Эмпирическая модель оценки концентрации оксидов азота при добавке водорода в ТВС двигателей с искровым зажиганием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат наук Дерячев Александр Дмитриевич

• Дерячев Александр Дмитриевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Дерячев Александр Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОБРАЗОВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ЭМИССИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

1.1 Обзор токсичных элементов выпускных газов в поршневых ДВС

1.2 Общепринятые представления образования оксидов азота

1.2.1 Механизм образования «быстрых» оксидов азота

1.2.2 Механизм образования топливных оксидов азота

1.2.3 Термический механизм образования N0

1.3 Расчётные модели концентрации оксидов азота в поршневых двигателях

1.4 Процесс сгорания в поршневых двигателях с искровым зажиганием

и внешним смесеобразованием

1.4.1 Первая фаза сгорания

1.4.2 Вторая фаза сгорания

1.4.3 Основная фаза сгорания

1.4.4 Третья фаза сгорания

1.5 Методы исследования процесса сгорания в поршневых ДВС

1.6 Анализ факторов, определяющих образование окислов азота в отработавших газах поршневых двигателей

1.7 Методы снижения оксидов азота в поршневых двигателях с искровым зажиганием

1.8 Современные проблемы расчёта концентрации оксидов азота при проектировании и доводке поршневого двигателя с искровым зажиганием

Выводы по I главе

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Методика проведения эксперимента

2.2 Оценка достоверностей результатов измерений

ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

3.1 Зависимость времени от начала зажигания до появления ионного тока от состава ТВС при различной доле добавляемого в нее водорода и частоте вращения КВ

3.2 Зависимость времени возникновения в цилиндре двигателя максимума давления от состава ТВС при различной доле добавляемого в

неё водорода и частоте вращения КВ

3.3 Зависимость ионного тока от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте вращения КВ

3.4 Зависимость концентрации оксидов азота в отработавших газах от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте

вращения КВ

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Скорость распространения пламени и ее зависимость от состава ТВС, величины добавляемого в неё водорода и частоты вращения КВ

4.2 Анализ изменения ионного тока по составу ТВС при изменении доли добавляемого в неё водорода и частоты вращения КВ

4.3 Теплотворная способность смеси и её зависимость от добавки водорода в топливно-воздушную смесь

4.4 Зависимость максимального давления и объёма рабочей смеси при окончании основной фазы сгорания от состава ТВС при различной доле добавляемого водорода и частоте вращения коленчатого вала

4.5 Экспериментальное исследование ширины зоны турбулентного горения при добавке водорода в ТВС

4.5.1 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от состава ТВС при различной доле добавляемого в неё водорода и частоте вращения

КВ

4.5.2 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от ионного тока при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.5.3 Зависимость ширины зоны турбулентного горения от скорости распространения пламени при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.5.4 Влияние ширины зоны турбулентного горения на максимальное давление цикла и объём смеси при завершении основной фазы сгорания при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.6 Взаимосвязь продолжительности основной фазы сгорания с характеристиками пламени и параметрами процесса сгорания при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.6.1 Зависимость продолжительности основной фазы сгорания от основных характеристик распространения пламени при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.6.2 Зависимость продолжительности основной фазы сгорания от

ионного тока у первого электрода датчика ионизации при различной доле добавляемого водорода в ТВС и частоте вращения КВ

4.7 Влияние продолжительности основной фазы сгорания на концентрацию оксидов азота при изменении доли добавляемого водорода

в ТВС, частоты вращения КВ и угла опережения зажигания

4.8 Эмпирическая модель для прогнозирования концентрации оксидов азота в отработавших газах при добавке водорода в ТВС, изменении

частоты вращения КВ и угла опережения зажигания

4.8.1 Анализ и обобщение полученной математической модели оценки концентрации окислов азота в ОГ поршневых ДВС

4.8.2 Практическое применение эмпирической модели оценки концентрации оксидов азота применительно к другим топливным композициям

4.8.3 Методика применения эмпирической модели для оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах на стадии

проектирования и доводки поршневых двигателей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Анализ тенденций развития энергетических установок транспортных средств показывает, что поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) продолжает оставаться основной энергетической расширительной машиной для наземного транспорта. Поэтому направления по увеличению экономических и экологических показателей работы ДВС в настоящее время являются основными задачами при проектировании и модернизации двигателя.

Проблемы выполнения норм Euro-4 и Euro-5 по токсичности отработавших газов (ОГ) двигателей с искровым зажиганием при сохранении достигнутого уровня экономичности и мощности их работы достигаются созданием систем и устройств нейтрализации вредных выбросов. Одним из эффективных методов снижения токсичности при сохранении или увеличении КПД современных ДВС является модернизация камер сгорания (КС), которая требует теоретического и экспериментального анализа процесса сгорания на воздействия конструктора. Основными токсичными компонентами в ОГ поршневых ДВС остаются углеводороды (СН), оксиды углерода (ТО) и оксиды азота (КОх).

Известно, что практически все современные бензиновые двигатели с внешним смесеобразованием, выполняющие нормы токсичности выше Еиго-2, работают при составе смеси в диапазоне 0.98<а<1.1. Это приводит к снижению вредных выбросов СО и СН и увеличению оксидов азота КОх.

Оксиды азота являются основными реагентами в образовании фотохимического смога. Согласно экспериментальным исследованиям, в двигателях с искровым зажиганием более 90% оксидов азота образуется по термическому механизму Я.Б. Зельдовича. Поэтому исследование и снижение окислов азота является актуальной задачей.

Согласно термической теории Я.Б. Зельдовича, на образование окислов азота основное влияние оказывают температура продуктов сгорания,

кислород, азот и время пребывания их в зоне высоких температур (T>2000K). В процессе сгорания на температуру ТВС значительное влияние оказывают степень турбулентности, молекулярная диффузия топлива и окислителя и скорость химических реакций горения, которые определяют турбулентную скорость распространения пламени и ширину зоны турбулентного горения (ЗТГ).

Турбулентная скорость распространения пламени определяется ламинарной скоростью, зависимой в основном от состава смеси, степени сжатия, свойствами топливно-воздушной смеси (ТВС) и пульсационной скоростью, определяемой турбулентностью. Известны работы по исследованию и анализу влияния турбулентной скорости распространения пламени на выбросы токсичных компонентов в отработавших газах поршневого двигателя с искровым зажиганием, которые показали значительное влияние данной характеристики пламени на образование оксидов азота.

Одной из основных причин интенсивного образования термических оксидов азота заключается в высоких локальных температурах, величина которых сильно зависит от степени неравномерности распределения температуры по цилиндру. По данным многих исследователей, степень неравномерного распределения температуры значительно зависит от турбулентной диффузии между зонами сгоревшего и несгоревшего рабочего тела и масштаба турбулентных пульсаций в цилиндре. Ширина зоны турбулентного горения (ЗТГ) является параметром, косвенно характеризующим величину турбулентных пульсаций и диффузию. Турбулентным фронтом пламени называют зону, в которой происходит горение и догорание мелких объёмов свежего заряда, оказавшихся в массе продуктов сгорания. Из литературных источников известно, что ширина ЗТГ определяется составом смеси, свойствами ТВС и степенью турбулентности. Однако в двигателях с искровым зажиганием данный параметр не исследован подробно ни теоретически, ни экспериментально.

Основными методами снижения КОх в поршневых двигателях с искровым зажиганием являются рециркуляция ОГ и каталитические нейтрализаторы, которые уменьшают экономические и мощностные показатели работы двигателя. Наиболее эффективным способом снижения КОх является воздействие на рабочий процесс при сохранении или повышении экономичности ДВС. В этом направлении перспективным методом являются микродобавки водорода в топливно-воздушную смесь (ТВС). Однако до сих пор недостаточно изучены механизмы влияния добавок водорода в ТВС на процесс сгорания и образование токсичных веществ.

Современные программы, позволяющие производить расчёт выбросов оксидов азота в отработавших газах двигателей, работающих на традиционных видах топлива, достаточно точно оценивают концентрацию КОх, используя сложные многозонные модели и схемы на базе термического механизма Я.Б. Зельдовича. Однако для двигателей, работающих на синтез газе или альтернативных видах топлива, расчёты по таким моделям дают неприемлемые результаты, которые могут отличаться от экспериментальных более чем в 3 раза. Поэтому необходимы экспериментальные исследования для анализа влияния характеристик пламени и параметров процесса сгорания для разработки моделей расчёта концентрации оксидов азота, применимых для двигателей с альтернативным видом топлива, в частности, с добавками водорода в ТВС.

Таким образом, актуальность выполненного в диссертации экспериментального исследования заключается в анализе влияния параметров процесса сгорания и характеристик пламени на концентрацию оксидов КО в ОГ для двигателей с добавками водорода.

С этой целью на кафедре «Энергетические машины и системы управления» Тольяттинского государственного университета был проведён большой объём экспериментов.

Данная диссертационная работа направлена на изучение влияния параметров и характеристик процесса сгорания на концентрацию оксидов

азота при добавках водорода в ТВС двигателей с искровым зажиганием. Анализ и обобщение результатов эксперимента позволили разработать эмпирическую модель прогнозирования концентрации оксидов азота при проектировании и модернизации двигателя внутреннего сгорания.

Целью работы является разработка эмпирической модели для оценки концентрации оксидов азота в отработавших газах двигателей с добавками водорода в ТВС.

Задачи исследования:

- исследовать характеристики распространения пламени при добавках водорода в ТВС в зависимости от коэффициента избытка воздуха, частоты вращения коленчатого вала, угла опережения зажигания;

- определить зависимость между продолжительностью основной фазы сгорания, скоростью распространения пламени и шириной зоны турбулентного горения;

- провести анализ параметров, определяющих образование оксидов азота в двигателях с добавкой водорода в ТВС;

- разработать эмпирическую модель для оценки концентрации NOx в отработавших газах поршневых двигателей с добавками водорода;

- предложить методику расчёта концентрации оксидов азота при добавках водорода в ТВС на стадии проектирования и доводки двигателей с искровым зажиганием.

Объект исследования - процесс сгорания ТВС в установке, моделирующей условия сгорания в бензиновых двигателях.

Предмет исследования - концентрация оксидов азота в отработавших газах, характеристики распространения пламени и параметры процесса сгорания.

Методы исследования. При выполнении работы проводилось теоретическое обобщение известных литературных данных и проведены экспериментальные исследования, включающие регистрацию индикаторного давления, концентрации NOx и времени возникновения ионного тока,

статистическая обработка данных и их обобщение на основе имеющихся фундаментальных теоретических представлений об особенностях образования NOx. Оценивалось влияние добавок водорода в ТВС на характеристики пламени, параметры процесса сгорания и концентрацию оксидов азота.

Достоверность результатов исследования. Достоверность подтверждается значительным объёмом экспериментальных данных, статистической обработкой полученных результатов, а также непротиворечивостью полученных данных и зависимостей фундаментальным теоретическим представлениям об образовании NOx при сгорании топливно-воздушных смесей.

Научная новизна исследования.

1 Экспериментально исследована ширина зоны турбулентного горения и представлены зависимости её от коэффициента избытка воздуха, скорости распространения пламени, изменения частоты вращения коленчатого вала, угла опережения зажигания, добавки водорода в ТВС.

2 Определена зависимость продолжительности основной фазы сгорания с характеристиками пламени при добавках водорода в топливно-воздушную смесь.

3 Разработана эмпирическая модель на основе безразмерного комплекса параметров сгорания, позволяющая прогнозировать концентрацию оксидов азота в отработавших газах поршневого двигателя с добавками водорода в ТВС с учётом режимных и конструктивных параметров работы двигателя.

Теоретическая значимость исследования.

1 Экспериментально исследована ширина зоны турбулентного горения в удалённой от свечи зажигания зоне камеры сгорания поршневого двигателя.

2 Получена взаимосвязь между продолжительностью основной фазы сгорания и характеристиками распространения пламени.

3 Показана принципиальная возможность оценки выбросов окислов азота в отработавших газах при добавке водорода в ТВС для двигателей с искровым зажиганием на основе полученного безразмерного комплекса параметров сгорания.

Практическая значимость исследования.

1 Получена прямая зависимость продолжительности основной фазы сгорания с моментом возникновения ионного тока у электрода датчика ионизации, что позволяет использовать датчик ионизации для оценки продолжительности основной фазы сгорания.

2 Разработана эмпирическая модель, позволяющая оценивать концентрацию оксидов в двигателях с добавками водорода в топливно -воздушную смесь с учётом режимных и конструктивных параметров работы двигателя.

3 Предложенная эмпирическая модель на основе безразмерного комплекса параметров позволяет прогнозировать концентрацию оксидов азота при тепловом расчёте по индикаторной диаграмме.

4 Зависимости, полученные путём экспериментально исследования, могут быть использованы для выбора рациональных и оптимальных конструктивных и регулировочных решений при проектировании и доводки поршневых двигателей с искровым зажиганием.

Основные результаты работы получены при проведении исследований:

1 ФЦП «Научные и педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы ГК № 14.В37.21.0152: Повышение эффективности работы и снижение токсичности отработавших газов поршневых двигателей и установок при использовании органических топлив с газообразными активаторами горения.

2 ФЦП «Научные и педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы ГК № 14.В37.21.0308: Разработка методов химического регулирования процесса горения углеводородных топлив в энергетических

установках для повышения их энергоэффективных и экологических характеристик.

Реализация результатов работы. Результаты экспериментального исследования используются при модернизации ДВС с искровым зажиганием в ОАО «СуперАвто» и учебном процессе для подготовки бакалавров направления 13.03.03 «Энергетическое машиностроение», магистров направления 13.04.03 «Энергетическое машиностроение - Поршневые и комбинированные двигатели», аспирантов по научной специальности 05.04.02 «Тепловые двигатели», инженеров по специальности «Поршневые и комбинированные двигатели» и смежных специальностей.

Результаты исследования могут применяться при проектировании и доводке поршневых двигателей и энергетических установок.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» Тольяттинского государственного университета и доложены на следующих конференциях: II Международная научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов», Тольятти, 24-25 апреля 2012 г.; III Всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов «Энергоэффективность и энергобезопасность производственных процессов», Тольятти, 15-17 апреля 2014 г., III место; Научно-практическая конференция «Студенческие Дни науки», Тольяттинский государственный университет, Тольятти, апрель 2014, II место; International conference on the methods of aerophysical research, Novosibirsk, Russia, 30.06.2014-6.07.2014 г.; Международная научно-практическая конференция «Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения)», Пенза, 17-19 сентября 2014г.; VIII Международная научно-практическая конференция «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса», Пенза, 19-21 ноября 2014 г.; IV Международная научно-техническая конференция (Резниковские

чтения) «Теплофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства», Тольяттти, 27-28 мая 2015 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 2-е в журналах, рекомендованных ВАК, 2-а научно-технических отчета, зарегистрированных в ЦНИТС.

На защиту выносятся следующие положения:

- зависимости концентрации оксидов азота, времени возникновения ионного тока на электродах ИД, продолжительности основной фазы сгорания от коэффициента избытка воздуха при изменении частоты вращения КВ и доли добавляемого водорода в ТВС;

- результаты экспериментального исследования ширины зоны турбулентного горения при изменении коэффициента избытка воздуха, частоты вращения коленчатого вала, угла опережения зажигания и доли добавляемого водорода в ТВС;

- взаимосвязь продолжительности основной фазы сгорания с основными характеристиками распространения пламени;

- эмпирическая модель, позволяющая оценивать выбросы оксидов азота по безразмерному комплексу параметров при добавках водорода в топливно-воздушную смесь двигателей с искровым зажиганием;

- методика для прогнозирования концентрации оксидов азота при тепловом расчёте на стадии проектирования и доводки двигателей с искровым зажиганием.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 195 наименований. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрированного 2 таблицами и 61 рисунком.

Автор выражает огромную благодарность и признательность своему научному руководителю, доктору технических наук, профессору Шайкину

Александру Петровичу. Автор признателен к.т.н. доценту Ивашину Павлу Валентиновичу, к.т.н., доценту Бортникову Леониду Никитовичу, к.ф.-м.н. Рамазанову Михаилу Петровичу за ценные советы, консультации, помощь и поддержку, а также всем сотрудникам кафедры «Энергетические машины и системы управления» Тольяттинского государственного университета.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОБРАЗОВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ЭМИССИИ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

1.1 Обзор токсичных элементов выпускных газов в поршневых

ДВС

Основной транспортной и стационарной энергетической машиной на ближайшие 50 лет останутся поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). За период более столетия непрерывного совершенствования ДВС достигли высоких КПД. Теория и практика показывает, что резервы их дальнейшего развития далеко не исчерпаны [1, 2, 3, 4, 5]. Это подтверждают последние достижения и перспективы направления в совершенствовании рабочих циклов ДВС с применением эффективных методов исследования и проектирования.

Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, поскольку от ее решения зависят жизнь человеческого, животного и растительного мира. Данная проблема обострилась в XX в., когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к загрязнению атмосферы, воды и почвы.

В поршневых двигателях при идеальном сгорании стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом в продуктах сгорания должны присутствовать лишь К2, СО2, Н20. До недавнего времени эти продукты сгорания рассматривались как абсолютно безвредными для здоровья человека. В настоящее время даже углекислый газ становится важным компонентом в балансе атмосферы, и именно с увеличением его концентрации в атмосфере связан рост глобального парникового эффекта [6].

В реальных условиях ОГ содержат также продукты неполного сгорания (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, твердые частицы углерода,

перекисные соединения, водород и избыточный кислород), продукты термических реакций взаимодействия азота с кислородом (оксиды азота), неорганические соединения тех или иных веществ, присутствующих в топливе (сернистый ангидрид, соединения свинца и т. д.). Продукт полного сгорания CO2 практически не вредное вещество для здоровья человека, но является активным участником в образовании парникового эффекта. Уменьшение эмиссии CO2 в выпускных газах можно достичь, увеличив коэффициент избытка воздуха, а также применив малоуглеродистое топливо.

Наиболее опасными токсичными компонентами в отработавших газах

являются компоненты CO, CH и NOx [1,7-10]. В двигателях внутреннего

сгорания концентрация таких продуктов в значительной мере зависит от

параметров рабочего процесса. На рисунке 1.1 представлен график

зависимостей концентраций CO, CH, NOx, CO2 от коэффициента избытка

воздуха при сжигании бензина в двигателе внутреннего сгорания [11].

Видно, что в области

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эмпирическая модель оценки концентрации оксидов азота при добавке водорода в ТВС двигателей с искровым зажиганием»

работы двигателя при

коэффициенте избытка

воздуха а=0,9-1,1,

невозможно добиться

снижения концентрации

всех вредных компонентов

ОГ, но это можно достичь,

работая на очень бедных

смесях (а>1,4), однако

диапазон работы двигателя

ограничивается пределами элементов от коэффициента избытка воздуха

воспламенения ТВС. Для бензино-воздушных смесей эти пределы ограничиваются в достаточно узком диапазоне по составу смеси 0,7<а<1.4. Поэтому достичь быстрого и качественного сгорания обеднённых смесей возможно только путем

0>Ч Oß 0,9 1,1 1,2 1,3 1.4ci

Рисунок 1.1 - Зависимость токсичных

использования альтернативных топлив или метода расслоения заряда в цилиндре [1,2].

В последнее время активно ужесточаются нормы по токсичности отработавших газов. В таблице 1 приведены нормы содержаний основных вредных компонентов ОГ в бензиновых двигателях. Таблица 1 - Содержание вредных веществ в отработавших газах

С0, г/км СН, г/км N0^ г/км Твердые частицы

Евро 2 (1996) 2,2 0,5 (суммарно) -

Евро 3 (2000) 2,3 0,2 0,15 -

Евро 4 (2005) 1 0,1 0,08 -

Евро 5 (2010) 1 0,075 0,06 0,005

Наиболее опасными для здоровья человека считаются окислы азота N0 и N0^ называемые все вместе N0^ которые являются основными реагентами в образовании фотохимического смога [7,8]. Поэтому исследование и уменьшение концентрации оксидов азота в отработавших газах поршневых двигателей является одной из наиболее важных проблем.

Известно множество работ, посвящённых вопросам исследования и снижения оксидов азота [1, 7-10, 12-18]. Обычно встречаются различные виды оксидов азота - N0, N0^ ^О, ^03, ^04, ^05 [8,12,15]. Однако в литературных источниках приводится наиболее распространенная формула N0x [1,19-22]. В продуктах сгорания поршневых двигателей преобладают N0 в большей степени и N02 - в меньшей [23]. Такие оксиды азота представляют собой большую потенциальную опасность, как для человека, так и для окружающей среды в целом.

1.2 Общепринятые представления образования оксидов азота

Исследование процесса образования окислов азота в цилиндре двигателя внутреннего сгорания усложняется изменением объёма камеры сгорания (из-за движения поршня), относительной неоднородностью топливно-воздушной смеси, движением ТВС в камере сгорания, диссоциацией продуктов сгорания, неравномерностью распределения топлива по отдельным цилиндрам и цикловой неравномерностью.

В результате сгорания ТВС оксиды азота образуются вследствие химического воздействия кислорода воздуха и азота. Существует несколько направлений образования оксидов азота. В процессе горения углеводородов образование N0x происходит при высоком температурном окислении атмосферного азота (термический N0), низкотемпературное окисление азотосодержащих соединений топлива (топливный N0), а также вследствие столкновения углеводородных радикалов с молекулами азота в зоне реакций горения при наличии пульсаций температуры (быстрый N0).

В связи с вышесказанным, в теории рассматривается три основных механизма образования оксидов азота в рабочем процессе сгорания [24]:

- механизм образования «быстрых» оксидов азота, который предложил в своей работе С.Р. Бештог [25], в дальнейшем изучался и другими исследователями [6,26];

- «топливные» оксиды азота образуются в случае нахождения азотосодержащих соединений в топливе. При этом азот высвобождается при относительно низких температурах (1000-1200 К);

- термический механизм образования оксидов азота, предложенный Я.Б.Зельдовичем [9]. Для осуществления реакции окисления азота необходима высокая температура (>2000К). Такая температура присуща пламени в зоне продуктов сгорания поршневых двигателей.

1.2.1 Механизм образования «быстрых» оксидов азота

Для получения равновесных концентраций N0 при горении стехиометрической бензино-воздушной смеси требуется период времени

2 3 4

около10- -10- с, однако время горения составляет менее 10- с. Вместе с тем, в углеводородных пламенях непосредственно в зоне горения обнаруживается достаточно высокие концентрации N0.

В связи с этим, был предложен механизм образования быстрых оксидов азота, основателем которого является С.Фенимор [25]. В 1979 году С. Фенимор [25] на основание ряда реакций сделал предположение, что быстрое образование N0 объясняется связыванием молекул азота радикалами СН и С2 в реакциях с очень малыми энергетическими затратами:

СН + N ^ НСЫ + N - 8.38 кДж/моль;

2С + N ^ 2CN -16.72 кДж/моль;

СН2 + N ^ НС + NH - 37.6 кДж/моль.

Следует отметить, что по этим реакциям измеренные в зонах факела концентрации HCN подтверждают возможность образования некоторого количества NO [8].

Анализ работ по исследованию «быстрых» оксидов азота [8,25,27,28] позволяют сделать следующие выводы:

- быстрое окисление азота во фронте пламени является достоверным и надежно установленным фактом. Явление хорошо воспроизводится в лабораторных условиях, независимо от разнообразия используемых для его наблюдения горелочных устройств и типов пламени;

- наиболее характерными признаками быстрого окисления азота в пламене служат:

1) кратковременность процесса, в результате чего зона образования N0 локализована на сравнительно небольшом участке фронта ламинарного пламени;

2) слабая зависимость выхода N0 от температуры горения;

3) сильная зависимость выхода N0 от соотношения топливо-воздух;

- «быстрые» оксиды азота образуются непосредственно во фронте ламинарного пламени, на участке, составляющем около 10% ширины фронта пламени. Причем процесс образования начинается уже у передней границы фронта пламени в области температур около 1000 К;

- наиболее вероятным механизмом образования "быстрых" N0 является механизм С. Фенимора с участием углеводородных радикалов, хотя дополнительная проверка его является необходимой;

- значительную роль при окислении азота в зоне горения играет радикал СН2 [27];

- при горении смеси СН4 - О2 - N непосредственно вблизи в зоны горения наблюдается сверхравновесная концентрация ОН.

Многие учёные [8,27-31] проводят опыты и соответствующие измерения по данному вопросу. В связи с этим, можно отметить, что быстрое образование оксида азота во фронте пламени - явление, органически связанное с горением и присуще сгоранию углеводородов и углесодержащих топлив. Проблема снижения "быстрых" N0x пока не решена.

1.2.2 Механизм образования топливных оксидов азота

Топливные оксиды азота образуются из азота, содержащегося в топливе. Превращение топливного азота, который иногда называют топливно-связанным азотом, наблюдается главным образом при горении угля, поскольку даже чистый уголь содержит около 1% химически связанного азота [6]. Азот топлива легче вступает в реакцию окисления, чем атмосферный азот [1].

Образование топливных оксидов азота происходит во фронте пламени, в области образования "быстрых" N0x [32]. Реакции образования топливных оксидов азота протекают достаточно быстро и, таким образом, этот процесс не является лимитирующим по скорости. Степень перехода азотосодержащих

соединений топлива в N0 уменьшается с увеличением концентрации азота в топливе. Однако абсолютный выход N0 при большем содержании азота топлива будет выше [32].

В связи с этим, выделяют основные положения механизма топливных оксидов азота:

- степень перехода азотосодержащих соединений топлива в N0x быстро нарастает с увеличением коэффициента избытка;

- выход топливных N0x слабо зависит от температуры продуктов сгорания;

- вид азотосодержащего соединения и содержание кислорода в топливе не оказывают влияния на выход топливных N0^

По данным некоторых исследователей [1,32], при перегонке нефти азотные соединения остаются в тяжёлых фракциях, поэтому в ДВС с искровым зажиганием образование NOx обусловлено лишь окислением азота кислородом.

1.2.3 Термический механизм образования NOx

К 40-м годам прошлого века, к моменту выхода работы Я.Б. Зельдовича [9], не существовало единой теории образования оксидов азота при сгорании ТВС в двигателях внутреннего сгорания. Была создана теория, согласно которой реакция окисления азота протекает по механизму разветвленных цепей. При этом возникают активные центры кислорода, которые входят в реакцию с азотом, образуя оксиды азота и обрывая цепи в объёме. Таким образом, считали, что окисление азота вызвано самой химической реакцией горения по цепному механизму [9, 33-35]

Я.Б. Зельдович и его сотрудники [9] поставили перед собой задачи:

- экспериментально выяснить, является ли теория исследователей тех лет действительно инициированной цепной реакцией горения;

- если реакция носит собой термический характер, то какова её формальная кинетика (энергия активации, скорость, температура), т.е. выяснить истинный механизм таких реакций.

Для ответов на эти вопросы были поставлены и проведены несколько экспериментов. Сначала была определена концентрация N0 при горении различных топлив Н2, СН4, С0 и др. Получены интересные результаты эксперимента. Установили, что концентрация N0 растет с ростом температуры, при этом при одинаковой температуре концентрация оксида азота оставалась постоянная, несмотря на различия видов топлива. Показано, что с увеличением температуры сгорания концентрация N0 повышается

N0

пропорционально • 02 , а отношение . зависит от тепловой и

\ N2 • 02

химической энергии смеси. Это являлось прямым доказательством термической теории образования N0^ Другой эксперимент, проведенный в горелке на топливе светильного газа (СН4+С0+НД показал, что процесс образования N0 начинается и протекает после окончания горения топлива, при этом в той зоне, где нет горючих веществ и нет реакции горения топлива.

Для ответа на второй вопрос был проведен ряд опытов и расчетов, в результате которых определены энергия активации существования реакции образования N0^ Также были вычислены абсолютные значения скоростей реакции образования и распада оксидов азота при разных температурах. Вопрос об истинном механизме реакции окисления азота оставался не раскрытым.

Автором и его сотрудниками [9] приведены основные положения теории образования термических оксидов азота:

- процесс окисления азота атмосферным кислородом осуществляется в зоне продуктов сгорания, т.е. за фронтом пламени;

- образование N0x целиком и полностью определяется максимальной температурой сгорания, концентрацией азота и кислорода в продуктах

сгорания и не зависит от химического состава топлива при условии, если само топливо не содержит азота;

- скорость охлаждения продуктов сгорания существенно влияет на выбросы NOx;

- в бедных ТВС концентрация NOх определяется максимальной температурой сгорания. В богатых ТВС выход NOx не зависит от максимальной температуры, и лимитируются кинетикой разложения;

- выбросы NOx при максимальной температуре в процессе сгорания не превышают равновесную концентрацию;

- на количество образовавшихся NOx замечено существенное влияние неравномерности распределения температуры в зоне продуктов сгорания (Махе - эффект) в случае сгорания бедных ТВС и незначительное воздействие Махе - эффекта при богатых ТВС.

При температуре выше 1750 К выход термических оксидов азота становится преобладающим фактором по сравнению с выходом быстрых и топливных оксидов азота.

Установлено, что при максимальных температурах цикла в двигателях с искровым зажиганием из окислов азота практически образуется только NO [23]. В выпускной системе двигателя после выхода отработавших газов в атмосферу происходит окисление NO до NO2 по реакции

2NO + 02 ^ 2NO2.

Согласно термическому механизму Зельдовича, образование окислов азота не зависит от химической природы топлива, но определяется исключительно высокой температурой пламени и не связанно непосредственно с реакцией горения. Согласно работам [1,10], окисление и сгорание углеводородов развивается по типу цепочно-тепловой разветвляющей реакции, причем, чем сложнее молекула углеводорода, тем большее число элементарных актов составляет цепь [36]. Скорость химических реакций оценивается по изменению концентрации исходных веществ или продуктов сгорания. Образование оксидов азота в ОГ связано

преимущественно с исходным появлением NO, образующимся после завершения термических реакций. Скорость большинства химических реакций возрастает с повышением температуры. Зависимость константы скорости химических реакций от температуры может быть описано полуэмпирическим уравнением Аррениуса

к = А ■ ехр -я 7 КТ,

где А - константа реакции, зависящая от природы вступающих в реакцию веществ, Я - газовая постоянная; Т - температура; Е - энергия активации.

Скорость химических реакций в общем виде может быть представлена зависимостью

их.„.= к ■ (^)" ■ (Nв)",

где к - константа скорости химической реакции; ЫА, Ыв - молярные концентрации реагирующих веществ, пит- стехиометрические коэффициенты продуктов сгорания.

При изучении тепловых взрывов гомогенной смеси Я.Б. Зельдовичем и его сотрудниками [9] доказана зависимость образования окиси азота от количества кислорода и азота в исходных продуктах сгорания. Эта зависимость не имеет связи с химической природой реакции, т.е. она обусловлена термической природой реакции, скорость которой определяется только температурным фактором независимо от способа осуществления нагрева смеси. Процесс горения в данном случае является лишь средством достижения требуемой температуры для протекания реакций окисления азота. Количество NO при экспериментальных исследованиях меньше равновесных при максимальной достигнутой температуры.

Механизм образования различных соединений окислов азота предопределяется процессами диссоциации молекулы азота и кислорода. Реакция диссоциации молекулы азота требует значительной затраты энергии. На основании термической теории [9] образования окислов азота в зоне

продуктов сгорания кинетический расчёт концентрации N0 может быть проведён по цепному механизму [37-40] и бимолекулярному механизму [41].

В цепном механизме основными реакциями являются:

N + 0 ^ N0 + N - 316 кДж / моль (1)

¿2

¿1

N + 02 ^N0 + 0 -136 кДж/моль (2)

¿2

В бимолекулярном механизме образование N0 происходит по реакции

N + 0 ^ 2N0 (3)

В цепном механизме определяющей является реакция (1), которая сильно зависит от состава ТВС. С увеличением температуры при протекании такой реакции значительно увеличивается скорость образования N0. По данным академика Я.Б. Зельдовича [9], повышение максимальной температуры с 2500 до 2600 К приводит к росту скорости химической реакции в 2.6 раза, а снижение температуры от 2500 до 2300 К ведёт к уменьшению скорости образования N0 в 8 раз. Потребление атомарного кислорода в реакции (1) восполняется его образованием в реакции (2), за счет того, что атом азота, который образуется в реакции (1), мгновенно взаимодействует с молекулой кислорода. В результате этого процесса происходит восстановление активного атома кислорода [42]. Реакции (1) и (2) протекают как в прямом, так и в обратном направлении. Причем, согласно закону Аррениуса, константы скорости прямой и обратной реакций полностью зависят от температуры, при которой происходит реакция горения.

На рисунке 1.2.1 представлен график зависимости концентрации N0 от максимальной температуры в продуктах сгорания при горении природного газа для различных значений коэффициента избытка воздуха а [8].

В работе [1] показано, что при образовании окиси азота только из атмосферного азота и свободного кислорода в зоне продуктов сгорания равновесная концентрация её зависит от величины константы равновесия, а

Рисунок 1.2.1 - Зависимость

концентрации NO от максимальной температуры в продуктах сгорания при горении природного газа для различных значений коэффициента избытка воздуха а [8]

[1], представленного в общем виде

также от начальных концентраций O2 и N и не зависит от механизма реакции. Действительно, просуммировав реакции цепного механизма (1) и (2), получим бимолекулярную реакцию (3). Константа равновесия подсчитывается по изменению энергии Гиббса (свободной энергии реакции), которая определяется только начальным и конечным состояниями веществ в реагирующей системе.

Таким образом, равновесную концентрацию NO можно определить по уравнениям бимолекулярного механизма

с = 1к ■ с ■С

СШ -\1к с02 5

где К - константа равновесия; СЫ0, СЫ2 и С02 - концентрация оксида азота, молекулы азота и молекулы кислорода соответственно.

Я.Б. Зельдовичем и его сотрудниками [9] была предложена формула для вычисления равновесного количества NO [7]:

[С^о ] = 4,6 ^СоС^ ехр [-21500/(КТ)]

Продолжительность химических реакций достижения равновесной концентрации NO может быть представлена следующим выражением [33]

т[ш] = 2.06■Ю-12 N]12 ■ ехр(107500/ЯТ)

Значения т^о] приведены в таблице 2. Таблица 2 - Значения времени для образования равновесных концентраций оксидов азота в зависимости от температуры

max, K 1700 1870 2000 2300 2600

TNO, с 140 20 1 3,1*10-3 2,2*10-3

Как отмечается во многих работах [1,2,10], применительно к процессу сгорания топливно-воздушной смеси в поршневых двигателях, время реакций в зоне высоких температур всегда меньше времени для равновесного образования окислов азота. Поэтому концентрация NOx в двигателях внутреннего сгорания всегда меньше равновесной.

На рисунке 1.2.2 показаны отношения действительных

концентраций NO к равновесным при тех же условиях [1]. Видно, что на время равновесного образования NO решающую роль играет температура в большей мере и коэффициент избытка воздуха в меньшей мере.

В дальнейшем классический механизм Я.Б. Зельдовича был расширен D.L. Baulch и др. [43,44], а также G.A. Lavoi [20] и профессором Heywood [45]. К основным реакциям (1) и (2) добавляются ещё две реакции с участием радикала OH:

N + ОН ^ N0+ИИ (4) ИИ + О ^ N0 + ОН (5)

Однако такие реакции вносят значительный вклад в образование NO при наличии в газовой смеси паров воды [1,67].

Анализ отечественных и зарубежных расчётных моделей показывает, что характерным для них является не только использование различных уравнений химической кинетики, но и чрезмерное упрощение условий в КС [1,2]. Например, В.А. Звонов [1] в отличие от многих авторов [2,6,9,18,21, 27, 42,43-46,49-54] применяет не расширенный механизм Я.Б. Зельдовича, основанный на трех основных реакциях (1), (2) и (4), а классический механизм (реакции (1) и (2)) и бимолекулярный (реакция (3)). Отметим, что

№/(Мр1

(зооо [ л 2700 с —--1 к-х^ 2500

// п У X

*/ 1 / К У2 '00

ы /

Ш&-Х- л/ /

— 1 шоен

Рисунок 1.2.2 - Образование NO при различных температурах и составе смеси: -а=1; --х—х—а=1,3

одна из причин создания расширенного механизма Я.Б. Зельдовича -недостоверность бимолекулярной модели [2].

Термический механизм является наиболее подробно изученным из всех механизмов образования NOx, тем не менее, имеет место опасность получения неточных результатов в связи с неверным выбором констант скоростей реакций и неравновесности протекания химических процессов [6, 8, 45,46].

Исследования последних 20 лет [8,45,47,48] показывают, что образование NO происходит не после окончания горения, а непосредственно в зоне горения и зависит от ряда и других химических реакции. Концентрация атомарного кислорода в зоне горения на несколько порядков выше равновесной в связи его образованием не только за счет диссоциации, но и в ряде других реакций горения. Максимальная температура, вычисленная теоретически, существенно завышена из-за наличия сверхравновесных концентраций промежуточных продуктов сгорания и процессов теплообмена с ними. Как отмечается в работе [8,45], максимальная температура во фронте пламени существенно ниже теоретической вследствие потерь теплоты излучением, повышенной диссоциацией и турбулентных пульсаций. Проведённые за рубежом исследования [1,8,45,46] показали, что концентрации O, H и OH в зоне горения на 1-2 порядка превышают равновесные значения. Кроме того, отмечено, что концентрации O, H и OH в пламени с повышением температуры не возрастают, а иногда даже убывают.

Итак, анализ термического механизма позволяет сделать следующие выводы:

- образование оксидов азота происходит в результате окисления атмосферного азота кислородом в зоне продуктов сгорания по термической реакции, которая непосредственно зависит от реакций сгорания топлива;

- скорость образования и время достижения равновесной концентрации NO зависят экспоненциально от температуры продуктов сгорания. Концентрация оксидов азота зависит в степени 0,5 от концентрации

реагирующих компонентов N2 и O2 и линейно от времени пребывания продуктов сгорания в зоне высоких температур;

- определяющей реакцией образования NO является реакция (1), скорость которой зависит от концентрации атомарного кислорода, однако, когда концентрация паров воды в продуктах сгорания может быть значительной, необходимо учитывать и механизм образования NO по реакциям (4) и (5);

- скорость охлаждения продуктов сгорания в значительной степени определяет концентрацию окислов азота в отработавших газах в богатых горючих смесях;

-для расчёта образования NO в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания необходимо рассматривать две реакции цепного механизма или упомянутые реакции и реакцию бимолекулярного механизма [1].

1.3 Расчётные модели концентрации оксидов азота в поршневых двигателях

Известен ряд расчетно-аналитических моделей анализа процесса сгорания и образования оксидов азота в поршневых двигателях [1,6,9,18,21, 42,27,49-54].

Рассмотренные механизмы образования оксидов азота, как правило, основаны на нескольких химических реакциях, представляющих собой промежуточные элементарные акты цепного механизма химического превращения. На сегодняшний день существуют множество схем образования NOx, которые основаны на детальных кинетических механизмах, достигающих десятки, и даже сотни промежуточных реакций.

Анализ таких расширенных схем детального кинетического механизма образования NOx [55-59] позволяет сделать выводы о содержании общих реакций механизма Зельдовича. При этом рассмотренные схемы С.А. Чеснокова [55,56] и W. Kleinschmidt [57,58] включают в себя реакции

расширенного механизма Зельдовича образования оксидов азота, а схема [59] основывается на классическом механизме Зельдовича с двумя реакциями (1) и (2).

В работах С.А. Чеснокова [55,56] рассматривается решение задачи тепломассообмена и химической кинетики реакции догорания в зоне продуктов сгорания с непосредственным впрыском топлива. Такой подход позволяет определять локальные зоны в камере сгорания, где смесь интенсивно реагирует и где смесь слабо реагирует. Следует отметить, что такая схема даёт удовлетворительные результаты в исследовании горения за фронтом пламени, где скорость химических реакций ниже и содержание радикалов более стабильное, чем во фронте пламени.

W. Kleinschmidt [57,58,60] в своих трудах применяет схему, предназначенную для расчета концентраций сразу двух компонентов - CO и NOx. Для расчета он использует реакции разложения (диссоциации) молекулярного кислорода в атомарный кислород, и на основе этого определяет концентрацию атомарного кислорода.

Заметим, что все рассмотренные схемы образования оксидов азота являются модальными, то есть отражают реальный кинетический процесс только приблизительно. Такие схемы используются только для расчетов концентрации NOx в поршневых двигателях, работающих на бензине или дизельном топливе. Более точных расчетов образования и концентрации NOx на сегодняшний день не существует. Трудность этого составляет химическая формула бензина CmHn, в молекулах которого находится несколько атомов углерода, и, как указывал Д.А. Франк-Каменецкий [61], число возможных промежуточных реакций столь велико, что полное кинетическое описание процесса становится невозможным.

Анализ существующих схем образования NOx позволяет сделать следующие выводы:

- появление сложных схем с большим количеством промежуточных реакций объясняется реальностью;

- с помощью современного оборудования расчеты NOx с множеством промежуточных реакций практически не создаёт трудностей, так как расчеты основаны на решении дифференциальных уравнений;

- необходимо экспериментально проверять расчетные результаты путем непосредственного измерения концентрации NOx.

Так как рассмотренные схемы сложны для расчетов и понимания своим разнообразием химических реакций, поэтому необходимо рассмотреть современные модели образования оксидов азота, основанные на экспериментальных исследованиях.

Модели их расчета, основанные на расширенном механизме Я.Б. Зельдовича [9], можно разделить на однозонные, двухзонные и многозонные. Но у всех перечисленных авторов, использующих совершенно одинаковые кинетические схемы и механизмы, разные подходы при моделировании рабочего процесса.

Сгорание ТВС в однозонных моделях [6] характеризуется наличием многочисленных очагов воспламенения и отсутствием четкого развития пламени. Система уравнений, состоявшая из зависимостей, основанных на законах сохранения энергии, массы и состояния, описывает изменение каких либо параметров лишь по времени. В этих системах не учитывается температурная неравномерность (Махе-эффект) [52,62] по камере сгорания, т.е. используется среднее давление и температура. Тем не менее такие модели часто применяют в расчетах NOx в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением. Большим недостатком однозонной модели является значительная погрешность определения концентрации NOx вследствие осреднения температуры.

Наибольшее распространение получили двухзонные модели образования NOx [1,21,63]. В таких моделях полный объем, занимающийся рабочим телом, условно делится на две части. В одной части, называемой «несгоревшей зона», находится свежая ТВС, в другой, «сгоревшая зона» -продукты сгорания. В двухзонных моделях учитывают температуру в каждой

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дерячев Александр Дмитриевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.А. Звонов. Токсичность двигателей внутреннего сгорания // М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

2. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы // М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2008. - 720 с.

3. Лыков А.В. Тепломассообмен / Лыков. - М.: Энергия, 1978. - 480 с.

4. Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Изд. 4-е / Орлин А.С., Круглов М.Г. // М.: Машиностроение, - 1990. - 289 с.

5. В.Н. Луканин. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб. / В.Н. Луканин, К.А. Морозов; Под ред. В.Н. Луканина // М.: Высш. шк., 1995. - 369 с.

6. Warnatz J. Physical and Chemical Fundamentals, Modeling and Simulation, Experiments, Pollutant Formation / Warnatz J., Maas U., Dibble R. W. Combustion // Springer, 2006. - 378 p.

7. В.А. Звонов. Двухзонная математическая модель процесса сгорания в газодизеле с разделенной подачей метана / В.А. Звонов, А.М.Савенко // ИРЦ Газпром 1988. - 3-15 cc.

8. Сигал И.Я. Защита воздушного бас^йна при сжигании топлива // Л.: Недра, 1988. - 312 с.

9. Зельдович Я.Б. Окисление азота при горении / Зельдович Я.Б., Садовников П.Я., Франк-Каменецкий Д.А. // М-Л. Изд. АН СССР, 1947. - 148 с.

10. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя // М-Л. Машгиз. - 1962. - 271 с.

11. Ерохов В.И. Совершенствование систем питания. // Диссертация на соискание учёной степени д-ра техн. наук: 05.04.02. - М., 1996. - 384 с.

12. Seinfeld, J. H. Atmospheric chemistry and physics of air pollution / Seinfeld, John H. // Wiley (New York) - 1986. - 44 p.

13. Johnston H.S.Atmospheric ozone // Annu Rev Phys Chem 1992. - 43:1

14. Малов Р.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Малов Р.В., Ерохов В.И., Щетина В.А. // М Трпнспорт 1982. - 200 с.

15. David R.A. Nighingale Fundamental investigation into the problem of NO Formation in Diesel Engines // SAE prep. N750848., 1975. - 17 p.

16. Кавтарадзе З.Р. Снижение концентрации оксидов азота в продуктах сгорания быстроходного дизеля путем усовершенствования рабочего процесса // диссертация кандидата технических наук. - Москва, -2006. - 187 с.

17. Коломиец П.В. Влияние скорости распространения пламени на выделения оксидов азота при добавке водорода в бензиновые двигатели // диссертация кандидата технических наук. - Тольятти, - 2007. - 137 с.

18. Hamrin D.A. Modelling of engine-out Hydrocarbon Emissions for Prototype Production Engines / Hamrin D.A., Heywood J.B. // SAE tech. pap. 950984, 1995. - 273 p.

19.Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями // Под ред. Д. Хиллиарда, Дж. Спрингера; пер. с англ.- М..: Машиностроение,1988. - 504 с.

20. Lavoie G. A fundamental model for predicting fuel consumption NOX and HC emission of the conventional S.I. engine / Lavoie G., Blumberg P. // Comb. Sci. and Tech., Vol. 21, 1980. - P.225-258.

21. A. Widd. A physical two-zone NOx model intended for embedded implementation / A. Widd, R. Johansson // Division of combustion engines. - SAE 2009-01-1509.

22. Иссерлин А.С. Основы сжигания газового топлива: Справ. Пособие. - Л. : Недра, 1987. - 336 с.

23. Курс технологии связанного азота / В.И. Атрощенко, А.М. Алексеев, А.П. Засорин. М.: Химия, 1969. - 383 с.

24. Bowman CT (1993) Control of combustion-generated nitrogen oxide emissions: Technology driven by regulation. Proc Comb Inst 24:854.

25. Fenimore C. P. Nitric Oxide Decomposition at 2200-2400° K // The Journal of Physical Chemistry / Fenimore C. P., Jones G. W. // American Chemical Society, 1957. - Vol. 61. - № 5. - P. 654-657.

26. Westbrook C.K. Prediction of laminar flame properties of methanol air mixtures / Westbrook C.K., Dryer F.L. // Combust. and Flame. - 1980.- Timothy V. Johnson Gasoline Vehicle Emissions - SAE 1999 In Review SAE Tech Pap 2000-01-0855..37, N2. - P. 171-192.

27. Malte P.C. Chemical kinetics in flames / Malte P.C., Pratt D.T. // Review. Combustion Science and Technology. 1981. - V.25, N 1-2. - P.49-69.

28. Harris S.J. Soot particle inception kinetics in a premixed ethylene flame / Harris S.J., Weiner A.M., Ashcraft C.C. // Comb. Flame 64:65, - 1986. - P.65-81.

29. Bockhorn H. Experimental Investigation and modeling of prompt NO formation in hydrocarbon flames / Bockhorn H, Chevalier C, Warnanatz J, Weyrauch V. // In: Santoro RJ, Felske JD (eds) HTD - Vol 166, Heat transfer in fire and combustion systems, Book No G00629 - 1991.

30. Glarborg P. Kinetic modeling and sensitivity analysis of nitrogen oxide formation in well-stirred reactors / Glarborg P., Miller J.A., Kee R.J. // Comb Flame 65:177. - 1986. - P.177-202.

31. Warnatz J. Concentration-, pressure-, and temperature dependence of the flame velocity in the hydrogen-oxygen-nitrogen mixtures // Combustion Science and Technology, 26(5-6), 1981. - P.203-213.

32. Eberius H. Konversion von brennstoffgebundenem Stickstoff am Beispiel von dotierten Propan-Luft-Flammen / Eberius H, Just T, Kelm S, Warnatz J, Nowak U // VDI-Berichte 645:626. - 1987.

33. Райзер Ю.П. Образование окислов азота в ударной волне при сильном взрыве в воздухе // Журнал физической химии, 1959. - т.33, вып. 3, С.700-709.

34. Семенов Н.Н. Развитие цепных реакций и теплового воспламенения // М.: Знание, 1969. - 94 c.

35. Сигал И.Я. Исследование концентраций NO и NO2 в городском воздухе / Сигал И.Я., Адрейчук Г.С., Домбровская Э.П. // В кН.: Проблемы контроля и защита атмосферы от загрязнения. Киев: Наукова думка, 1977. -

C. 61-65.

36. Воинов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях // М.: Машиностроение -1977. - 277 c.

37. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. - 686 с.

38. Blumberg P., Kummer I.T. Prediction of NO Formation in Spark-Ignited Engines-An Analysis of Methods of Control. - Combustion Science and Technology. 1971. - vol. 4, P.73-95.

39. Daneshyar H. and Watfa M. Prediction of Nitric Oxide (NO) Concentration in Spark-Ignition Engines. - Combustion and Flame, 1973. - vol. 21, P. 395-398.

40. Khan I.M., Greeves G., Wang C.H. Factors Affecting Smoke and Gaseous Emissions from Direct Injecrion Engines and a Method of Calculation. -SAE Paper 730169, 1973. - 23 p.

41. Eyzat P., Guibet J.C. A New Look at Nitrogen Oxides Formation in Internal Combustion Engines. - SAE Paper 680124, 1968. - 17 p.

42. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей //Учеб. пособие. - Владимирский гос. ун-т. Владимир, 2004. - 400 c.

43. Baulch D.L. Compilation of rate data for combustion modeling / Baulch

D.L.., Cobos C.I., Cox A.M. // Supplement I.J. Phys.Chem - 1991. - Ref. Data 22, №847, 226 p.

44. Baulch D.L. High temperature reaction rate data / Baulch D.L., Drysdale D.D., Horne D.D., Lloyd A.C. //Rep. University of Leeds Report.-1969. - №4, 156 p.

45. Heywood J.B. Internal Combustion Engine Fundamentals // McGraw-Hill, N.Y., 1988. - 930 p.

46. Peters, N. Turbulent combustion / N. Peters // Cambridge : Cambridge university press. - 2000. - 304 p.

47. Fenimore C.P. Formation of nitric oxide from fuel nitrogen in ethylene flames // Combustion and Flames, 1972. - v.19, P.289-296.

48. Malte P.C. Hydroxyl radical and atomic oxygen concentrations in high-intensity turbulent combustion / Malte P.C., Schidt S.C., Pratt D.T. // Pittsburg, 16th Symposium of Combustion, 1967. - P.145-155.

49. Смайлис В.И. Теоретические и экспериментальные основы создания малотоксичных дизелей // Дис. док.техн.наук.-Ленинград, 1988. -346 с.

50. Heider G. 2-Zonen rechenmodell zur vorausbrechnung der NO-Emission von Dieselmotoren / Heider G., Woshni G., Zeilinger K. // MTZ. - 1998. - №11 - P. 770-775.

51. Heider G. Rechenmodel zur Vorausrechnung der NO-Emission von Dieselmotoren // Dissertation.TU Munchen, 1996. - 146 p.

52. Dodge L.G. Modeling NOx emissions from lean-burn natural gas engines / Dodge L.G., Kubesh J.T., Naegel D.W., Campbell R.F // SAE Paper.-1998. - №981389. - 9 p.

53. Lavoi G.A. Experimental and theoretical study of nitric oxide formation in internal combustion engines / Lavoi G.A., Heywood J.B., Keck J.C. // Combustion science and technology.- 1970. - Vol.1. - P.313-326.

54. Merker G. Verbrennungsmotoren. Simulation der Verbrennung und schadstoffbildung / Merker G., Schwarz Ch., Sticsch G., Ouo F. // 2. Auflage. -Stuttgart - Leipzig, - Wiesbaden: Teubner - Verlag, 2004. - 412 p.

55. Чесноков С.А. Моделирование тепломассообмена и химической кинетики образования окиси азота в ДВС с искровым зажиганием / Чесноков С. А., Демидов М.И. // Известия Тульского Госуниверситета. Автомобильный транспорт. - 2003. - Выпуск 7. - С. 255-264.

56. Чесноков С.А. Моделирование высокотемпературных реакций горения // Тула; изд-во Тульского Госуниверситета, 2002. - 163 с.

57. Pischinger R. Thermodinamik der Verbrennungskraftmaschine / Pischinger R., Krassing G., Taucar G., Sams Th. // Wien- New-YorkA Springer -Verlag, 1989. - 524 p.

58. Kleinschmidt W. Einflussparameter auf den Wirkungsgrad und auf die NO-Emission von Aufgeladenen Dieselmotoren // 4.Aufladetechnische Konferenz.: VDI Bericht.- Dusseldorf, 1991. - №910. - 28 p.

59. Лушпа А.И. Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций // М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

60. Kleinschmidt W. Untersuchung des Arbeitsprocesses und der NO-, NO2 -und CO- Bildung in Outomotoren // Dissertation. RWTH, - Aachen. 1974.-126 p.

61. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике // 3-е изд. - М.: Наука, 1987. - 502 с.

62. Hiroysu H. Diesel Engine combustion and its modeling // Proc. inter. symposium on diagnostics and modeling of combustion in reciprocating engines. -Tokyo, 1985. - 16 p.

63. Иващенко Н.А. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания / Иващенко Н.А., Кавтарадзе Р.З. // М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1997. - 60 с.

64. Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях // М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2001. - 591 с.

65. Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики // М.: Высш. шк., 1981. - 536 с.

66. Буров, А. Л. Сгорание в поршневых двигателях // учебное пособие / А. Л. Буров. - М. : МГИУ, 2006. - 76 с.

67. Талда Г.Б. Повышение топливной экономичности и снижение токсичности бензиновых двигателей добавкой водорода к бензину // диссертация кандидата технических наук. - Харьков, -1984. - 216 с.

68. Соколик А. С. Самовоспламенение, пламя и детонация в газах / А. С. Соколик // М.: АН СССР, 1960. - 427 c.

69. Зельдович, Я. Б. Математическая теория горения и взрыва / Я. Б. Зельдович, Г. И. Баренблатт, В. Б. Либрович, Г. М. Махвиладзе // М.: Наука, 1980. - 478 с.

70. Шайкин А.П. Взаимосвязь скорости распространения и электропроводности пламени с токсичностью отработавших газов бензиновых двигателей / Шайкин А.П., Ивашин П.В., Коломиец П.В., Смоленский В.В., Шайкина Н.А. // XIV Симпозиум по горению и взрыву. Тезисы докладов. Черноголовка. - 13-17 октября 2008. - 191 с.

71. Шайкин А.П. Исследование скорости распространения пламени, ширины зоны и интенсивности химических реакций горения в двигателе с искровым зажиганием / Шайкин А.П, Бобровский И.Н., Брызгалов А.А., Сухов С.А. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, №5 (29) - 2011. - С.49-53

72. Иноземцев Н.В. Процессы сгорания в двигателях / Н. В. Иноземцев, В. К. Кошкин; под ред. Н. В. Иноземцева // М.: Машгиз, 1949. -344 с.

73. Талантов А. В. Основы теории горения / А. В. Талантов // М. : Машиностроение, 1975. - 251 с.

74. Law, C. K. Combustion physics / C. K. Law // Cambridge: Cambridge university press, 2006. - 722 р.

75. Seitzman, J. Flame thickness and flame speed / J. Seitzman // Technical report. - 2012. - 13 p.

76. Автомобильные двигатели / под ред. М. С. Ховаха // М. : Машиностроение, 1977. - 591 с.

77. Соколик, А. С. Основы теории процесса нормального сгорания в двигателях с искровым зажиганием / А. С. Соколик // М. : АН СССР, 1951.

78. Wagner P.// NACA TN 3575. - 1955.

79. Heywood J.B. Combustion and its modeling in spark-ignition engines // International symposium COMODIA 94. - 1994. - 15 p.

80. Захаров Л.А. Моделирование смесеобразования и горения в рабочей камере поршневого двигателя внутреннего сгорания / Захаров Л.А., Захаров

И.Л., Хрунков С.Н. // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. - №2(81). - С.178-186.

81. Хитрин. Основы горения углеводородных топлив. / Пер. с англ. Под ред. Л.Н. Хитрина и В.А. Попова // М.: ИЛ, 1960. - 663 с.

82. Семенов Е.С. Исследование турбулентности в цилиндре поршневого двигателя / Семенов Е.С., Соколик А.С. // Известия АН СССР -1958, №8. - C. 130 - 134.

83. Damlohler G. // NACA TM 1112. - 1947.

84. Хитрин, Л. Н. Физика горения и взрыва / Л. Н. Хитрин // М. : Изд-во Моск. ун-та, 1957. - 443 с.

85. Щелкин, К. И. Газодинамика горения / К. И. Щелкин, Я. К. Трошин // М.: АН СССР, 1963. - 287 с.

86. Karlowitz B., Denniston D.W., Jr., Wells P.E., J. // Chem. Phys., 19, №5. - 1951. - P.541-547.

87. Колчин А. И., Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов. —2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1980. - 400 с.

88. Брозе Д.Д. Сгорания в поршневых двигателях. М.: Машиностроение, 1969. - 248 с.

89. Ивашин П.В. Зависимость концентрации несгоревших углеводородов в отработавших газах бензиновых ДВС от скорости распространения пламени и ионного тока: Автореф. дисс. канд. тех. наук. -Тольятти, 2004. - 154 с.

90. Трошин К.Я. Скорость горения метанводородных смесей при повышенных давлениях и температурах / Трошин К.Я., Борисов А.А., Рахметов А.Н., Арутюнов В.С., Политенкова Г.Г. // Химическая физика, 2013, т. 32, №5, С. 76-87.

91. Шайкин А.П. К вопросу о природе электрических явлений и турбулентной скорости распространения метановодородного пламени / А.П.

Шайкин, П.В. Ивашин, И.Р. Галиев, А.Д. Дерячев // Вектор науки ТГУ, Тольятти, №1 - 2015. - С. 51-54.

92. Стечкин Б.С. О методе совместного исследования распространения пламени и изменения давления в двигателе с искровым зажиганием / Стечкин Б.С. // Избранные труды: Научные и библиографические материалы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - C. 201- 209.

93. Прудников А.Г. Об определении средних параметров турбулентного факела пламени // «Известия АН СССР. «Энергетика и автоматика», 1960, №1. - 43 с.

94. Дерячев А.Д. Исследование ширины зоны турбулентного горения в удалённой зоне камеры сгорания поршневых двигателей с искровым зажиганием / Дерячев А.Д., Шайкин А.П., Ивашин П.В // VIII Международная научно-практическая конференция «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса», Сборник статей, Пенза, 19-21 ноября 2014 г. - С. 29-33.

95. Keck, J. C. Turbulent flame structure and speed in spark-ignition engines / J. C. Keck // Nineteenth symposium on combustion. - 1982. - P. 1451-1466.

96. Смоленский В.В. Влияние ширины зоны химических реакций и электропроводности пламени на токсичность процесса сгорания в поршневой установке при добавке водорода в бензовоздушную смесь / В. В. Смоленский // Материалы международной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии». - 2010. - С. 196-203.

97. А.Д. Дерячев. Определение ширины зоны и интенсивности реакций горения при сжигании бензовоздушной смеси в ДВС с искровым зажиганием // II Международная научно-техническая конференция студентов, магистрантов, аспирантов: Издательство ТГУ, Сборник трудов - Тольятти, 24-25 апреля 2012. - C. 274-277.

98. Шайкин А.П. Влияние добавок водорода в ТВС на ширину зоны турбулентного горения при распространении пламени в камере сгорания поршневого ДВС / А.П. Шайкин, П.В. Ивашин, А.Д. Дерячев // IV

Международная научно-техническая конференция (Резниковские чтения) «Теплофизические и технологические аспекты повышения эффективности машиностроительного производства», Сборник трудов, Тольяттти, - 2015. -С. 272-276.

99. Дерячев А.Д. Взаимосвязь ширины зоны горения с ионным током и скоростью распространения пламени в условиях двигателя с искровым зажиганием / Дерячев А.Д., Шайкин А.П. // Вектор науки ТГУ №3-2014. - C. 82-86.

100. Дерячев А.Д. Характеристики распространения пламени вблизи стенки цилиндра в условиях двигателей с искровым зажиганием / Дерячев А.Д., Шайкин А.П. // Научно-практическая конференция «Студенческие Дни науки», ТГУ, Тольятти, апрель 2014. - С.15-17.

101. Дерячев А.Д. Ширина зоны турбулентного горения и ионный ток в поршневых двигателях с искровым зажиганием / Дерячев А.Д., Шайкин А.П., Ивашин П.В. // Международная научно-практическая конференция «Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения)», Сборник статей, Пенза 2014. - C. 18-21.

102. Shore L.B. // Ph. D. Thesis, Univ. of Delaware. - 1953.

103. Ramazanov M.P. Influence of combustion activation due to hydrogen addition on the flame propagation in gasoline engine / Ramazanov M.P., Ivashin P.V., Shaikin A.P., Tverdokhlebov A.Ya., Deryachev A.D. // International conference on the methods of aerophysical research, Novosibirsk, Russia, 30.06.2014-6.07.2014. - 157 p.

104. Д.А. Глазунов. Моделирование процессов газообмена и горения смеси в цилиндрах двигателя / Д.В. Глазунов //Вестник Таджикского технического университета им. акад. М.С.Осими, №2(22) - 2013. - C. 91-96.

105. Veynante D. Turbulent combustion modeling // France, - 2004. - 138 p.

106. Kamimoto T. Flow and combustion in reciprocating engines / Kamimoto T., Arcoumanis C. // Experimental fluid mechanics. - 2008. - 430 p.

107. Borgi, R. Combustion and flames / Borgi, R., Dtstriau V. // chemical and physical principles. Edditional TECHNIP. - 1998.

108. Candel S. Current progress and future trends in turbulent combustion / Candel S., Veynante D., Lacas F., Darabiha N. // Combustion Science and Technology, 1994, Vol.98(4-6). - P.245-264.

109. Poinsot T. Diagrams of premixed turbulent combustion based on direct simulation / Poinsot T., Veynante D., Candel S // Symposium (International) on Combustion, Volume 23, Issue 1, 1991. - P.613-619.

110. H.M. Heravi. Determination of Laminar Flame Thickness and Burning Velocity of Methane-Air Mixture / H.M. Heravi, A. Azarinfar, S.I. Kwon, P.J. Bowen and N. Syred // Mechanical Engineering Department, Third European Combustion Meeting ECM, 2007. - 6 p.

111. Гаврилов Б.Г. Химизм предпламенных процессов в двигателях. Л.: ЛГУ, 1970. - 182 с.

112. Свиридов Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. Л.: Машиностроение, 1972. - 244 с.

113. Гончар Б.Ф. Численное моделирование рабочего процесса дизелей. - Энергомашиностроение, 1968, №7. - C.34-35.

114. Rassweiler, G.M. Flame temperatures vary with knock and combustion chamber position / Rassweiler, G.M., Withrow, L. // SAE trans, vol.36 - 1935. - P. 125-133.

115. Ксандопуло Г.И. Химия газофазного горения / Ксандопуло Г.И., Дубинин В.В. // М.: Химия - 1987. - 240 c.

116. Калькот Г. Процессы образования ионов в пламени / Г. Калькот // Вопросы ракетной техники. - 1958. - №4. - С. 78-94.

117. Соколик А. С. О природе хемиионизации пламен / А. С. Соколик, С. Е. Семенов // Журнал физической химии. - 1964. - №7. - С. 1784-1789

118. Лоутон Дж. Электрические аспекты горения / Дж. Лаутон , Ф. Вайнберг // М.: Энергия - 1976. - 194 c.

119. Семёнов Е.С. Исследование ионизации в сферических пламенах методом зондовых характеристик / Семёнов Е.С., Соколик А.С. // Жернал технической физики, Том XXXII, №9, - 1962. - C.1074-1083.

120. Морозов Ю.Г. О происхождении электродвижущей силы горения / Морозов Ю.Г., Кузнецов М.В. // Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук, Черноголовка, - 2000, т.19 №11. - C.98-104.

121. H.Wilstermann. Ignition system integrated AC ion current sensing for robust and reliable online engine control / H. Wilstermann, A. Greiner, P. Hohner, R. Kemmler, R.R. Maly, J. Schenk // DaimlerChrysler AG. SAE - 2000-01-0553. -P.151-159

122. Степанов Е. М. Ионизация в пламени и электрическое поле / Е. М. Степанов, Б. Г. Дьячков // М.: Металлургия - 1968. - 311 c.

123. D. Upadhay. AFR Control on a Single Cylinder Engine Uzing the Ionizaition Current / D. Upadhay, G. Rizzoni // SAE 980203.

124. M. Hellring. Robust AFR Estimation Using Ion Current and Neural Networks / M. Hellring, T. Munter, T. Rognvaldsson, N. Wikstrom, C. Carlsson, M Larsson and J. Nytomt // SAE 1999-01-1161.

125. A. Saitzkoff. In-Cylinder Pressure Measurements Using the Sparg Plug as an Ionization Sensor / A. Saitzkoff, R. Reinmann, F. Mauss and M. Glavmo // SAE 970857.

126. E.A. VanDyne. Misfire Detection from Ionization Feedback Utilizing the Smartfire Plazma Ignition Tecnology / E.A. VanDyne, C.L. Burcmyer, A.M. Wahl and A.E. Funaioli // SAE 2000-01-1377.

127. J. Auzins. Ion-Gap Sense in Misfire Detection, Knock, and Engine Control / J. Auzins, H. Johansson and J. Nytomt // SAE 950004.

128. A. Saitzkoff, R. Reinmann, T. Berglind, and M. Glavmo. An ionization equilibrium analysis of the spark plug as an ionization sensor. SAE paper No. 960337, 1996.

129. Иноземцев Н. Н. Ионизация в ламинарных пламенах / Н. Н. Иноземцев // Известия АН СССР, ОТН, Энергетика и автоматика. - 1960. -№2. - С. 59-66.

130. Ивашин П.В. Электропроводность пламени, средняя скорость сгорания и концентрация несгоревших углеводородов в ОГ бензиновых двигателей / Ивашин П.В., Коломиец П.В., Шайкин А.П., Строганов В.И. // Автотракторное электрооборудование № 1-2. 2004. - C.38-39.

131. Шайкин А.П. Взаимосвязь электропроводности пламени, средней скорости сгорания и концентрации несгоревших СН в ОГ бензиновых двигателей / Шайкин А.П., Ивашин П.В., Строганов В.И., Коломиец П.В. // ВНТК Современные тенденции развития автомобилестроения в России, -Тольятти, 2004. - C.138-140.

132. Шайкин, А. П. Управление коэффициентом избытка воздуха ДВС с помощью тока ионизации / А. П. Шайкин, О. А. Ахремочкин, В. Н. Гордеев, П.В. Ивашин // Материалы международной научной конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». - 2003. - С.156-157.

133. Ивашин П.В. О возможности оценки работы цикла двигателя внутреннего сгорания ионизационным зондом / Ивашин П.В., Рамазанов М.П., Твердохлебов А.Я., Шайкин А.П. // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2012. № 4 (22). - С. 165-168.

134. Andersson I. Cylinder Pressure and Ionization Current Modeling for Spark Ignited Engines // Linkopings Universitet, SAE 581 83 Linkoping, Sweden. - 2002.

135. Jurgen Forster. Ion Current Sensing for Spark Ignition Engines / Jurgen Forster, Achim Gunter, Marcus Ketterer, Klaus Jurgen // SAE Paper 1999-010204.

136. Thiele M. Warnatz and Maas numerical simulation of spark ignition including ionization / Thiele M., Selle S., Riedel U. // SAE paper, 1302138, 2000.

137. Аравин Г.С. Ионизация пламенных газов в условиях бомбы и двигателя // Дис. ИХФ АН СССР, 1952. - 12 с.

138. Фиалков Б.С. Распределение электрического потенциала в углеводородных пламенах / Фиалков Б.С., Щербаков Н.Д., Плицин В.Т. // ФГВ.- с1978.-т.14,в.2. - C.104-108.

139. Лавров Ф.А. Влияние продольного электрического поля на процесс горения газовых смесей / Лавров Ф.А., Малиновский А.Э. // ЖФХ.-1933.-т.4,в.1. - C.104-108.

140. Фиалков Б.С. Распределение положительных ионов в пламенах смесей пропан-бутана с воздухом / Фиалков Б.С., Щербаков Н.Д. // ФГВ.-1980.- т.54, в.10. - C.2655-2659.

141. Кидин Н.И. О собственном электрическом поле ламинарного пламени / Кидин Н.И., Либрович В.Б. // ФГВ.-1974.-т. 10, в. 5. - C.696-705.

142. Malaczynski G. W. Ion-Sense-Based Real-Time Combustion Sensing for Closed Loop Engine Control / G. W. Malaczynski, G. Roth, D. Johnson // SAE Int. J. Engines 6(1):2013, doi:10.4271/2013-01-0354.

143. Ивашин П.В. Влияние добавки водорода на токсичность и экономичность ДВС с искровым зажиганием / Ивашин П.В., Семченок В.В., Шайкин А.П. // Инженер Технолог Рабочий №3, 2001. - C.22-23.

144. Шайкин А.П. Скорость сгорания в цилиндре поршневого ДВС и концентрация несгоревших углеводородов в отработанных газах / Шайкин А.П., Ахремочкин О.А., Цибизов Ю.И., Ивашин П.В. // МНПК Современные тенденции развития автомобилестроения в России, - Тольятти, 2003. - C.167-172.

145. Шайкин А.П. О возможных причинах снижения концентрации несгоревших углеводородов при добавке водорода в ТВС ДВС / Шайкин А.П., Ивашин П.В., Будаев С.И. // МНПК Прогресс транспортных средств и систем, - Волгоград, 2002. - C.136-140.

146. Шайкин А.П. Возможности снижения токсичности отработанных газов городских автобусов / Шайкин А.П., Русаков М.М., Пелипенко В.Н., Ахремочкин О.А. // НПК Безопасность транспортных систем - Самара, 2002.

147. Шайкин, А. П. Взаимосвязь ионного тока, средней скорости распространения пламени в заключительной фазе сгорания и несгоревших СН / А. П. Шайкин, Н. А. Шайкина, П. В. Ивашин // Наука производству. -2004. - № 8. - С.5-6.

148. Ивашин, П. В. Использование электропроводности пламени для исследования рабочего процесса поршневого ДВС и контроля сгорания / П. В. Ивашин, В. В. Смоленский, А. П. Шайкин // Материалы 65-ой Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». - 2009. - С.97-105.

149. Ивашин, П. В. Электропроводность пламени и средняя скорость сгорания в заключительной фазе / П. В. Ивашин, Т. А. Прокопович, А. П. Шайкин, В. И. Строганов // Наука производству. - 2004. - №4. - С.5-7.

150. Ивашин, П. В. Контроль и регулирование процесса сгорания по ионному току в заключительной фазе сгорания / П. В. Ивашин, П. В. Коломиец, В. В. Смоленский, А. П. Шайкин // Известия Самарского научного центра РАН. - 2005. - С.299-305.

151. Kuwahara K. Mixing Control Strategy Engine Performance Improvement in a Gasoline / Kuwahara K., Ueda K., Ando H. // Dir. Injection Engine. SAE 980158.

152. A.Franke. Characterization of an Electrical Sensor for Combustion Diagnostics / A. Frank //Doctor Tesis, Lund Reports onCombustion Physics, LRCP-80, Sweden., 2002. - 137 p.

153. P.Einewall. The Potential of Using the Ion-Current Signal for Optimizing Engine Stability - Comparisons of Lean and EGR (Stoichiometric)

Operation / P. Einewall, P. Tunestal, B. Johansson // Lund Institute of Technology, SAE 2003-01-0717, 1998. - P.191-202.

154. Бондаренко Е.В. Образование окислов азота при сгорании моторных топлив / Бондаренко Е.В., Ерохов В.И. // Вестник ОГУ, Оренбург, 2005. - C.31-43.

155. Newhall H.K., Statkman E.S. Direct Spectroscopic Determination of Nitric Oxide in Reciprocating Engine Cylinders. - SAE Paper 670122, 1967. -17 p.

156. Бортников Л.Н. Оценка экономических и экологических показателей поршневых ДВС с искровым зажиганием при их работе на смеси «бензин-водород» / Бортников Л.Н., Русаков М.М. // Автомобильная промышленность. 2008. № 3. - С. 11-13.

157. R. Sierens. Variable composition hydrogen/natural gas mixtures for increased engine efficiency and decreased emissions // University of Gent laboratory of transporttechnology Sint-Pietersnieuwstraat B-9000 Gent, Belgium., 1999. - 6 p.

158. Чигир H.A. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. Чигир H.A. - ред. М., Машиностроение, 1981. - 407 с.

159. Timothy V. J. Gasoline Vehicle Emissions - SAE 1999 In Review SAE Tech Pap 2000-01-0855.

160. S.S. Takagaki The Effects of Compression Ratio on Nitric Oxide and Hydrocarbon Emissions from a Spark-Ignition Natural Gas Fuelled Engine / Sho S., R. R. Raine // The University of Auckland, SAE 970506, 1997. - C.55-61.

161. Starkmann E.S., Stewart H.E., Zvonow V.A. An Investigation into the Farmation and Modification of Evission Precursors. - SAE Paper 690020, 1969. -9 p.

162. Ефремов П. К. к вопросу о дополнительном питании тепловых двигателей водой. - В кН.: Защита воздушного бассейна от загрязнения токсичными выбросами транспортных средств. т. 1. Харьков: 1977. - C.221-261.

163. Физико-химические свойства стабильных водно-бензиновых эмульсий / Ф.М. Калюжная, И.Л. Костровский, В.Н. Простот и др. - В кН.: Защита воздушного бассейна от загрязнения токсичными выбросами транспортных средств, Харьков: 1977, т. 1. - C.382-394.

164. Дмитриевский А.В. Топливная экономичность бензиновых ДВС / Дмитриевский А.В., Шатров Е.В. // М.: Машиностроение, 1985. - 208 с.

165. Морозов К.А. Токсичность автомобильных двигателей // М.: Легион-Автодата, 2001. - 80 c.

166. I. Saanum. Lean burn versus stoichiometric operation with EGR and 3-way catalyst of an engine fueled with natural gas and hydrogen enriched natural gas / I.Saanum, M.Bysveen, P.Tunestal, B. Johansson // Norwegian University of Science and Tehnology, Nordway, SAE,-2005.

167. Болбас М.М. Транспорт и окружающая среда: Учебник / М.М. Болбас, Е.Л. Савич, Г.М. Кухаренок, Р.Я. Пармон и др. - Мн.: Технопринт, 2003. - 262 с.

168. Жегалин О.И. Снижение токсичности автомобильных двигателей / Жегалин О.И., Лукачев П.Д. // М.: Транспорт, 1985. - 120 c.

169. Lee, S.A. Potentiality of Dedicated EGR in SI Engines Fueled by Natural Gas for Improving Thermal Efficiency and Reducing NOx Emission / Lee, S., Ozaki, K., Iida, N., and Sako, T. // SAE Int. J. Engines 8(1):238-249, 2014.

170. Вишневский А.Е., Гусак Л.А., Самойлов И.Б. О промотировании горения углеродно-воздушных смесей // Доклады АН СССР. - 1977. - Т. 232. - №2. - С. 363-366.

171. Офосу- Ахенкора А.К. Влияние завихривания потока во впускном трубопроводе на движение заряда в цилиндре карбюраторного двигателя: Дисс. ... канд. техн. наук / ВолгПИ. - Волгоград. 1991. - 210 с.

172. Шатров Е.В. Исследование мощностных, экономических и токсических характеристик двигателя, работающего на бензоводородных смесях / Е.В. Шатров, А.Ю. Раменский, В.М. Кузнецов // Автомобильная промышленность . - №11. - 1979. - С. 3-5.

173. Мищенко А.И.. Применение водорода для автомобильных двигателей // Киев, Наукова думка, 1984. - 141 c.

174. Хмыров В.И. Водородный двигатель / Хмыров В.И., Лавров Б.Е. // Алма-Ата, Наука КазССР, 1981. - 111 c.

175. H.A. Dwyer. Analysis and Prediction of in-Cylinder NOx Emissions for Lean Burn CNG/H2 / H.A. Dwyer, Z.McCaffrey, M. Miller / Institute of Transportation Studies, University of California, Davis, SAE Paper #04SFL-35, 2004.

176. Гамбург, В.П. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение / Д.Ю. Гамбург, В.П. Семенов, Н.Ф. Дубовкин, Л.Н. Смирнова; Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина // Справ. изд., М.: Химия, 1989. - 672 c.

177. Гибадуллин В.В. Организация рабочего процесса ДВС с внешним смесеобразованием и локальной подачей микродобавок водорода в область межэлектродного зазора свечи зажигания // Диссертация канд. техн. наук, ВолгПИ - Волгоград, 1992.

178. Каменев В.Ф. Способ управления двигателем, работающим на обедненных ТВС / Каменев В.Ф., Ефремов С.А. // Автомобильная промышленность № 3-4, 1995.

179. Льотко В. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. // М.: МАДИ(ТУ), 2000.

180. Трелин Ю.А. Исследование особенностей работы ДВС с искровым зажиганием при добавке водорода в топливовоздушную смесь // Автореферат диссертации к.т.н. - Волгоград. - 1981. - 143 c.

181. Bergman H.K. A Highly Efficient Alcohol Vapour Aspirating Spark -Ignition Engines: Neat Methanol // SAE Paper 902154. - 1990.

182. Nutt B. The Cost of Making Methanol Available to a National Market / Nutt B., Dowd J., Holmes J. // SAE Paper 872063.

183. Шаймарданов А.С. Численная реализация детального механизма нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания / Шаймарданов А.С., Женса А.В., Кольцова Э.М. // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 12-3. - С. 593-598;

184. Калверта С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ. Изд.: Ч.1: Пер. с англ./ Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М. // Металлургия, 1988.

185. Кулешов А.С. Программный комплекс «Дизель РК». [http://www.diesel-rk.bmstu.ru/Rus/]. - МВТУ им. Н.Э.Баумана. 1982.

186. Software AVL [https://www.avl.com/].

187. N.N. Mustafi. Spark-Ignition Engine Performance with 'Powergas' Fuel (Mixture of CO/H2): A Comparison with Gasoline and Natural Gas Fuel / N.N. Mustafi, Y.C. Miraglia, R.R. Raine, P.K. Bansal, S.T. Elder // vol. 85 2006. -P. 1605-1612.

188. Абрамчук, Ф.И. Методика расчета процесса сгорания в автомобильном биогазовом ДВС [Текст] / Абрамчук Ф.И., Кабанов А.Н., Петров Н.В. // Сборник научных трудов Вестник НТУ "ХПИ", №70 - 2013.

189. Одноцилиндровая универсальная установка УИТ-85 для определения октановых чисел топлив./ Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

190. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф // Л: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-е, 1985. -248 с.

191. Шайкин А.П. Методы и результаты исследования процессов сгорания в поршневых двигателях и энергетических установках / А.П. Шайкин, П.В. Ивашин, А.Д. Дерячев // Методическое пособие - Тольятти. -2013, - 70 с.

192. Повышение эффективности работы и снижение токсичности отработавших газов поршневых двигателей и установок при использовании органических топлив с газообразными активаторами горения: отчёт о НИР

«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» / Шайкин

A.П., Ивашин П.В., Русаков М.М., Бортников Л.Н., Павлов Д.А., Смоленский

B.В., Галиев И.Р., Дерячев А.Д., Сазонов М.В., Твердохлебов А.Я. -Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2013. - 180 с.

193. Разработка методов химического регулирования процесса горения углеводородных топлив в энергетических установках для повышения их энергоэффективных и экологических характеристик: отчёт о НИР «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» / Шайкин А.П., Ивашин П.В., Русаков М.М., Бортников Л.Н., Павлов Д.А., Смоленский В.В., Галиев И.Р., Дерячев А.Д., Рущин Е.И., Твердохлебов А.Я. - Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2013. - 180 с.

194. Шайкин А.П. Характеристики распространения пламени и концентрация несгоревших углеводородов при добавке водорода в топливно -воздушную смесь энергетических установок с искровым зажиганием. / Шайкин А.П., Ивашин П.В. // Издательство Самарского научного центра РАН, Самара, 2013. - 165 с.

195. Ивашин П.В. О взаимосвязи скорости распространения и электропроводности пламени в ДВС / Ивашин П.В., Рамазанов М.П., Твердохлебов А.Я., Шайкин А.П., Ясников И.С. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2013. № 3-1 (41). - С. 103-112.