Улучшение показателей двигателей с искровым зажиганием на режиме холостого хода путем снижения межцикловой неидентичности рабочего процесса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат технических наук Костычев, Владимир Николаевич

• Костычев, Владимир Николаевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Костычев, Владимир Николаевич

МЦН

1.5. Постановка задач исследования

2. Разработка стохастической математической модели рабочего процесса в ДВС

2.1. Принципы построения стохастической модели рабочего процесса

2.2. Математическая модель индикаторного процесса

2.2.1. Основные уравнения модели индикаторного процесса

2.2.2. Определение скорости распространения турбулентного пламени

2.2.3. Расчет процесса теплоотдачи в стенки рабочей полости

2.2.4. Определение теплофизических свойств свежего заряда и продуктов сгорания

2.3. Математическое моделирование процесса образования начального очага

2.4. Верификация модели

2.5. Заключение по главе

3. Экспериментальные установки, оборудование и методики

3.1. Стенд и оборудование для экспериментальных исследований на двигателе

3.1.1. Испытательный стенд

3.1.2. Система зажигания

3.1.3. Система регистрации цикловых значений пробивных напряжений

3.1.4. Методика определения коэффициента вариации частоты вращения коленчатого вала двигателя

3.2. Установка с камерой сгорания постоянного объема и методика определения нормальной скорости распространения пламени

3.2.1. Оборудование установки с камерой сгорания постоянного объема

3.2.2. Регистрация распространения пламени в камере сгорания

3.2.3. Методика проведения эксперимента и обработки

экспериментальных данных

3.3. Заключение по главе

4. Исследование особенностей межцикловой неидентичности на режиме холостого хода

4.1. Выбор интервалов варьирования основных факторов

4.1.1. Интенсивность турбулентных пульсаций

4.1.2. Коэффициент избытка воздуха

4.1.3. Вариации содержания и параметров остаточных газов

4.1.4. Пробивное напряжение

4.2. Результаты экспериментов по определению нормальной скорости распространения ламинарного пламени в забалластированных смесях

4.3. Определение влияния основных факторов на уровень межцикловой неидентичности работы двигателя на холостом ходу

4.3.1. Влияние турбулентных пульсаций

4.3.2. Влияние вариаций коэффициента избытка воздуха

4.3.3. Влияние вариаций коэффициента остаточных газов

4.3.4. Влияние вариаций пробивного напряжения

4.4. Заключение по главе

5. Снижение уровня межцикловой неидентичности работы двигателя

на режиме холостого хода

5.1. Выбор способа снижения уровня МЦН на режиме холостого хода

5.2. Экспериментальное исследование влияния положения электродов свечи зажигания на уровень межцикловой неидентичности работы двигателя на холостом ходу

5.3. Снижение минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала двигателя за счет выбора положения массового электрода свечи зажигания

5.4. Результаты и выводы по главе

Основные результаты и выводы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение показателей двигателей с искровым зажиганием на режиме холостого хода путем снижения межцикловой неидентичности рабочего процесса»

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость поиска путей дальнейшего снижения эксплуатационного расхода топлива автомобильными двигателями обусловливает, в том числе, актуальность углубленных исследований работы двигателя на режиме холостого хода. В силу современных особенностей движения автомобилей в городах на этот режим приходится более 40% от времени работы двигателя.

Расход топлива двигателем на режиме холостого хода напрямую зависит, при прочих равных условиях, от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Для двигателей легкого топлива с принудительным искровым зажиганием одним из факторов, ограничивающих возможности снижения частоты вращения на холостом ходу, является повышенная межцикловая неидентичность (МЦН) в протекании рабочего процесса, следствием чего является повышенная неравномерность угловой скорости коленчатого вала. При уменьшении уровня МЦН на рассматриваемом режиме появляется возможность снизить частоту вращения коленчатого вала двигателя при выполнении всех требований по экологичности и комфорту и, тем самым, понизить расход топлива.

Настоящая работа посвящена выяснению влияния характерных для режима холостого хода условий в камере сгорания на уровень МЦН и на этой основе выбору путей его снижения. При этом изучено не только непосредственное, но и косвенное влияние этих условий на МЦН через их воздействие на стабильность пробивных напряжений и, тем самым, на стабильность процесса образования и развития начального очага горения, который в значительной степени определяет нестабильность всего процесса сгорания.

В связи с тем, что экспериментальным путем сложно выделить роль факторов, оказывающих прямое и косвенное воздействие на уровень МЦН, в работе значительное место отведено созданию стохастической математической модели рабочего процесса, отражающей физические механизмы влияния случайных вариаций состава топливовоздушной смеси и параметров ис-

кровых разрядов, а также турбулентности на показатели осредненного рабочего цикла и статистики МЦН.

Для получения исходных данных, необходимых для моделирования МЦН, и подтверждения выводов теоретического анализа оборудованы специальные испытательные стенды с камерой сгорания постоянного объема и поршневым ДВС.

На основе результатов проведенных с помощью созданной модели теоретических исследований установлена возможность снижения уровня МЦН и, соответственно, минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала двигателя с искровым зажиганием, работающего на холостом ходу. Эти возможности подтверждены результатами испытаний.

Работа выполнялась на кафедре "Теплотехника и гидравлика" Волгоградского государственного технического университета в период с 2007 по 2011 гг. Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю доктору технических наук профессору Федянову Евгению Алексеевичу за неоценимую помощь и поддержку, оказанную при выполнении работы. Особую признательность автор выражает кандидату технических наук доценту Приходькову Константину Владимировичу, который был инициатором исследований, и кандидату технических наук доценту Шумскому Сергею Николаевичу, который оказал большую помощь в аппаратурном оснащении стендов. Автор также благодарен всем сотрудникам кафедры "Теплотехника и гидравлика" за содействие и помощь в выполнении

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности работы двигателя с искровым зажиганием на режиме холостого хода

Работа автомобильного двигателя на режиме холостого хода занимает значительную долю времени в условиях современного городского движения. Согласно ГОСТ Р 41.84-99, основанном на Правилах ЕЭК ООН № 84, при испытаниях автомобилей на топливную экономичность в городском цикле на холостой ход приходится 35,4% общего времени испытания. При эксплуатации автомобилей в современных мегаполисах, расход топлива, приходящийся на режим холостого хода, достигает 40% от общего расхода.

Работа бензинового двигателя с искровым зажиганием на режиме холостого хода характеризуется повышенной токсичностью отработавших газов. На холостом ходу выбрасывается 20% СО и 13% СН [21] от общей эмиссии этих компонентов за ездовой цикл. Для того чтобы оценивать расход топлива и токсичность отработавших газов на режиме холостого хода, снимается специальная характеристика холостого хода [2].

Режим холостого хода характеризуется особо неблагоприятными для сгорания топлива условиями внутри цилиндров: велика доля остаточных газов, низок коэффициент наполнения, недостаточна интенсивность турбулентности. Так, согласно широко известным данным [1] коэффициент наполнения на холостом ходу снижается до 0,2 ...0,3 (рис. 1.1.), а коэффициент остаточных газов возрастает до 0,35...0,45 [2]. Последнее иллюстрирует график [1] на рис. 1.2, на котором представлена зависимость коэффициента остаточных газов уг от величины давления раъо впускном трубопроводе для карбюраторного двигателя. Меньшие значения рн соответствуют работе с прикрытым дросселем. С ростом степени сжатия коэффициент остаточных газов становится меньше, однако характер его изменений ■ в зависимости от положения дроссельной заслонки сохраняется.

%

0,8 0,6 ол

V

1

г—-и 1 ,

то 2000 то то п^/мин

Рис. 1.1 Коэффициент наполнения автомобильного двигателя при разных нагрузках: 1 - 100%; 2 - 50%; 3 - холостой ход

Г 0,2

О,Г О

0,8 0,6 ра,кгс/смг

Рис. 1.2. Коэффициент остаточных газов при дросселировании карбюраторного двигателя

Увеличенная доля остаточных газов оказывается одной из причин снижения интенсивности турбулентных пульсаций. Другой, более важной причиной является относительно низкая частота вращения коленчатого вала двигателя. Как известно [8] интенсивность турбулентных пульсаций меняется прямо пропорционально частоте вращения.

Дросселирование на впуске уменьшает величину давления во впускном трубопроводе примерно до половины (или даже меньшей части) величины давления в выпускном трубопроводе, что приводит к расширению остаточных газов до поступления свежего заряда топливовоздушной смеси. При перекрытии клапанов возникает обратный поток отработавших газов из выпускного трубопровода через камеру сгорания во впускной трубопровод, где

7

они могут перемешиваться со свежим зарядом горючей смеси, после чего во время такта впуска они опять поступят в камеру сгорания. Глубокое дросселирование на впуске, которое имеет место в режиме холостого хода, является основной причиной низкого коэффициента наполнения и увеличенной доли остаточных газов в камере сгорания.

Следствием повышенного содержания остаточных газов в рабочей смеси является пониженное значение нормальной скорости распространения пламени и, соответственно, увеличенная продолжительность процесса сгорания. Последнему способствует также пониженная интенсивность турбулентности заряда в камере сгорания.

На рис. 1.3. представлены полученные в ВолгГТУ [21] индикаторные диаграммы карбюраторного двигателя ВАЗ 2103, работавшего на холостом ходу при двух различных углах опережения зажигания (направление линий на диаграмме справа - налево). Как видно, и в обоих случаях значительная часть процесса тепловыделения происходит на линию расширения, причем в

гуттугттуутугг^^

Рис. 1.3. Индикаторные диаграммы,

снятые при углах опережения зажигания 0° и 10°

случае отсутствия опережения зажигания горение не успевает завершиться вплоть до открытия выпускного клапана.

Условия в камере сгорания на режиме холостого хода затрудняют протекание не только процесса распространения пламени, но и процесса искрового зажигания топливовоздушной смеси.

Как известно [51], критическая энергия воспламенения обратно пропорциональна давлению смеси в момент воспламенения и нормальной скорости распространения пламени. Так как давление смеси к моменту воспламенения прямо пропорционально коэффициенту наполнения [2], то за счет уменьшения коэффициента наполнения от 0,6 (нагрузочный режим) до 0,2 (режим холостого хода) критическая энергия воспламенения возрастает в 2,5 раза. Разбавление смеси остаточными газами, как было отмечено выше, приводит к снижению нормальной скорости распространения пламени. В работе [51] Целковича Б.М. отмечается, что при переходе к режиму холостого хода уменьшается не только плотность заряда, нормальная скорость сгорания, но и теплота сгорания смеси. В результате действия указанных факторов критическая энергия воспламенения увеличивается более чем в 3 раза. Соответственно растет критический диаметр начального очага горения [19].

Многочисленные исследования [19], свидетельствуют о том, что именно режим холостого хода особенно критичен к параметрам искрового разряда системы зажигания. При недостаточной энергии искры, в частности, при недостаточной длительности индуктивной фазы разряда, возможно даже появление пропусков воспламенения.

В рассмотренных выше характерных для холостого хода условиях протекания процессов воспламенения и сгорания топлива становится особенно заметной негативная роль МЦН рабочего процесса, в первую очередь МЦН процесса образования начального очага горения, которая не только приводит к повышенному уровню вибраций, но увеличивает вероятность пропусков воспламенения и остановки двигателя. Для того чтобы обеспечить устойчивую работу двигателя на холостом ходу, приходится либо обогащать топливовоздушную смесь, что ведет к повышению содержания оксида углерода в отработавших газах, или увеличивать частоту вращения коленчатого вала, вследствие чего возрастает расход топлива.

В целом, проведенный анализ специальной литературы свидетельствует о том, что исследований особенностей протекания индикаторного про-

цесса в ДВС с принудительным зажиганием на холостом ходу относительно немного. Еще меньше исследований касаются особенностей проявления на этом режиме МЦН процессов воспламенения и сгорания.

1.2. Межцикловая неидентичность

и её влияние на показатели двигателя

Неидентичность протекания процесса сгорания в последовательных циклах является характерной особенностью работы ДВС с искровым зажиганием. Согласно некоторым экспериментальным данным [117] невоспроизводимость циклов, оцениваемая коэффициентом вариации среднего индикаторного давления, достигает 30% и более.

Считается, что наличие межцикловой неидентичности (МЦН) приводит к ухудшению мощностных и топливно-экономических показателей двигателя, вызывает неравномерность вращения коленчатого вала. Многие исследователи [73, 118] полагают, что, снизив МЦН, можно получить улучшение показателей работы двигателя. Так, Е Шер и М. В. Дульгер в своей работе [73] утверждают, что устранение МЦН позволило бы улучшить топливную экономичность двигателя с искровым зажиганием на 6%. Какого-либо обоснования указанного значения при этом не приводится. По-видимому, оно получено исходя из предположения, что все рабочие циклы при устранении МЦН будут приближаться к наилучшим циклам в их исходной последовательности.

Детальное изучение возможностей улучшения показателей двигателей легкого топлива с искровым зажиганием за счет устранения МЦН проведено Е. А. Федяновым [47]. Отмечено, что уменьшение или устранение МЦН при условии сохранения осредненного цикла последовательности не сказывается на топливной экономичности и приводит лишь к повышению равномерности хода двигателя, а также может вызвать изменение содержания токсичных компонентов в отработавших газах. Б. Я. Черняк и И. И. Волчек [53]

также делают вывод о том, что устранение МЦН при сохранении осреднен-ного цикла не отражается на расходе топлива.

Изменение уровня МЦН при сохранении осредненного рабочего цикла не сказывается на величине удельного расхода топлива, однако может сопровождаться изменением выбросов токсичных компонентов с продуктами сгорания [14, 21]. Причина этого кроется в том, что изменение динамики выгорания топлива в цикле влияет нелинейно и разнонаправлено на образование основных токсичных компонентов ОГ: СН, №ЭХ, СО.

В результате исследований, выполненных А. Н. Воиновым, В. Ф. Каменевым, В. А. Звоновым [7, 14, 23], установлено, что с ростом МЦН и, соответственно, увеличением доли циклов с затянутым процессом сгорания, растут выбросы несгоревших углеводородов. С другой стороны, увеличение доли циклов с преждевременным тепловыделением приводит к повышенным выбросам оксидов азота.

Если предполагать, что устранить МЦН можно, приближая все циклы к наилучшим, то в этом случае осредненный цикл будет меняться и для сохранения режима работы потребуется прикрыть дроссельную заслонку. Прикрытие заслонки будет приводить к уменьшению расхода топлива, но, одновременно, будет ухудшаться КПД двигателя. В результате эффект от снижения МЦН оказывается меньше, чем можно было бы ожидать исходя из показателей наилучших и наихудших циклов. Так, например [47], если бы в двигателе ВАЗ-2ЮЗ, работающем на режиме 3000 мин"1 при открытии дроссельной заслонки на 60%, устранить МЦН при условии приближения всех циклов к наилучшему, то удельный расход топлива снизился бы на 4,85%. Однако, если при устранении МЦН сохранять нагрузочный режим, прикрывая заслонку, то снижение расхода топлива составит всего лишь 3,6%.

Следует отметить, что возможность приближения при устранении МЦН всех рабочих циклов к наилучшему является чисто гипотетической. Многие исследователи [47,71] указывают на то, что появление наилучших циклов коррелирует с характером протекания процесса сгорания в предшест-

вующих циклах. Как правило, наилучшие циклы следуют за циклами с относительно медленным, затянутым на линию расширения, сгоранием. Убедительным подтверждением сказанному являются, в частности, результаты статистического анализа последовательности рабочих циклов, проведенного в ходе исследований МЦН C.S. Daw, М.В. Kennel, С.Е.А. Finney и F.T. Connolly [71].

На рис. 1.4 приведена построенная названными исследователями гистограмма, которая показывает вероятность появления различных комбинаций «хороших» и «плохих» циклов в группах из шести последовательных циклов. «Хорошими» циклами исследователи считали такие, в которых среднее индикаторное давление pi выше этой же величины {р\т) в осредненном цикле, а «плохими» - циклы, в которых pi < Pjrn. «Хорошим» циклам присваива-

Код последовательности Рис. 1.4. Кодированная гистограмма последовательных циклов

лось обозначение 1, «плохим» - 0. Как видно из гистограммы, вероятность появления последовательности циклов вида 010101 (условный код на диаграмме 21) и 101010 (условный код 42) намного выше, чем всех других возможных комбинаций.

Отмеченная закономерность в чередовании «хороших» и «плохих» циклов дает основание предполагать, что быстрому и эффективному протеканию процесса сгорания в «хороших» циклах способствуют условия, являющиеся следствием характера протекания процесса в предыдущих циклах. Следствием отмеченного влияния циклов друг на друга является вывод о том, что при всех способах устранения или уменьшения МЦН все последовательные циклы будут стремиться к осредненному циклу. Вместе с тем, нельзя не отметить, что наличие указанной выше корреляции в следовании "хороших" и "плохих" циклов обнаружено на нагрузочных режимах. На холостом ходу вследствие высокого содержания остаточных газов такая корреляция может быть ослаблена или даже полностью отсутствовать.

Важным результатом выполненных Е.А. Федяновым исследований влияния МЦН на показатели двигателя является вывод об особой роли МЦН на предельных режимах работы двигателя, а именно на режиме холостого хода, на пределе эффективного обеднения, на границе детонации. В частности, на режиме холостого хода приходится вследствие МЦН повышать минимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя и обогащать топ-ливовоздушную смесь. Это, в свою очередь, ведет к росту расхода топлива. Для того чтобы найти пути снижения МЦН и, тем самым, обеспечить возможное снижение расхода топлива, необходимо проанализировать влияние на уровень МЦН условий в камере сгорания двигателя с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием на режиме холостого хода.

1.3. Факторы, влияющие на уровень МЦН

Изучению причин МЦН и влияния на её уровень различных конструктивных, режимных и эксплуатационных факторов посвящено большое число исследований. Результаты значительной части этих обобщены, в частности, в обзорах, сделанных Young'oM [118], а также Е. Sher'oM с коллегами [103].

Большинство исследователей относят к числу главных факторов, влияющих на уровень МЦН, турбулентность заряда и неоднородность его состава. Причем по мнению ряда исследователей именно неоднородность состава оказывает на уровень МЦН наибольшее влияние.

Результаты экспериментов показывают, что минимальные вариации процесса сгорания наблюдаются на слегка обогащенных смесях а=0,85...0,95. Сгорание таких смесей обеспечивает наибольшую скорость распространения пламени и, следовательно, наименьшую продолжительность сгорания. Обеднение смеси по сравнению с указанным составом приводит к росту МЦН. Так, М. А. Пешкин на основании сделанных им расчетов [34] утверждает, что на фиксированном режиме работы разброс значений коэффициента избытка воздуха в пределах 10% при среднем а = 0,85 вызывает различия в значениях нормальной скорости распространения пламени в пределах 5%. Такие же вариации а при его среднем на режиме значении 1,15 приводят к разбросу значений нормальной скорости в пределах 22%.

Следует отметить, что влияние на МЦН коэффициента избытка воздуха связывают не только со случайными вариациями значений этого коэффициента от цикла к циклу, но и с неоднородностью состава топливовоздуш-ной смеси по камере сгорания в каждом из циклов.

Рассматривая влияние вариаций состава рабочей смеси в камере сгорания двигателей на МЦН, большинство исследователей указывают не только на межцикловые случайные различия в значении коэффициента избытка воздуха, но и на различное содержание в цилиндре от цикла к циклу остаточных газов. Так, например, в работе С.Е. Weaver и D.A. Santavicca [115] показано, что увеличение содержания остаточных газов на 10% не только снижает максимальное давление pz цикла на 64%), но и вызывает рост МЦН: коэффициент вариации величины pz увеличивается на 60%, коэффициент вариации скорости нарастания давления повышается в 2 раза. Так как на режиме холостого хода доля остаточных газов максимальна, то можно предпола-

гать, что относительная роль этого фактора в формировании МЦН должна быть весьма значительной.

Практически все исследователи природы МЦН сходятся во мнении, что одной из основных причин этого явления оказываются случайные турбулентные пульсации заряда в камере сгорания [40, 73, 75, 118]. При этом в ряде работ [40, 73, 75] отмечено, что на уровень и статистики МЦН влияет как интенсивность, так и масштаб турбулентных пульсаций.

Стохастичность воздействия турбулентности на процессы воспламенения и сгорания обусловлена самой природой турбулентных пульсаций. Турбулентность способствует увеличению поверхности фронта пламени и интенсификации тепломассообмена при горении. Турбулентные пульсации определяют в каждый момент времени локальные значения скоростей распространения турбулентного пламени. В зависимости от случайного сочетания скоростей соседних участков пламени наблюдается либо его локальное ускорение, либо гашение.

В большинстве известных работ, посвященных рассматриваемой проблеме, подчеркивается, что наибольший вклад в формирование МЦН турбулентность вносит на стадии образования и развития начального очага горения, инициированного искровым разрядом. В частности, можно указать работу А. Ю. Свитачева [40], в которой не только дано обобщение большого числа исследований причин нестабильности образования начального очага горения при искровом зажигании, но и проведены собственные теоретические и экспериментальные исследования влияния параметров турбулентности на динамику и уровень МЦН указанной стадии рабочего процесса. Важным результатом этих исследований является выявление существования минимума на функциональной зависимости коэффициента вариации продолжительности формирования начального очага горения от интенсивности турбулентности. Положение этого минимума зависит от величины коэффициента избытка воздуха. По мере обеднения это положение смещается в сторону меньших интенсивностей турбулентности (рис. 1.5). Исходя из результатов

Рис. 1.5. Зависимость нестабильности времени формирования НО от интенсивности турбулентности при разных составах топливовоздушной смеси [30]: 1 - а = 1; 2 - а = 1,2; 3 - а = 1,4.

исследований, полученных Ю. А. Свитачевым, пониженная на холостом ходу интенсивность турбулентности должна вызывать рост МЦН.

Еще одним фактором, влияющим на уровень МЦН, являются, по мнению ряда исследователей, случайные вариации параметров искрового разряда, в первую очередь его энергии [35, 40, 73, 118]. Наиболее подробный перечень исследований влияния параметров искрового разряда на развитие процессов воспламенения и сгорания и их нестабильность дан в обзоре E.Sher'a и др. [103]. Как следует из этого обзора, влияние параметров искрового заряда на развитие и нестабильность процессов воспламенения и сгорания оказывается весьма сложным и зависит от многих условий. В частности, степень влияния параметров разряда связана с интенсивностью турбулентности. В некоторых исследованиях была обнаружена зависимость влияния параметров искрового разряда от положения электродов свечи по отношению к

направлению вектора осредненного течения заряда в камере сгорания [73, 74]. В то же время, авторы указанного выше обзора подчеркивают, что механизм влияния параметров искрового разряда на неидентичность развития начального очага горения в целом, и, в особенности, ядра начального очага глубоко не изучены.

Согласно современным представлениям о процессе образования начального очага [8, 46] его зарождение начинается в момент пробоя искрового канала. Энергия, выделяющаяся в фазе пробоя и, соответственно, в емкостной фазе искрового разряда, пропорциональна величине пробивного напряжения им: Еиш) ~ II ^. Как следствие, случайные вариации величины пробивного напряжения будут приводить к случайным вариациям энергии емкостной фазы разряда и, тем самым, несколько изменять условия развития ядра начального очага горения.

Связь нестабильности цикловых значений пробивных напряжений с уровнем МЦН максимального давления цикла на холостом ходу работы двигателя ВАЗ отмечена, в частности, Б.Н. Целковичем [51]. Он утверждает на основе данных экспериментов, что коэффициент вариации максимального давления цикла зависит от коэффициента вариации величины пробивных напряжений практически линейно.

Расширенные исследования влияния разброса межцикловых значений пробивных напряжений на воспроизводимость от цикла к циклу процесса образования и развития начального очага горения провел К. В. Приходьков [35]. Им установлено, что вариации пробивного напряжения оказывают наибольшее влияние на формирование МЦН развития НО при интенсивностях турбулентности 0,5... 1 м/с [35], характерных для работы двигателя на минимально устойчивой частоте вращения холостого хода. Минимальный уровень МЦН времени формирования НО достигается при интенсивности турбулентности около 2 м/с (рис. 1.6). Дальнейшее её повышение приводит лишь к незначительному росту коэффициента вариации времени формирования НО, что объясняется снижением средней продолжительности этого процесса.

Рис. 1.6. Влияние пробивного напряжения на нестабильность време'ни развития НО [26]: (<jU= 1 кВ, оа= 0): 1) w' =0,5 м/с; 2) w'= 5 м/с; 3) w'= 2м/с

В ходе исследований К. В. Приходьковым также установлено, что при снижении средней величины пробивных напряжений влияние вариации этой величины на неидентичность времени формирования НО усиливается. Указанное влияние становится еще более заметным при обеднении топливовоз-душной смеси и увеличении ее забалластированности остаточными газами.

Влияние вариаций пробивного напряжения на формирование МЦН процесса сгорания ограничено интервалом нагрузочных режимов от холостого хода до нагрузки в 20.. .25 % от номинальной [35]. В этом диапазоне меры, направленные на снижение вариаций пробивных напряжений и увеличение его среднего значения, должны приводить к повышению стабильности работы двигателя. При нагрузках выше указанных вариации пробивного напряжения практически не оказывают влияния на работу двигателя.

Для правильной оценки роли в формировании МЦН процессов воспламенения и сгорания на режиме холостого хода случайных изменений от цикла к циклу значений пробивного напряжения необходимо знать статистические характеристики распределений этой величины и их зависимость от

конструктивных, режимных и регулировочных факторов. Нам известна лишь работа Ю. И. Моисеева [32], в которой проведены достаточно широкие исследования влияния условий в камере сгорания двигателя на статистики распределения значений пробивных напряжений в последовательных циклах.

Им, в частности, обнаружено, что наиболее существенное влияние на статистики распределений значений пробивного напряжения оказывают три фактора: плотность смеси в разрядном промежутке, частота вращения коленчатого вала двигателя и межэлектродный зазор Ал свечи зажигания. При этом выяснено, что влияние частоты вращения связано, в значительной мере, с изменением параметров турбулентности в камере сгорания. Последнее утверждение опирается, в том числе, на результаты опытов, проведенных в камере сгорания постоянного объема. На рис. 1.7 показана полученная в ходе таких опытов зависимость коэффициента вариации величины пробивного напряжения от интенсивности турбулентного движения среды в камере сгорания.

Как показали эксперименты, нестабильность величины пробивного напряжения снижается не только при снижении интенсивности турбулентности, но и при уменьшении величины коэффициента наполнения (рис. 1.8).

В то же время, весьма важным для понимания особенностей проявления МЦН рабочего процесса на режиме холостого хода является обнаруженное Ю.И. Моисеевым влияние на статистические характеристики распределений цикловых значений пробивного напряжения содержания остаточных газов в топливовоздушной смеси. На рис. 1.9 приведены полученные К). И. Моисеевым зависимости средней величины пробивного напряжения и^и коэффициента вариации Ы/^ этой величины от коэффициента остаточных

газов уг. Из рисунка видно, что рассматриваемые зависимости оказываются нелинейными. Как так и резко нарастают при увеличении уг до

0,15...0,2, а затем почти не меняют своих значений. На холостом ходу уг= 0,35...0,45 и, следовательно, влияние этого коэффициента на нестабильность значений пробивного напряжения максимальное.

^Цьс?

I 14--------

У

§.,12 :—;--------

/'

/

ОД :--------

/

0.08--------

У

.У

У

0.06--------

0 С'4 --д»--^-------

¡6 ~

1,5 Ъ 2,5 Ъ 3# 4 ж;£

Рис. 1.7. Влияние интенсивности турбулентности на нестабильность пробивного напряжения (р атм = 100 кПа, I = 17 °С, Ая = 0,7 мм, градиент вторичного напряжения 2,5 кВ/мкс)

К сожалению, статистические характеристики пробивного напряжения рассматриваются Моисеевым отдельно от межцикловой неидентичности рабочего процесса, и поэтому априори нельзя утверждать, влияние каких факторов: турбулентности и коэффициента наполнения, с одной стороны, или коэффициента остаточных газов, с другой, является превалирующим.

Для того чтобы ответить на поставленный вопрос, необходимы исследования особенностей проявления МЦН на холостом ходу с учетом всех воздействующих на ее уровень факторов и их взаимного влияния. Так как выделение роли отдельных факторов в ходе экспериментальных исследований представляет значительные сложности, значительный интерес представляют математические модели, позволяющие оценивать влияние отдельных факторов на уровень МЦН.

/ У

/ /

5 У г

У .У У

1 в 1 1

6 -

• у /

/ /

.¡Л 4 •

*/*

У А к:

/ У

0,3 0,4 0.5 ОД

Рис. 1.8. Зависимость нестабильности пробивного напряжения от коэффициента наполнения

«_ Грл ¡Ь-

1 ч,

¡¿о-."-»-1'""-

л / ? ?

и" / 1

■■ // / / ^ /

/ ? > Ч :

ОД Ц2 03 0.4 гг

Рис. 1.9. Зависимость относительного пробивного напряжения и его нестабильности от коэффициента остаточных газов:

1) - относительное пробивное напряжение;

2) - коэффициент вариации пробивного напряжения

1.4. Математическое моделирование рабочего процесса

с учетом МЦН

Для теоретического изучения особенностей проявления МЦН в условиях холостого хода необходимы математические модели, которые не только правильно воспроизводят осредненные показатели двигателя на указанном режиме, но и предсказывают изменение этих показателей при изменении уровня МЦН.

Предсказывать изменение показателей двигателя на холостом ходу вследствие изменения уровня МЦН можно было бы опираясь на статистики, характеризующие это явление. Однако априори их получить нельзя, и поэтому такой подход практической ценности не имеет.

Влияние МЦН на показатели двигателя и, вместе с тем, изменение уровня МЦН в зависимости от условий работы можно учесть только с помощью стохастических математических моделей рабочего процесса.

Как свидетельствует проведенный нами анализ, опыт создания стохастических моделей, позволяющих воспроизводить МЦН процессов воспламенения и сгорания, весьма ограничен. Так в работах Е.БЬег'а. М. В. Ви1-ger,a, А. Ю. Свитачева[40, 74] предложены стохастические модели, в которых рассматривается не весь процесс сгорания, а лишь процесс образования и развития начального очага горения. В этих моделях не учитывается нестабильность энергии искрового разряда.

В работе Е. А. Федянова [47] предложена стохастическая модель индикаторного процесса, в которой МЦН воспроизводится путем случайных межцикловых вариаций коэффициентов формулы И. И. Вибе, использованной для описания тепловыделения. Такая модель была построена для изучения проблемы ограничения детонации. Для поиска путей снижения уровня МЦН при работе двигателя на холостом ходу она не подходит, так как априорные данные о параметрах закона тепловыделения на холостом ходу и, тем более, об изменении этих параметров в зависимости от факторов, влияющих на уровень МЦН, отсутствуют.

Для того чтобы стохастическая модель индикаторного процесса не только бы воспроизводила МЦН, но и априори отражала влияние на уровень МЦН случайных вариаций состава топливовоздушной смеси, турбулентности, энергии искрового разряда, она должна включать описание физических процессов образования начального очага горения и распространения турбулентного пламени в основной фазе тепловыделения.

Турбулентное распространение пламени является неотъемлемым свойством двигателя внутреннего сгорания. Процесс горения в двигателе успевает закончиться за отведенное ему в цикле время именно благодаря феномену резкого возрастания скорости распространения, пламени с повышением степени турбулентности, что, в частности, подтверждается опытами Д. Кларка [4].

В ходе изучения турбулентности в цилиндре двигателя на тактах впуска и сжатия [22, 41, 115] были определены следующие особенности:

1. Турбулентность, генерируемая в процессе всасывания - основная часть турбулентности внутри цилиндра.

2. В процессе сжатия в результате диссипации энергии величины

^ --Г

средней скорости потока и, и пульсационнои составляющей и снижаются на 30...40 %. В конце сжатия, однако, наблюдается некоторой рост и', обусловленный спектральным перераспределением энергии. Эффект усиливается в камерах сгорания с вытеснителями. Зависимость интенсивности турбулентности (пульсационной скорости моля) от частоты вращения вала двигателя (п) близка к линейной, однако в районе ВМТ и' ~ п1>35-]>5 [41]. при этом на и и и' слабо влияют нагрузка и степень сжатия двигателя.

3. Интегральный масштаб турбулентности Ь в цилиндре двигателя при всасывании определяется характерным линейным размером впускного органа. В процессе сжатия в результате разложения анизотропного турбулентного течения зависимость между Ь и мгновенной высотой камеры сгорания оказывается близкой к линейной.

Перечисленные выше закономерности турбулентного течения в цилиндре двигателя, установленные теоретически и подтвержденные экспериментально, позволяют строить на их базе модели турбулентного распространения пламени в камере сгорания ДВС.

В настоящее время модели турбулентного горения в двигателях развиваются по двум основным направлениям.

Первое направление заключается в создании так называемых "многомерных" моделей или "моделей переноса". Основная черта этих моделей -применение уравнений сохранения энергии, массы, количества движения и концентраций химических компонентов для каждого элемента объема камеры сгорания. Подобная модель наиболее близко отражает реальный процесс и имеет теоретически почти неограниченные возможности для прогнозирования показателей двигателя. Однако её теоретическая реализация встречает ряд трудностей. Основная из них - отсутствие достаточных знаний о реакционно-кинетических характеристиках горения углеводородов топлива и механизме турбулентного тепломассообмена в реагирующем потоке газа. Эти обстоятельства вынуждают исследователей вводить не обусловленные особенностями процесса весьма существенные упрощающие допущения, например, одномерность задачи [87, 115], моделирование кинетики окисления топлива одним уравнением реакции [108]. Для расчета проникновения зоны реакции в свежую смесь используются мгновенные и локальные коэффициенты турбулентной диффузии, выбираемые или постоянными, или зависящими через специально постулируемые соотношения от геометрии двигателя, скорости поршня, скорости течения заряда на впуске. Практическая реализация моделей такого рода требует значительных вычислительных ресурсов на расчет цикла двигателя, что делает экономически нецелесообразным их применение для стохастического моделирования.

Второе направление - создание моделей, подобных описанным выше, но отличающихся подходом к моделированию закона выгорания заряда. Этот закон определяется путем расчета распространения турбулентного фронта

пламени, основанного на характеристиках турбулентного поля в камере сгорания и гипотезах о геометрии фронта пламени и механизме его распространения. Примерами моделей такого рода служат работы, выполненные в Мас-сачусетском технологическом институте [109], а также модели А. Ю. Свита-чеваиЕ. БЬег'а [40, 74].

В настоящее время существует несколько способов описания распространения турбулентного пламени в камере сгорания ДВС, которые основаны на различных представлениях о физической картине распространения турбулентного фронта пламени. Большая часть этих моделей [35, 40, 74] предполагает, что турбулентные пульсации растягивают фронт пламени, сохраняя механизм перемещения этого фронта, как при ламинарном горении. В частности такой подход с успехом используется в моделях Е. БЬег'а и А. Ю. Свитачева [40, 74]. В указанных выше моделях развития НО горения скорость распространения турбулентного пламени определяется по соотношению:

где ип - нормальная скорость распространения ламинарного пламени; Аш -площадь реальной искривленной поверхности НО; Лу - площадь условной

гладкой сферической поверхности НО.

При этом значения площади фронта пламени при турбулентном горении авторами [35, 40, 74] определялось исходя из влияния турбулентных пульсаций различных масштабов.

Описания основной фазы горения широко используются модели, в основе которых лежит идея искривления фронта пламени. К этим моделям относятся модели, основанные на гипотезе К.И. Щепкина о раздробленной зоне турбулентности горения с сильно увеличенной поверхностью ламинарных фронтов пламени. Модель предполагает, что

Щ - ип'

Ч

(1.1)

(1.2)

где к2 — константы; Ие - число Рейнольдса, определяемое по средней скорости потока, генерирующего турбулентность.

В ряде случаев турбулентную скорость распространения пламени определяют как линейную функцию ламинарной скорости [95]:

щ = & -ип, (1.3)

где к - коэффициент пропорциональности, определяемый эмпирически. Например, авторы работы [98] принимают

£ = 1 + 0,00197??, (1.4)

где п - частота вращения вала, мин"1.

В других работах к связывают не только с и', но также с углом опережения зажигания и текущим значением давления в цилиндре.

Выражение (1.3), однако, не обеспечивает удовлетворительной сходимости экспериментальных и расчетных результатов при обеднении смеси, оно практически не пригодно для описания процесса формирования начального очага горения, где имеется явное влияние масштаба турбулентности.

В последнее время все шире используют модели, основанные на концепции "погружения" свежего заряда в движущийся фронт турбулентного пламени с последующим его выгоранием за "фронтом погружения". Основой для их разработки послужила работа [63], в которой авторы, базируясь на представлениях о "спагеттиобразной перемежаемой" вихревой структуре турбулентности, предложили оригинальную модель "погружения" молей свежей смеси в турбулентный фронт пламени с последующим их сгоранием за передней границей этого фронта. Модель объединяет идеи К. И. Щепкина [56] о раздробленной зоне турбулентного горения, содержащей одновременно свежий заряд, продукты сгорания и реагирующую смесь, и идеи А. С. Соколика [43] о последовательном воспламенении и выгорании молей мелкого масштаба в ламинарных фронтах.

Модель базируется на следующих дифференциальных уравнениях:

^ = (1.5)

¿ть =те-ть (к х у

где те- масса свежего заряда, "погруженная" во фронт пламени; т^ - масса продуктов сгорания; ри - плотность свежего заряда; А^ - площадь поверхности фронта пламени; ту - характеристическое время сгорания заряда в зоне горения; ие— скорость "погружения" заряда во фронт пламени, которую можно отождествить со скоростью турбулентного распространения пламени.

Скорость "погружения" принимают пропорциональной интенсивности турбулентных пульсаций, при этом коэффициент пропорциональности порядка единицы:

ие ~ и', (1.7)

Характерное время выгорания турбулентных молей

V =

1п

(1-8)

и*

где 1е- средний размер сгорающих во фронте пламени турбулентных молей,

Таким образом, модель "погружения" учитывает как параметры турбулентности в цилиндре двигателя (через и' и /Д так и кинетические особенности горения данного состава смеси.

Уравнение (1.6) вытекает из предположения об экспоненциальном распределении времен сгорания отдельных "погруженных" во фронт пламени молей. Движение передней границы турбулентного фронта пламени, определяющее скорость турбулентного горения, согласно данному типу моделей, описывается уравнением (1.5) и, по замыслу авторов, через соотношение (1.7) линейно зависит от и' в холодном потоке заряда. Масштаб турбулентности и состав смеси не оказывают влияния на ие, но определяют с помощью уравнения (1.6) ширину зоны горения.

Очевидно, что уменьшение среднего размера горящих за фронтом пламени турбулентных молей, а также увеличение нормальной скорости горения смеси способствуют, согласно соотношению (1.8), уменьшению харак-

теристического времени, а, следовательно, и сокращению зоны горения. В пределе (ту 0) модель переходит в модель бесконечно тонкого фронта

пламени с мгновенно протекающей реакцией. При конечном значении т движущийся фронт пламени всегда имеет конечную толщину. При достижении передней границей фронта пламени стенки камеры сгорания величина те оказывается фиксированной, а величина т^ стремится к те по экспоненте. Таким образом, модель учитывает фазу догорания в двигателе и объясняет неизбежное присутствие несгоревших углеводородов в отработавших газах даже при полном охвате пламенем объема камеры сгорания.

В первоначальном варианте модели [74] предполагалось постоянство параметров те и ту в течение всего процесса сгорания в цикле. Эксперименты, проведенные специально с целью проверки адекватности модели, показали недостаточную сходимость расчетных и опытных результатов. В связи с этим в развитие такого подхода предложено [109] детализировать описание механизма сгорания смеси во фронте пламени. За основу взяты представления X. Теннекеса о мелкомасштабной структуре турбулентности: предложено считать, что доминирующую роль при поверхностном горении в турбулентном потоке играют моли тэйлоровского микромасштаба , а распространение пламени внутри зоны горения идет через вихревые трубки колмогоровского масштаба щ. Это в определенной степени согласуется с зафиксированным на кинопленке механизмом распространения пламени в единичном вихре. В результате характеристическое время сгорания моля:

т/=—• (1-9)

ип

меняется, т. к. и ип в ходе процесса горения не остаются постоянными.

Вместо соотношения (1.7) используют следующее выражение для ие: ие = ип + и'. (1-10)

При этом пульсационную составляющую скорости в турбулентном потоке свежего заряда предполагают зависящей от плотности заряда в соответствии

с законом сохранения момента количества движения единичного турбулентного вихря:

1

/ V

и =и@

3

Р и

KPuQs ,

(1.11)

где uqs и pu&s - пульсационная составляющая скорости и плотность свежего

заряда в момент зажигания.

Соотношением (1.11) фактически пытаются учесть влияние масштаба турбулентности на скорость турбулентного горения, т. к. быстрое сжатие турбулизированного газа ведет к изменению макромасштаба турбулентности:

L-p1. (1.12)

При постоянстве коэффициента турбулентной диффузии ( D = L • и') и среднем показателе политропы «=1,3 соотношение (1.11) приводится к виду:

и-р0'26. (1.13)

Эксперименты [79], однако, свидетельствуют о более сильной зависимости скорости турбулентного горения от давления. Так, на основе замеров скорости распространения пламени с помощью киносъемки в двигателе CFR получено

Щ~р°'Ш. (1.14)

Дамкелер получил следующее соотношение для скорости турбулентного распространения пламени щ:

^ = a + b- Re (1.15)

ип

где ип - ламинарная скорость горения; а и Ъ- константы; Re - число Рей-

нольдса, вычисленное по средней скорости потока.

При подстановке в (1.15) числа Re как функции давления приводит при высоких значениях Re к

щ ~ р°>6 (1.16)

29

С увеличением интенсивности турбулентности возрастает как скорость движения передней границы фронта пламени, так и скорость завершения реакции в зоне горения. Учитывая соотношение

(1.17)

48,64

справедливое в области изотропной турбулентности, выражение для ширины зоны турбулентного горения приобретает вид

совпадающий с зависимостью из теории К.И. Щепкина [56].

Рассматриваемая модель дает также правильные тенденции изменения скорости распространения турбулентного пламени и ширины зоны горения с изменением давления и температуры свежего заряда.

Таким образом, данный тип поверхностной модели турбулентного распространения пламени в двигателе с гомогенным зарядом представляется достаточно универсальным инструментом для теоретического исследования процесса сгорания в двигателе.

За исключением моделей, использующих тот или иной полуэмпирический закон выгорания, задаваемый "априори" [6, 52], моделирование движения фронта пламени в объеме камеры сгорания требует принятия допущения о его геометрии. Так, в уравнение (1.5) модели "погружения", входит величина площади поверхности фронта пламени, определяющая в конечном итоге массовую скорость выгорания заряда в каждый момент времени. В неявном виде геометрия фронта пламени используется и в остальных моделях процесса сгорания (как термодинамических, так и многомерных) для построения кривой выгорания массы заряда и его объема по углу поворота вала.

В поршневых ДВС с искровым зажиганием наиболее широко распространена сферическая модель распространения пламени, когда зона продуктов сгорания в каждый момент времени представляет собой сферу с центром в середине межэлектродного зазора свечи зажигания. Для камер сгора-

(1.18)

ния простой конфигурация при отсутствии интенсивного вихревого движения расчет распространения пламени по сферической модели дает хорошее соответствие с фотографическим материалом.

Используя накопленный опыт, можно построить стохастическую математическую модель рабочего процесса двигателя. Во всех моделях используется ламинарная скорость распространения фронта пламени, однако данных о влиянии остаточных газов на ламинарную скорость найти не удалось. Поэтому необходимо провести ряд экспериментальных исследований, результаты которых послужат для реализации модели..

1.5. Постановка задач исследования

Как следует из приведенных выше данных, в условиях современного городского движения все большую долю от общего времени работы автомобильного двигателя занимает режим холостого хода. Соответственно показатели работы двигателя на этом режиме все в большей мере сказываются на эксплуатационном расходе топлива.

Для двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным искровым зажиганием режим холостого хода оказывается особенно неблагоприятным по условиям протекания процессов воспламенения и сгорания. В условиях жестких экологических требований, а также требований комфорта приходится повышать частоту вращения коленчатого вала двигателей указанного типа на холостом ходу, что влечет за собой увеличение расхода топлива. Одним из существенных факторов, ограничивающих возможности снижения частоты вращения, является характерная для двигателей с принудительным искровым зажиганием межцикловая неидентичность (МЦН) протекания рабочего процесса. Уменьшение уровня МЦН должно дать возможность понижения частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу и, тем самым, снижения расхода топлива.

Проведенный анализ результатов исследований работы двигателей с принудительным искровым зажиганием на различных режимах свидетельствует о том, что изучению особенностей режима холостого хода посвящено относительно небольшое число работ. Еще меньше исследований касаются особенностей проявления на холостом ходу феномена МЦН. В частности, не изучена на этом режиме относительная роль факторов, влияющих на уровень МЦН. Практически нет данных о корреляции уровня МЦН с показателями нестабильности пробивных напряжений на свечах зажигания. Отсутствуют стохастические математические модели рабочего процесса, которые позволили бы теоретически исследовать влияние условий холостого хода на статистики МЦН. Все это сдерживает поиск дополнительных возможностей снижения уровня МЦН на холостом ходу и, тем самым, улучшения показателей, в первую очередь по расходу топлива, двигателей на этом режиме

Исходя из изложенного выше были сформулированы следующие задачи данной работы:

1. Разработка стохастической математической модели рабочего процесса двигателей с внешним смесеобразованием и принудительным искровым зажиганием, позволяющей теоретически исследовать влияние условий режима холостого хода на статистики МЦН.

2. Проведение теоретических исследований с целью выяснения роли отдельных факторов в формировании уровня МЦН на режиме холостого хода и на этой основе определения путей снижения уровня МЦН на этом режиме.

3. Создание специальных измерительных систем и разработка методик для экспериментального изучения особенностей проявления МЦН на режиме холостого хода и для экспериментальной проверки результатов теоретических исследований.

4. Проведение экспериментальной проверки результатов теоретических исследований и оценки эффективности выбранного способа снижения уровня МЦН на режиме холостого хода.

2. РАЗРАБОТКА СТОХАСТИЧЕСКОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В ДВС

2.1. Принципы построения стохастической модели рабочего процесса

Исходя из целей исследования разработана стохастическая математическая модель рабочего процесса, в основу которой положен расчет индикаторного процесса в выборке последовательных циклов с учетом случайного варьирования от цикла к циклу основных факторов, определяющих МЦН. Для того чтобы в наибольшей мере учесть влияние на развитие процессов воспламенения и сгорания турбулентных пульсаций, действие которых особенно сказывается на стадии образования и развития начального очага горения, модель включает специальный блок описания случайного характера протекания названной стадии. На основной стадии процесса сгорания турбулентные пульсации определяют скорость распространения пламени.

Расчет основной стадии процесса сгорания базируется на вычислении скорости распространения турбулентного пламени по камере сгорания. Это позволяет учесть изменения от цикла к циклу интенсивности турбулентных пульсаций, обусловленные нестабильностью частоты вращения.

Начальные состояния рабочей смеси в цилиндре при расчете текущего цикла определяется с учетом параметров остаточных газов, полученных в результате расчета предыдущего цикла. Тем самым учитывается вклад вариаций параметров остаточных газов в формирование МЦН. Вычисление коэффициента остаточных газов выполнялось по общеизвестной формуле

Тг =-Ц.^-, (2.1)

^ ' Ра ' * а ' Рг

где рг, Тг - значения давления и температуры, полученные в результате расчета предшествующего цикла; ра, Та - значения давления и температуры на впуске для текущего цикла; 8 - степень сжатия двигателя.

Случайные вариации от цикла к циклу значения коэффициента избытка воздуха задаются на основе известных статистик разброса значений этой величины, полученных в результате обработки экспериментальных данных. Аналогичным образом задаются случайные вариации пробивных напряжений, при этом учитывается влияние на эти статистики интенсивности турбулентности и коэффициента остаточных газов.

2.2. Математическая модель индикаторного процесса

Математическая модель индикаторного процесса включает в себя описание изменения состояния заряда в цилиндре в процессах сжатия, сгорания и расширения (рабочего хода). Начальное состояние заряда задается исходя из режима работы и регулировки коэффициента избытка воздуха с учетом состояния остаточных газов, найденного в результате расчета предыдущего цикла.

Параметры рабочего тела в цилиндре в каждый момент времени определяются решением системы дифференциальных уравнений, включающей в общем случае уравнения сохранения энергии и состояния для зон рабочей смеси и продуктов сгорания, соответственно, уравнение сохранения массы, уравнение объемов. Фронт пламени, разделяющий указанные зоны, считается бесконечно тонким и, следовательно, рассматривается как поверхность разрыва значений параметров состояния.

Для замыкания системы уравнений использованы выражения для расчета скорости распространения турбулентного пламени и формулы, позволяющие вычислять текущие значения теплофизических характеристик исходной рабочей смеси и продуктов сгорания.

2.2.1. Основные уравнения модели индикаторного процесса Уравнение сохранения энергии для зоны продуктов сгорания:

. ™ 4ТЬ „ УЬ Л ОяюЪ ,т (г , п ч ¿Щ

сьЪ • Щ • -у- = Р----1---+ — +

б/ф р6 б/ф ю «Ф (2.2)

+ \Чи - ТЬ ■ + кь)]

скгпъ

¿/ф

где р, V, Т, р - соответственно давление, объем, температура и плотность, ди- удельная теплота сгорания топливовоздушной смеси, 0,ть~ потери теплоты в стенки камеры сгорания в зоне продуктов сгорания, сг,ц, сХ)ь - изохор-

ные теплоемкости исходной рабочей смеси и продуктов сгорания, соответственно, ть - масса продуктов сгорания, Яи, Л ¡у - характеристические газовые постоянные исходной смеси и продуктов сгорания.

Уравнение сохранения энергии для зоны свежего заряда:

с1Ти=р Уи ¿Ри йп б/ф ри б/ф со

^ т и - Г) • -Л. . - П ^

6ш ' ти ~Т~ - Р 1 ' У^-Э)

где ти - масса исходной смеси.

Уравнения состояния для зон продуктов сгорания и свежей смеси: р-Уи=ти-Ки-Ти, (2.4)

Р-Уь=ть-Кь-Ть. (2.5)

Газовые постоянные свежего заряда IIи и продуктов сгорания Щ

связаны через коэффициент молекулярного изменения |д0, который вычисляется в предположении, что бензин содержит 85,5 % углерода и 14,5 % водорода, следующим образом:

Р-о

1 н----: при а > 1;

18.63а+ 0.319 (2 в)

, 0.1075(1-а)+ 0.0275 ^

1 ------; при а < 1.

0.5119а+ 0.0088

Уравнение сохранения массы в цилиндре

ти+ть=т0, (2.7)

где т0 - общая масса газов в объеме цилиндра.

Уравнение объемов в дифференциальной форме выглядит следующим образом:

йУи ^ ¿Уь _ ¿/У£(Ф)

+

(2.8)

б/ср ¿/ф с/ф

где - объем всей камеры сгорания при текущем положении коленвала.

В соответствии с предложенными в работе [47] преобразованиями из совместного рассмотрения уравнений (2.2) и (2.5) получено

йт^

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Костычев, Владимир Николаевич, 2011 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Автомобильные и тракторные двигатели /Под ред. Ленина И.М. Учебник для вузов.- Изд.2-е.-М.: Высшая школа, 1969. - 656 с.

2. Автомобильные двигатели / Под ред. Ховаха М.С. - М.: Машиностроение, 1977. - 592 с.

3. Брагинский, С. И. К теории развития канала искры / С.И. Брагинский // ЖЭТФ.- 1958.-№6.-С. 1548-1557

4. Брозе Д. Сгорание в поршневых двигателях - М.: Машиностроение, 1969.- 248 с.

5. Вереютин, А.Ю. Оценка технического состояния приборов системы питания двигателей с впрыскиванием бензина: сборник научных трудов по материалам Международной конференции «Двигатель - 2007» / А.Ю. Вереютин, Ю.А. Заяц. - М.: МГТУ им. Н.Э. Бауман, 2007 - 572 с.

6. Вибе, И. И. Новое о рабочем цикле двигателя/ И. И. Вибе. - М.: Маш-гиз, 1962.-272 с.

7. Воинов, А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях/ А.Н. Воинов. - М.: Машиностроение, 1977. - 280 с.

8. Газовая динамика и агрегаты наддува: Учебн. пособие / Дульгер М.В., Злотин Г.Н., Федянов Е.А. и др.; ВолгПИ.- Волгоград, 1989.- 330 с.

9. Гибадуллин, В. 3. Организация рабочего процесса ДВС с внешним смесеобразованием и локальной подачей микродобавок водорода в область межэлектродного зазора свечи зажигания: дисс. ... канд.техн.наук: 05.04.02/ В. 3. Гибадуллин.- Волгоград, 1992. - 206 с.

10.Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах / Орлин A.C., Вырубов Д.Н., Калиш Г.Г., Круглов М.Г., и др.: Под ред. проф. Орлина A.C. - 2-е изд., перераб. и доп. М.: - Машгиз, 1957.-396с.

П.Дмитриевский, A.B. Топливная экономичность бензиновых двигателей/ A.B. Дмитриевский, Е.В. Шатров. - М.: Машиностроение, 1985. - 208 с.

12.Дубовкин, Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания/ Н.Ф. Дубовкин. - M.-JL: Госэнергоиздат,1962. - 288 с.

13.Захаров, Е. А. Рабочий процесс ДВС с искровым зажиганием и локальными добавками углеводородных газов в область межэлектродного зазора свечи зажигания: дисс. ... канд.техн.наук: 05.04.02/ Е.А. Захаров.-ВолгГТУ. - Волгоград, 1998. - 166 с.

14.Звонов, В.А. Проблемы образования токсичных веществ и разработка способов уменьшения их выбросов двигателями внутреннего сгорания: дисс...док. техн. наук: 05.04.02/ В.А.Звонов.- Ворошиловградский машиностроительный институт. - Ворошиловград, 1987. - 486 с.

15.Зельдович, Я.Б. К теории искрового воспламенения газовых взрывчатых смесей / Я.Б. Зельдович, H.H. Симонов // Журнал физической хи-мии.-1949.- Т.23.- № 11.- С.1361-1374.

16.3лотин, Г.Н. Влияние типа и регулировок системы зажигания на продолжительность и цикловую нестабильность первой фазы процесса сгорания в карбюраторном двигателе/ Г.Н. Злотин, В.В. Малов, В.В. Староверов // Рабочие процессы поршневых ДВС : Межвузовский сборник научных трудов/ВолгПИ.-Волгоград, 1979.-С.3-13.

17.Злотин, Г.Н. Моделирование межцикловой неидентичности рабочих процессов с использованием формулы И.И.Вибе/ Г.Н. Злотин, Е.А. Фе-дянов, А.Ю. Свитачев // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания в АПК СНГ: Материалы Межгосударственного научно-технического семинара/ Саратовский государственный аграрный университет. - Саратов.- 1998.- Вып. 10.- С.73-74.

18.Злотин, Г.Н. Моделирование процессов в начальном очаге горения турбулентных топливовоздушных смесей с учетом стохастичности/ Г.Н. Злотин, А.Ю. Свитачев, Е.А. Федянов; ВолгГТУ.- Волгоград, 1998.-Деп. в ВИНИТИ 30.03.98, №896-В98.

19.3лотин, Г.Н. Начальный очаг горения при искровом зажигании гомогенных топливовоздушных смесей в замкнутых объемах: монография/ Г.Н. Злотин, Е.А. Федянов; ВолгГТУ.- Волгоград, 2008.-152 с.

20.3лотин, Г.Н. Новый подход к моделированию межцикловой нестабильности в ДВС с искровым зажиганием/ Г.Н. Злотин, А.Ю. Свитачев, Е.А. Федянов; ВолгГТУ.- Волгоград, 1996.-Деп. в ВИНИТИ 09.12.96, №3568-В96.

21.Исследование работы карбюраторного двигателя на холостом ходу. / Г.Н. Злотин, В.В. Староверов, В.А. Треплин, Б.М. Целкович, Ю.Н. Шишкин //Рабочие процессы в поршневых ДВС: Межвузовский сборник научных трудов/ ВолгПИ. - Волгоград.- 1979.- С.13-19.

22.Иткис, Е.М. Двумерная математическая модель турбулентных потоков в цилиндре четырёхтактного ДВС и её практическое применение : дис. ... канд. техн. наук : 05.04.02/ Е. М. Иткис ; ВПК - Волгоград, 1990. -189 с.

23.Каменев, В.Ф. Научные основы и пути совершенствования токсических характеристик автомобильных двигателей с искровым зажиганием: дисс. ... докт.техн.наук/ В.Ф. Каменев.- ГНЦ НАМИ. - Москва, 1996. -454 с.

24.Князев, A.C. Исследование возможности повышения экономичности автомобильного двигателя за счет интенсификации зажигания: дисс.... канд. тех. наук/ Князев A.C.- М., 1949.- 143 с.

25.Крамер, Г. Математические методы статистики/ Г. Крамер. - М. Мир.-1975. - 648 с.

26.Кузьмин, А. В. Показатели и регулировки битопливного двигателя при переводе его с бензина на сжиженный углеводородный газ: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/ А. В. Кузьмин; ВолгГТУ. - Волгоград, 2008. - 116 с.

27.Куличев, В.Б. Межцилиндровые различия в карбюраторном двигателе и воздействие на них через систему зажигания: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/В.Б. Куличев.- Волгоград, 1991.- 206 с.

28.Куценко, A.C. Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания на ЭВМ/ A.C. Куценко.- Киев: Наук, думка, 1988.- 104 с.

29.Лебедев, Г.А. Особенности воспламенения и сгорания смеси в бензиновых ДВС при использовании одноэлектродных свечей зажигания: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/ Г.А. Лебедев. - Волгоград, 2000. -137с.

30.Малов, В.В. Исследование характеристик искровых разрядов некоторых типов систем зажигания и их влияние на работу карбюраторного двигателя: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/ В.В. Малов. - Волгоград, 1974. - 230 с.

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

32.Моисеев, Ю.И. Статистические характеристики пробивного напряжения на свечах зажигания двигателей легкого топлива: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/Ю.И. Моисеев. - Волгоград, 2000 - 139 с.

33.0 возможности снижения расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания / В. В. Афанасьев [и др.] // Двигателестроение. - 2000.- №4.-С.12-13

34.Пешкин, М.А. Исследование влияния некоторых факторов на границы обеднения смеси в цилиндре бензинового двигателя/ М.А. Пешкин // Поршневые двигатели внутреннего сгорания. - М. Изд-во АН СССР, 1956. - с.191-206

35.Приходьков, К.В. Влияние статистических характеристик пробивного напряжения на развитие начального очага горения топливовоздушных смесей: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/ К.В. Приходьков. - Волгоград, 2002. - 134 с.

36.Райков, И. Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания: Учеб. для вузов/ И. Я. Райков. - М.: Высш. школа, 1975. - 320 с.

37.Расширение пределов обеднения топливовоздушных смесей в ДВС с ис-кровым зажиганием за счет форсирования развития начального очага горения/ Злотин Г.Н., Гибадуллин В.З., Захаров Е.А., Свитачев А.Ю., Федянов Е.А.//Проблемы развития автомобилестроения в России: Тезисы докладов IV международной научно-практической конференции (13-15 октября 1998 г.)- Тольятти: АО "АВТОВАЗ", 1998.- С.101-103.

38.Рево, В.Д. К вопросу о влиянии неидентичности циклов на рабочий про-цесс двигателя/ В.Д. Рево, A.A. Саркисян. - Оборонгиз: Авиационные двигатели легкого топлива, 1952.- №10

39.Румянцев, П.Г. Разработка показателей межцикловой неравномерности работы двигателя для выбора его регулировок : дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/ П.Г. Румянцев; МАДИ.- Москва, 1985. - 208 с.

40.Свитачев, А.Ю. Стохастическая математическая модель развития начального очага горения в ДВС с искровым зажиганием: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/А.Ю. Свитачев. - Волгоград, 1998. - 142 с.

41.Семенов, Е.С. Исследование турбулентного движения газа в цилиндре поршневого двигателя/ Е.С. Семенов // Горение в турбулентном потоке.-М: Изд-во АН СССР, 1959.-С. 141-167.

42.Смирнов, Н.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений/ Н.В. Смирнов, И.В. Дунин-Барковский. -М.: Изд-во "Наука", 1969. - 511 с.

43.Соколик, A.C. Об экспериментальной основе теории турбулентного горения/ A.C. Соколик // Горение в турбулентном потоке - М.: Изд-во АН СССР, 1959.-С. 63-80.

44.Сполдинг, Д. Б. Горение и массообмен / Перевод с англ. Гизатуллина Р.Н. и Ягодкина В.И.; под. ред. д-ра техн. наук Дорошенко В.Е. - Москва.: Машиностроение, 1985г. -240 с.

45.Староверов, В.В. Исследование рабочего процесса современного автомобильного двигателя при воспламенении разными типами системы зажигания: дисс. канд. техн. наук: 05.04.02/ В.В. Староверов / ВолгПИ. - Волгоград, 1978. - 222 с.

46.Топливная экономичность автомобилей с бензиновыми двигателями / Под ред. Хиллиарда Д. и Спрингера Дж. - М:Машиностроение,1988. -512 с.

47.Федянов, Е.А. Межцикловая неидентичность рабочего процесса и проблемы улучшения показателей ДВС с искровым зажиганием: дисс...док. техн. наук: 05.04.02/ Е.А. Федянов; ВолгГТУ. - Волгоград, 2000.-337 с.

48.Флиегел, В.К. Исследование процессов воспламенения топливовоз-душных смесей электрической искрой: дисс... канд. техн. наук: 05.04.02/В.К. Флиегел; ВолгПИ. - Волгоград, 1982. - 198 с.

49.Хайк, Надим Возможности использования ионизационных датчиков в системах управления рабочим процессом ДВС: дисс. ... канд. техн. наук: 05.04.02/ Надим Хайк; ВолгПИ - Волгоград, 1991. - 140 с.

50.Целкович, Б.М. Влияние типа системы зажигания и межэлектродного за-зора на токсичность отработавших газов при пуске и прогреве двигателя ВАЗ/ Б.М. Целкович // Рабочие процессы в ДВС: Межведомственный тематический сборник научных трудов - Волгоград, 1982.-С.30-40.

51.Целкович, Б.М. Исследование влияния типа системы зажигания о ос-нов-ных регулировочных факторов на работу карбюраторного двигателя в режиме холостого хода: дисс. ...канд. техн. наук: 05.04.02/ Б.М. Целкович; ВолгПИ. - Волгоград, 1980. -164 с.

52.Черняк, Б.Я. Математическая модель процесса тепловыделения в двигателях внутреннего сгорания/ Б. Я. Черняк, Б. Д. Ефремов // Труды МАДИ. - М., 1975. - С. 45-50.

53.Черняк, Б.Я. Моделирование влияния нестабильности сгорания на индикаторные показатели и равномерность работы двигателя/ Б.Я. Черняк, И.И. Волчек // Рабочие процессы автотракторных двигателей внутреннего сгорания. Сб. научн. тр. МАДИ.- М., 1981.- С. 107-115.

54.Черняк, Б.Я. Особенности рабочих процессов высокооборотистых карбюраторных двигателей/ Б.Я. Черняк, К.А. Морозов.- М.: Машиностроение, 1971г. -240 с.

55.Шумский, С.Н. Форсирование начальной фазы сгорания в ДВС за счет воздействия на процесс искрового воспламенения топливовоздушных смесей: дисс... канд.техн.наук: 05.04.02/ С.Н. Шумский; ВолгПИ. - Волгоград, 1987. - 254 с.

56.Щепкин, К.И. Газодинамика горения/ К.И. Щепкин, Я.К. Трошин - М.: Изд-во АН СССР, 1963.- 255 с.

57. An Experimental Study of the Variations in Cyclic Energy Release Rate in a Spark Ignition Engine / Beshai S., Deniz O., Chomiak J., Gupta A.//AIAA Pap. -1989. -N 2890.- P.l-8.

58.Anderson R.W., Asik J.R. Ignitability Experiments in a fast bum, lean burn engine //SAE Techn. Pap. Ser. 1983.-N. 830477. -P. 1-14.

59.Axel Franke, Raymond Reinmann Calorimetric Characterization of Commercial Ignition System // SAE Paper 2000-01-0548

60.Belmont M.R., Hancock M.S., Buckingham D.J. Statistical Aspects of Cyclic Variability // SAE Techn. Pap. Ser. -1986. - № 860326. - 18 p.

61.Beretta G.P., Rashidi M., Keck C. Turbulent Flame Propagation and Combustion in Spark Ignition Engines // Combustion and Flame. - 1983. - № 52. -P.217-245.

62.Bianco Y., Cheng W.C., Heywood J.B. The Effect of Initial Flame Kernel Conditions on Flame Development in SI Engines // SAE Techn. Pap. Ser. -1991.№912402. - P. 1-9.

63.Blizard N.C., Keck J.C. Experimental and Theoretical Investigation of Turbulent Burning Model for Internal Combustion Engines - SAE Technical Paper Series, 1974, № 740191, 18 p.

64.Blumberg .N., Kummer J.T. Prediction of NO Formation in Spark-Ignition Engines.- Analysis of Methods of Control.- Combustion Science and Technology.-1971.- Vol.4. - P.73-95.

65.Brandstatter W., Jhons R. J. R. The Application of a Probability Method to Engine Combustion Modeling // Internal Combustion Engine Oxford. -1983 Vol. 1.-11-14 April

66.Brown N.M. Characterisation of Emissions and Combustion Stability of a Port Fuelled Spark Ignition Engine: Dissertation for the Degree of Doctor of Philosophy/ University of Nottingham - Nottingham 2009. - 205p.

67.Crutchfield J.P., Packard N.H., "Symbolic dynamics of noisy chaos", Physi-caD 7, 201-223, 1983.

68.Daw C.S., Finney C.E.A., Green J.B., "Symbolic Time-Series Analysis of Engine Combustion Measurements", SAE Paper No. 980624, 1998.

69.Daw C.S., Finney C.E.A., Green J.B., Kennel M.B., Thomas J.F., Connolly F.T., "A simple model for cyclic variations in a spark-ignition engine", SAE Paper No. 962086, 1996.

70.Daw C.S., Finney C.E.A., Kennel M.B., Connolly F.T., "Cycle-by-cycle variations in spark-ignited engines", Proceedings of the Fourth Experimental Chaos Conference, 1997.

71.Daw C.S., Kennel M.B., Finney C.E.A., Connolly F.T. Observing and modeling nonlinear dynamics in an internal combustion engine// The American Physical Society.- 1998.-№3-P.2811-2819.

72.Diks C., van Houwelingen J.C., Takens F., DeGoede J., "Reversibility as a criterion for discriminating time series", Physics Letters A 201, 221-228, 1995.

73.Dulger M. and Sher E. Experimental Study on Spark Ignition of Flowing Combustible Mixtures // SAE Techn. Pap. Ser. - 1995. - №951004

74.Dulger M., Chemla F., Sher E. Stochastic simulation of the growth of turbulent flame kernel formed by spark discharge// IMechE. - 1993.- № 28 -P.103-110.

75.Dulger M., Sher E. and Chelma F. Simulation of Spark Created Turbulent Flame Development Through Numerical Stochastic Realisations // Comb. Sci. and Tech. Vol. 100, ppl41-162, 1994.

76.Green JB Jr, Daw CS, Armfield JS, Finney CEA, Durbetaki P. Time irreversibility of cycle-by-cycle engine combustion variations // Proceeding of the 1998 Technical Meeting of the Combustion Institute (Ltxington, Kentucky USA; 1998 May 31 - June 02) pp35-40.

77.Green JB Jr, Daw CS, Armfield JS, Finney CEA, Wagner RM, Drallmeier J A, Kennel MB, Durbetaki P. Time irreversibility and comparison of cyclic - variability models // SAE Paper № 1999-01-0221

78.Grimm B.M., Johnson R.T., "Review of simple heat release computations", SAE Paper No. 900445, 1990.

79.Groff E.G., Matekunas F.A. The Nature of Turbulent Flame Propagation in a Homogeneous Spark Ignited Engine - SAE Technical Paper Series, 1980, № 800133, 25 p.

80.Hall M.J. The influence of Fluid Motion on Flame Kernel Development and Cyclic Variation in a Spark Ignition Engine // SAE Paper 1989. - №890991.

81.Hamai K., Kawajiri H., Ishizuka T., Nalcai M. Combustion Fluctuation Mechanism Involving Cycle-to-cycle Spark Ignition Variation Due to Flow Motion in SI Engines // SAE Techn. Pap. Ser. - 1991. - N 911245. - P.l-18.

82.Hancock M.S., Buckingham D.J., Belmont M.R. The Influence of Arc Parameters on Combustion in a Spark-Ignition Engines // SAE Techn. Pap. Ser..-1986.- N860321.- pp.1-9.

83.Herweg R., Maly R.R. A Fundamental Model for Flame Kernel Formation in S.I. Engines // SAE Techn. Pap. Ser. -1992. - № 922243. - P. 1-18.

84.Heywood J. Internal_combustion_engines_fundamentals//McGrow-Hill.-1998.-930p.

85.Heywood J.B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, ISBN 0-07-028637-X, 1988.

86.Hill P.G. Cyclic Variation and Turbulence Structure in Spark-Ignition Engines // Combustion and Flame - 1988. - N 72. - P. 73-89.

87.Hill P.G., Kapil AJ The Relationship Between Cyclic Variation in Spark-Ignition Engines and Small Structure of Turbulence // Combustion and Flame -1989. - N 78. - P. 237-247.

88.H0 C.M., Santavicca D.A. Turbulence Effects. on Early Flame Kernel Growth//SAE Techn. Pap. Ser. - 1987. - N 872100. -P. 1-17.

89. Jerald A. Caton A Review of Investigations Using the Second Law of Thermodynamics to Study Internal-Combustion Engines SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2000-01-1081

90.Keck J.C., Heywood J.B. Early Flame Development and Burning Rates in Spark Ignition Engines and Their Cyclic Variations// SAE Techn. Pap. Ser. -1987.-No. 870164. - 14p.

91.Kravchik, T. and Sher, E. A Phoenics Model of Spark Ignition Development and Flame Propagation In an Internal Combustion Engines // The Phoenics J. of Comp. Fluid Dyn. and its Appl., Vol. 2, pp. 118-143, 1992

92.Kravchik, T. and Sher, E. Numerical Modelling of Spark Ignition and Flame Initiation in A Quiescent Methan-Air Mixture // Combustion and Flame Vol. 99, pp 635-643, 1994

93.Kumins, L. Ibid., 2007, v. 105, № 44, p. 18.

94.Kuo P.S. Cylinder pressure in a spark-ignition engine: a computational model/J. Undergrad. Sci. 3: 141-145 (Fall 1996), 141-145

95.Lancaster D.R., Krieger R.B., Sorenson S.C., Hull W.L. Effects of Turbulence on Spark-Ignition Engine Combustion - SAE Transactions, 1975, vol. 85, p. 689-710.

96.Lehrman M., Rechester A.B., White R.B., "Symbolic analysis of chaotic signals and turbulent fluctuations", Physical Review Letters 78:1, 54-57, 1997.

97.Letellier C., Meunier-Guttin-Cluzel S., Gouesbet G., Neveu F., Duverger T., Cousyn B., "Use of the nonlinear dynamical system theory to study cycle-to-cycle variations from spark-ignition engine pressure data", SAE Paper No. 971640, 1997.

98.Lucas G.G., James E.H. A Computer Simulation of a Spark Ignition Engine.- SAE Paper, 1973, № 730053, 22 p.

99.Matekanas, F.A. Modes and Measures of Cyclic Combustion Variability //SAE Paper. - 1983. - № 830337. - 11 p.

100.Matsui K., Tanaka T., and Ohigashi S. Measurement of Local Mixture Strength at Spark Gap of S.I. Engines // SAE Paper №790483

101.Meneveau C., Poinsot T. Stretching and Quenching of Flamelets in Pre-mixed Turbulent Combustion // Combustion and Flame. - 1991. - № 86.-P.311- 332.

102.0zdor N., Dulger M., Sher E. An Experimental Study of the Cyclic Variability in Spark Ignition Engines // SAE Techn. Pap. Ser. - 1996. -№960611.

103.0zdor N., Dulger M., Sher E. Cyclic Variability in Spark Ignition Engines // SAE Techn. Pap. Ser. - 1987. - №940987. - P. 1-39.

104.Petrovic S. Cycle-by-Cycle Variations of Flame Propagation in a Spark Ignition Engine // SAE Techn. Pap. Ser. - 1982. - N 820091. - 12 p.

105.Pundir B.P., Zvonov V.A., Gupta C.P. Effect of Charge Non-Homogeneity on Cycle-by-Cycle Variations in Combustion in SI Engines.//SAE Techn. Pap. Ser., 1981, №810774, 15pp.

106.Schneyer G.P., Chapman M., Boni A.A. A One-Dimensional Variable Area Simulation of Combustion in a Divided-Chamber Stratified Charge Engine.-J. Eng. for Power, 1976, 98, p. 441-449.

107.Seers P. Spark ignition: An experimental and numerical investigation Dissertation for the Degree of Doctor of Philosophy/ The University of Texas at Austin - Austin 2003. - 226p.

108.Sztenderovicz M.L., Heywood J.B. Cycle-to-Cycle IMEP Fluctuations in a Stoichiometrically Fueled SI Engine at Low Speed and Load // SAE Techn. Pap.Ser. - 1990. - N 902143. - 19 p.

109.Tabaczynski R.J., Trinker F.H., Shannon B.A.S. Further Refinement and Validation of a Turbulent Flame Propagation Model for Spark-Ignition Engines. - Combustion and Flame, 1980, 39, №2, p. 111-121.

110.Tang X.Z., Tracy E.R., Boozer A.D., deBrauw A., Brown R., "Symbol sequence statistics in noisy chaotic signal reconstruction", Physical Review E 51:5,3871-3889, 1995.

111.Tennekes H., Lumley J.L. A First Course in Turbulence - The M.I.T. Press, Cambridge, Massachusetts & London, 1972.

112.Theiler J., Prichard D., "Constrained-realization Monte-Carlo method for hypothesis testing", Physica D 94, 221-235, 1996..

113.THIELE M., SELLE S., RIEDEL U., WARNATZ J, MAAS U. NUMERICAL SIMULATION OF SPARK IGNITION INCLUDING IONIZATION Proceedings of the Combustion Institute, Volume 28, 2000/pp. 1177-1185

114.Wagner R.M., Drallmeier J.A., Daw C.S., "Prior-cycle effects in lean spark ignition combustion: fuel/air charge considerations", SAE Paper No. 981047, to be published, 1998.

115.Weaver C.E. and Santavicca D.A. Correlation of Cycle-Resolved Flame Kernel Growth Cylinder Pressure in an Optically Accessible Engine // SAE Paper №922171

116. WENDEKER ML, LITAK G., CZARNIGOWSKI J, SZABELSKI K NONPERIODIC OSCILLATIONS OF PRESSURE IN A SPARK IGNITION COMBUSTION ENGINE arXiv:nlin.CD/0302046 vl 19Feb2003

117.Yoshitaka H. and Masaharu A. New Trends in Electronic Engine Control -To the Next Stage // SAE Techn. Pap. Ser. - 1986. - №860592

118.Young, M.B. Cyclic Dispersion in the Homogeneous Charge Spark Ignition Engine - A Literature Survey //SAE Paper. -1981. -N.810020.-P.1-20.