увеличению расхода газа через форсунку, расход через нее можно записать следующим образом:

dminj Ginj dt, а расход через управляющий жиклер: dmу G у dt Очевидно, что при резком изменении расхода газа через ограничитель наступает кратковременное падение давлений как после него рs, так и в камере управления ру. Причем падение управляющего давления протекает медленнее.

Поскольку изменения давлений максимально значимы именно на первом отрезке времени, можно заменить реальную экспоненциальную зависимость падения давления на первом малом отрезке времени dt линейной зависимостью.

Рассмотрим при этом изменение величин давлений и сил в ограничителе, пользуясь стилизованным уравнением (3). Результаты отразим на графике (рисунок 4).

Слева на графике до ключевого момента t0 представлено статическое состояние с двумя характерными уровнями давлений – редуктора p1 и выходного ps. Они отличаются в соответствии с (3) на величину, определяемую усилием пружины П. От момента воздействия единичного импульса t0 давления ps и pу начинают линейно снижаться. Более информативной является линия эквидистантная ps на величину коэффициента А.

Рисунок 4 - Графический способ оценки параметров ограничителя Управляющее давление pу может снижаться с различным темпом, зависящим от объема надмембранной камеры ограничителя Vу и сечения канала Sу.

Эти вариации представлены тремя линиями pу1, pу2, pу3, отражающими разный темп изменения pу. Условно продлевая любую линию pу до абсолютного нуля можно определить точку, в которую придет вторая линия В·pу. В зависимости от того, совпадет ли она с линией ps + А, пройдет выше или ниже, будет зависеть величина параметра С, т.е. результирующей силы. В качестве оптимума следует рассматривать случай, где С = 0 и отсутствуют несбалансированные силы в механизме.

Для выбора конструктивных параметров ограничителя можно решить следующую систему уравнений. Определяющим является первый малый отрезок времени dt. Давление после ограничителя при прохождении единичного импульса снижается со скоростью, в то время как падение управляющего давления для достижения желаемого уровня сил должно отставать, идти со скоростью (рисунок 4).

Введем коэффициент у. За период времени Т, за который давление условно упадет до нуля, справедливо следующее:

Следует различать два типичных случая истечения газовой среды. При докритическом истечении расход зависит от соотношения далений до и после дросселя р2/р1. При закритическом – только от абсолютного давления р1. Расход а при зактритическом: W k Для сжиженных газов R = 186 Дж/(кг К), холодный пуск будем рассматривать в рамках Правил №83 ЕЭК ООН, т.е. при температуре –7оС (266 К), коэффициент расхода примем =0,8. Тогда:

В развитие (4) можно записать:

Поскольку параметр W будет различаться для истечения через форсунку с закритическим перепадом и через управляющий жиклер с докритическим, можно записать:

Для конкретных исполнений ограничителя, рассматриваемых в данной работе, следует ожидать, что Winj = 0,7, а Wу = 0,07. Тогда:

Таким образом, выявлены основные элементы, определяющие расходные характеристики представленной схемы. Требуемая настройка системы достигается выбором, прежде всего, коэффициента К – соотношения долей площади мембраны ограничителя – задающего основные коэффициенты А и В.

Усилие пружины П задает желаемое снижение давления в рампе газовых форсунок исходя из степени обогащения, которую надо убрать на газе.

Из уравнения (6) можно выбрать сечение управляющего жиклера Sу и объем управляющей камеры Vу достаточные для того, чтобы в динамике система находилась максимально близко к равновесию. В качестве критерия выступает сбалансированность сил на тарелке мембраны при резких скачках расхода, вызванных открытием газовых форсунок.

В третьей главе приведены методы экспериментального исследования рассматриваемой системы, представлены результаты предварительных экспериментов, направленных на приближение характеристик двигателя на газе к оптимальным. В двигатель были внесены стандартные изменения, организуемые при монтаже газового оборудования. Оценка качества смешения и равномерности распределения смеси по цилиндрам проводилась с разными точками ввода газа и с помощью сравнения являются регулировочные характеристики по составу смеси, снятые при постоянном расходе газа. Одна из таких характеристик, снятая для Рисунок 5 - Регулировочные характеристики по трех вариантов ввода газа, предсоставу смеси при постоянном расходе газа и разставлена на рис. 5. Заметно неных точках ввода:

1 – перпендикулярно потоку на 220 мм от клапана; которое различие в протекании 2 – перпендикулярно потоку на 310 мм от клапана; характеристик, однако выявленпод углом к потоку на 180 мм от клапана.

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований изготовленного макетного образца системы газоподачи, установленного в лаборатории кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели»

НГТУ на стенд с двигателем ВАЗ 21114. Получен комплект регулировочных, нагрузочных и скоростных характеристик для двигателя, оборудованного корректором пуска, и оценены пусковые свойства.

Корректор пуска установлен на участке от газового редуктора до рампы газовых форсунок. В качестве величины для оценки времени прогрева целесообразно принять период до включения блоком управления регулирования по кислородному датчику T. К этому моменту корректор пуска должен быть однозначно выключен. Учитывая экспоненциальную зависимость коэффициента избытка воздуха от времени прогрева, принимая предельно допустимое обеднение смеси с включенным корректором =1,1, а максимальное обогащение =0,7 (не допустить возможность образования в продуктах сгорания чистого углерода), можно назначить время включенного состояния корректора T=0,6 T.

Поэтому в схему ограничителя, представленного на рисунке 3, был добавлен электромагнитный клапан и пневматический делитель. При выключенном электромагнитном клапане ограничитель давления приобретает свой классический вид. При активированном клапане состояние соответствует принятой концепции организации холодного пуска с пониженным уровнем давления после ограничителя.

После сборки всей системы была проведена калибровка газоподачи. При работе на бензине основной блок управления по сигналу кислородного датчика устанавливает для себя коэффициенты долговременной коррекции. Задача калибровки на газе заключалась в подборе таких передаточных коэффициентов в ЭБУ-ГАЗ, чтобы эти коэффициенты практически не изменялись.

Достаточно распространено мнение, что при работе на газе необходимо увеличивать угол опережения зажигания по сравнению с тем, который устанавливается штатной системой для бензина. Поэтому началом работы стало косвенное сравнение действительных скоростей сгорания и температур отработавших газов бензо- и газовоздушных смесей через определение оптимальных углов зажигания в условиях двигателя, конвертированного на питание СНГ. В качестве режимов выбраны полные нагрузки, как наиболее опасные в плане перегрева клапанов. Результаты для n=4000 мин-1 представлены на рисунке 6.

Видно, что и на бензине и на газе оптимальные углы опережения равны, Рисунок 6 - Регулировочная характеристика по углу опережеВ целом проведенные ния зажигания. n=4000 мин-1, полная нагрузка, =0,91.

явили никакой склонности газовоздушных смесей к замедленному сгоранию.

Это дает возможность оставить углы опережения зажигания, заложенные в штатном ЭБУ, без изменений.

На рисунке 7 представлена внешняя скоростная характеристика после проведения всех калибровочных работ. Максимальный крутящий момент двигателя на бензине составил 134 Нм при n = 3500 мин-1. Максимальная мощность Рисунок 7 - Внешняя скоростная характеристика процесса пуска на бензине при стартовой температуре –7 С представлена на рисунке 8. По горизонтальной оси отложены порядковые номера рабочих циклов двигателя. Запись была остановлена после того, как двигатель перешел на регулирование по кислородному датчику по завершении (в нашем случае) циклов.

Рисунок 8 - Процесс пуска на бензине при -7 С сглажен линией тренда.

Пробные пуски на газе при температуре –7оС были реализованы со стандартной газовой системой без корректора пуска. Результаты представлены на Рисунок 9 - Пуск на газе дискретный без корректора менения давления газа в газовом редукторе рред. Оно не остается постоянным, а начинает скачкообразно подниматься, и к концу испытания превышает исходное давление почти втрое.

Объяснение кроется в дискретной работе газовых форсунок. Их циклическое открытие инициирует пульсирующий расход газа через систему. Холодный газовый редуктор не успевает справиться с испарением газа во время «бросков».

К концу записи двигатель встал от переобогащения.

Дальнейший эксперимент был проведен с установленным корректором пуска. По истечении времени 0,6T клапан управления корректором отключался. Запись холодного пуска представлена на рисунке 10.

Следует отметить, что пуск был удачным, сразу после пуска давление газа рред понизилось, компенсируя избыточную для газа длительность импульсов.

Коэффициент избытка воздуха изменяется подобно тому, что на бензине, но с бльшим обеднением. Концентрация СО не превышала 4%. После выключения клапана управления корректора давление газа поднялось на стандартный уровень 120 кПа, смесь обогатилась до значений примерно =0,8, концентрация СО поднялась. Однако к этому моменту двигатель успел прогреться до положительной температуры в системе охлаждения. Поскольку газовый редуктор был «отделен» от газовых форсунок корректором пуска, пульсации газа сглаживались. Это видно по более «гладкой» форме кривой давления газа.

После всех замеров было проведено сравнение площади под кривой СО за время T для пуска на бензине, и на газе с корректором. Эта площадь отражает интегральный (массовый) выброс окиси углерода за указанное время – МСО.

На бензине величина МСО составила 5,4 г, на газе – 0,96 г., что в 5,6 раза меньше. В пересчете на Европейский ездовой цикл (Испытание Тип VI) это соответствовало бы выбросам СО 6,7 г/км на бензине и 1,2 г/км на газе.

живался на улице в течение минимум 6 часов с последующим пуском на газе.

Минимальная температура окружающего воздуха, при которой осуществлялся пуск и прогрев двигателя - минус 16оС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В свете современных подходов снижения токсичности при конвертации искровых ДВС допустима только распределенная подача газа. Для организации холодного пуска двигателя непосредственно на газе разработан вариант, объединяющий в себе дискретное электронное управление на подавляющем большинстве режимов, и дополнительный модуль, выполняющий функцию корректора на режимах пуска и прогрева.

2. Параметрический анализ разработанной схемы газоподачи выявил основные факторы, обеспечивающие пуск: подача газа должна стать непрерывной на участке газового редуктора и проходить под пониженным давлением на газовых форсунках. Разработан двухкамерный корректор пуска, позволяющий простыми конструктивными решениями ограничить выходное давление газа.

Определены конструктивные параметры редуцирующей системы, позволяющие видоизменять уровни выходных давлений.

3. Получены выходные характеристики ограничителя давления газа. Выявлены основные элементы корректора, определяющие расход. Наиболее весомым определено соотношение площадей долей мембраны ограничителя, которое должно быть близко к 4,5. Для обеспечения работы корректора при резких скачках расхода, вызванных открытием форсунок, проведен расчет объема камеры управления и сечения управляющего жиклера. В рассмотренной схеме отношение площади жиклера к объему камеры управления должно быть в 1, раза больше отношения площади сечения применяемой газовой форсунки к объему трубопровода от корректора до блока форсунок.

4. Выполнены все предварительные калибровки системы газоподачи с установленным корректором и экспериментальное исследование макетного образца исследуемой системы газоподачи.

Сделано сравнение точек ввода газа во впускную трубу двигателя. Выявлено, что различия в поведении двигателя невелики, и при монтаже газового оборудования можно уделять внимание только технологической простоте.

Проведена косвенная оценка скоростей сгорания бензиновых и газовых смесей, которая показала минимальные различия. Установлено, что углы опережения зажигания при работе на газе могут быть оставлены без изменений.

Снят комплект нагрузочных характеристик. Параметры внешних скоростных характеристик хорошо согласуются с ожидаемыми, а именно, снижение мощности по сравнению с бензиновым вариантом примерно 4%.

5. Проведен комплекс экспериментов по холодному пуску двигателя при температуре –7оС с разными вариантами топливоподачи. Чисто дискретная подача газа через электромагнитные форсунки оказалась неудачной. В случае установки корректора пуска понижение давления вместе с непрерывностью расхода газа позволили осуществить холодный пуск при приемлемом уровне обогащения смеси без опасения за работоспособность газового редуктора.

Суммарный выброс окиси углерода за время Т при пуске-прогреве на газе составил 0,96 г, что в 5,6 раза меньше аналогичного выброса на бензине.

После переноса корректора пуска на автомобиль с имеющимся газобаллонным оборудованием четвертого поколения были осуществлены пробные пуски при температуре воздуха до –16оС. Оптимальная длительность включения корректора пуска (в долях от времени перехода на регулирование по датчику кислорода) – 0,6Т.

6. Результаты экспериментально-теоретических исследований используются для конструкторской проработки газовых систем при переоборудовании двигателей на газ в ООО «Арго» (г.Н.Новгород). Теоретические исследования внедрены в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (ЦБДДТЭ, г. Н.Новгород) и ООО «Финанс-эксперт» (г. Н.Новгород) для проведения технической экспертизы газобаллонных автомобилей и выдачи заключений на переоборудованные транспортные средства, на кафедре «Энергетические установки и тепловые двигатели» в курсах «Системы ДВС», «Газовые двигатели» при подготовке инженеров по специальности 140501.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК 1. Тихомиров, С.А. Оценка эффективности различных систем подачи газа автомобильных двигателей/ Скворцова М.А., Тихомиров С.А.// Транспорт на альтернативном топливе, 2012.– №3, С–20-22.

2. Тихомиров, С.А. Экспериментальное сравнение процессов сгорания бензиновых и газовых топлив в автомобильном двигателе / Транспорт на альтернативном топливе, 2013.– №3, С–48-51.

3. Тихомиров, С.А. Выбор оптимальных режимов работы искрового ДВС с мехатронной системой газораспределения / Тихомирова О.Б., Ушаков М.Ю. // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 5. С. 140.

Статьи, опубликованные в сборниках научных трудов 4. Тихомиров, С.А. Экспериментальная оценка оптимальных углов опережения зажигания газового двигателя. / Материалы международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки».

Н.Новгород: НГТУ, 2010.

5. Тихомиров, С.А. Использование биотоплива в автомобильных двигателях / Материалы международной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки». Н.Новгород: НГТУ, 2011.

6. Тихомиров, С.А. Развитие автомобильных систем подачи газа с электромагнитными форсунками / Материалы международной молодежной научнотехнической конференции «Будущее технической науки». Н.Новгород: НГТУ, 2012.

7. Тихомиров, С.А. Организация холодного пуска на газе конвертированного бензинового двигателя / Материалы 79 международной научнотехнической конференции «Безопасность транспортных средств в эксплуатации». Н.Новгород: НГТУ, 3-4 октября 2012.

8. Тихомиров, С.А. Направления экологического развития газовых двигателей / 18 сессия молодых ученых. Н.Новгород, 2013.

Печать офсетная. Уч.-изд.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева.

Типография НГТУ, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.



 
Похожие работы:

«Малкин Илья Владимирович Разработка технических средств снижения шумовых излучений системы газообмена двигателя легкового автомобиля 05.04.02 - Тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2014 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет на кафедре Управление промышленной и экологической безопасностью. Научный...»

«Булат Андрей Владимирович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СКВАЖИННОГО НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СЕПАРАТОРОВ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтяная и газовая промышленность) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«ХО ВЬЕТ ХЫНГ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ ХЛАДАГЕНТА R410A И ЕГО СМЕСИ С МАСЛОМ НА ТРУБАХ С РАЗВИТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В ИСПАРИТЕЛЯХ СУДОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН Специальность 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные) Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Астрахань - 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«Шилин Максим Андреевич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СТУПЕНЕЙ ГАЗОВЫХ ТУРБИН ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ СОТОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Специальность 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2014 1 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Брянский государственный технический...»

«Барабанов Андрей Борисович ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ СПОСОБОМ ТЕРМИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ Специальность 05.03.01. Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2009 Работа выполнена на кафедре Высокоэффективные технологии обработки Государственного образовательного...»

«АХТАРИЕВ РУСЛАН ЖАУДАТОВИЧ РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ВЫСОКОКОНТРАСТНОГО ОБЪЕКТА Специальность 05.02.13. – Машины, агрегаты и процессы (печатные средства информации) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2010 г. Работа выполнена на кафедре Технология допечатных процессов в ГОУВПО Московский государственный университет печати доктор технических наук, Научный руководитель профессор Винокур Алексей...»

«ШАЛЫГИН МИХАИЛ ГЕННАДЬЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТОРЦОВЫХ ПАР ТРЕНИЯ БИТУМНЫХ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ Специальность 05.02.04 – Трение и износ в машинах АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Брянск – 2010 2 Работа выполнена на кафедре Управление качеством, стандартизация и метрология ГОУ ВПО Брянский государственный технический университет доктор технических наук, профессор Научный руководитель Горленко Олег Александрович доктор...»

«САЖИН ПАВЕЛ ВАСИЛЬЕВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ НАПРАВЛЕННОГО ГИДРОРАЗРЫВА ГОРНЫХ ПОРОД Специальность: 05.05.06 - Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2007 Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук Научный руководитель – доктор технических наук Клишин Владимир Иванович Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Маметьев Леонид...»

«Сахаров Александр Владимирович УСТАНОВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТАНКОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОБОСНОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«Галкин Денис Игоревич РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ БЕЗОБРАЗЦОВОЙ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛА ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ Специальность: 05.02.11 – методы контроля и диагностика в машиностроении АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена на кафедре технологий сварки и диагностики в Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.