satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2021-20-5-427-433sat-2484Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTОрганизация рабочего процесса шестицилиндрового тракторного дизеляOrganization of Six-Cylinder Tractor Diesel Working ProcessКухаренокГ. М.KuharonakG. M.

Доктор технических наук, профессор 

Адрес для переписки: Кухаренок Георгий Михайлович – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 12, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 292-81-86 kux@tut.by

Address for correspondence: Kuharonak Georgy M. – Belаrusian National Technical University, 12, Ya. Kolasa str., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-81-86 kux@tut.by

kux@tut.byКлессоМ.KlessoM.

г. Минск

Minsk

ПредкоА.PredkoA.

г. Минск

Minsk

ТелюкД.TelyukD.

г. Минск

Minsk

Белорусский национальный технический университетБеларусьБелорусский национальный технический университетBelarusМинский моторный заводБеларусьMinsk Motor PlantBelarus202106102021205427433Copyright © Кухаренок Г.М., Клессо М., Предко А., Телюк Д., 20212021Кухаренок Г.М., Клессо М., Предко А., Телюк Д.Kuharonak G.M., Klesso M., Predko A., Telyuk D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2484

Рассмотрена организация рабочего процесса шестицилиндровых дизелей мощностью 116 и 156 кВт с рециркуляцией отработавших газов. В экспериментальных комплектациях двигателя использовались следующие системы и узлы: аккумуляторная система подачи топлива Common Rail BOSCH c давлением впрыска 140 МПа, оснащенная электрогидравлическими форсунками с семисопловыми отверстиями и проливом 500 мм3; система впрыска непосредственного действия с топливным насосом MOTORPAL с максимальным давлением впрыска 100 МПа, оснащенная форсунками MOTORPAL и АЗПИ с пятисопловыми отверстиями; камеры сгорания двух типов объемами 55 и 56 см3 с диаметрами горловин 55,0 и 67,5 мм; головки блоков цилиндра, обеспечивающие вихревое отношение для системы впрыска Common Rail 3.0–4.0, для механической системы впрыска 3,5–4,5. Степень рециркуляции задавалась дросселированием отработавших газов перед турбиной с помощью заслонки оригинальной конструкции. Испытания проводились по характерным точкам цикла NRSC на трех частотах вращения коленчатого вала: минимальной холостого хода 800 мин–1, максимальной крутящего момента 1600 мин–1 и максимальной мощности 2100 мин–1. Установлено, что достижение норм выбросов вредных веществ возможно: на дизелях мощностью 116 кВт с использованием топливной аппаратуры непосредственного действия и с полуоткрытой камерой сгорания; на дизелях мощностью 156 кВт с использованием системы топливоподачи Common Rail типа Low Cost и открытой камерой сгорания.

The purpose of the work is to consider the organization of the working process of six-cylinder diesel engines with a power of 116 and 156 kW and exhaust gas recirculation. The following systems and components were used in the experimental configurations of the engine: Common Rail BOSСH accumulator fuel injection system with an injection pressure of 140 MPa, equipped with electro-hydraulic injectors with seven-hole nozzle and a 500 mm3 hydraulic flow; direct fuel injection system with MOTORPAL fuel pump with a maximum injection pressure of 100 MPa, equipped with MOTORPAL and AZPI five-hole nozzle injectors; two combustion chambers with volumes of 55 and 56 cm3 and bowl diameters of 55.0 and 67.5 mm, respectively; cylinder heads providing a 3.0–4.0 swirl ratio for Common Rail system, 3.5–4.5 for mechanical injection system. The recirculation rate was set by gas throttling before the turbine using a rotary valve of an original design. The tests have been conducted at characteristic points of the NRSC cycle: minimum idle speed 800 rpm, maximum torque speed 1600 rpm, rated power speed 2100 rpm. It has been established that it is possible to achieve the standards of emissions of harmful substances: on the 116 kW diesel engine using of direct-action fuel equipment and a semi-open combustion chamber; on the 156 kW diesel using Common Rail fuel supply system of the Low Cost type and an open combustion chamber.

дизельвихревое отношениекамера сгораниясистема топливоподачираспылитель топливаdieselswirl ratiocombustion chamberfuel supply systemfuel sprayerReferencesСевиздрал, С. П. Состояние вопроса и перспективы развития двигателестроения в Республике Беларусь / С. П. Cевиздрал, В. И. Березун // Журнал ассоциации автомобильных инженеров. 2013. № 6 (83). С. 6–7.Sevizdral S. P., Berezun V. I. (2013) State of Issue and Prospects for Development of Engine-Building in the Republic of Belarus. Zhurnal Assotsiatsii Avtomobilnykh Inzhenerov = Zurnal AAI, (6), 6–7 (in Russian).О безопасности сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов и прицепов к ним ТР ТС 031/2012: принят 20.07.2012: вступ. в силу 19.08.2012 / Евраз. экон. комис. Минск: Экономэнерго, 2012. 60 с.Eurasian Economic Commission (2012) TR TS 031/2012. On Safety of Agricultural and Forestry Tractors and Trailers to Them. Minsk, Ekonomenergo Publ. 60 (in Russian).Regulation No 24 (03) Revision 2 Uniform Provisions Concerning: I. The approval of Compression Ignition (C.I.) Engines with Regard to the Emission of Visible Pollutants, II. The Approval of Motor Vehicles with Regard to the Installation of C.I. III. Engines of an Approved Type, IV. The approval of Motor Vehicles Equipped with C.I. Engines with Regard to the Emission of Visible Pollutants by the Engine, V. The Measurement of Power of C.I. Engine.United Nations (1986) Agreement Concerning the Adoption of Uniform Conditions of Approval and Reciprocal Recognition of Approval for Motor Vehicle Equipment and Parts. Done at Geneva on 20 March 1958. Addendum 23: Regulation No 24 to be Annexed to the Agreement Revision 2 Incorporating the 03 Series of Amendments which Entered into Force on 20 April 1986. Available at: https://unece.org/ fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/r024r2e.pdf.Regulation No. 96(02) Revision 2 Uniform Provisions Concerning the Approval of Compression Ignition (C.I.) Engines to be Installed in Agricultural and Forestry Tractors and in Non-Road Mobile Machinery with Regard to the Emissions of Pollutants by the Engine.United Nations (2013) Concerning the Adoption of Uniform Technical Prescriptions for Wheeled Vehicles, Equipment and Parts which Can be Fitted and/or be Used on Wheeled Vehicles and the Conditions for Reciprocal Recognition of Approvals Granted on the Basis of these Prescriptions. (Revision 2, Including the Amendments which Entered into Force on 16 October 1995). Addendum 95 –Марков, В. А. Токсичность отработавших газов дизелей / В. А. Марков, Р. М. Баширов, И. И. Габитов. М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.Regulation No 96. Revision 2 – Amendment 1 Supplement 1 to the 03 Series of Amendments – Date of Entry into Force: 15 July 2013. Uniform Provisions Concerning the Approval of Compression Ignition (C.I.) Engines to be Installed in Agricultural and Forestry Tractors and in Non-Road Mobile Machinery with Regard to the Emissions of Pollutants by the Engine. Available at: https://unece. org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2013/R09 6r2am1e.pdf.Basshuysen, R. Handbuch Verbrennungsmotor. Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. Auflage / R. Basshuysen, F. Schäfer. Wiesbaden: Vieweg & Sohn Verlag, 2007. 1032 s.Markov V. A., Bashirov R. M., Gabitov I. I. (2002) Diesel Exhaust Gas Toxicity. Moscow, Publishing House of Bauman Moscow State Technical University. 376 (in Russian).Экология автомобильных двигателей внутреннего сгорания / В. А. Звонов [и др.]. Луганск: ВНУ им. В. Даля, 2004. 268 с.Basshuysen R., Schäfer F. (2007) Handbuch Verbrennungsmotor. Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. Auflage. Wiesbaden, Vieweg & Sohn Verlag. 1032 (in German).Парсаданов, И. В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе топливно-экологического критерия / И. В. Парсаданов. Харьков: Изд. центр НТУ «ХПИ», 2003. 244 с.Zvonov V. A., Zaigraev L. S., Chernykh V. I., Kozlov, A. V. (2004) Ecology of Automotive Internal Combustion Engine. Lugansk: Publishing House of Volodymyr Dahl East Ukrainian National University. 268 (in Russian).Кульчицкий, А. Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей / А. Р. Кульчицкий. – Владимир : Изд-во Владимирского гос. ун-та, 2000. 256 с.Parsadanov I. V. (2003) Improvement of Quality and Competitiveness of Diesel Engines Based on the Fuel and Environmental Criterion. Kharkov, Publishing Centre of National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”. 244 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Сокращение выбросов вредных веществ дизельными двигателями / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Совершенствование организации дорожного движения и перевозок пассажиров и грузов. Минск: БНТУ, 2013. С. 314–323.Kulchitskii A. R. (2000) Toxicity of Automotive and Tractor Engines. Vladimir, Vladimir State University. 256 (in Russian).Березун, В. И. Энергоэффективные двигатели высокого экологического класса для внедорожной техники / В. И. Березун // Проблемы и перспективы развития транспортных систем и строительного комплекса. Гомель: БелГУТ, 2013. С. 157–158.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2013) Diesel Emission Reduction. Sovershenstvovanie Organizatsii Dorozhnogo Dvizheniya i Perevozok Passazhirov i Gruzov: Sbornik Nauchnykh Trudov [Improvement in Organization of Traffic and Transport of Passengers and Goods. Collection of Scientific Papers]. Minsk, Belarusian National Technical University, 314–323 (in Russian).Системы управления дизельными двигателями: Перевод с немецкого: редкол.: В. В. Аверкиев [и др.]. М.: Изд-во «За рулем», 2004. 480 с.Berezun V. I. (2013) High-Performance Energy-Efficient Engines for Off-Road Vehicles. Problems and Prospects for Development of Transport Systems and Building Complex. Gomel, Belarusian State University of Transportation, 157–158 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Влияние параметров топливоподачи и рециркуляции отработавших газов на выбросы вредных веществ дизельных двигателей / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Автомобiльний транспорт. 2018. №42. С. 5–11.Bosch R. (2004) Diesel Engine Control Systems. Moscow, Publishing House “Za Rulyom”. 480 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Снижение выбросов вредных веществ дизельных двигателей / Г. М. Кухаренок, А. Н. Петрученко, В. И. Березун. Москва: Новое знание, 2014. 220 с.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2018) Influence of Fuel Supply and Exhaust Gas Recirculation on Emissions of Harmful Substances from Diesel Engines. Avtomobil’nуi Transport [Automotive Transport], (42), 5–11 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Обеспечение экологических показателей уровня ЕВРО-4 и ЕВРО-5 на автомобильных дизелях Минского моторного завода / Г. М. Кухаренок, С. П. Cевиздрал, В. И. Березун // Вiстi Автомобiльно-дорожнього iнституту. 2012. № 1 (14). С. 95–105.Kukharonak G. M., Petruchenko A. N., Berezun V. I. (2014) Diesel Engine Emissions Reduction. Moscow, Novoe Znanie Publ. 220 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Совершенствование рабочего процесса дизельных двигателей / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Изобретатель. 2018. № 1 (217). – С. 37–40.Kukharonak G. M., Sevizdral S. P., Berezun V. I. (2012) Provision of Environmental Indicators of Euro-4 and Euro-5 Level for Automobile Diesels of the Minsk Motor Plant. Visti Avtomobilno-Dorozhniogo Institutu [Bulletin of Automobile and Highway Institue], (1), 95–105 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Математическая модель вращения воздушного заряда в цилиндре дизеля / Г. М. Кухаренок, А. В. Предко // Вестник БНТУ. 2002. №4. С. 50–54.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2018) Improvement of Diesel Engine Workflow. Izobretatel [Inventor], (1), 37–40 (in Russian).Предко, А. В. Моделирование течения во впускном канале ДВС / А. В. Предко // Наука образованию, производству, экономике Материалы Четвертой МНТК В 2 томах Том 1. Минск: БНТУ, 2006. С. 262-265Kukharonak G. M., Predko A. V. (2002) Mathematical Model of Rotation of Air Charge in Diesel Cylinder. Vestnik BNTU [Bulletin of Belarusian National Technical University], (4), 50–54 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Опредекление показателей впускных каналов с использованием виртуального стендав продуцвки / Г. М. Кухаренок, А. В. Предко, К. Н. Юрчук// Вместе к эффективному движению! Сборник научных статей Международной научно-практической конференции. Минск: БНТУ, 2008. С. 262–265.Predko A. V. (2006) Modeling Flow in Inlet of Internal Combustion Engine. Nauka – Obrazovaniyu, Proizvodstvu, Ekonomike: Materialy 4-i Mezhdunar. Nauch.-Tekhn. Konf. T. 1 [Science for Education, Production, Economy. Proceedings of the 4th International Scientific and Technical Conference. Vol. 1]. Minsk, Belarusian National Technical University, 262–265 (in Russian).Алямовский, А. А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е. В. Одинцов, А. И. Харитонович, Н. Б. Понмарев. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 800 с.Kukharonak G. M., Predko A. V., Yurchuk K. N. (2008) Determination of Parameters of Inlet Channels Using Virtual Bench in Purge. Vmeste k Effektivnomu Dvizheniyu! Sb. Nauch. Statei Mezhdunar. Nauch.-Prakt. Konf. [Together for Effective Movement! Collection of Scientific Papers of International Scientific and Practical Conference]. Minsk, Belarusian National Technical University, 262–265 (in Russian).Дейч, М. Е. Техническая газодинамика / М. Е. Дейч. Москва: Энергия, 1969. 368 с.Alyamovskii A. A., Sobachkin A. A., Odintsov E. V., Kharitonovich A. I., Ponomarev N. B. (2005) SolidWorks. Computer Modeling in Engineering Practice. Saints-Petersburg, Publishing House “BKhV-Peterburg”. 800 (in Russian).Предко, А. В. Методы экспериментального исследования закручивающих впускных каналов / А. В. Предко // Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в БГПА. Материалы международной 51-ой НТК БГПА. Минск: БГПА, 1995. С. 78–79.Deich M. E. (1969) Technical Gas Dynamics. Moscow, Energiya Publ. 368 (in Russian).Кухаренок Г. М. Выбор формы камеры сгорания дизельного двигателя / Г. М. Кухаренок, А. Н. Петрученко, В. И. Березун // Вiснiк СевНТУ. 2014. № 1 (152). С. 6–68.Predko A. V. (1995) Methods for Experimental Study of Swirling Inlet Channels. Sostoyanie i Perspektivy Razvitiya Nauki i Podgotovki Inzhenerov Vysokoi Kvalifikatsii v BGPA. Materialy Mezhdunar. 51-i Nauch.-Tekhn. Konf. BGPA [State and Prospects for Development of Science and Training of Highly Qualified Engineers at Belarusian State Polytechnical Academy. Proceedings of the 51st International Scientific and Technical Conference at BSPA]. Minsk, Belarusian State Polytechnical Academy, 78–79 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Моделирование характеристик топливных струй и параметров камеры сгорания дизеля / Г. М. Кухаренок, Д. Г. Гершань // Вестник БНТУ. 2011. №4. С. 35–39Kukharonak G. M., Petruchenko A. N., Berezun V. I. (2014) Choice of Diesel Engine Combustion Chamber Shape. Visnik SevNTU [Bulletin of Sevastopol National Technical University], (152), 65–68 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Выбор формы камеры сгорания дизельного двигателя с низкой интенсивностью впрыска / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Совершенствование организации дорожного движения и перевозок пассажиров и грузов. Минск: БНТУ, 2014. С. 180–184.Kukharonak G. M., Hershan D. G. (2011) Modeling of Characteristics for Fuel Jets and Parameters for Diesel Combustion Chamber. Vestnik BNTU [Bulletin of Belarusian National Technical University], (4), 35–39 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Влияние параметров топливоподачи и рециркуляции отработавших газов на выбросы вредных веществ дизельных двигателей / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Автомобiльний транспорт. 2018. 42. С. 5–11.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2014) Choice of Shape for Combustion Chamber of Diesel Engine with Low Injection Intensity. Sovershenstvovanie Organizatsii Dorozhnogo Dvizheniya i Perevozok Passazhirov i Gruzov: Sb. Nauch. Tr. [Improvement in Organization of Traffic and Transport of Passengers and Goods. Collection of Scientific Papers]. Minsk, Belarusian National Technical University, 180–184 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Рабочий процесс высокооборотных дизелей. Методы и средства совершенствования / Г. М. Кухаренок. Минск: БГПА, 1999. 180 с.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2018) Influence of Fuel Supply and Exhaust Gas Recirculation on Emissions of Harmful Substances from Diesel Engines. Avtomobil’nyi Transport [Automotive Transport], (42), 5–11 (in Russian).Грехов, Л. В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов / Л. В. Грехов, H. A. Иващенко, В. А. Марков. М.: Легион-Автодата, 2004. 344 c.Kukharonak G. M. (1999) High Speed Diesel Workflow. Methods and Means of Improvement. Minsk, Belarusian State Polytechnical Academy. 180 (in Russian).Кухаренок, Г. М. Выбор параметров системы рециркуляции отработавших газов / Г. М. Кухаренок, В. И. Березун // Наука и техника. 2014. № 1. С. 57–63.Grekhov L. V., Ivashchenko N. A., Markov V. A. (2004) Fuel Equipment and Diesel Control System. Moscow, Legion-Avtodata Publ. 344 (in Russian).Березун, В. И. Исследование способов организации рециркуляции отработавших газов / В. И. Березун // Наука – образованию, производству, экономике: материалы 12 Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 15 апр. 2014 г.: в 4 ч. / Белорус. нац. техн. ун-т; редкол.: Б. М. Хрусталев [и др.]. Минск, 2014. Ч. 2. С. 56–57.Kukharonak G. M., Berezun V. I. (2014) Selection of Parameters for System of Diesel Engine Exhaust Gas Recirculation. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, (1), 57–63 (in Russian).Berezun V. I. (2014) Study of Methods for Organizing Exhaust Gas Recirculation. Nauka – Obrazovaniyu, Proizvodstvu, Ekonomike: Materialy 12-i Mezhdunar. Nauch.-Tekhn. Konf. T. 2 [Science for Education, Production, Economy: Proceedings of the 12th International Scientific and Technical Conference. Vol. 2]. Minsk, Belarusian National Technical University, 56–57 (in Russian).Berezun V. I. (2014) Study of Methods for Organizing Exhaust Gas Recirculation. Nauka – Obrazovaniyu, Proizvodstvu, Ekonomike: Materialy 12-i Mezhdunar. Nauch.-Tekhn. Konf. T. 2 [Science for Education, Production, Economy: Proceedings of the 12th International Scientific and Technical Conference. Vol. 2]. Minsk, Belarusian National Technical University, 56–57 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.