Качественное регулирование мощности в двухтактном двигателе с унифицированным рабочим процессом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат технических наук Домбровский, Олег Петрович

• Домбровский, Олег Петрович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Домбровский, Олег Петрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ РАЗВИТИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВУХТАКТНЫХ ДВС

1.1 Введение

1.2 Специфика двухтактных двигателей

1.3 Направления развития двухтактных двигателей

1.4 Существующие схемы современных систем впрыскивания топлива в двухтактных ДВС

1.5 Влияние конструкции камеры сгорания и параметров впрыска на процессы смесеобразования и горения

1.6 Унифицированный рабочий процесс

1.7 Выводы по главе. Формулировка гипотезы, постановка цели и задач

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА СГОРАНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С УНИФИЦИРОВАННЫМ РАБОЧИМ ПРОЦЕССОМ

2.1 Введение

2.2 Моделирование рабочего процесса компрессор-форсунки

2.3 Математическое моделирование течения рабочего тела в камере сгорания ДВС

2.4 Измерение продолжительности впрыска топлива

2.5 Моделирование горения топливовоздушной смеси в КС ПДВС

2.6 Методика моделирования смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя с унифицированным рабочим процессом

2.7 Результаты численного исследования

2.7.1 Численное исследование на режиме холостого хода

2.7.2 Численное исследование на режиме полной нагрузки

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА, ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МЕТОДИКА

НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

3.1 Описание экспериментального двигателя

3.2 Численное моделирование рабочего процесса КФ

3.3 Испытательный стенд и измерительная аппаратура

3.4 Методика испытаний

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

4.1 Введение

4.2 Результаты испытаний двигателя на режиме холостого хода

4.3 Влияние дросселирования на эффективные показатели экспериментального двигателя с качественным регулированием

4.4 Результаты испытаний двигателя в нагрузочных режимах

4.5 Индицирование двигателя

4.6 Показатели токсичности отработавших газов

4.7 Измерение механических потерь в экспериментальном двигателе

4.8 Исследование экспериментального двигателя на различных степенях сжатия

4.8.1 Индицирование экспериментального двигателя

4.8.2 Влияние изменения степени сжатия на эффективные показатели экспериментального двигателя

4.8.3 Влияние изменения степени сжатия на состав отработавших газов

4.9 Выводы по четвертой главе

ВЫВОДЫ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Основные сокращения

Обозначения физических величин

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Качественное регулирование мощности в двухтактном двигателе с унифицированным рабочим процессом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Благодаря мобильности и экономичности поршневых ДВС именно этот тип тепловых двигателей получил наибольшее распространение в мире. Двухтактные ДВС отличаются низкой удельной массой и большими значениями удельной мощности, что дает преимущества для мобильных применений по сравнению с четырехтактными. Исследованиям в области малогабаритных двухтактных ДВС в мире уделяется повышенное внимание, что обусловлено потребностью в легком, компактном, экономичном двигателе.

Главные недостатки двухтактных двигателей заключаются в потере топлива в период продувки и химической неполноте сгорания при работе на богатых смесях. Кроме того, причинами повышенной токсичности отработавших газов и низкой экономичности в двухтактных двигателях являются пропуски воспламенения, особенно на малых нагрузках и скоростях при дросселировании воздуха вследствие высокого коэффициента остаточных газов. Решением обозначенных проблем может стать применение непосредственного впрыска топлива в двухтактном ДВС и реализация качественного регулирования мощности. Непосредственный впрыск топлива также может быть эффективным инструментом осуществления бездетонационного сгорания при повышенных степенях сжатия.

В течение ряда лет на кафедре ДВС УГАТУ разрабатывается новый рабочий процесс, в основе которого лежит осуществление впрыска топливовоздушной струи непосредственно в камеру сгорания и ее воспламенение электрической искрой. Этот процесс получил наименование унифицированного рабочего процесса (далее УРП). В настоящей работе на двухтактном двигателе реализован рабочий процесс с непосредственным впрыском топливовоздушной смеси, качественным регулированием мощности во всем диапазоне нагрузок и бездетонационным сгоранием при повышенных степенях сжатия. Предложена и реализована методика моделирования процессов смесеобразования и сгорания в рабочей камере двигателя с УРП, позволившая спрогнозировать

воспламеняемость и качество сгорания топлива при определенной геометрии камеры сгорания и параметрах впрыска. Актуальность настоящего исследования определяется тем, что реализация разработанных мероприятий позволяет резко повысить топливную экономичность и снизить токсичность отработавших газов двухтактного ДВС.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является определение условий воспламенения и сгорания топливовоздушной смеси в двухтактном двигателе с искровым воспламенением для обеспечения качественного регулирования мощности во всем диапазоне нагрузок и работы при повышенных степенях сжатия.

В соответствии с целью формулировались задачи исследования:

1. Разработать методику моделирования процессов смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя с непосредственным впрыском и искровым воспламенением топливовоздушной смеси.

2. Используя методику моделирования процессов смесеобразования и горения, определить параметры камеры сгорания и системы впрыска двухтактного двигателя с унифицированным рабочим процессом для создания условий оптимального сгорания топлива и обеспечения качественного регулирования мощности во всем диапазоне нагрузок и работы при повышенных степенях сжатия.

3. Экспериментально подтвердить эффективность прогнозных технических решений по исполнению камеры сгорания и параметров впрыска в двигателе с унифицированным рабочим процессом, направленных на реализацию бездетонационного сгорания и качественного регулирования мощности во всем диапазоне нагрузок для улучшения экономичности и снижения токсичности выбросов в двухтактном ДВС.

Методы исследования. При выполнении работы использованы следующие методы исследования:

- методы математического моделирования процессов в сложных технических системах, включая методы численного решения систем

обыкновенных дифференциальных и алгебраических уравнений, дифференциальных уравнений в частных производных;

- экспериментальные исследования на полноразмерном ДВС.

Исследование носило расчетно-экспериментальный характер. Эффективность мероприятий, разработанных расчетным методом, проверялась экспериментально на полноразмерном ДВС.

Научная новизна.

1. Разработана методика моделирования процессов в системе топливоподачи и рабочей камере для определения условий воспламенения и сгорания в двигателе с непосредственным впрыском топливовоздушной смеси и искровым воспламенением; предложен способ определения граничных условий с использованием математической модели компрессор-форсунки и экспериментальных значений параметров впрыска.

2. Предложен и апробирован метод реализации качественного регулирования мощности во всем диапазоне нагрузок и повышенной степени сжатия, заключающийся в применении непосредственного впрыска топливовоздушной смеси при высоком давлении, оптимизации геометрии камеры сгорания и параметров впрыска и воспламенения.

3. Выявлены закономерности влияния структуры и геометрических параметров камеры сгорания, параметров топливоподачи и воспламенения на качество горения, мощность и экономичность двигателя с непосредственным впрыском и искровым воспламенением в условиях качественного регулирования мощности и повышенной степени сжатия.

Практическая ценность. Разработанная методика моделирования процессов впрыска, смесеобразования и горения в камере сгорания, а также результаты расчетных исследований внедрены в учебный процесс УГАТУ (г. Уфа). Результаты исследований имеют практическую ценность, а именно позволяют:

1. Прогнозировать структуру и геометрию камеры сгорания, параметры впрыска и воспламенения для обеспечения качественного регулирования

мощности и работы при повышенных степенях сжатия в двигателе с непосредственным впрыском и искровым воспламенением топливовоздушной смеси.

2. Улучшать характеристики двухтактных ДВС при проектировании и доводке для удовлетворения требованиям экономичности и токсичности.

На защиту выносится:

1. Методика моделирования процессов впрыска, смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя с непосредственным впрыском и искровым воспламенением топливовоздушной смеси.

2. Метод реализации качественного регулирования мощности во всем диапазоне нагрузок и повышенной степени сжатия, заключающийся в применении непосредственного впрыска топливовоздушной смеси при высоком давлении и оптимизации геометрии камеры сгорания и параметров впрыска и воспламенения.

Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основывается на:

- применении признанных научных положений, апробированных методов и средств исследования, современного математического аппарата;

- корректном использовании фундаментальных уравнений механики жидкости и газа и теории рабочих процессов;

- сопоставлении результатов расчетов с данными экспериментов на реальных ПДВС в стендовых условиях.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на VI и VII Всероссийских зимних школах-семинарах аспирантов и молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники» (г. Уфа, 2011, 2012), на IV, V, VI Всероссийских молодежных научных конференциях «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2010, 2011, 2012), на Российской научно-технической конференции «Мавлютовские чтения», посвященной 85-летию со дня рождения член-корр. РАН, д.т.н., профессора P.P. Мавлютова (г. Уфа, 2011).

Личный вклад соискателя в разработку проблемы: все основные идеи работы сформулированы лично автором. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 2009 по 2012 годы.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 печатных работах, в том числе в 3 публикациях в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Содержит 159 страниц машинописного текста, включающего 143 рисунка, 7 таблиц и библиографический список из 98 наименований.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, связанной с реализацией непосредственного впрыска топливовоздушной смеси под высоким давлением при качественном регулировании мощности во всем диапазоне нагрузок и реализации бездетонационного сгорания при повышенных степенях сжатия. Формулируются цель и основные задачи исследования, приводятся выносимые на защиту положения и краткое содержание работы.

В первой главе проведен анализ работ, связанных с темой научного исследования. Рассмотрены и проанализированы научные труды, посвященные проблемам двухтактных ПДВС, таких ученых, как М.Г. Круглов, A.C. Орлин, H.A. Иващенко, Н.В. Лобов, В.В. Панов, C.B. Гусаков, С.Р. Березин, В.В. Эфрос, Gordon Р. Blair, Robert Fleck, Marco Nuti, Bryan Willson, John B. Heywood и др. Рассмотрены и проанализированы современные рабочие процессы двигателей с принудительным искровым воспламенением обедненных топливовоздушных смесей. Сформулирована гипотеза об улучшении эколого-экономических показателей двухтактного ДВС применением непосредственного впрыска топливовоздушной смеси при высоком давлении, реализации качественного регулирования мощности и бездетонационного сгорания при повышенных степенях сжатия. Для этого необходимо разработать методику моделирования процессов в системе топливоподачи и рабочей камере двигателя с УРП с целью

формирования в области электродов свечи зажигания полей концентрации и скоростей топливовоздушной смеси, необходимых для надежного воспламенения и качественного горения в диапазоне нагрузок от полной до холостого хода.

Во второй главе приводится описание методики моделирования процессов впрыска и горения в двигателе с УРП, описание математических моделей, используемых в методике. Приводятся результаты расчетов процессов смесеобразования и сгорания в камере сгорания экспериментального двухтактного двигателя ММВЗ-3.112 с УРП. Расчетным экспериментом подтверждена возможность обеспечения стабильного воспламенения топливовоздушной смеси во всем диапазоне нагрузок без дросселирования воздуха на впуске. Приведены результаты расчетного исследования процесса сгорания в экспериментальном двигателе, показывающие при качественном регулировании мощности низкую продолжительность сгорания, характеризующую полноту горения.

В третьей главе дается описание экспериментальной установки с двигателем с унифицированным рабочим процессом, приводятся характеристики базового двигателя, описывается измерительная аппаратура и методика проведения моторного эксперимента. Приведено описание конструкции компрессор-форсунки, осуществляющей впрыск топливовоздушной смеси непосредственно в камеру сгорания. Первичные параметры топливоподачи и геометрия камеры сгорания определены с помощью разработанной методики.

В четвертой главе приведены результаты моторных экспериментов, показавшие возможность улучшения эколого-экономических показателей двухтактного ДВС с УРП. Эксперименты подтвердили результаты моделирования процессов в камере сгорания двигателя с непосредственным впрыском топлива, искровым воспламенением и качественным регулированием мощности. В качестве топлива использовался стандартный для базового двигателя бензин с октановым числом 80.

Заключение диссертации по теме «Тепловые двигатели», Домбровский, Олег Петрович

ВЫВОДЫ

1. Сформулирована и реализована методика моделирования процессов впрыска, смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя с непосредственным впрыском топливовоздушной смеси, искровым воспламенением и качественным регулированием мощности. В основе методики лежат расчеты сжатия топливовоздушной смеси в компрессор-форсунке, течения топливовоздушной смеси в сопле компрессор-форсунки, расчет процессов впрыска и горения в камере сгорания по моделям методами вычислительной гидродинамики. Отклонение расчетного р2 цикла от экспериментальных значений составило до 6,3%, р1 - до 6,8%.

2. Численным экспериментом, с применением разработанной методики моделирования, определены структура и параметры камеры сгорания и системы впрыска двигателя с УРП для обеспечения качественного регулирования мощности. Показано, что воспламенение должно происходить в предкамере цилиндрической формы, расположенной соосно впрыскиваемой топливовоздушной струе. Для экспериментального двухтактного двигателя при расстоянии от сопла форсунки до выходного торца предкамеры 14,5 мм диаметр предкамеры составил 10 мм. Для локализации топлива в центральной части камеры сгорания поршень двигателя должен иметь сферическую выемку, а головка цилиндра и поршень содержать вытеснители, направляющие смесь в центр камеры сгорания и обеспечивающие дополнительное турбулентное перемешивание смеси.

3. Численным экспериментом, с применением разработанной методики моделирования, определены параметры системы впрыска топливовоздушной смеси для создания условий оптимального сгорания и работы при повышенных степенях сжатия. Показано, что ранний впрыск на нагрузочных режимах является предпочтительным при отсутствия детонации. На этих режимах при ранних УОВ (около 105° ПКВ) к моменту зажигания вся жидкая фаза топлива полностью испаряется, что вместе с лучшим перемешиванием способствует снижению продолжительности сгорания на 25 - 30% по сравнению с поздними УОВ (около 45° ПКВ). Бездетонационное сгорание обеспечивается за счет горения гетерогенной смеси и ее охлаждения испаряющимся топливом, что достигается уменьшением УОВ. Расчетный угол опережения начала впрыска на режиме холостого хода составил 45° ПКВ.

4. Экспериментально, стендовыми испытаниями полноразмерного двигателя, подтверждены прогнозы структуры и геометрических параметров камеры сгорания, параметров топливоподачи и воспламенения экспериментального двигателя для стабильного воспламенения и горения топливовоздушной смеси в диапазоне средних по объему камеры сгорания коэффициентов избытка воздуха (от 4,0 до 1,0), позволяющем осуществлять качественное регулирование мощности во всем диапазоне нагрузок.

5. Экспериментально доказана возможность снижения продолжительности сгорания, характеризующей полноту горения топлива, на 37,5% в двухтактном двигателе с УРП при качественном регулировании мощности. Эффект качественного регулирования мощности по топливной экономичности двигателя на режимах малых нагрузок и холостого хода составляет до 19%.

6. Экспериментально выявлено снижение до 7 раз содержания углеводородов и до 22 раз содержания монооксида углерода в отработавших газах двигателя с УРП на режиме холостого хода. Содержание оксидов азота при переходе на унифицированный рабочий процесс меняется несущественно.

7. Экспериментальный двигатель до 46,7% экономичнее базового на полной нагрузке на режимах стабильной работы базового двигателя.

8. На режиме полной нагрузки для обеспечения максимальной экономичности и мощности УОВ должен составлять около 100° ПКВ. УОВ на режиме холостого хода должен быть на 4 - 7 0 ПКВ больше, чем УОЗ.

9. Экспериментально подтверждена возможность бездетонационной работы двигателя с УРП на низкооктановом бензине (ОЧИ 80) при повышенных степенях сжатия (до е - 13,5). Выявлена степень сжатия е = 12,5, при которой достигается наибольшая топливная экономичность. При увеличении степени сжатия от базового значения е = 10,5 до £ = 12,5 повышение топливной экономичности составляет от 3,5% до 29% в зависимости от режима работы двигателя. При дальнейшем увеличении степени сжатия существенных изменений эффективных показателей не наблюдается. вмт две кпд

КС КФ кшм

НМТ ог

ОДУ 04 пдвс пкв

СИМ

ТВ с

УОВ

УОЗ

УРП

XX шпг

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Основные сокращения

Верхняя мертвая точка Двигатель внутреннего сгорания Коэффициент полезного действия Камера сгорания Компрессор-форсунка Кривошипно-шатунный механизм Нижняя мертвая точка Отработавшие газы

Обыкновенное дифференциальное уравнение Октановое число

Поршневой двигатель внутреннего сгорания Поворот коленчатого вала Система имитационного моделирования Топливовоздушная смесь Угол опережения впрыска Угол опережения зажигания Унифицированный рабочий процесс Холостой ход

Шатунно-поршневая группа

Обозначения физических величин

И Н т

Диаметр цилиндра, м. Удельная энтальпия, Дж/кг. Масса, кг.

Ие, Мощность двигателя эффективная и индикаторная, кВт. п Частота вращения вала двигателя, мин"1.

Р Давление, МПа.

Р; Среднее индикаторное давление, МПа.

Я Индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кг-К).

Т Температура, К.

V Объем, м3.

У^ Рабочий объем цилиндра двигателя, м3. а Коэффициент избытка воздуха. р Плотность, кг/м .

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Домбровский, Олег Петрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борисов А.О., Гарипов М.Д., Еникеев Р.Д., Черноусов А.А. Рабочий процесс многотопливного поршневого двигателя; Под редакцией Р.Д. Еникеева. - Уфа: Дизайнполиграфсервис, 2007. - 241 с.

2. Брусиловский А.И. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа. А.И. Брусиловский. - М.: «Грааль», 2002 - 575 с.

3. Буров A.JT. Сгорание в поршневых двигателях: Учебное пособие. - М.: МГИУ, 2006.-76с.

4. Войнов А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях.- М.: Машиностроение, 1977,- 277 с.

5. Гарипов К.Н. Расширение концентрационного диапазона устойчивого воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе с унифицированным рабочим процессом: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/ Уфа, 2012.

6. Гарипов, М.Д., Еникеев Р.Д., Сакулин Р.Ю. Рабочие процессы и конструирование двигателей, работающих на биотопливах: учебное пособие - Уфимский государственный авиационный технический университет - Уфа: УГАТУ, 2008. - 107 с.

7. Горбачев В.Г., Загайко С.А., Рудая Н.В. Система имитационного моделирования «Альбея» (ядро). Руководство пользователя. Руководство программиста: Учебное пособие / Горбачев В.Г., Загайко С.А., Рудая Н.В. и др.; Уфимск. гос. авиац. тех. ун-т. Уфа, 1995, 112 с.

8. Гужов А.И., Медведев В.Ф. Исследование истечения газожидкостной смеси через цилиндрические насадки при критических параметрах/ЛГеплоэнергетика. 1966. №8. - С. 81-83.

9. Гужов А.И., Медведев В.Ф. Некоторые особенности истечения газожидкостной смеси через цилиндрические насадки //Теплоэнергетика. 1966. №11.-С.68-70.

10. Дьяченко Н.Х. Теория двигателей внутреннего сгорания. Под ред. Н.Х. Дьяченко. JL, «Машиностроение» (Ленингр. отд.), 1974, 552 с.

11. Еникеев Р.Д., Гарипов М. Д. Рабочий процесс перспективного поршневого ДВС/ Р.Д. Еникеев, М. Д. Гарипов // Вестник УГАТУ. 2006. Т.7, №3. - с. 12-22.

12. Еникеев Р.Д., Домбровский О.П., Гарипов М.Д. Экспериментальные характеристики двухтактного бензинового двигателя с высокой степенью сжатия // Двигателестроение. 2012. № 3. с. 7-11.

13. Кондратов В.М., Григорьев Ю.С., Тупов В.В. и др. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания - М.: Машиностроение, 1990.-272 е.: ил.

14. Костров В. А. Основные направления улучшения экономичности карбюраторных двигателей. - Автомобильная промышленность, 1980, № 5, с. 35-38

15. Лурье В.А., Мангушев В.А., Маркова И.В. и др. Автомобильные двигатели/ Двигатели внутреннего сгорания: Сб. ВИНИТИ АН СССР. -М.: ВИНИТИ , 1985. - Т 4. - 285 с.

16. Маллинз Дж. Каталитические системы и двигатели, работающие на бедных смесях // Автомобильная промышленность США. - 1985. - № 6. -с. 8-11.

17. Орлин A.C., Круглов М.Г.. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. М., «Машиностроение» 1983.- 372с.

18. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие/ Пер. с англ. Под ред. Б.И. Соколова.-З-е изд., перераб. и доп. -Л. :Химия, 1982, ил. - Нью-Йорк, 1977. -592 с.

19. Рудой И.Б. Высокочастотный впрыск малых цикловых доз топлива: Дис. канд. техн. наук. - Уфа, 1987. - 130 с.

20. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки. - М.: Атомиздат, 1978. -160 с.

21. Черноусов, А.А. Основы численного моделирования рабочих процессов тепловых двигателей: учеб. пособие / А.А. Черноусов; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. - Уфа: УГАТУ, 2008. - 264 с.

22. Эфрос В.В., Панов В.В., Белов В.В. Двухтактные бензиновые двигатели внутреннего сгорания/В ладим, гос. ун-т. Владимир, 1998. -260с.

23. Юн. А.А. Теория и практика моделирования турбулентных течений с теплообменом, смешением, химическими реакциями и двухфазных течений. А.А. Юн. - М., 2009. - 273с.

24. Arcoumanis С., Badani М., Flora Н. Gavaises М., «Cavitation in Real-Size Multi-Hole Diesel Injector Nozzles», SAE Paper 2000-01-1249, 2000.

25. Arcoumanis C., Gavaises M., Nouri J.M., Abdul-Wahab E., Horrocks, R., «Analysis of the Flow in the Nozzle of a Vertical Multi-Hole Diesel Engine Injector», SAE Paper 980811, 1998. - 15p.

26. Arcoumanis C., Kamimoto Т., «Flow and combustion in reciprocating engines», Springer-Verlag, Berlin, Allemagne 2009. — 420p.

27. Bryan Willson "Direct Injection as a Retrofit Strategy for Reducing Emissions from 2-Stroke Cycle Engines in Asia " Better Air Quality Asia Conference, 2002.

28. Catalano P., and Amato M., «An evaluation of RANS turbulence modelling for aerodynamic applications», Aerospace Science and Technology, 7, 2003. - p. 493-509.

29. Cathcart G., Zavier C. «Fundamental Characteristics of an air-assisted direct injection combustion system as applied to 4-stroke automotive gasoline engines», SAE 2000-01-0256, 2000. -18 p.

30. Cylinder head for internal combustion engines, with a device for pneumatically assisted direct fuel injection. U.S. Patent number 5,271,372.

31. Dahlander P., Annual Report, Combustion Engine Research Centre, Chalmers University of Technology, Gothenburg, 2006. - 56p.

32. Dahlander, P., Lindgren, R., Denbratt, I, «High-Speed Photography and Phase Doppler Anemometry Measurements of Flash-Boiling Multihole Injector Sprays

for Spray-Guided Gasoline Direct Injection», Paper ICLASS06-0112, ICLASS, Kyoto, Japan, 2006. — 16p.

33. Dou D., Miyaura S., Dogahara T., Kikuchi S. et al., «NOx-Trap Catalyst Development for Mitsubishi 1.8L GDI™ Application», SAE Technical Paper 2003-01-3078, 2003.

34. Duret P., Ecomard A., Audinet M. A New Two-Stroke Engine with Compressed-Air Assisted Fuel Injection for High Efficiency Low Emissions Applications. SAE Techn. Pap. Ser. 880176.

35. El Tahry S.H., «k-s equation for compressible reciprocating engine flows», AIAA, J. Energy, 7(4), pp. 345-353, 1983.

36. Fan L., Li G., Han Z., Reitz R.D. «Modeling fuel preparation and stratified combustion in a gasoline direct injection engine», SAE 1999-01-0175. - 15 p.

37. Fuel metering arrangement in pneumatically assisted direct fuel injection devices. U.S. Patent number 5,694,905.

38. Houston, R.; Archer, M.; Moore, M.; Newmann, R.: "Development of a Durable Emissions Control System for an Automotive Two-Stroke Engine", SAE 960361, 1996, pp 25 - 29.

39. Houston, Rodney, Cathcart, Geoffrey "Combustion and Emissions Characteristics of Orbital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automotive Direct Injection 4-Stroke Engines", SAE Paper 980153, SAE International Congress and Exposition, Detroit, 1998, pp 48 - 50.

40. Iwamoto Y., Noma K, Nakayama O., Yamauchi T., Ando H., «Development of Gasoline Direct Injection Engine», SAE Paper 970541, 1997. - 17p.

41. Jose Rodolfo I. Cervantes Trejo "Direct injection system for a two-stroke engine", Master's Thesis in the Automotive Engineering Master's programme, 2011.

42. Kanda M., Baika T., Kato S., Iwamuro M., Koike M., Sito A., «Application of a New Combustion Concept to direct injection gasoline engine», SAE Paper 2000-01-0531, 2000. - 8 p.

43. Kee R. J., Rupley F. M. and Miller, J. A.: «The CHEMKIN Thermodynamic Data Base», Sandia National Laboratories Report SAND87-8215B (1990).

44. Kee R. J., Rupley F. M., Meeks E., and Miller J. A.: «CHEMKIN-III: A Fortran Chemical Kinetics Package For The Analysis Of Gasphase Chemical And Plasma Kinetics», Sandia National Laboratories Report SAND96-8216 Printed May 1996. - 164 p.

45. Koji Morikawa, Hideharu Takimoto, Taiichiroh Ogi, «A study of direct fuel injection two-stroke engine for high specific power output and high engine speed», SAE 1999-01-3288, JSAE 9938043.

46. Krebs R., Pott E., Stiebeis B., «Die Abgasnachbehandlung für FSI-Motoren» von Volkswagen Symposium «Entwicklungstendenzen bei Ottomotoren», Technische Akademie Esslingen 2000.

47. Krebs R., Stiebeis B., Spiegel L., Pott E., «Das Emissionskonzept des Volkswagen Lupo FSI», V. Tagung „Motorische Verbrennung", Haus der Technik e. V. Essen 2001.

48. Krebs R., Stiebeis B., Spiegel L., Pott E., «FSI-Ottomotor mit Direkteinspritzung im Volkswagen Lupo», 21 Internationales Wiener Motorensymposium, 2000.

49. Krebs R., Theobald J., «Die Thermodynamik der FSI-Motoren von Volkswagen», 22 Internationales Wiener Motorensymposium 2001.

50. Kume T., Iwamoto Y., «Combustion Control Technologies for Direct Injection SI Engine», SAE-Paper 960600. -14p.

51. Kuwahara K, Watanabe T., TanadaH., Ueda K. et al., «Intake-Port Design for Mitsubishi GDI Engine to Realize Distinctive In-Cylinder Flow and High Charge Coefficient», SAE Technical Paper 2000-01-2801, 2000. - 10 p.

52. Launder B.E., and Sandham N.D. (Eds.), «Closure Strategies for Turbulent and Transitional Flows», Cambridge University Press, 2002.

53. Launder B.E., and Spalding D.B., «The numerical computation of turbulent flows», Comp. Meth. in Appl. Mech. and Eng., 3, pp. 269-289, 1974.

54. Marchi A., «Internal Flow and Spray Characteristics of the Pintle Type Piezo Injector», PhD Thesis in preparation, School of Engineering and Mathematical Sciences, City University, London, 2008.

55. Marchi A., Nouri J.M., Yan Y., Arcoumanis C., «Internal Flow and Spray Characteristics of Pintle-type Outwards Opening Piezo Injectors for Gasoline Direct-Injection Engines», SAE Paper 2007-01-1406, 2007.

56. Marco Nuti. "Emissions from Two-Stroke Engines," Society of Automotive Engineers, 1998, pg 85.

57. Martin Weinrotter, «Laser Ignition of Internal Combustion Engines», Grin Verlag, 2006.-172 p.

58. Methodology STAR-CD Version 4.14. - CD-adapco, 2010 - 390p.

59. Mitroglou N., «Multihole Injectors for Direct-Injection Gasoline Engines», PhD Thesis, School of Engineering and Mathematical Sciences, City University, London, 2006.

60. Mitroglou N., Nouri J.M., Gavaises M., Arcoumanis C., «Spray Characteristics of a Multi-Hole Injector for Direct-Injection Gasoline Engines», Int. J. Eng. Res., 7, No.3, 255-270, 2006.

61. Mitroglou N., Nouri J.M., Yan Y, Gavaises M., Arcoumanis C., «Spray Structure Generated by Multi-Hole Injectors for Gasoline Direct-Injection Engines», SAE Technical Paper Series, 2007-01-1417, 2007.

62. Morris S., «The Evaluation of Performance Enhancing Fluids and the Development of Measurement and Evaluation Techniques in the Mitsubishi GDI Engine», SAE Technical Paper 1999-01-1496, 1999.

63. Multi-fuel engine. U.S. Patent number 6,293,232.

64. Nathan Lorenz, Tim Bauer, Bryan Willson "Design of a Direct Injection Retrofit Kit for Small Two-Stroke Engines", 2005660l(JSAE), 2005-32-0095(SAE), 2005.

65. Nishigaya M., Tamura T., YasueH., Kasuga S. et al., «Development of Toyota's New "Super CVT"», SAE Technical Paper 2001-01-0872, 2001.

66. Norris L.H., and Reynolds W.C., «Turbulent channel flow with a moving wavy boundary», Report No. FM-10, Department of Mechanical Engineering, Stanford University, USA, 1975.

67. Nouri J.M., Hamid M.A., Abo-Serie E., Marchi A., Mitroglou N., Arcoumanis C., «Internal and Near Nozzle Flow Characteristics in an Enlarged Model of an Outwards Opening Pintle-Type Gasoline Injector», Proceedings of Third International Conference on Optical and Laser Diagnostics (ICOLAD 2007), City University, London, 22-25 May 2007, 2007. - 12p.

68. Nouri J.M., Hamid M.A., Yan Y., Arcoumanis C., «Spray Characterization of a Piezo Pintle-Type Injector for Gasoline Direct Injection Engines», Proceedings of Third International Conference on Optical and Laser Diagnostics (ICOLAD 2007), City University, London, 22-25 May 2007, 2007. - 12p.

69. Nouri J.M., Mitroglou N., Yan Y., Arcoumanis C., «Internal Flow and Cavitation in a Multi-Hole Injector for Gasoline Direct-Injection Engines», SAE Technical Paper Series, 2007-01-1405, 2007.

70. Okada Y., Inokuchi I., and Yanagisawa, M., «Development of a High-Pressure Fueling System for a Direct-Injection Gasoline Engine», SAE Technical Paper 981458, 1998.

71. Papoulias D., Giannadakis E., Mitroglou N., Gavaises M., «Cavitation in Fuel Injection Systems for Spray-Guided Direct Injection Gasoline Engines», SAE Paper 2007-01-1418, 2007.

72. Phatak R.G., Komiyama K. Investigation of a spark — assisted diesel engine. "SAE Techn. Pap. Ser. ", 1983, №830588, 8pp.

73. Pierre Duret, Jacques Lavy, Stéphane Venturi, Chris Allen "SCIP Simplified Direct Injection for Low Emissions Small Two-Stroke Engines" SAE 1999-013289, JSAE 9938044, 1999.

74. Pope S.B., «Turbulent Flows», Cambridge University Press. — 773 p.

75. Reynolds W.C., «Computation of turbulent flows», Ann. Rev. Fluid Mech., 8, pp. 183-208, 1976.

76. Richard van Basshuysen (Hrsg.). «Ottomotor mit Direkteinspritzung». Verfahren, Systeme, Entwicklung, Potenzial. Friedr. Vieweg & Sohn Ver-lag \ GWVFachverlage GmbH, Wiesbaden 2007. - 445p.

77. Rodi W., «Experience with two-layer models combining the k-e model with a one-equation model near the wall», AIAA-91-0216, 1991.

78. Rodi W., «Influence of buoyancy and rotation on equations for the turbulent length scale», Proc. 2nd Symp. on Turbulent Shear Flows, 1979.

79. Rodney Houston, Greg Bell, Steven Ahern "High specific power output direct injection 2-stroke engine applications " SAE 2005-32-0066, 20056538, 2005.

80. Roth H., Gavaises M., Arcoumanis C., «Cavitation Initiative, its Development and Link with Flow Turbulence in Diesel Injector Nozzles», SAE Paper 200201-0214, 2002.

81. Schwarz C., Schunemann E., Durst D., Fischer J., Witt A., «Potentials of the Spray-Guided BMWDI Combustion System», SAE Paper 2006-01-1265, 2006.

82. Skogsberg M., «A Study on Spray-Guided Stratified Charge Systems for Gasoline DI Engines», PhD Thesis, Department of AppliedMechanics, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden, 2007. - 112.

83. Skogsberg M., Dahlander P., Denbratt I., «Spray Shape and Atomization Quality of an Outward-Opening Piezo Gasoline DI Injector», SAE Paper 200701-1409, 2007.

84. Skogsberg M., et al., «Effects of Injector Parameters on Mixture Formation for Multi-Hole Nozzles in a Spray-Guided Gasoline DI Engine», SAE Technical Papers, 2005-01-0097, 2005.

85. Smith, D.A., Ahern, S.R., "The Orbital Ultra Low Emissions and Fuel Economy Engine, 14th Vienna Motorsymposium, 1993, VDINo 182, pp 203-209.

86. Spalart, P.R. and Allmaras S.R., «A one-equation turbulence model for aerodynamic flows», Proc. 30th Aerospace Sciences Meeting and Exhibition, 69 January, Reno, Nevada, USA, Paper No. AIAA 92-0439, 1992.

87. Stach T., Schlerfer J., Vorbach M., «New Generation Multi-Hole Full Injector for Direct-Injection SI Engines — Optimization of Spray Characteristics by

Means of Adapted Injector Layout and Multiple Injection», SAE Paper 200701-1404, 2007.

88. Stovell C., Matthews R., Johnson B., Ng, H. et al., «Emissions and Fuel Economy of a 1998 Toyota with a Direct Injection Spark Ignition Engine» SAE Technical Paper 1999-01-1527, 1999. - 18p.

89. Tagaki Y, Itoh T., Muranaka S., Iiyama A., Iwakiri Y., Urushihara T., Naitoh K., «Simultaneous Attainment of Low Fuel Consumption, High Output Power and Low Exhaust Emissions in Direct Injection SI Engines», SAE Paper 980149, 1998. - 12 p.

90. User guide Star-CCM+ Version 7.02.011.- CD-adapco, 2012 - 11315p.

91. Wegner B., Maltsev A., Schneider C., Sadiki A., Dreizler A., and Janicka J., «Assessment of unsteady RANS in predicting swirl flow instability based on LES and experiments», International Journal of Heat and Fluid Flow, 25, pp. 528-536, 2004.

92. Weimar H., Töpfer G., and Spicher U, «Optical Investigations on a Mitsubishi GDI-Engine in the Driving Mode», SAE Paper 1999-01-0504, 1999. -10 p.

93. Wilcox D.C., «Turbulence Modelling for CFD», DCW Industries, Inc, 1994. -460 p.

94. Wolfgang Zahn, Heiko Rosskamp and Jörg Schlossarczyk "Low Emission Technologies for High-Performance Handheld Outdoor Products ", SAE 2000 World Congress, 2000-01-0896.

95. Wolters P., Baumgarten H., Geiger J., Bozelie P., Luftgeführtes Otto-DI-Brennv erfahr en für EU IV Gesetzgebung Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, 2000.

96. Wolters P., Geiger J., Baumgarten H. «Tumble-Brennverfahren für DI-Ottomotoren» MTZ61, 2000/11.

97. Yamamoto S., Tanaka D., Takemura J., Nakayama O. et al., «Mixing Control and Combustion in Gasoline Direct Injection Engines for Reducing Cold-Start Emissions», SAE Technical Paper 2001-01-0550, 2001. - lip.

98. Yan Y., Gashi S., Nouri J.M., Lockett R.D., Arcoumanis C., «Investigation of Spray Characteristics in a Spray-Guided DISI Engine Using PLIF and LDV», Proceedings of Third International Conference on Optical and Laser Diagnostics (ICOLAD 2007), City University, London, 22-25 May 2007, 2007. -13 p.

i