Registration Number
0825U002397, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
05-08-2025
popup.evolution
.
Title
Improving the performance of a modern gasoline engine in full load modes using oxygen-containing gas
Author
Mykola Hora,
popup.head Yurii Hutarevych
popup.head Yevhenii Shuba
popup.opponent Arkadii Proskurin
popup.opponent Viktor Zakharchuk
popup.review Serhii Kovbasenko
popup.review Dmytro Trifonov
popup.rada
National Transport University
Description
Одними з основних джерел механічної енергії сучасних автомобілів є двигуни внутрішнього згорання (ДВЗ) – бензинові і газові двигуни з іскровим запалюванням (ДзІЗ) і дизелі. Ці двигуни мають ряд переваг в порівнянні з іншими відомими джерелами механічної енергії, тому можна стверджувати, що ці двигуни будуть широко використовувати в майбутньому. Тому поліпшення їх енергетичних, екологічних показників і паливної економічності є важливою проблемою. На легкових автомобілях більш широко використовують двигуни з іскровим запалюванням.
Відомо, що для отримання високих енергетичних показників двигунів з іскровим запалюванням одним з найбільш використовуваних методів є збагачення паливо-повітряної суміші. Робота двигуна на збагаченій паливо-повітряній суміші призводить до збільшення витрати бензину і погіршення екологічних показників, зокрема при використанні каталітичного нейтралізатора. Поліпшення цих показників двигунів за роботи з повним навантаженням є актуальним завданням.
Показники роботи двигуна на збагаченій паливо-повітряній суміші прийняті в роботі для порівняльної оцінки ефективності добавки закису азоту до повітряного заряду.
До показників роботи двигуна, на які може вплинути добавка закису азоту до повітряного заряду, віднесли енергетичні показники (ефективний крутний момент, ефективна потужність, середній ефективний тиск), показники паливної економічності (питома ефективна витрата бензину, ефективний к.к.д.), екологічні показники (концентрація та масові викиди ЗР з відпрацьованими газами (ВГ), віднесені до одиниці ефективної роботи).
Так як середній індикаторний тиск, індикаторний к.к.д., концентрацію і масові викиди ЗР в різних режимах регулювання можливо визначити після проведення складних експериментів, зокрема визначення індикаторного к.к.д. і коефіцієнта наповнення двигуна повітряним зарядом, запропонована методика теоретичного дослідження оцінювати вплив режиму регулювання в відносних величинах – коефіцієнтах впливу регулювання в даному режимі роботи двигуна на енергетичні, екологічні показники і паливну економічність в порівнянні з показниками роботи двигуна на збагаченій паливо-повітряній суміші. Величина коефіцієнту впливу регулювання показує ефективність режиму роботи двигуна. Для перевірки достовірності отриманих теоретичних результатів провели експериментальні дослідження на вітчизняному бензиновому двигуні МеМЗ-307 з системою впорскування, зворотним зв’язком і каталітичним нейтралізатором. В цілому результати експериментальних досліджень підтвердили достовірність висновків теоретичних досліджень. В окремих експериментах були використані двигуни VW BBY і Opel.
Наукова новизна одержаних результатів.
1. Запропонована методика теоретичного дослідження впливу добавки закису азоту до повітряного заряду на енергетичні, паливо-економічні і екологічні показники двигуна з іскровим запалюванням з використанням відносних величин – коефіцієнтів впливу регулювання;
2. Розраховані коефіцієнти впливу регулювання і визначені режими регулювання, в яких поліпшуються енергетичні, паливо-економічні і екологічні показники двигуна з іскровим запалюванням при добавці закису азоту до повітряного заряду;
3. З використанням відомих теоретичних положень і експериментальних даних провели розрахунок середнього індикаторного тиску при різній за величиною добавці закису азоту до повітряного заряду. Результати розрахунку підтвердили достовірність теоретичних висновків;
4. Проведене індиціювання робочого циклу показало, що добавка закису азоту до повітряного заряду двигуна з іскровим запалюванням інтенсифікує процес згорання.
Практичне значення одержаних результатів.
1. Запропоновано метод визначення витрати закису азоту як різницю заміряних експериментально об’ємних витрат повітря з добавкою закису азоту і без добавки;
2. Результати розрахунків коефіцієнтів ефективності каталітичного нейтралізатора за роботи двигуна з іскровим запалюванням при різному складі паливо-повітряної суміші;
3. Результати розрахунків індикаторного к.к.д. в залежності від складу паливо-повітряної суміші при добавці закису азоту до повітряного заряду двигуна з іскровим запалюванням;
4. Результати порівняння екологічних показників двигуна з іскровим запалюванням за роботи на збагаченій і стехіометричній паливо-повітряних сумішах ;
5. В експериментальних дослідженнях встановили, що при добавці закису азоту близько 11,4% за роботи на стехіометричній паливо-повітряній суміші ефективний крутний момент більший на 23…25% в порівнянні з роботою на збагаченій суміші.
Ключові слова: автомобіль, двигун, потужність, паливна економічність, екологічні показники, енергетичні показники, шкідливі речовини, відпрацьовані гази, двигун з іскровим запалюванням, робочий процес, закис азоту, паливо-повітряна суміш, коефіцієнт впливу регулювання.
Registration Date
2025-06-18
popup.nrat_date
2025-06-18 / 2026-07-01
