Kształtowanie parametrów wtrysku do silników o zapłonie samoczynnym

Opis

Przedmiotem rozprawy jest problematyka wtrysku paliwa do silników o zapłonie samoczynnym. Omawiane są dwa podstawowe zagadnienia: 1) wykorzystanie efektu towarzyszącego uwalnianiu gazu rozpuszczonego w oleju napędowym do zmiany mechanizmu rozpylenia, 2) opracowanie metody poszukiwania wartości funkcji sterujących parametrami wtrysku.

Rozprawa zawiera 8 rozdziałów. We wstępie zamieszczono wprowadzenie do omawianej problematyki. W rozdziale 2 omówiono główne elementy systemu spalania. Szczególną uwagę zwrócono na właściwości systemu oraz na poszukiwanie związków i wymagań, wynikających z podstaw tetrycznych, dla układu zasilania silnika. Zasygnalizowano możliwości zasilania roztworem oleju napędowego z gazem oraz potrzebę opracowania metody ustalania wymaganych parametrów wtrysku. W rozdziale 3 sformułowano cel i zakresu rozprawy. Rozdział 4 opisuje istniejący mechanizm rozpylenia paliwa. Omówiono podstawowe czynniki determinujące przebieg procesu spalania i tendencje kształtowania parametrów wtrysku. W rozdziale 5 wyjaśniono koncepcję wspomagania mechanizmu rozpylenia przez uwalnianie gazu z roztworu. Omówiono wyniki obserwacji strug przy wtrysku do otwartej przestrzeni z użyciem powietrza, spalin o różnym stężeniu CO₂ i gazu ziemnego. Dokonano oceny energetycznej procesu tworzenia roztworu oraz wskazano na zalety wzrostu entalpii roztworu dla mechanizmu rozpylenia. Zamieszczono uzupełnienie do opracowanej metody pomiaru współczynnika rozpuszczalności gazów w oleju napędowym oraz wyniki pomiarów współczynnika rozpuszczalności trzech gazów: powietrza, spalin o trzech różnych stężeniach CO₂ i gazu ziemnego. Ocenę efektu uwalniania na pracującym silniku zamieszczono w rozdz. 6. Omówiono przykładowe wyniki obszernych badań dwóch silników zasilanych roztworem oleju napędowego z powietrzem i spalinami. Pokazano zmiany przebiegu ciśnienia w komorze spalania, opóźnienia samozapłonu i przebiegu szybkości wywiązywania ciepła wywołane efektem uwalniania. Podkreślono korzystne zmiany stężenia szkodliwych składników spalin. Rozdział 7 zawiera omówienie metody poszukiwania wartości funkcji sterującej parametrami wtrysku w dowolnie wybranym punkcie pracy silnika. Zdefiniowano zmienne decyzyjne i ograniczenia zadania oraz funkcję kryterialną, której utworzenie poprzedzono obszerną dyskusją. Zaproponowano metodę poszukiwania rozwiązania optymalnego. W tym zakresie wykorzystano rozwiązania opracowane przez autora niniejszej rozprawy. Ich skrócony opis zamieszczono w aneksach. Obejmują one: wyznaczenie dopuszczalnych wartości składowych gradientu funkcji kryterialnej, modyfikację metody najszybszego spadku oraz wyznaczenia kierunku poprawy w przypadkach uaktywnienia ograniczeń typu nierównościowego. Rozdział 8 to podsumowanie rozprawy.