Розробка математичної моделі системи "двигун-нейтралізатор". Процес рециркуляції відпрацьованих газів. Тривалість згоряння і викиди шкідливих речовин. Поліпшення паливної економічності бензинового двигуна з системою нейтралізації відпрацьованих газів.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник - доктор технічних наук, професор Матейчик Василь Петрович, Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою «Екологія та безпека життєдіяльності». Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Абрамчук Федір Іванович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідуючий кафедрою «Двигуни внутрішнього згоряння»; кандидат технічних наук Клименко Олексій Андрійович, заступник завідуючого лабораторією дослідження використання палив та екології ДП «ДЕРЖАВТОТРАНСНДІПРОЕКТ». Захист відбудеться “26” листопада 2010 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.03 в Національному транспортному університеті за адресою: 01010, м.Основними джерелами енергії на автомобільному транспорті є поршневі ДВЗ, а їх паливна економічність і рівень забруднення навколишнього середовища являються основними характеристиками транспортних засобів. Для ефективного зниження викидів шкідливих речовин (ШР) з ВГ бензинових двигунів широко використовують засоби зовнішньої очистки - каталітичні нейтралізатори, які дають можливість звести до нуля викиди ШР в окремих режимах роботи двигуна. Робота виконувалась згідно плану наукових робіт Національного транспортного університету (НТУ): на 2006 - 2008 роки за темою "Покращення показників дорожніх транспортних засобів удосконаленням двигунів та їх систем", державна реєстрація №0107U002832; на 2009 рік за темою "Поліпшення показників колісних транспортних засобів удосконаленням систем регулювання та використанням альтернативних палив", державна реєстрація №0109U002212; на 2010 рік за темою "Поліпшення паливної економічності та екологічних показників двигунів та транспортних засобів удосконаленням систем регулювання та використанням альтернативних палив", державна реєстрація №0110U000128. Розрахунковим методом, із застосуванням математичної моделі системи «двигун-нейтралізатор», визначено доцільні значення СРВГ і КВЗ, що забезпечують мінімальну питому витрату палива в експлуатаційних режимах роботи двигуна VW BBY, та їх вплив на механічні втрати і їх складові, зокрема насосні втрати і втрати на тертя в КШМ; вплив СРВГ і КВЗ на паливну економічність автомобіля Scoda Fabia, на якому встановлюється двигун VW BBY, в їздовому циклі згідно Правил ЄЕК ООН № 83-04. Здобувачем уточнено математичну модель розрахунку робочих процесів двигуна VW BBY щодо визначення доцільних значень параметрів системи «двигун-нейтралізатор» [1, 2, 4, 15, 19]; на основі уточненої математичної моделі розроблено програму в середовищі Fortran 6.6.0. для дослідження впливу параметрів системи «двигун-нейтралізатор» на паливну економічність двигуна VW BBY [8, 9, 11]; проведено розрахункові дослідження на математичній моделі щодо впливу параметрів системи «двигун-нейтралізатор» на паливну економічність і складові механічних втрат двигуна VW BBY та визначення їх доцільних значень [7, 14, 16, 18, 20]; проведено дослідження на математичній моделі щодо впливу параметрів системи «двигун-нейтралізатор» на паливну економічність автомобіля Scoda Fabia з двигуном VW BBY в їздовому циклі згідно з Правилами ЄЕК ООН № 83-04 [20]; розроблено програму в середовищі MATHCAD для обробки експериментальних індикаторних діаграм та визначення індикаторних показників циклу і характеристик тепловиділення [10, 12]; здобувачем проведено експериментальні стендові дослідження бензинового двигуна VW BBY з нейтралізацією і рециркуляцією ВГ [3, 5, 6, 13, 17].У вступі обґрунтовано вибір теми, її актуальність, сформульовано мету, задачі, наукову новизну та практичне значення дослідження, визначено обєкт і предмет дослідження. У першому розділі виконано аналіз особливостей роботи бензинових двигунів з системою нейтралізації ВГ та методів дослідження їх робочих процесів. Аналіз сучасних тенденцій розвитку бензинових двигунів свідчить, що прогнозований мінімум питомої ефективної витрати палива на сьогодні ще не досягнуто.1), яка поєднує основні процеси системи з врахуванням входів і виходів, що управляються зворотними звязками для отримання найкращих вихідних показників, та звязки з навколишнім середовищем. При моделюванні процесів рівня С визначаються концентрації основних ШР перед нейтралізатором в залежності частоти обертання, наповнення циліндру і СРВГ. З врахуванням ефективності нейтралізації визначаються концентрації основних ШР після нейтралізатора. Для прогнозування паливної економічності та екологічних показників автомобіля з досліджуваним двигуном в експлуатаційних умовах, визначались витрата палива і викиди ШР в окремих режимах їздового циклу (Правила ЄЕК ООН № 83-04) за значеннями крутного моменту, частоти обертання колінчастого вала та тривалості роботи двигуна на відповідних режимах.