Введение 4
ГЛАВА 1 Изучение литературы по особенностям связанным с применением явления электропроводности пламени в ДВС 6
1.1 Контроль и регулирование процесса сгорания по ионному току полученному со свечи зажигания 6
1.2 Особенности исследования и управления процессом сгорания в поршневых ДВС с искровым зажиганием 11
1.3 Подходы к системам контроля и управления процессом сгорания в ДВС 16
1.4 Свойства ионизационного тока 17
1.5 Электропроводность пламени как метод изучения процесса сгорания в поршневых ДВС искровым зажиганием 25
1.6 Влияние температуры сгорания на концентрацию окислов азота NOx в отработавших газах ДВС 16
1.7 Модели оценки концентрации оксидов азота в трудах отечественных и зарубежных исследователей 17
1.8 Выводы по Главе 1 25
ГЛАВА 2 Описание экспериментального оборудования и план проведения экспериментальных исследований 34
2.1 Экспериментальная установка 34
2.2 Описание схемы измерения и записи показаний ИД 36
2.3 Программа проведения испытаний 38
ГЛАВА 3 Оценка результатов проведенных стендовых исследований по теме диссертационного исследования и их анализ 39
3.1 Использование электропроводности пламени для определения средних скоростей и продолжительности процесса сгорания 39
3.2 Электропроводность пламени в зависимости от коэффициента избытка воздуха 45
ГЛАВА 4 Оценка возможностей регулирования процесса сгорания по датчикам ионизации 49
4.1 Контроль и регулирование процесса сгорания по ионному току в заключительной фазе сгорания 49
4.2 Взаимосвязь электропроводности пламени с составом смеси, режимами работы двигателя (е, п) и качеством ТВС 58
4.3 Взаимосвязь электропроводности пламени со средней скоростью распространения пламени 59
4.4 Взаимосвязь электропроводности пламени с эффективностью работы бензинового двигателя 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
Актуальность работы. Анализ, существующих и разрабатываемых систем контроля и управления работой двигателя показал, что наиболее перспективным, простым и относительно дешевым является система, основанная на контроле и управлении процессом сгорания ТВС, в частности на основе явления электропроводности в пламени.
Предлагается подтверждение гипотезы о возможности получения значительного объема информации о процессе сгорания в условиях ДВС, практически безинерционно с помощью явлении электропроводности пламени углеводородных топлив и возможности создания систем управления сгоранием топлива в ДВС с искровым зажиганием.
Целью работы является выявление возможностей управления ДВС с искровым зажиганием по электропроводности пламени для повышения эффективности процесса сгорания.
Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:
1. обобщить результаты известных экспериментальных исследований и сопоставить их с возможностями регулирования рабочим процессом по электропроводности пламени.
2. выявить возможности управления ДВС с искровым зажиганием по электропроводности пламени для повышения эффективности процесса сгорания.
Объект исследования: процесс сгорания в поршневых двигателях с искровым зажиганием.
Предмет исследования: электропроводность пламени как отражение параметров работы двигателя.
Методы исследования. Метод экспериментального исследования на одноцилиндровой установке и метод статистической обработки результатов эксперимента.
Достоверность полученных результатов исследования обусловлена большим объемом экспериментов, применением методов статистической обработки данных.
Научная новизна исследования
Выявлены возможности управления ДВС с искровым зажиганием по электропроводности пламени для повышения эффективности процесса сгорания.
Практическая значимость работы:
Обобщены результаты экспериментальных исследований и сопоставить их с возможностями регулирования рабочим процессом по электропроводности пламени.
На защиту выносятся:
1. обобщение результатов известных экспериментальных исследований и сопоставить их с возможностями регулирования рабочим процессом по электропроводности пламени;
2. выявленные возможности управления ДВС с искровым зажиганием по электропроводности пламени для повышения эффективности процесса сгорания.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференции МНПК Вопросы образования и науки, г. Тамбов в 2017 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы.
Структура и объем диссертации.
Диссертации состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 31 наименования. Работа изложена на 70 страницах машинописного текста, иллюстрированного 1 таблицей и 36 рисунками.
Основные результаты работы могут быть представлены следующими выводами:
Выявленные зависимости, связывающие электропроводность пламени с основными характеристиками работы двигателя позволяют определять следующие параметры:
• Состав смеси линейно зависит от электропроводности пламени в диапазоне а>1 при изменении качества ТВС, т.е. данная зависимость справедлива и для других видов топлива.
• Средние скорости распространения пламени в основной и заключительной фазах имеют линейные зависимости от электропроводности пламени в диапазоне от а=0.9 до а=1.3, причем подобные результаты справедливы и для других видов топлива.
• Электропроводность пламени однозначно определяет массовую продолжительность основной фазы сгорания, т.е. продолжительность активного тепловыделения в процессе сгорания.
• Электропроводность пламени однозначно определяет продолжительность всего процесса сгорания.
• Получена зависимость величины максимального давления в цилиндре двигателя от электропроводности пламени, которая линейна в диапазоне от а=0.9 до а=1.3, причем подобные результаты справедливы и для других видов топлива.
• Выявлена взаимосвязь электропроводности пламени с работой цикла ДВС, показано, что работы в цикле можно оценивать в первом приближении по величине максимального давления в цикле, а, следовательно, и по электропроводности пламени.
