С.В. Гусаков, А.М. Довольнов, И.В. Епифанов (РУДН) выступили с докладом “Кон-
центрационные пределы горения гомогенных смесей в условиях двигателя с HCCI про-
цессом”. Для расширения пределов горения (в сторону бедных смесей) можно использо-
вать различные методы. Например, если каким-либо образом подвести дополнительную
теплоту в зону подогрева извне, то затухания можно избежать. Примером может служить
концепция циркуляции теплоты без одновременного разбавления. Ее суть заключается в
подъеме температуры в зоне реакции за счет рециркуляции теплоты от продуктов сго-
рания перед их выходом из системы. Повысить стабильность горения бедных смесей
можно гомогенизацией смеси, испаряя топливо, например применив С-процесс, предло-
женный Ю.Б. Свиридовым. Использование в качестве источника зажигания факела горя-
щей богатой смеси, поступающей из вспомогательной камеры и насыщенной активными
радикалами, обогащенной водородом и оксидом углерода, позволяет существенно рас-
ширить границы устойчивого горения в область бедных смесей сгорания в форкамерно-
факельных двигателях. Однако в настоящее время не просматриваются перспективы
создания рабочего процесса с гомогенным зарядом и принудительным зажиганием, в ко-
тором во всем диапазоне изменения нагрузок можно было бы отказаться от дроссельной
заслонки, полностью перейдя на более эффективное качественное регулирование. Это
относится и к перспективным альтернативным топливам, среди которых рассматривается
биогаз. Выходом из этой ситуации является использование нового рабочего процесса с
воспламенением гомогенного заряда от сжатия (в зарубежной литературе обозначаемого
как HCCI). Проведенные экспериментальные исследования показывают, что при работе
на топливе с высокой удельной теплотой сгорания, например природном газе, диапа-
зон рабочих режимов HCCI двигателя при качественном регулировании простирается до
значений
α
= 5
. . .
6
. Для анализа возможности организации HCCI на биогазе были про-
ведены расчеты с применением модели детального кинетического механизма окисления
смеси метана с диоксидом углерода, были определены условия ее воспламенения вблизи
ВМТ при различных коэффициентах избытка воздуха (
α
= 2
. . .
6
) и биогазе различного
состава (содержание метана 50. . . 70%).
Доклад В.И. Ерохова и А.М. Ревонченкова (МГТУ “МАМИ”) посвящен совершен-
ствованию системы управления высокоэнергетическим источником воспламенения ра-
бочей смеси транспортного двигателя. Разработана лазерная система зажигания, состо-
ящая из блока управления, лазерных и лазерно-искровых свечей зажигания. Для ре-
шения задачи повышения эффективности воспламенения горючей смеси предложено в
рабочей смеси в конце такта сжатия создавать энергетическим импульсом отдельного
лазерного источника нагретую область (активную зону воспламенения) определенной
конфигурации. Предложенный метод организации воспламенения рабочей смеси увели-
чивает на 5. . . 6% индикаторный КПД, снижает на 6. . . 8% удельный расход топлива и
на 20. . . 25% суммарную токсичность. Его применение обеспечивает выполнение норм
EURO-3, а в перспективе — более жестких норм EURO-4. Испытания системы прове-
дены на автомобиле ВАЗ 21108, с двигателем размерности 8,25/8,4 со степенью сжатия
ε
= 10
,
5
. В экспериментальной установке для зажигания горючей смеси использова-
на лазерно-искровая свеча с полупроводниковым лазером отечественного производства.
Сфокусированный луч лазера через кварцевое окно, выполненное в свече зажигания, на-
правляется в область ее искрового зазора. Для регистрации фактов воспламенения рядом
с первой свечой установлена аналогичная свеча со снятым полупроводниковым лазером
и установленным вместо него фотодиодом. Устройство регистрации срабатывает только
тогда, когда уровень сигнала с фотодиода превышает некоторый порог, установленный
для факта воспламенения. Обоснована и экспериментально подтверждена методика со-
здания перспективной лазерной системы зажигания для двигателя с принудительным
воспламенением. Расход топлива в городском цикле составил 9 л/100 км, а при скорости
90 и 120 км/ч — соответственно 5,9 и 7,5 л/100 км. Концентрации вредных веществ в ОГ
составили: CO — 0,2% при норме 1,5%, CH
х
— 0,03% при норме 0,12%. Содержание
в ОГ вредных веществ при частоте вращения двигателя, равной 0,6 от номинальной,
следующее: CO — 0,15%, при норме 2,0%, CH
х
— 0,015% при норме 0,06%.
Проблемам совершенствования современных систем топливоподачи газового двига-
теля было посвящено выступление В.И. Ерохова, А.М. Ревонченкова, П.А. Бузина (МГТУ
“МАМИ”). Авторами разработаны теоретические основы проектирования газовой аппа-
ратуры при работе двигателя на компримированном природном газе (КПГ). Дальнейшим
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 121
