Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля и снижение тепловых нагрузок на его основные детали

Актуальность проблемы. Задачи повышения удельной мощности, снижения расхода топлива, улучшения нагрузочных и скоростных характеристик современных двигателей внутреннего сгорания, продолжают являться самыми актуальными задачами для конструкторов и исследователей в области энергетического машиностроения. Эти задачи сопряжены с необходимостью форсирования двигателей: повышения среднего эффективного давления и быстроходности, поэтому высокая надежность и ресурс, топливная экономичность и экологические показатели являются основными критериями его качества. Форсирование дизелей приводит к увеличению термических и механических нагрузок на основные детали (поршень, гильза, головка цилиндра), играющих решающую роль в формировании их жизненного цикла в целом. Перегрев деталей в рабочем цикле форсированного дизеля сопровождается образованием температурных полей с ярко выраженной неравномерностью распределения температуры и, как результат, ростом термических напряжений при одновременном ухудшении механических свойств материала, образованием трещин и, наконец, разрушением детали.

Снижению тепловых нагрузок на основные детали можно добиться путем рациональной организации рабочего процесса, позволяющей использовать различные способы снижения интенсивности турбулентного теплообмена в камере сгорания (КС). Другой способ термической защиты термически нагруженных деталей — это применение теплоизолирующих (жаровых) накладок (вставок) из различных материалов с низкой теплопроводностью, что наряду с известными преимуществами может привести к ухудшению эффективных и экологических характеристик дизеля.

Решение одновременно двух проблем, какими являются улучшение эффективных и экологических характеристик дизелей (работающих как на традиционном, так и на альтернативном топливе), и снижение тепловых нагрузок на их основные детали, имеет научное и практическое значение. Это особенно важно, если учесть, что в настоящее время уже разрабатываются сверхфорсированные дизели с максимальным давлением цикла р2=250 бар, а также с давлением впрыскивания рВПр=3 ООО бар.

Цель работы. Основной целью диссертационной работы является разработка методов улучшения эффективности и экологичности транспортных дизелей, снижения тепловых нагрузок на его основные детали.

Основные задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо решать следующие основные задачи, тесно связанные между собой:

1. Разработка комплексного инструмента в виде математических моделей рабочего процесса, образования оксидов азота, теплообмена и теплового состояния деталей, реализация которых предусматривает применение современных численных методов и компьютерных технологии, использование эффективных программных продуктов, в том числе и коммерческих.

2. Исследование роли вихревого движения заряда, генерируемого впускной системой, на интенсивность теплообмена в цилиндре дизеля.

3. Создание экспериментальной установки (физической модели) для исследования теплоизолирующего воздействия слоя нагара (сажи), образованного на тепловоспринимающих поверхностях основных деталей, двигателя в результате гетерогенного сгорания.

4. Исследование на натурном двигателе в стендовых условиях теплоизолирующего воздействия слоя сажи на нестационарный локальный теплообмен в КС. Верификация разработанной модели.

5. Исследование влияния конструкции КС и уровня турбулентности в цилиндре на интенсивность теплообмена и образования оксидов азота в целях определения оптимальной формы КС дизеля, использующего как традиционное, так и альтернативное топливо.

6. Разработка составных конструкции деталей двигателя с теплоизолирующими накладками и проведение расчетно-экспериментальных исследований их теплонапряженного состояния. и.

7. Исследование влияния теплоизоляции КС на эффективные и токсичные характеристики двигателя. Определение основных регулируемых и конструктивных параметров, оптимальное сочетание которых одновременно с уменьшением отвода теплоты от рабочего тела обеспечивает оптимальное соотношение gi-[NOx].

Поставленные задачи в совокупности составляют крупную научно-техническую проблему, имеющую важное промышленное и экономическое значение, поскольку ее решение позволяет повысить научно-технический уровень и сократить сроки и затраты на разработку новых, перспективных дизелей и доводку существующих, сделать разработанную продукцию конкурентно-способной.

Научная новизна работы заключается в том, что: разработаны научные основы и осуществлен комплекс мероприятий для снижения тепловых нагрузок в быстроходном дизеле при одновременном улучшении его эффективных и экологических характеристик;

— разработан оригинальный расчетно-экспериментальный метод определения локальной температуры на поверхности слоя нагара и его локальной толщины;

— осуществлена оценка влияние естественных и искусственных теплоизоляторовна теплообмен в камере сгорания дизеля, а также влияние теплоизоляции на образование оксидов азотаразработаны трехмерные модели для исследования теплонапряженного состояния базовой гильзы и гильзы с теплоизолятором, базового поршня, поршня с керамической вставкой и поршня с керамической вставкой и с дополнительным чугунным кольцомисследован эффект снижения интенсивности теплообмена между вращающегося зарядом и поверхностью КС как средство тепловой защиты деталей двигателя;

— Исследована возможность улучшения экономических и экологических характеристик дизеля и снижения тепловых нагрузок в КС путем выбора оптимальной формы КС, определяющей уровень турбулентности в цилиндре дизеля, конвертированного в газовый двигатель;

— установлено, что причиной выхода из строя составных гильз и поршней, кроме различия между коэффициентами теплового расширения материалов, является возникновение импульсов градиента температуры в области контакта;

— определен ряд основных регулируемых и конструктивных параметров, оптимальное сочетание которых одновременно с уменьшением отвода теплоты от рабочего тела обеспечивает оптимальное соотношение удельного расхода топлива и [NOx].

Достоверность и обоснованность научных результатов определяются:

— использованием фундаментальных законов термодинамики, гидродинамики, тепломассообмена и химической кинетики, соответствующими этим законам, уравнениями и граничными условиями, современных аналитических и численных методов реализации математических моделей, хорошо апробированных программных продуктов, в том числе и коммерческих;

— применением при моделировании теплонапряженного состояния базовых и опытных конструкций поршней результатов измерения локальных температур, > полученных автором с помощью датчиков ИМТК;

— применением при обосновании разработанных математических моделей рабочего процесса дизеля с непосредственным впрыскиванием опытных данных, полученных автором на специальной экспериментальной установке для индицирования и исследования внутрицилиндровых процессов в широком диапазоне изменения нагрузочных и скоростных режимов;

— использованием опытных данных в качестве граничных условий и исходных данных при численных исследованиях теплонапряженного состояния, тепловыделения и образования оксидов азота;

— использованием достоверных результатов исследований, выполненных в МГТУ им. Н. Э. Баумана, ВНИИГАЗ, СПбГПУ, Мюнхенском техническом университете, ТАДИ, на фирмах Cummins, AVL и др.- экспериментальным подтверждением адекватности разработанных математических моделей рабочего процесса и теплонапряженного состояния деталей дизеля путем использования замеренных локальных температур поршня, концентраций оксидов азота и снятых индикаторных диаграмм при различных условиях организации внутрицилиндрового процесса;

Значимость работы для науки и практики состоит в том, что:

— разработанные научные основы и осуществленный на их базе комплекс мероприятий представляют собой инструмент, имеющий практическое значение для оценки возможностей и перспектив дизелей традиционной схемы, а также дизелей конвертированных в газовый двигатель, и дизелей с уменьшенным отводом теплоты от рабочего тела;

— разработаны алгоритмы и программы, позволяющие реализовать математические модели и с достаточной для практики точностью решать задачи проектирования, доводки и модернизации как серийных, так и перспективных дизелей традиционных и нетрадиционных схем и конструкции, -решение ряда теоретических, методологических, и экспериментальных вопросов исследования рабочего процесса, теплонапряженного состояния деталей и экологических характеристик позволяют сократить сроки выполнения и материальные затраты на проектирование, испытание и доводку дизелей с уменьшенными тепловыми нагрузками;

— Результаты диссертационной работы используются в ООО «ЗМЗ», ВНИИГАЗ, а также в учебном процессе в МГТУ им Н. Э. Баумана. Они также готовы к внедрению на других предприятиях.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на:

— Научнотехнической конференции, посвященной 70-летию кафедры судовых ДВС и дизельных установок «ДВС двадцать первого века"(С.-Петербург, 2000 г.);

— Межвузовской научной конференции «XXX юбилейная неделя науки СПбГТУ».

Санкт-Петербург, СПбГТУ, 2002 г.).

— третьей Всероссийской национальной конференции по теплообмену (Москва, МЭИ 2002 г.);

— международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им. Н. Э. Баумана (Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005 г.).

— четвертой Российской национальной конференция по теплообмену (Москва, МЭИ 2006 г.);

— международной конференции «Двигатель-2007», посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н. Э. Баумана. (Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана, -2007 г.);

— XI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей», (Владимир, Владимирский государственный университет, 2008 г.);

— пятой Российской национальной конференция по теплообмену (Москва, МЭИ 2010 г.);

Публикации. По результатам диссертации опубликованы 10 статей в периодических и отдельных научных изданиях, также выпущены 10 отчетов по госбюджетным и хоздоговорным темам МГТУ им Н. Э. Баумана за 1999; 2012 гг.

Автор защищает:

— результаты определения теплового состояния деталей двигателя, индицирования и исследования рабочего процесса базового и опытных дизелей, полученные опытным путем на специальных установках;

— экспериментально обоснованные математические модели рабочего процесса, теплообмена в КС, теплового состояния деталей, позволяющие определить:

— локальные нестационарные температуры рабочего тела в цилиндре и локальные и суммарные концентрации оксидов в азота в продуктах сгорания;

— температурные поля базовых и опытных (составных) конструкций поршня и гильзы;

— тепловыделение в процессе сгорания;

— влияние закрутки заряда на теплообмен в цилиндре двигателя;

— эффективные и экологические параметры дизеля, конвертируемого на природный газ;

— методы компьютерной реализации этих моделей и результаты, полученные на основе этих методов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, в том числе заключения (основных выводов) и приложений. Она содержит 252 страниц машинописного текста, 87 рисунков и 17 таблиц.

Список литературы

включает 194 источников, из них 98 на английском и немецком языках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ.

РАБОТЕ.

Решения задач, обеспечивающие увеличение эффективности и экологичности одновременно со снижением тепловых нагрузок деталей транспортного дизеля, сформулированных в главе 1, изложены и проанализированы в главах 2−7 диссертационной работы. Решения поставленных задач потребовали проведения широкого спектра научно-исследовательских работ с применением методов математического моделирования, физического моделирования и натурного эксперимента. Анализ известных моделей рабочего процесса в поршневых двигателях показывают, что иерархический уровень применяемой модели следует выбрать в зависимости от поставленной задачи. В связи с этим в диссертации были использованы концептуальные подходы, основанные на многозонном и на трехмерном представлениях теплофизических процессов, протекающих в транспортных дизелях. Первое из них предусматривает применение 0-мерных термодинамических моделей, а второе — СБО-кодов для турбулентного течения в сочетании кинетических механизмов горения. Исследования температурных полей как серийных, так опытных деталей, установленных на двигателе в процессе исследования, проводились с применением численного метода конечных элементов.

Результаты экспериментальных исследований, проведенных в стендовых условиях на натурных двигателях (индикаторные диаграммы, локальные температуры поршней серийных и опытных дизелей), а также на моделирующих установках (интенсивность вихревого движения заряда, локальные температуры поршня с теплоизолирующей накладкой), применялись:

1. Для верификации предложенных математических моделей;

2.Для получения необходимых для полноты математических моделейданных, получение которых расчетно-теоретическим путем затруднено.

В целом результаты диссертационной работы отражены в выводах по каждой главе, поэтому здесь отметим лишь основные из них:

1. Разработана и реализована уточненная многозонная модель рабочего процесса дизелей с непосредственным впрыскиванием, позволяющая получить значения локальных (зональных) нестационарных температур газа в цилиндре, и на их основе определить значения зональных и суммарных концентраций оксидов азота. Определены константы скорости реакций, входящие в расширенный механизм Зельдовича и соответствующие условиям в КС дизеля. Значения локальных температур газа значительно отличаются не только от усредненной по объему «индикаторной» температуры, но и друг от друга.

2. Исследованы влияния на экологические характеристики дизеля таких факторов, как наличие теплоизолирующих вставок в камере сгорания, интенсивность закрутки заряда в цилиндре, давление впрыскивания топлива, количество сопловых отверстий форсунки, угол опережения впрыскивания топлива. Верификация модели по экспериментальным данным, полученными на серийных (ЗМЗ, ЯМЗ) и опытном (14 12/9,6) дизелях, подтверждает целесообразность ее применения в целях выбора оптимального сочетания (с точек зрения топливной экономичности и экологичности) указанных факторов.

3. Установлено, что важнейшую роль в оценке эмиссии оксидов азота играет распределение топлива по объему КС (т.е. по отдельным зонам). Оно моделируется с учетом закона впрыскивания топлива, динамики топливного факела при известной геометрии сопловой части форсунки и известных значений давления впрыскивания, при этом учитывается деформацию топливного факела в результате воздействия вихревого движения заряда, генерированного впускным каналом, а также теплои массообмен между отдельными зонами. Определены оптимальные значения давления впрыскивания и интенсивности закрутки потока. Например, для исследуемого быстроходного дизеля 14 12/9,6 при оптимальных значениях этих параметров наиболее подходящей с точки зрения, как удельного индикаторного расхода топлива, так и выбросов [NOx], следует признать конструкцию распылителя с числом сопловых отверстии z=7.

4. Исследование теплообмена между высокотемпературным вихревым потоком и поверхности камеры сгорания было проведено с учетом профили тангенциальной скорости и = Сгт. Установлены границы изменения параметра ш, при которых возникает эффект снижения величин плотности теплового потока и коэффициента теплоотдачи. Это явление следует рассматривать как средство тепловой защиты тепловоспринимающей поверхности камеры сгорания от тепловых нагрузок, и может осуществлено на дизеле обеспечением подходящего профиля тангенциальной скорости.

5. Установка теплоизолирующих вставок в камере сгорания, приводящая к повышению температурного уровня цикла, способствует повышению концентрации оксидов азота в продуктах сгорания. Однако при этом снижаются концентрации других вредных компонентов [СО], [СН] и сажи. Поэтому удовлетворение современных жестких требований, предъявляемых к экологическим показателям транспортных дизелей, двигатель с уменьшенным отводом теплоты может только при управлении углом опережения впрыскивания топлива. Для этого необходима установка систем с электронно-управляемым процессом подачи топлива, обеспечивающих управление, как началом впрыскивания топлива, так и законом топливоподачи в целом.

6. Создана экспериментальная установка, позволяющая моделировать влияния естественной (слой нагара) и искусственной (материалы с низкой теплопроводностью) теплоизоляций на локальные нестационарные тепловые потоки в КС дизеля.

7. На основе полученных опытных данных разработан оригинальный расчетно-экспериментальный метод определения локальной температуры на поверхности слоя нагара и его локальной толщины, экспериментальные определения которых связаны с большими сложностями. Метод основан на решение обратной задачи теплопроводности и позволяет оценить роль слоя нагара, как естественного теплоизолятора в КС дизеля.

8. Установлено, что слой нагара, отложенный на поверхности КС дизеля, оказывает более существенное влияние на локальный теплообмен, чем вихревое движение заряда, генерируемое впускными каналами. Наличие на поверхностях КС слоев нагара, толщина которых характеризуется локальными изменениями, может быть причиной возникновения больших градиентов температуры в деталях дизеля, приводящих термическим деформациям и повышению термических напряжений, что необходимо учесть при задании термических граничных условий.

9. Конкретные результаты, полученные в данной работе для быстроходного дизеля Д-144 с воздушным охлаждением, подтверждают роль слоя нагара в нестационарном теплообмене. Были вычислены локальные значения слоя нагара 6Х по предложенному методу. Полученные значения показали хорошее соответствие (отклонения в пределах 3−9%) с экспериментальными значениями 51эксп, полученными при непосредственном измерении на разобранном двигателе. Кроме того, исследования показали, что температура слоя нагара по нормальному направлению от его тепловоспринимающей поверхности до предельной глубины (до поверхности детали) снижается с каждым микрометром примерно на 7 К, а плотность теплового потока — 0,5%. Отставание (сдвиг) по фазе колебаний температуры и плотности теплового потока по мере проникновения в слой нагара составило примерно Аф=0,5 0 угла поворота коленчатого вала на каждый микрометр.

10. По результатам расчета температурного поля поршня дизеля КамАЗ-7405 в 3-х мерной постановке с применением экспериментальных граничных условий установлено, что нагар на поверхности поршня со стороны КС и накипи (лакообразований) со стороны картера на тепловое состояние поршня оказывают существенное влияние на тепловое состояние поршня. Показано влияние несимметричности распределения пятен нагара на несимметричность температурного поля поршня, а также на теплоотводящее воздействие бобышек поршня.

11. Разработаны и реализованы трехмерные модели для исследования рабочего процесса в дизелях на основе ЗВ-СБОкода АУЬРШЕ. В основе модели заложена система фундаментальных уравнений нестационарного турбулентного переноса в форме Рейнольдса, осредненных по Фавру, для замыкания которой используется к-? модель турбулентности. Расчет процесса сгорания осуществляется на основе модели Магнуссена-Хартагера, а локальные концентрации оксидов азота в КС определяются с применением расширенного механизма Зельдовича. Верификация модели проведена с использованием экспериментальных индикаторных диаграмм, полученных на дизеле КамАЗ-740, конвертированном в газовый двигатель с искровым зажиганием.

12. Осуществление цикла с принудительным зажиганием требует изменения (снижения) степени сжатия газовогодвигателя в целях предотвращения детонации. Проведенные исследования позволяют утверждать, что дизель, конвертированный на природный газ, при прочих равных условиях испытывает большие термические нагрузки. Дальнейшее форсирование газового двигателя сопровождается повышением уровня локальных температур в характерных точках поршня (центральная часть поверхности огневого днища поршня, кромки поршня, область верхнего компрессионного кольца) и на режиме максимальной нагрузки могут превышать допустимые пределы. Это подтверждает необходимость тепловой (термической) защиты деталей в целях увеличения долговечности и надежности двигателя, что может быть осуществлено путем воздействия на рабочий процесс, а также применением теплоизоляторов.

13. Интенсивность теплоотдачи от рабочего тела к стенкам КС следует оценить в зависимости от локальных и интегральных значений кинетической энергии турбулентности. Последняя при сгорании гомогенной смеси, прежде всего, зависит от конструкции КС. С другой стороны, уровень турбулентности в КС газового двигателя существенно влияет на процесс сгорания и образования оксидов азота, что подтверждает необходимость рассмотрения вопросов образования оксидов азота и возникновения термических нагрузок в КС как взаимосвязанных. Результаты моделирования рабочего процесса при использовании различных конструкции КС, имеющих одинаковые степени сжатия, подтверждают необходимость такого подхода.

13. При прочих одинаковых условиях наилучшей из исследованных четырех форм камеры сгорания с точки зрения токсичности является камера конической формы, для которой количество образовавшихся Ж) х в 3,5 (на номинальном режиме работы) и в 6 раз (на режиме максимального крутящего момента) меньше, чем для со-образной камеры. Однако регулированием угла опережения зажигания, в частности, приближением момента зажигания к верхней мертвой точке, можно снизить значение [ЫОх] для со-образной КС примерно на 28%. Кроме того, со-образная камера характеризуется наибольшими значениями кинетической энергии турбулентности, следовательно, и наибольшими термическими нагрузками на поршень. В целом, в симметричной КС наблюдается относительно низкие уровни и интенсивности теплообмена, и термических нагрузок.

14. Определены экспериментальные значения локальных температур поршня базового дизеля 8ЧН 12/12 (КамАЗ 7405) с наддувом 8ЧН 12/12 (КамАЗ 7405) и без наддува с различными формами КС, а также поршня конвертированного на природный газ модификации дизеля с искровым зажиганием. Для конвертированного на природный газ дизеля КамАЗ впервые определены термические граничные условия для расчета теплового состояния поршня. При этом использованы экспериментальные значения локальных температур поршня. Сравнительный анализ расчетных и измеренных значений локальных температур поршня газового двигателя показывает, что относительное максимальное отклонение от экспериментальных данных имеет место в периферийной области поршня, и его величина не превышает 8,4%. Это указывает на задание с удовлетворительной точностью термических граничных условий для поршня газового двигателя. Высокие температуры, имеющие место на кромке камеры в поршне газового двигателя можно объяснить высокими уровнями турбулентности, а также более растянутым (по сравнению с дизелем) во временны тепловыделением.

15. В районе верхнего поршневого кольца газового двигателя уровень температур примерно на 10 °C превышает значение для дизельного прототипа. Поршень дизеля максимальную температуру имеет на кромке камеры. В случае экспериментальной головки цилиндра ее значение Тдиз.эксп.2==298 °С ниже, а в случае серийной Тсер.Эксп.2=328 °С — практически одинакова с температурой в аналогичной точке газового двигателяМаксимальную температуру поршень газового двигателя имеет также на кромке камеры и ее значение довольно высока (Тгаз2=327 °С), несмотря на то, что горловина камеры сгорания газового двигателя по сравнению с горловиной камеры дизеля существенно расширена, а степень сжатия в ~ 1,5 раза снижена. Дальнейшее снижение степени сжатия нецелесообразно в связи с повышением удельного расхода топлива двигателя.

16. Возможности снижения теплонапряженного состояния дизеля путем использования теплоизоляции КС с учетом влияния теплоизоляции на его эффективные и экологические показатели, исследовались расчетно-экспериментальным путем на одноцилиндровом экспериментальном дизеле 14 12/9,6 с непосредственным впрыскиванием, оснащенным насосом-форсункой. Установлено, что уровни температур в характерных точках поршня исследуемого дизеля на режиме максимальной нагрузки могут превышать допустимые пределы.

17. В результате расчетно-экспериментальных исследований теплонапряженного состояния гильзы и поршня с различными вариантами теплоизолирующих накладок установлено, что применение керамического материала (нитрида кремния) в качестве теплоизолятора поршня, приводит, как минимум, к трем положительным факторам: а) снижение общего температурного уровня поршня и гильзыб) выравнивание температурного поля, и как следствие снижение термических напряжений, приводящих к образованию трещинв) уменьшение отвода теплоты от рабочего тела, и как результат снижение тепловых потерь, увеличение энтальпии выпускных газов, создание благоприятных условий для турбонаддува и увеличения мощности турбины. Численные эксперименты подтверждают, что наличие керамической накладки на поршень приводит к увеличению максимальной температуры поверхности в центральной части КС на 245 °C (от Т", = 414 °C до Тш = 659 °С). В области бобышек поршня изменение температуры юбки при установке керамической накладки на поршень менее чувствительно, так как сами бобышки играют роль теплоотводящего. Установка разработанного варианта чугунного цилиндрического кольца, как соединительного звена между керамической накладкой и корпуса поршня из алюминиевого сплава, на теплонапряженное состояние составного поршня оказывает незначительное влияние. Наличие воздушных зазоров в составной-конструкций поршня значительно усиливает эффект теплоизоляции. 18. Сравнение тепловых балансов базового и теплоизолированного двигателя без оптимизации рабочего процесса последнего указывает на некоторое ухудшение его показателей по сравнению с базовым двигателем, что связано с ухудшением процессов смесеобразования и сгорания, снижением коэффициентов наполнения и избытка воздуха, нарушением согласованности между значениями интенсивности вихревого движения, давлении впрыскивания, количеством сопловых отверстий и т. д. что, прежде всего, отражается на величине удельного расхода топлива. Очевидно, что анализ эффективных и экологических параметров при конвертировании базового двигателя в дизель с уменьшенным отводом теплоты от рабочего тела не должен быть проведен на основе обработки только индикаторных диаграмм, полученных в идентичных условиях эксперимента. В таком случае ответ на вопрос: как теплоизоляция поверхности камеры сгорания влияет на рабочий процесс быстроходного дизеля, скорее всего, будет отрицательным. Однако осуществление комплекса мероприятий, предложенных и осуществленных в данной работе для улучшения качества рабочего процесса дизеля с уменьшенным отводом теплоты от рабочего тела, позволяют получить вполне приемлемое соотношение <<&-[Ж)х]>>, не уступающее аналогичному соотношению для базового двигателя. Следует подчеркнуть, что все позитивные свойства (низкий уровень тепловой напряженности основных деталей, снижение теплоотдачи в масляную систему, повышение энтальпий выпускных газов, снижение концентрации углеводородов, снижение шума, возможность применения низкосортных топлив и т. д.), характерные дизелям с уменьшенным отводом теплоты, при этом сохраняются.

19. Определен ряд основных параметров, оптимальное сочетание которых одновременно с уменьшением отвода теплоты от рабочего тела обеспечивает оптимальное соотношение «[МЗХ] - ge», а также снижение СО и НС в выпускных газах. К этим параметрам относятся: давление впрыскивания топлива, уровень температуры рабочего тела (продуктов сгорания), угол опережения впрыскивания топлива, интенсивность закрутки заряда, количество сопловых отверстий, качество используемого топлива. Выданы практические рекомендации по выбору и регулированию этих параметров, определены их конкретные значения для базового двигателя 14 12/9.6 и его теплоизолированного варианта, позволяющие удовлетворить современные экологические требования по эмиссию вредных выбросов, предъявляемые к транспортным дизелям.

20. Уменьшение отвода теплоты от рабочего тела благоприятно влияет на жесткость работы двигателя. Сокращение периода задержки воспламенения приводит к снижению скорости нарастания давления в начале сгорания, и как результат, к снижению уровня шума дизеля. В частности, для исследуемого дизеля 14 12/9,6 период задержки воспламенения уменьшается на 20%, что обеспечивает снижению шума на 4−5 дБ.

21. Отдельные результаты диссертационной работы, полученные в рамках хоздоговорных работ, используются при исследовании и доводке дизеля на ООО «ЗМЗ» и в НИИГАЗ. Ряд результатов полученыпри выполнении грантов РФФИ и НИР по Государственному контракту. Они также используются в учебном процессе МГТУ им. Н. Э. Баумана при чтении курсов «Теория поршневых и комбинированных двигателей», «Локальный теплообмен в поршневых двигателях», «Специальные главы теории поршневых двигателей», а также при выполнении магистерских и аспирантских диссертации.