Расширение мощностного диапазона бездетонационной работы газопоршневого агрегата за счет повышения интенсивности охлаждения наддувочной смеси

Приведены результаты исследования возможности расширения мощностного диапазона бездетонационной работы газопоршневого агрегата путем повышения интенсивности охлаждения наддувочной смеси. Интенсивность охлаждения увеличивается благодаря снижению температуры охлаждающей жидкости газожидкостного охладителя наддувочной смеси, в контур циркуляции которой установлен дополнительный теплообменный аппарат, охлаждаемый водой, предназначенной для работы водоподготовительной установки котлов теплоэлектроцентрали. Анализ результатов экспериментов показал, что применение такого теплообменного аппарата позволяет не только повысить мощность двигателя внутреннего сгорания на 7,8 %, но и полезно использовать теплоту, которая до этого безвозвратно рассеивалась во внешней среде. Тепловая мощность, которая была передана воде, поступающей в водоподготовительную установку, составила около 250 кВт. При увеличенной мощности двигателя внутреннего сгорания интенсивность детонации не превышала назначенных пределов.
EDN: XSTEOQ, https://elibrary/xsteoq

Литература

[1] Lang J., Schäffert P., Böwing R. et al. Development of a new generation of GE’s Jenbacher type 6 gas engines. In: Heavy-duty-, on- und off-highway-motoren 2016. Springer, 2017, pp. 19–36, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-658-19012-5_2

[2] Гарипов М.Д., Хафизов А.Г., Зиннатуллин Р.Ф. и др. Определение пороговых значений показателей детонации газового двигателя с форкамерно-факельным воспламенением по индикаторной диаграмме. Двигателестроение, 2023, № 4, с. 88–98.

[3] Tschalamoff T., Laaß U., Janicke D. Direkte Wassereinspritzung im mittelschnelllaufenden Gasmotor. MTZ Motortech. Z, 2007, vol. 68, no. 11, pp. 954–962, doi: https://doi.org/10.1007/BF03227259

[4] Gruber F. Verfahren zum Abkühlen einer verdichteten Ladeluft einer aufgeladenen Brennkraftmaschine. Патент AT 13173. Заявл.18.11.2011, опубл. 15.07.2013.

[5] Абдульминев Р.Г., Хафизов А.Г., Гарипов М.Д. и др. Способ и устройство охлаждения топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания с наддувом. Патент РФ 2767425. Заявл. 07.06.2021, опубл. 17.03.2022.

[6] Zhen X., Wang Y., Xu S. et al. The engine knock analysis — an overview. Appl. Energy, 2012, vol. 92, pp. 628–636, doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.11.079

[7] MAHLE GmbH, ed. Pistons and engine testing. Springer, 2016. 295 p.

[8] Cavina N., Rojo N., Businaro A. et al. Analysis of pre-ignition combustions triggered by heavy knocking events in a turbocharged GDI engine. Energy Procedia, 2016, vol. 101, pp. 893–900, doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.11.113

[9] Galloni E. Knock-limited spark angle setting by means of statistical or dynamic pressure based methods. Energy Convers. Manag, 2016, vol. 116, pp. 11–17, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.02.070

[10] Panzani G., Pozzato G., Savaresi S. et al. Engine knock detection: an eigenpressure approach. IFAC-PapersOnLine, 2019, vol. 52, no. 5, pp. 267–272, doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.09.043

[11] Brecq G., Le Corre O. Modeling of in-cylinder pressure oscillations under knocking conditions: introduction to pressure envelope curve. SAE Tech. Pap., 2005, no. 2005-01-1126, doi: https://doi.org/10.4271/2005-01-1126

[12] Shu G., Pan J., Wei H. Analysis of onset and severity of knock in SI engine based on in-cylinder pressure oscillations. Appl. Therm. Eng., 2013, vol. 51, no. 1–2, pp. 1297–1306, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2012.11.039

[13] Borg J.M., Alkidas A.C. Cylinder-pressure-based methods for sensing spark-ignition engine knock. Int. J. Veh. Des., 2007, vol. 45, no. 1-2, pp. 222–241, doi: https://doi.org/10.1504/IJVD.2007.013678

[14] Saikaly K., Le Corre O., Rahmouni C. et al. Preventive knock protection technique for stationary SI engines fuelled by natural gas. Fuel Process. Technol., 2010, vol. 91, no. 6, pp. 641–652, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.01.011

[15] De Bellis V., Teodosio L., Siano D. et al. Knock and cycle by cycle analysis of a high performance V12 spark ignition engine. Part 1: Experimental data and correlations assessment. SAE Int. J. Engines, 2015, vol. 8, no. 5, pp. 1993–2001, doi: https://doi.org/10.4271/2015-24-2392

[16] Wei H., Hua J., Pan M. et al. Experimental investigation on knocking combustion characteristics of gasoline compression ignition engine. Energy, 2018, vol. 143, pp. 624–633, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.11.020

[17] Galloni E., Fontana G., Staccone S. Numerical and experimental characterization of knock occurrence in a turbo-charged spark-ignition engine. Energy Convers. Manag., 2014, vol. 85, pp. 417–424, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.05.054

[18] Heywood J.B. Internal combustion engine fundamentals. McGraw-Hill, 1988. 960 p.

[19] Руководство по эксплуатации анализатора дымовых газов Testo 330-2 LL. URL: https://sianalytics.pro-solution.ru/upload/pro-solution/sianalytics/files/Testo-3302-LLSI-Analytics-Инструкция-по-эксплуатации.pdf (дата обращения: 16.10.2024).

[20] Гарипов М.Д., Сакулин Р.Ю. Влияние подачи воды на эмиссию оксида азота при окислении околостехиометрических метановоздушных смесей. Известия высших учебных заведений. Авиационная техника, 2011, № 3, с. 23–27. EDN OKFXVV

[21] Leppard W. Individual-cylinder knock occurrence and intensity in multicylinder engines. SAE Tech. Pap., 1982, art. 820074, doi: https://doi.org/10.4271/820074

[22] Galloni E. Dynamic knock detection and quantification in a spark ignition engine by means of a pressure-based method. Energy Convers. Manag., 2012, vol. 64, pp. 256–262, doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.05.015