Влияние применения сжиженного углеводородного газа на регулировки, рабочий процесс и тепловыделение тракторного дизельного двигателя

Проведены теоретические и экспериментальные исследования рабочего процесса дизеля 4ЧН 11,0/12,5 (Д-245.5S2) при работе на дизельном топливе с добавкой сжиженного углеводородного газа отдельной системой во впускной коллектор. Получены регрессионные зависимости удельного эффективного расхода топлива и основных экологических показателей отработавших газов дизеля от угла опережения впрыска топлива. Приведены зависимости крутящего момента, удельного эффективного расхода топлива, максимального давления в цилиндре, жесткости рабочего процесса, концентрации в отработавших газах твердых частиц, оксидов азота и их суммарной эмиссии от количества подаваемого сжиженного углеводородного газа для дизеля. Проанализированы индикаторная диаграмма и характеристики тепловыделения дизеля при работе на дизельном топливе и с добавкой сжиженного углеводородного газа. Выполнено сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Обосновано количество подаваемого сжиженного углеводородного газа для дизеля, не превышающее 30 % расхода дизельного топлива. Подтверждена сходимость экспериментальных и теоретических данных на уровне 6,3 %. Установлено, что работа дизеля на дизельном топливе с добавкой до 30 % сжиженного углеводородного газа позволяет снизить суммарную эмиссию твердых частиц и оксидов азота в отработавших газах на 20,2 %.

Литература

[1] Паспорт качества сжиженного углеводородного топлива. Речица, Белоруснефть, 2012. 1 с.

[2] Дизели Д-245S2, Д-245.2S2, Д-245.5S2, Д-245.16S2, Д-245.16ЛS2, Д-245.42S2, Д-245.43S2. Руководство по эксплуатации. Минск, Минский моторный завод, 2010. 104 с.

[3] Кулешов А.С., Фадеев Ю.М., Кулешов А.А. Развитие многозонных моделей для расчета сгорания в современных ДВС. Двигателестроение, 2017, № 2, с. 7–10.

[4] Кулешов А.С., Марков В.А., Фурман В.В. и др. Расчетное исследование влияния запальной дозы дизельного топлива на рабочий процесс газодизельного двигателя. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 12, с. 87–106, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2022-12-87-106

[5] Муратов А.В. Концепция использования альтернативных видов топлива в энергетических установках тягового автономного подвижного состава. Вестник транспорта Поволжья, 2020, № 4, с. 71–76.

[6] Якубович А.И., Кухаренок Г.М., Тарасенко В.Е. Экономия топлива на тракторах. Минск, БНТУ, 2009. 229 с.

[7] Двигатели, работающие на метаноле (по материалам Конгресса CIMAC). Двигателестроение, 2021, № 1, с. 37–48.

[8] Василенко Д.В., Сараханова Н.С., Зинин В.Л. Декарбонизация транспортного сектора в странах Северного измерения. Транспорт на альтернативном топливе, 2020, № 6, с. 31–47.

[9] Модина М.А., Шкода В.В., Туктаров Р.Р. Эффективность методов сокращения количества выбросов оксидов серы от судовых энергетических установок. Эксплуатация морского транспорта, 2020, № 2, с. 87–92, doi: https://doi.org/10.34046/aumsuomt95/15

[10] Базаров Б., Ахматжанов Р., Сидиков Ф. и др. Тяговые и топливно-экономические свойства автобусов, работающих на сжатом природном газе. Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Техника и технологии, 2022, т. 15, № 8, с. 931–939, doi: https://doi.org/10.17516/1999-494X-0428

[11] Бердник А.Н. Влияние регулировок рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания на выделение токсичных веществ с отработавшими газами. Ученые заметки ТОГУ, 2020, т. 11, № 1. URL: https://ejournal.pnu.edu.ru/ejournal/pub/articles/2639/

[12] ТКП 17.08-01-2006. Порядок определения выбросов при сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью до 25 МВт.

[13] Карташевич А.Н., Малышкин П.Ю. Электронная система впрыска газового топлива в дизель. Патент BY 20130295. Заявл. 05.04.2013, опубл. 30.04.2014.

[14] Плотников С.А., Карташевич А.Н., Мотовилов М.В. Оценка показателей процесса сгорания и тепловыделения в дизеле с предварительным подогревом топлива. Инженерные технологии и системы, 2021, т. 31, № 3, с. 349–363, doi: https://doi.org/10.15507/2658-4123.031.202103.349-363

[15] Карташевич А.Н., Малышкин П.Ю. Влияние подачи газового топлива на экологические показатели дизеля. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, 2013, № 3, с. 110–116.

[16] ГОСТ 18509–88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. Москва, Изд-во стандартов, 1988. 69 с.

[17] Анализатор выхлопных газов двигателя. MGT 5. Инструкция по эксплуатации. Санкт-Петербург, Маха Руссиа, 2004. 33 с.

[18] Дымомер для дизельных двигателей MDO2-LON. Руководство по эксплуатации. Санкт-Петербург, Маха Руссиа, 2005. 68 с.

[19] Лазурько В.П., Кудрявцев В.А. Программа обработки индикаторных диаграмм дизелей на алгоритмическом языке «Базисный фортран». Тр. ЦНИДИ, 1975, № 6, с. 46–54.

[20] Плотников С.А., Ланских Ю.В., Бузиков Ш.В. и др. Расчет динамики тепловыделения в ДВС. Свид. об офиц. рег. прог. для ЭВМ № 2015660120 от 22.09.2015.