ОПТИМИЗАЦИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОДИЗЕЛЯ КАК МЕТОД УЛУЧШЕНИЯ ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

В статье представлены предложения по улучшению экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу. Исследованы возможности снижения выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами газодизеля, работающего на сжиженных пропан-бутановых смесях. Эксперименты, проведенные в диапазоне изменения нагрузки от 10 до 100% и частот вращения 1400…2000 об/мин, показали, что газодизель обеспечивает достаточно высокий уровень замещения дизельного топлива газовыми смесями. Указаны основные направления уменьшения выбросов токсичных компонентов отработавших газов за счет оптимизации регулирования двигателя: изменение мощности двигателя при воздействии на подачу топлива, газа и дросселирование воздушного заряда на впуске. Регулирование обеспечивает обогащение первых сгорающих порций для снижения оксидов азота и сохранение обеднения основного заряда в пределах воспламеняемости газовоздушного заряда для уменьшения окиси углерода и углеводородов. Установлено, что при переходе на работу по газодизельному циклу «качественное» регулирование мощности только за счет подачи газа обеспечивает снижение выбросов оксидов азота газодизелем по сравнению с дизелем практически во всем диапазоне нагрузки. При высоких нагрузках (более 80%) обеспечивается стабильная работа двигателя при замещении 90% дизельного топлива на газ. При этом во всем диапазоне нагрузки концентрация оксидов азота уменьшается не менее чем на 15…20% по сравнению с дизелем. Однако отмечается повышенный выброс углеводородов и окиси углерода с отработавшими газами. Экспериментальными исследованиями установлено, что оптимизация параметров регулирования газодизеля позволяет снизить массовый выброс оксидов азота с отработавшими газами в 2…3 раза и многократно уменьшить выброс продуктов неполного сгорания – окиси углерода и углеводородов. Подтверждена гипотеза о возможности улучшения экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу

1. Devyanin S.N., Kovalenko V.P., Ulyukina E.A. et al. Prospects for the operation of agricultural machinery on compressed natural gas. Autogas filling complex + Alternative fuel. 2017. Vol. 16. No. 7. P. 313-315.

2. Ерохин М.Н., Девянин С.Н., Чумаков В.Л. и др. Экологическая безопасность применения биотоплив в дизелях // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2008. № 5 (14). С. 27-29.

3. Девянин С.Н., Чумаков В.Л., Марков В.А. и др. Использование биогаза в качестве топлива для дизелей // Грузовик. 2011. № 11. С. 32-43.

4. Бижаев А.В., Чумаков В.Л., Путан А.А. Расчётная модель основных параметров рабочего цикла дизеля с использованием различных типов топлив // Доклады ТСХА. 2020. № 2. С. 244-247.

5. Chumakov V.L., Devyanin S.N., Bijaev A.V. Nitrogen oxide formation with nonuniform fuel distribution in diesel engine. Journal of Physics: Conference Series 1679 (2020) 052089. DOI:10.1088/1742-6596/1679/5/052089.

6. Чумаков В.Л., Бижаев А.В., Путан А.А. Снижение выбросов оксидов азота с отработавшими газами газодизеля // Сб. трудов конференции «Чтения академика В.Н. Болтинского (115 лет со дня рождения)». Под ред. М.Н. Ерохина. 2019. С. 118-122.