Прогнозирование содержания вредных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания с использованием искусственных нейронных сетей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат технических наук Босяков, Владимир Петрович

• Босяков, Владимир Петрович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Босяков, Владимир Петрович

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

^ 4 Список сокращении

Введение

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ ДИЗЕЛЕЙ

1.1. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами дизелей,

их состав и влияние на организм человека и окружающую среду

1.2. Обзор и анализ подходов к моделированию рабочего цикла

17

1.3. Влияние различных факторов на образование

21

вредных веществ в цилиндре двигателя

1.4. Современные методы оптимизации

31

поршневых двигателеи внутреннего сгорания

1.5. Цель и задачи исследования

Глава 2. КОМПЛЕКСНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ

НА ОСНОВЕ ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ

2.1. Математическая модель рабочего процесса дизеля

2.2. Обоснование топологии искусственной нейронной сети для

л 49 моделирования работы дизеля

2.3. Выводы

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ДИЗЕЛЯ 4ЧН13/15.

ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ^

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

3.1. Программа и методика проведения экспериментального

исследования

3.2. Результаты экспериментального исследования

3.3. Проверка адекватности математической модели

3.4. Выводы по результатам исследования

Глава 4. ОПТИМИЗАЦИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ

ВПРЫСКИВАНИЯ ТОПЛИВА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ

ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ

4.1. Методика оптимизации

78

4.2 Результаты расчета

4.3. Выводы по результатам оптимизации

103

Основные выводы

Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВ - вредные вещества;

ВМТ - верхняя мертвая точка;

ДВС - двигатель внутреннего сгорания;

ИНС - искусственная нейронная сеть;

КПД - коэффициент полезного действия;

КС - камера сгорания;

НВ - наддувочный воздух;

НМТ - нижняя мертвая точка;

НТД - нормативно-техническая документация;

НТС - научно технический совет;

ОТ - отработавшие газы;

ОНВ - охладитель наддувочного воздуха;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПДВС - поршневой двигатель внутреннего сгорания;

ПКВ - поворот коленчатого вала;

СВТ - система впрыскивания топлива;

ТНВД - топливный насос высокого давления;

УОВТ - угол опережения впрыскивания топлива;

ЭБУ - электронный блок управления;

ЭВМ - электронная вычислительная машина;

ЭСВТ - электронная система впрыскивания топлива;

С - углерод;

СО - оксид углерода II;

СН - углеводороды;

/7 - показатель токсичности отработавших газов;

МОх - оксид азота;

РМ - вредные частицы;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование содержания вредных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания с использованием искусственных нейронных сетей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Улучшение экологических показателей дизелей является одной из важнейших проблем двигателестроения. Это связанно не только с вредным воздействием ОГ непосредственно на человеческий организм, но и отрицательным влиянием токсических компонентов ОГ на здания, сельскохозяйственные растения и животных, что влечет накопление ВВ

в продуктах питания [60].

Разработка мероприятий по снижению выбросов ВВ с ОГ, как правило, проводится по следующим основным направлениям: 1) конструктивные мероприятия, затрагивающие рабочий цикл двигателя; 2) обеспечение оптимальных регулировок; 3) применение нетрадиционных топлив и присадок к топливам; 4) нейтрализация ВВ после их выброса из цилиндра двигателя [55; 58].

Наибольшее влияние на образование ВВ оказывает: способ смесеобразования и тип камеры сгорания, величина рабочего объема цилиндра и степени сжатия, уровень форсирования двигателя, параметры воздушного заряда и системы охлаждения, конструкция систем топливоподачи, воздухоснаб-жения, газораспределения, рециркуляции ОГ, наличие устройств и систем очистки ОГ, закон управления параметрами (цикловой подачи топлива, углом начала впрыскивания, давлением впрыскивания топлива, давлением наддувочного воздуха, фазами газораспределения) и др.

Выбор и обоснование мероприятий направленных на снижение выбросов ВВ с ОГ может проводиться как экспериментальным, так и расчетным путем с последующим апробированием результатов. Расчетные методы считаются наиболее перспективными, так как не требуют большого количества дорогостоящих моторных испытаний. Высоким потенциалом здесь обладают ИНС. Нейронная сеть позволяет получать адекватные взаимозависимости па-

раметров работы ДВС, что дает возможность использования их для оптимизации конструкции.

Использованию нейронных сетей в двигателестроении посвящены труды [38; 78; 96; 98; 106; 107; 110; 113; 114; 118; 119; 123], в которых рассмотрены вопросы анализа рабочего цикла, параметров надежности, транзиент-ных режимов ДВС, создания алгоритмов управления и др. В качестве исходных, для обучения ИНС, используются экспериментальные данные, получение которых связано с большими затратами времени и материальных ресурсов, что является существенным недостатком существующих методик оптимизации ДВС с применением ИНС. В настоящей работе предложена методика оптимизации, основанная на обучении ИНС с использованием как экспериментальных, так и расчетных данных, полученных с применением математической модели рабочего процесса на основе системы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов рабочего тела, что позволит значительно сократить затраты времени и материальных ресурсов на доводку ДВС. Также комплексная математическая модель позволяет производить расчеты для обоснования вносимых изменений в конструкцию двигателей с целью их доводки и модернизации для повышения мощностных, экономических характеристик и снижения выбросов ВВ с ОГ.

Цель настоящего исследования - снизить выбросы ВВ с ОГ тракторного дизеля.

Научная проблема, решаемая в исследовании, заключается в противоречии между необходимостью дальнейшего уменьшения выбросов ВВ с ОГ, с сохранением параметров экономичности и надежности, необходимостью сокращения затрат времени и материальных ресурсов на доводку ДВС и отсутствием обоснованной методологии применения ИНС для оптимизации

конструктивных параметров ДВС.

Гипотеза исследования - снижения выбросов ВВ с ОГ дизеля можно добиться путем оптимизации его конструктивных параметров с использованием комплексной математической модели рабочего процесса на основе сис-

темы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов

рабочего тела и ИНС.

Для достижения указанной цели на основании выдвинутой гипотезы

необходимо решить следующие задачи:

1. На основе системы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов рабочего тела и искусственной нейронной сети, обучаемой с использованием как экспериментальных, так и расчетных данных, разработать комплексную математическую модель для определения удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами и других параметров дизеля (экономичности, тепломеханической напряженности) и экспериментально подтвердить ее адекватность.

2. Разработать методику обучения искусственной нейронной сети для определения удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами

дизеля.

3. На основе комплексной математической модели разработать методику оптимизации конструктивных параметров ДВС. Обосновать критерии оптимизации и выбрать ограничивающие параметры.

4. С использованием разработанной методики оптимизировать, с целью снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами на режимах по ГОСТ Р 41.96 с сохранением экономичности и надежности, угол опережения впрыскивания топлива дизеля типа 4ЧН13/15 для топливного насоса высокого давления с механическим и электронным управлением.

Объект исследования - рабочий цикл тракторного дизеля с объемным

смесеобразованием.

Предмет исследования - влияние УОВТ на выбросы ВВ с ОГ и другие параметры дизеля (экономичность, тепломеханическая напряженность).

Методика и методы исследования. Методика исследования предусматривает сочетание натурных испытаний с численным экспериментом. Исследования проводились с использованием теории двигателей, термодинамического

анализа и математического моделирования с использованием ИНС, математической и статистической обработки экспериментальных данных.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается достаточным объемом экспериментов, применением комплекса современных, информативных и объективных методов исследования, соответствующих государственным стандартам, использованием современной измерительной аппаратуры, систематической её проверкой и контролем погрешностей, апробированием результатов расчетных исследований экспериментальными данными, а также сопоставлением полученных результатов с данными

других исследователей.

Научную новизну имеют следующие положения, выносимые на защиту:

1. Комплексная математическая модель для определения удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами и других параметров дизеля (экономичности, тепломеханической напряженности), отличающаяся от известных тем, что объединяет модели рабочего цикла поршневых двигателей внутреннего сгорания, на основе системы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов рабочего тела, и искусственной нейронной сети.

2. Методика обучения искусственной нейронной сети для определения удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизеля, отличающаяся от известных тем, что для обучения позволяет использовать как экспериментальные, так и расчетные данные, полученные с применением системы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов рабочего тела.

3. Методика оптимизации конструктивных параметров двигателей внутреннего сгорания (на примере угла опережения впрыскивания топлива) с целью обеспечения минимальных выбросов вредных веществ на режимах по ГОСТ Р 41.96, основанная на разработанной комплексной математической модели.

4. Влияние угла опережение впрыскивания топлива на выбросы вредных веществ с отработавшими газами на режимах работы дизеля типа 4ЧН13/15 определенных ГОСТ Р 41.96.

Практическую ценность имеют:

1. Методика оптимизации конструктивных параметров дизеля и определения оптимальных моментов начала впрыскивания топлива для ТНВД с механическим и электронным управлением на режимах по ГОСТ Р 41.96 для снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами с сохранением экономичности и надежности.

2. Рекомендации по оптимизации угла опережения впрыскивания топлива для дизеля типа 4ЧН13/15, оборудованного топливным насосом высокого давления с механическим и электронным управлением, обеспечивающие снижение выбросов вредных веществ с отработавшими газами на режимах по ГОСТ Р 41.96, с сохранением экономичности и надежности.

Результаты исследования могут быть использованы при создании новых и совершенствовании выпускаемых ДВС, при проведении научно-исследовательских работ, а также в учебном процессе.

Реализация результатов работы. Материалы диссертации используются и внедрены: в ООО «ЧТЗ-Уралтрак», НП «СЦ АТТ», 29 КТЦ МО РФ.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены и одобрены на: международной научно-технической конференции «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей» (г. Санкт Петербург, 2011); всероссийской научно-технической конференции «Научно-технические проблемы современного двигателестроения» (Уфа, 2011); юбилейной научно-технической конференции, посвященной 40-летию кафедры двигателей ЧВВАКИУ «Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин» (г. Челябинск, 2008); 30-й отраслевой научно-технической конференции молодых специалистов (г. Санкт Петербург, 2011); заседаниях НТС АлтГТУ (Барнаул, 2011). '

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных статей, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и содержание работы. Диссертация содержит 117 е., 26 рисунков, 14 таблиц и состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы (123 наименования).

Заключение диссертации по теме «Тепловые двигатели», Босяков, Владимир Петрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана комплексная математическая модель для определения удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами и других параметров дизеля (экономичности, тепломеханической напряженности), объединяющая модели рабочего цикла поршневых двигателей внутреннего сгорания на основе системы дифференциальных уравнений энергетического и массового балансов рабочего тела и искусственной нейронной сети.

2. Экспериментально подтверждена адекватность комплексной математической модели, расхождение расчетных и экспериментальных данных на режимах, определенных ГОСТР 41.96 не превышает для удельных выбросов вредных частиц 6%, для удельных выбросов углеводородов 12,5%, для удельных выбросов оксидов углерода II 9,5%, для удельных выбросов оксидов азота 5%.

3. На основе разработанной комплексной математической модели предложена методика оптимизации конструктивных параметров ДВС. Обоснован критерий оптимизации (показатель токсичности ОГ, Р), выбраны границы оптимизации (удельный эффективный расход топлива, максимальная температура и давление сгорания топлива, критерий тепломеханической напряженности А.К. Костина).

4. Выполненные по предложенной методике расчеты показали, что оптимизированный угол опережения впрыскивания топлива для исследуемого дизеля составляет 24 град ГЖВ до ВМТ, при этом достигнуто снижение суммарных выбросов вредных частиц на 8,6%, выбросов углеводородов на 4%, выбросов оксида углерода II на 2 %, выбросы оксида азота возросли на 0,4%, параметры топливной экономичности и тепломеханической напряженности дизеля не ухудшились.

5. Определены оптимальные значения углов опережения впрыскивания топлива для топливной аппаратуры с электронным управлением на различных режимах по ГОСТР 41.96, что позволило снизить суммарные выбросы вредных частиц на 10,1%, выбросы углеводородов на 3,4%, выбросы оксида углерода II на 2%, выбросы оксида азота на 6,7%, при этом параметры топливной экономичности и тепломеханической напряженности дизеля не ухудшились.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Босяков, Владимир Петрович, 2012 год

Список литературы

1. Автомобильный справочник / перевод с англ. Первое русское издание. - М. : За рулем, 2000. - 896 с.

2. Азарнова, Т.В. Методы оптимизации : учеб. пособие. - Воронеж : ВГУ, 2003.-86 с.

3. Аксененков, В.Д. Пути снижения степени отрицательного воздействия тракторной и другой мобильной сельскохозяйственной техники на окружающую среду / В.Д. Аксененко, В.М. Свиридов, И.А. Винокурова -М. : ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1984. - 57 с.

4. Альтмаш, JI.B. Снижение дымности и токсичности отработавших газов тракторного дизеля Д-240 / JI.B. Альтман, А.И. Крутов, A.M. Сайкин // Тракторы и сельхозмашины. - 1979. - №4. - С. 16-19.

5. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен / Д. Андерсон, Дж. Теннехил, Р. Плетчер : в 2-х т. - М. : Мир, 1990. - 384 с.

6. Андронов, С.А. Методы оптимального проектирования : текст лекций -СПб. : СПб ГУАП, 2001.- 168 с.

7. Бондарь, В.Н. Оценка соответствия тракторных дизелей 4Т371 и 6Т370 действующим и перспективным требованиям, предъявляемым при обязательной сертификации // В. Н. Бондарь, A.A. Малозёмов, В.П. Босяков // НИИ-АТТ - Челябинск, - 2007. - С. 22-25.

8. Босяков, В.П. Влияние начала открытия впускного и выпускного клапана на токсичность отработавших газов дизеля / В.П. Босяков, B.C. Кукис // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : материалы международной научно-технической конференции, СПб, 20-22 апр. 2011 г. / СПГАУ. - СПб., 2011. - С. 1-6.

9. Босяков, В.П. Математические модели определения вредных выбросов на основе феноменологического подхода / В.П. Босяков // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей : материа-

лы международной научно-технической конференции, СПб, 20-22 апр. 2011 г. / СПГАУ. - СПб., 2011. - С. 21-24.

10. Босяков, В.П. Оптимизация конструктивных и регулировочных параметров дизеля с помощью искусственной нейронной сети / В.П. Босяков,

B.C. Кукис, В.А. Синицын // Вестник УГАТУ. Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета / УГАТУ. - Уфа, 2011. — Т. 15, №6 (46)-С. 94-99.

11. Босяков, В.П. Анализ влияния различных факторов на содержание твердых частиц в отработавших газах дизелей / В.П. Босяков // Научный вестник. Автомобильная техника / Академия военных наук РФ Челябинский филиал, ЧВВАКИУ. - Челябинск, 2009. - №20. - С. 40-44.

12. Босяков, В,П. Исследование влияния различных факторов на образование твердых частиц в цилиндре дизеля / В.П. Босяков, A.B. Копеин // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: материалы научно-технической конференции, посвященной 40-летию кафедры двигателей / ЧВВАКИУ - Челябинск, 2008. - С. 31-34.

13. Босяков, В.П. Математическая модель рабочего процесса расширительной машины / А. И. Приходько, В.П. Босяков, A.B. Ткаченко, В.В. Руднев // Научный вестник. Автомобильная техника / ЧВВАКИУ. - Челябинск, 2007.-№19.-С. 8-13.

14. Босяков, В.П. Методика разработки рекомендаций по оптимизации конструктивных и регулировочных параметров для снижения вредных выбросов с отработавшими газами двигателя / В.П. Босяков и др. // Известия СПГАУ. Научный журнал / СПГАУ. - СПб., 2011. - №24. -

C. 227-230.

15. Босяков, В.П. Прогнозирование содержания вредных выбросов в отработавших газах дизелей / В.П. Босяков // Морское подводное оружие. Морские подводные роботы - вопросы проектирования, конструирования и технологий. МПО-МС-2011 : материалы XXX отраслевой научно-технической

конференции молодых специалистов, СПб., 19-20 мая 2011 г. / ОАО концерн «Морское подводное оружие - Гидроприбор». - СПб., - С. 48-51.

16. Босяков, В.П. Прогнозирование содержания токсичных веществ в отработавших газах поршневых двигателей внутреннего сгорания / В.П. Босяков, Кукис B.C., Романов В.А. // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. Научный журнал / ФГОУ ВПО «НГАВТ» - Новосибирск, -2011.-№1,-С. 370-372.

17. Босяков, В.П. Снижение токсичности отработавших газов дизеля путем оптимизации геометрии распылителя / В.П. Босяков // Ползуновский Альманах / АлтГТУ. - Барнаул, 2011. - №2. С. 129-131.

18. Босяков, В.П. Совершенствование алгоритма управления топливной аппаратурой с помощью искусственной нейронной сети / В.П. Босяков, B.C. Кукис // Вестник сибирского отд. АВН / ВУНЦ СВ "ОВА ВС РФ". -Омск, 2011. - № 10. - С. 60-64.

19. Босяков, В.П. Математическое моделирование рабочего процесса расширительной машины / Босяков В.П., Приходько А.И., Ткаченко A.B., Руднев В.В., Кукис B.C. // Научный вестник ЧВВАКИУ - Челябинск, - 2007. -№19-С. 13-26.

20. Босяков, В.П. Требования для испытаний и экспериментальная установка на определение содержания вредных частиц в отработавших газах дизелей / В.П. Босяков // Ремонт. Методические рекомендации по ремонту БТВТ и AT / 29 КТЦ МО РФ. - СПб., 3 кв. 2008. - №139. - С. 14-16.

21. Быстров, A.C. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды / A.C. Быстров, В.В. Варанкин, М.А. Виленский. - М. : Экономика, 1986. - 96 с.

22. Варшавский, И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля / И.Л. Варшавский, Р.В. Малов - М. : Транспорт, 1968. - 128 с.

23. Вибе, И.И. Новое о рабочем цикле двигателя / И.И. Вибе. - Свердловск: Машиностроение, 1962. -271 с.

24. Вихерт, М.М. Топливная аппаратура автомобильных дизелей: конструкция и параметры / М.М. Вихерт, М.В. Мазинг - М. : Машиностроение, 1978. - 176 с.

25. Влияние камеры сгорания в поршне на токсичность отработавших газов дизеля / РЖ ВИНИТИ // Двигатели внутреннего сгорания. - 2000.4.39.75

26. Вошни, Г. Вихревое движение воздуха в быстроходном дизеле с четырьмя клапанами на цилиндр / Г. Вошни // Вестник МГТУ. Машиностроение.- 1997.-№ 1.-С. 74-83.

27. Гилев, С.Е. Контрастирование, оценка значимости параметров, оптимизация их значений и их интерпретация в нейронных сетях / С.Е. Гилев, Д.А. Коченов, Е.М. Миркес., Д.А. Россиев // Тезисы докладов III всероссийского семинара «Нейроинформатика и ее приложения», Красноярск, 6-8 окт. 1995 г. /. КГТУ - Красноярск, 1995. - С.66-78.

28. Гладков, O.A. Создание малотоксичных дизелей речных судов / O.A. Гладков, Е.О. Лерман: Ленинград. : Судостроение, 1990. - 112 с.

29. Глебов, Н.И. Методы оптимизации: учеб. пособие - Новосибирск : Новосибирский университет, 2000. - 104 с.

30. Гончар, Б.М. Численное моделирование рабочего процесса дизелей / Б.М. Гончар // Энергомашиностроение. - №7. - 1968. С. 28-41.

31. Горбунов, В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.В. Горбунов, H.H. Патрахальцев. - М. : РУДН, 1998. -214 с.

32. Грехов, Л.В. Топливная аппаратура с электронным управлением дизелей и двигателей с непосредственным впрыском бензина / Л.В. Грехов. - М. : Изд-во "Легион-Авто дата", 2001. - 176 с.

33. Груданов, В.Я. Физико-химические и теплообменные процессы в каталитических нейтрализаторах с утилизацией теплоты отработавших газов / В.Я. Груданов // Двигателестроение. - 1991. - №1. - С.47-49.

34. Двигатели внутреннего сгорания. Компоновки и конструкции: Атлас. Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.4. 7.

35. Дезактивизация катализаторов / под ред. А.Г. Горелина, А.К. Аветисова. - М. : Химия, 1989. - 280 с.

36. Демочка, О.И. Пути снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей: Обзор / О.И. Демочка, В.Н. Ложкин // ЦНИИТЭИТ тракторсельхозмаш. Сер.1. — 1984. № 13.-53 с.

37. Дизели тракторные и комбайновые. Общие технические условия: ГОСТ 20000 ; введ. 01.01.1990. - М., 1997. -15 с.

38. До Дык Лыу, Алгоритмы автоматического контроля и диагностирования судовых дизелей на основе использования нейронных сетей / До Дык Лыу, Ле Ван Днем, Нгуен Ху Хао // Двигателестроение. - 2006. - № 3. -С. 20-22;

39. Доклад рабочей группы на экономическом и социальном совете ООН. Последствия для здоровья выбросов твердых частиц из различных источников. - Женева. Двадцать шестая сессия Пункт 4 предварительной повестки дня, 29-31 авг. 2007.

40. Драганов, Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов ДВС. / Б.Х. Драганов, М.Г. Круглов, B.C. Обухова // - К. : Высш. шк., 1987. - 175 с.

41. Дьяконов, В.Б. Математические пакеты расширения Matlab. Специальный справочник / В.Б. Дьяконов, В.А. Круглов. - СПб. : Питер, 2001. - 480 с.

42. Единообразные предписания, касающиеся двигателей с воспламенением от сжатия, предназначенных для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах и внедорожной технике, в отношении выброса вредных веществ этими двигателями: ГОСТ Р 41.96-2005. - Взамен ГОСТ Р 41.96-99 ; введ. 25.10.2005. - М., 2006. - 60 с.

43. Ежов, A.A. Нейрокомпьютинг и его применения в экономике и бизнесе (серия "Учебники экономико-аналитического института МИФИ" под ред. проф. В.В. Харитонова) / A.A. Ежов, С.А. Шумский. - М. : МИФИ, 1998. -224 с.

44. Жегалин, О.И. Разработка каталитических нейтрализаторов для очистки отработавших газов дизельных двигателей/ О.И. Жегалин, H.A. Китросский, С.П. Моисеев // Снижение токсичности ДВС : докл. уч. симпозиума - М, 1981г. - С. 241-249.

45. Жук, В.В. Тригонометрические ряды Фурье и элементы теории аппроксимации / В.В. Жук, Г.И. Натансон - Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1983.-С. 188

46. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.А. Звонов. - М. : Машиностроение, 1973. - 200 с.

47. Иващенко, H.A. Дизельные топливные системы с электронным управлением / H.A. Иващенко, В.А. Вагнер, Л.В. Грехов. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 2000. - 111 с.

48. Иващенко, H.A. Математическое моделирование и методика расчета мгновенного сажевыделения в дизелях с неразделенной камерой сгорания. Рабочие процессы дизелей : учебное пособие / H.A. Иващенко, В.А. Вагнер,

B.И. Русаков, А.Л. Новоселов. - Барнаул : Совместное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана и АлтГТУ им. И.И. Ползунова. Изд-во АлтГТУ - 1995. -

C. 95-110.

49. Измаилов, А.Ф. Численные методы оптимизации: учеб. пособие. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 304 с.

50. Камфер, Г.М. Интенсивность вращения воздушного заряда при различных конструкциях впускного канала и камеры сгорания / Г.М. Камфер // Дви-гателестроение. - 1986. - № 9. - С. 6-8.

51. Кашло, П.М. Автомобиль и окружающая среда / П.М. Кашло, И.С. Бей, О.И. Ровенський. / X. : Флаг, 2000.- 304 с.

52. Колосов, А.И. Отчет по научно-исследовательской работе : Создание аналитического обзора информационных источников по применению нейронных сетей для задач газовой технологии / А.И. Колосов, И.Б. Щербаков, H.A. Кисленко, О.П. Кисленко, Ю.В. Варивода и др. // ВНИИГАЗ, 1995.

53. Круглов, М.Г. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания : учебное пособие / М.Г. Круглов, A.A. Меднов. - М. : Машиностроение, 1988. - 360 с.

54. Кулешов, A.C. Программный комплекс для расчёта и оптимизации двух- и четырёхтактных ДВС / A.C. Кулешов, А.Н. Каримов, Н.Ф. Разлейцев и др. // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС : Тезисы докладов V научно-практический семинар - Владимир : Изд-во ВПК - 1995. - С. 31-33.

55. Кульчицкий, А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей / А.Р. Кульчицкий - Владимир : Владимирский государственный университет, 2000.-266 с.

56. Кутенев, В.Ф. Научно-технические проблемы улучшения экологических показателей автотранспорта / В.Ф. Кутенев, В.А. Звонов, Г.С. Корнилов // Автомобильная промышленность. - 1998. - № 11. - С. 7-11

57. Лутманов, C.B. Регулярная и хаотическая динамика : курс лекций по методам оптимизации. - Ижевск : НИЦ, 2001. - 368 с.

58. Малозёмов, A.A. Разработка методов и технических решений по улучшению экологических параметров транспортных дизелей / A.A. Малозёмов, Л.А. Ашихмина., В.Н. Бондарь и др. ОРМет о НИОКР. - Челябинск : ООО «ФУМНПЦ», 2006, код ВНТИЦ 03 4000 6830332.

59. Малозёмов, A.A. Метод оптимизации формы впускного тракта головки цилиндра мини-дизеля ЧТЗ / A.A. Малозёмов, О.И. Быстров, М.А. Казанцев // «Научный вестник. Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин» / ЧВВАКИУ - Челябинск. - 2004. - №17. -С. 17-21.

60. Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей / В.А. Марков, P.M. Баширов. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002.-376 с.

61. Марков, В.А. Характеристики топливоподачи транспортных дизелей. / В.А. Марков, В.Г. Кислов, В.А. Хватов. - М. : Изд-во МГТУ им. Баумана, 1997.- 160 с.

62. Мельберт, A.A. Перспективы применения СВС- каталитических блоков в нейтрализаторах для дизелей / A.A. Мельберт, A.JI. Новоселов. // Вестник АлтГТУ им И.И.Ползунова. - 1999. - №2. - С. 15.

63. Мозер, Ф.К. Дизель в 2015 г. Требования и направления развития технологии дизелей для легковых и грузовых автомобилей /Франц К. Мозер // Журнал Автомобильных инженеров. - 2008. - №4(51). - С. 14-21.

64. Монин, A.C. Статистическая гидромеханика: теория турбулентности / A.C. Монин, A.M. Яглом. - М. : Наука, 1992. - 695 с.

65. Мородинский, С.С. Оптимизация решений на основе методов и моделей математического программирования: учеб. пособие - Минск : БГУИР, 2003 - 136 с.

66. Некрасов, В. Г. Экологически чистый и экономичный автомобильный двигатель / В.Г. Некрасов. - Алматы, 2005. - 327 с.

67. Основы инженерной экологии в двигателестроении / под ред.

A.JI. Новоселова. - Барнаул : АлтГТУ, 1993. - 98 с.

68. Панченков, Г.М. Химическая кинетика и катализ / Г.М. Панченков,

B.П. Лебедев. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Химия, 1974. - 592 с.

69. Парсаданов, И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия : монография - Харьков : НТУ «ХПИ», 2003. - 245 с.

70. Пинский, Ф.И. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания / Ф.И. Пинский, Р.И. Давтян, Б .Я. Черняк. - М. : Легион-Авто дата, 2001. - 136 с.

71. Промышленно-транспортная экология / под ред. В.Н. Луканина. - М. : Высш. шк., 2001. - 273 с.

72. Работы фирмы Perkins по созданию процесса Squish Lip / РЖ ВИНИТИ // Двигатели внутреннего сгорания. - 1978.12.39.453.

73. Разлейцев, Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях / Н.Ф. Разлейцев. - Харьков : Вища шк., 1980. - 169 с.

74. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике : в 2 кн. / Г. Реклейтис, А. Рей-виндран, К. Рэгсдел. - М. : Мир, 1986. - Кн. 1. - 348 с.

75. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике: в 2 кн. / Г. Реклейтис, А. Рей-виндран, К. Рэгсдел. - М. : Мир, 1986. - Кн. 2. - 320 с.

76. Савушкин, С.А. Нейросетевые экспертные системы / С.А. Савушкин // Нейрокомпьютер - 1992. - №2 - С. 29-36.

77. Смагин, И.И. Каталитические нейтрализаторы отработавших газов автобусов / И.И. Смагин // Транспорт: наука, техника, управление. ВИНИТИ -1998.-№ 12.-С. 27-30.

78. Смирнов, А.Б. Совершенствование управления бензинового двигателя с использованием искусственных нейронных сетей : дис. ... канд. техн. наук : 05.04.02 / Смирнов Алексей Борисович. - Москва, 2006. - 146 с.

79. Снижение токсичности автотракторных дизелей / под ред. А.Л.Новоселова. - Барнаул : АлтГТУ, 1996. - 122 с.

80. Сухарев, А.Г. Курс методов оптимизации: учеб. пособие / А.Г. Сухарев, А.В. Тимохов, В.В. Федоров. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 368 с.

81. Тарасик, В.П. Математическое моделирование технических систем. Изд. 2-е, испр. и доп. Минск - 2004 С. 29-28.

82. Темам, Р. Уравнения Навье-Стокса. Теория и численный анализ / Р. Темам - 2-е изд. - М.: Мир, 1981. - 408 е.;

83. Терехов, В.А. Нейросетевые системы управления : учеб. пособие для вузов. В.А. Терехов, Д.В. Ефимов, И.Ю. Тюкин. - М. : Высш. Шк., 2002. -183 с.

84. Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика. / перевод с англ. Ю.А. Зуев. - М.: «Мир», 1992. - 184 с.

85. Хайкин, Саймон Нейронные сети: полный курс = Neural Networks: A Comprehensive Foundation / Саймон Хайкин. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Вильяме, 2006.- 1104 с.

86. Ханин, Н.С. Влияние выполнения впускного канала на структуру турбулентности воздушных потоков в цилиндре автомобильного дизеля / Н.С. Ханин, В.В. Токарь // Двигателестроение. - 1986. - № 3. - С. 42-45.

87. Хэмди, А. Введение в исследование операций. - М. : Вильяме, 2005. -912 с.

88. Шечков, Г.Т. Проблемы создания каталитических нейтрализаторов отработавших газов ДВС / Г.Т. Шечков, О.А. Лебедева, И.Н. Аржанов // Труды конф. «Совершенствование быстроходных дизелей», Барнаул, 25-28 май 1993 г. / АГТУ - Барнаул, 1993. - С. 100-102.

89. Шулежко, Ю.Н. Влияние на рабочий процесс направленного движения заряда в цилиндре четырехтактного дизеля с неразделенной камерой сгорания / Ю.Н. Шулежко // Энергомашиностроение. - 1971. - № 4 -С.41-46.

90. Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью : ГОСТ Р 51401-99. - Взамен ГОСТ 12.1.026-80 ; введ. 17.12.1999. - М., 2000. - 20 с.

91. Яковлев, В.В. Снижение содержания твердых частиц в отработавших газах дизеля : дис. ... канд. техн. наук. : 05.04.02 / Яковлев Вадим Владиславович. - Барнаул, 2004. - 148 с.

92. Alkidas, А.С. Relationship between smoke measurements and particulate measurements / A.C. Alkidas // SAE Techn. Pap. Ser. - 1984. -N 840412 - 9 p.

93. Amari, S. I. The Brain and Computer / S. Amari // Proceedings of 1993 International Joint Conference on Neural Networks, Nagoya, Japan, 25-29 Oct. 1993. - Nagoya, 1993. - v. 1. - P. 7-8.

94. Amsden, A. KIVA-3V, release 2, improvements to KIVA-3V / A. Amsden // Los Alamos national laboratory, May 1999. - P. 71-88.

95. AVL Fire. 3D Flow Analysis. Product description. AVL LIST GMBH. 2005.-91 p.

96. Badreddine, В. Active damping of engine idle speed oscillation by applying adaptive PID control / B. Badreddine, A. Zaremba, J. Sun, F. Lin // SAE Technical Paper No. 2001-01-0261. 2001.

97. Bosyakov, V. P. Forecasting of the harmful substances content in the exhaust gases of internal combustion engines by means of the artificial neural network / V.P. Bosyakov, V.S. Kykis, A.A. Malozyemov // Nauka i studia / Przemysl - Poland, - 2011. - № 10 (41) - P. 90-98.

98. Brace, C. Prediction of Diesel Engine Exhaust Emissions using Artificial Neural Networks / Chris Brace // University of Bath Presented at Neural Networks in Systems Design : IMechE Seminar S591, 10 June 1998 / Lucas Electrical and Electronic Systems. - USA, 1998. - 11 p.

99. Deardorff, J.W. A numerical study of three-dimensional turbulent channel flow at large Reynolds numbers / J.W. Deardorff // J. Fluid Mech. - 41. - 1970 -P. 453-480.

100. DiselNet. Online information service on clean disel engines and disel emissions [Электронные ресурсы] / ECOpoint Inc. - Электронные данные. - Канада.: phpBB Group, 1997 -. Режим доступа : http://www.dieselnet.com.

101. Fluent 6. Computational fluid dynamics software. Product description. Fluent Inc., 2005.-37 p.

102. FY 2009 Progress report for advanced combustion engine research and development - US Department of energy. : Energy Efficiency and Renewable Energy Office of Vehicle Technologies - Washington, 2009. - 329 p.

103. Gil, A.P. Design Choices For 1990's Low Emission Diesel Engines - SAE Tehnikal Paper №880350 - 20 p.

104. GT-POWER. The Industry Standard. Product description. Gamma Technologies. 2005.-33 p.

105. Heywood, J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals / J. B. Heywood. -NY : McGraw-Hill Company, 1988. - 217 p.

106. Howell, M.N. On-line PID tuning for engine idle-speed control using continuous action reinforcement learning automata / Howell, M.N. Best, M.C. - Control Engineering Practice, UK, - 1999. - №8 - P. 147-154.

107. Hrovat, D. Models and control methodologies for IC engine idle speed control design / D. Hrovat, J. Sun - Control Engineering Practice, UK, - 1997. - №5 -P. 93-100.

108.Kawai, M. Toyota's New Microprocessor-Based Diesel Engine Control System for Passenger Cars / M. Kawai, H. Miyagi, J. Nakano // IEEE Transaction on Industrial Electronics. - 1985. - Vol.32. - №4. - P. 289-293.

109.Klingmann, V.R. Der neue Vierzylinder-Dieselmotor OM611 mit Common Rail-Einspritzung / V.R. Klingmann // MTZ. - 1997. - Jg.58. - № 12. -S. 760-767.

110. Lucas, A. Modeling diesel particulate emissions with neural networks / A. Lucas, M. Duran, M. Carmona, M. Lapuerta // Fuel : Department of Mechanical Engineering, University of Castilla-La Mancha - Spain, 2000. - № 4. -P. 548-593.

111. Lucchini, T. Developments in" OpenFOAM for internal combustion engine simulation / T. Lucchini, G. Montenegro, D. Ettorre and et. // Bulletin of the Politecnico di Milano. - 11. - 1995. - P. 53-59.

112. Performance simulation and gas dynamics. // WAVE. Product description. Ricardo Software, 2004. - 94 p.

113. Shayler, P.J. The exploitation of neural networks in automotive engine management systems / P.J. Shayler, M. Goodman // Appl. Artif. Intell. Eng. vol. 13, 2000.-P. 147-151;

114. Shim, D. Idle speed control for automotive engine / D. Shim, P.P. Khargonekar, W. Ribbens // Proceedings of the 1995 American Control Conference, Seattle, USA, 1995;

115. Shiozaki, M. Development of a Fully Capable Electronic Control System for Diesel Engine / M. Shiozaki, N. Hobo, J. Akahori // SAE Technical Paper Series. -1985.-№850172.-P. 8.

116. STAR-CD version 3.15. Methodology. Computational Dynamics Limited, 2001.- 141 p.

117. Trenne, M.U. Closed Loop Design for Electronic Diesel Injection Systems / M.U. Trenne, A.P. Ives // SAE Technical Paper Series. - 1982. - № 820447. -P.133-139.

118. Wedeneker, M. Adaptive control of the idle conditions of spark ignition engine / M. Wedeneker, J. Czarnigowski // SAE NA Technical Paper. - 2003. -15 Jan.-P. 18-23.

119. Wenyong, Xiao Multi-factor predication of diesel engine by using artificial neural networks / Xiao Wenyong // International Journal of Digital Content : Technology and its Applications Volume 4, Number 6, September 2010. -P. 161-167.

120. Westbrook, C.K. Thermodynamic and Physical internal combustion engine simulation / C. K. Westbrook, F. L. Dryer // Combust. Sci. Technol. - 27 - 1981. -P. 44-51.

121. Wook, Hyeon Yoon Optimization of Fuel Injection Nozzles for the Reduction of NOx Emissions in Medium-speed Marine Diesel Engines / Wook Hyeon Yoon, Joo Youn Kim, Dong Hun Kim // Engine Research Department, Hyundai Industrial Research Institute R&D division, Hyundai Heavy Industries C°. - Korea, 2005.-P. 682-792.

122. Xamada, T. Development of non -Ni low H20 Pt/Rh/Ce02 TWC Catalyst / T. Xamada, K. Kadano, M. Funabiki // SAE Techn. Pap. Ser. - 1990. -№ 900611. -P. 1-8.

123. Yuanwang, D. An analysis for effect of cetane number on exhaust emissions from engine with the neural network / D. Yuanwang, Z. Meilin, X. Dong, C. Xiaobei // Fuel, Volume 81, Issue 15,1 Oct. 2002, - P. 1963-1970.

УТВЕРЖДАЮ

Советник генерального директора - директор Координационного центра дизелестроения 0(

' Л/ГГТ

МП

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Босякова Владимира Петровича

Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Босякова В.П. на тему «Прогнозирование содержания вредных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания с использованием искусственных нейронных сетей», на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.02 - «Тепловые двигатели», были использованы при выполнении государственного контракта с Министерством промышленности и энергетики РФ № 8411.0816900.10.002 от 18.04.2008 «Создание модельного ряда дизельных двигателей жидкостного охлаждения»:

- с использованием предложенной в диссертационной работе методики были рассчитаны удельные выбросы вредных веществ с отработавшими газами перспективных дизелей серии «Т»;

- при установке на дизель 4Т371 ТНВД с электронным управлением, для снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами на стандартных режимах по ГОСТ Р 41.96, были использованы предложенные Босяковым В.П. значения угла опережения впрыскивания топлива.

Внедрение результатов диссертационного исследования позволило снизить затраты на конструктивную доводку и испытания двигателей серии «Т».

Начальник отдела координации Инновационных проектов дизельного производства ООО «ЧТЗ-Уралтрак»

1 1 с

НЕКОММЕРЧЕСКОЕ ПАРТНЁРСТВО СЕРТИФИКАЦИОННЫЙ ЦЕНТР А ВТОТР АКТО РНОЙ ТЕХНИКИ (СЦАТТ)

пр. Ленина, 2, г. Челябинск, 454007. Тел.: [phone]. Факс: [phone] E-mail: [e-mail] Сайт: www.attsert.ru

ИС09000

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Босякова Владимира Петровича

«Прогнозирование содержания вредных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания с использованием искусственных нейронных сетей», предоставленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.02 - «Тепловые двигатели»

Настоящим подтверждается, что результаты диссертационной работы Босякова Владимира Петровича на тему «Снижение выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей путем оптимизации угла опережения впрыскивания топлива» были использованы:

-при проведении испытаний дизелей типа 4ЧН13/15 и 6ЧН13/15 (производства ООО «ЧТЗ-Уралтрак»), в части совершенствования методик испытаний по оценке удельных выбросов вредных веществ с отработавшими газами;

- при расчетной оценке влияния угла опережения впрыска топлива на выбросы вредных веществ дизеля 4ЧН13/15;

- при разработке рекомендаций по конструктивной доводке дизелей серии «Т» (производства ООО «ЧТЗ-Уралтрак») по параметрам, подтверждаемым при проведении их обязательной сертификации (в рамках государственного контракта № 8411.0816900.10.002 от 18.04.2008 «Создание модельного ряда дизельных двигателей жидкостного охлаждения»).

Директор, канд. техн. наук

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (МИНОБОРОНЫ РОССИИ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

29 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР

196105, г. Санкт-Петербург, ул. Решетникова, 15 тел. [phone], факс [phone]

« 18 » октября 2011 г. №32

• ', УТВЕР Начальник 29 КТЦ

" 41"

ю

¿бороны России ' А. Агриков 2011 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Босякова Владимира Петровича на тему ««ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУСТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ» предоставленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.02 «Тепловые двигатели»

Настоящим подтверждаем, что с помощью комплексной математической модели, предложенной Босяковым В.П., была обоснована с точки зрения сохранения надежности и тепловой напряженности возможность установки на двигатель КамАЗ-740.11-240 ТНВД, как 337.1111005-42, так и 337.1111005-42.08 модели. Данная работа проводилась при разработке «Норм расхода запасных частей и материалов на капитальный ремонт КамАЗ-740.11-240 (КамАЗ-740.13-260) по договору 9-Р37-10 от 10.08.2009 г.

Предложенная в диссертационной работе методика, принята в 29 КТЦ МО в качестве методики для совершенствования конструкции двигателей БТВТ и АТ при проведении различных видов ремонта на ремонтных заводах с целью повышения мощностных, экономических характеристик и снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами. *

Председатель комиссии: О. Падерин

Члены комиссии:

^^ИЗ^ч!укз О. Ткаченко