Влияние величины запальной порции дизельного топлива газодизельного двигателя на параметры его рабочего процесса

С течением времени к двигателям внутреннего сгорания предъявляется все больше требований, вызванных необходимостью экономии топлива, снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, повышения надежности работы, уменьшения габаритов и затрачиваемых материалов, массы, уровня шума, упрощения изготовления и эксплуатации. В городах, где количество двигателей очень велико, использование газа в качестве топлива позволяет значительно снизить загрязнение окружающей среды. В некоторых странах есть отдельные экологические программы, стимулирующие перевод двигателей с бензина на газ. Однако в настоящее время применение газовых двигателей на автомобильном транспорте ограничено, что связано с рядом проблем технического и эксплуатационного характера. С целью решения данной задачи и предотвращения возможных проблем на уже готовом двигателе прибегают к математическим расчетам и моделированию. В рамках исследования по установлению влияния величины запальной порции дизельного топлива газодизельного двигателя на параметры его рабочего процесса необходимо разработать соответствующую методику расчета. В связи с этим проведен анализ методик и программ расчета рабочего процесса двигателя, разработана методика расчета рабочего процесса газодизельного двигателя. Проведено расчетное исследование по разработанной методике. Установлено влияние величины запальной порции дизельного топлива на эффективные и экологические показатели работы двигателя. Расчет проводился для номинального режима работы двигателя, газовое топливо – пропан-бутан. В качестве исходных данных для расчета приняты конструктивные параметры двигателя ГД-243. Установлены следующие зависимости: по мере увеличения запальной порции дизельного топлива (доли замещения газового топлива дизельным) наблюдается некоторое снижение мощности двигателя, а также при принятых условиях – рост CO₂ при снижении CO и NO.

1. Чернецов, Д. А. Анализ процесса образования токсичных компонентов в камере сгорания дизельных двигателей / Д. А. Чернецов, В. П. Капустин // Вопросы современной науки и практики. 2011. № 1. С. 54–58.

2. Гиринович, М. П. Исследование процессов образования оксидов азота при сгорании топлив в перспективных дизелях / М. П. Гиринович. М.: Центр науч.-исслед. автомоб. и автомотор. ин-т, 2006. 17 с.

3. Сакулин, Р. Ю. Снижение эмиссии оксидов азота в ДВС с унифицированным рабочим процессом при работе на обводненном этаноле / Р. Ю. Сакулин. Уфа: Уфим. гос. авиац.-техн. ун-т, 2010. 17 с.

4. Салова, Т. Ю. Улучшение эксплуатационных показателей дизельных энергоустановок путем совершенствования смесеобразования и нейтрализации отработавших газов / Т. Ю. Салова. СПб., 1999. 397 с.

5. Кулешов, А. С. Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС / А. С. Кулешов. М., 2011. 235 с.

6. Расчет рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания: справочное пособие / под общ. ред. А. С. Орлина. 2-е изд., доп. М.: МАШГИЗ, 1958. 160 с.

7. Мехтиев, М. И. Методика, алгоритм и программа расчета равновесного состава продуктов сгорания топливовоздушной смеси на ЭВМ / М. И. Мехтиев, Х. Б. Багиров. Баку: Издания АзПИ имени Ч. Ильдрыма, 1984. 31 с.

8. Звонов, В. А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. А. Звонов; 2-е изд. М.: Машиностроение, 1981. 160 с.

9. Warnatz, J. Combustion. Physical and Chemical Fundamentals, Modeling and Simulation, Experiments, Pollutant Formation / J. Warnatz, U. Maas, R. W. Dibble. Berlin: Springer, 2006. 378 p.

10. Вершина, Г. А. Способы организации рабочего процесса газодизельного двигателя / Г. А. Вершина, О. С. Быстренков // Наука и техника. 2017. Т. 16, № 5. С. 383–390. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-5-383-390.