Проаналізовано стан використання стисненого природного газу на автотранспорті в Україні. Встановлено причини зменшення застосування газу в цій галузі. Обгрунтовано необхідність і вказано шляхи вирішення проблеми збільшення застосування природного газу як моторного палива. Використання альтернативного палива значно зменшить залежність держави від імпорту нафтопродуктів та коливань на їх ринку, вартість міських і міжміських перевезень, а також покращить стан довкілля.

Розроблено електронну мікропроцесорну систему живлення та регулювання подачі газового палива для дизелів з дворежимним регулятором частоти обертання. Зібраний дослідний зразок електронного регулятора та проведені його випробування на безмоторному стенді свідчать про працездатність системи в цілому.

Представлена актуальность проблемы энергосбережения и оздоровления окружающей среды при эксплуатации автотранспорта и пути ее решения. Показан вклад баллонного производства комбината в решение проблемы перевода грузового и пассажирского автотранспорта для работы на сжатом природном газе. Приведены характеристики и типы газовых баллонов, используемых в качестве топливных емкостей автомобилей.

Обгрунтовано можливості зниження токсичності транспортного дизеля шляхом конвертування його у газовий двигун з високоенергетичною системою запалювання. Удосконалено методику розрахунку процесу згоряння I.I. Вібе, що дозволяє провести розрахункове дослідження впливу різних факторів на форму характеристики тепловиділення, що обумовлює утворення шкідливих речовин у циліндрі газового двигуна з високоенергетичною системою запалювання. Розроблено методики проведення експериментального дослідження газового двигуна та визначення змінного показника згоряння за I.I.Вібе шляхом обробки експериментальних характеристик тепловиділення. Одержано характеристичні карти значень коефіцієнтів надлишку повітря та кутів випередження запалювання для системи керування газовим двигуном 6ГЧ13/14 з високоенергетичною системою запалювання.

Запропоновано методику оцінки впливу ступеня стискання та складу газоповітряної суміші на індикаторні, ефективні та екологічні показники двигуна під час роботи на природному газі, що грунтується на математичній моделі розрахунку робочого процесу газового двигуна з іскровим запалюванням. Створено методику визначення оптимальних регулювань системи живлення газових двигунів з різними ступенями стискання за показниками газобалонного автомобіля за експлуатаційних умов, яка базується на удосконаленій математичній моделі розрахунку витрати палива та викидів забруднювальних речовин вантажного газобалонного автомобіля в їздовому циклі.

Розроблено методику досліджень впливу регулювальних параметрів двигуна з іскровим запалюванням на паливну економічність, енергетичні, екологічні показники, а також параметри, що можуть впливати на довговічність двигуна у разі зміни виду палива. Експериментально досліджено вплив регулювальних параметрів на основні показники роботи двигунів за навантажувальних та швидкісних режимів, а також визначено показники роботи двигунів за умов живлення бензином і природним газом у разі режимів, необхідних для розрахунку паливної економічності та шкідливих викидів автомобіля на базі розробленої математичної моделі його руху. Запропоновано математичну модель для визначення впливу регулювальних параметрів на паливну економічність і токсичність автомобілів за умов експлуатації. Розроблено практичні рекомендації щодо установлення регулювальних параметрів, необхідних для покращання паливної економічності та зниження токсичності автомобілів з двигунами за умов використання газу для їх роботи. Створено пристрій автоматичної зміни кута випередження запалювання у випадку заміни виду палива.

Розроблено способи покращання показників тягово-швидкісних властивостей транспортних засобів з газогенераторними установками (ТЗ з ГУ). Запропоновано модель нестаціонарного процесу теплопередачі в систему ГУ - двигун - ТЗ, перевірено її адекватність. Виконано порівняльний аналіз основних показників тягово-швидкісних властивостей ТЗ з ГУ відносно базового ТЗ. Розроблено практичні рекомендації щодо поліпшення тягово-швидкісних властивостей ТЗ з ГУ. Експериментально перевірено тягово-швидкісні властивості автомобіля ГАЗ-53-12 з ГУ на стенді СТК - 2М та за дорожніх умов. Зіставлено одержані результати з якостями базового бензинового автомобіля. Доведено можливість ефективної експлуатації ГУ автомобілів і тракторів.

Дисертацію присвячено вибору раціонального співвідношення "бензин - газ" у бензогазовій суміші для універсальної системи живлення двигуна з іскровим запалюванням. Розроблено методику визначення раціонального співвідношення компонентів у бензогазовій суміші. Уточнено математичну модель розрахунку витрати палива та викидів шкідливих речовин автомобільним двигуном вантажного автомобіля, обладнаного універсальною системою живлення, під час руху автомобіля за міським їздовим циклом. Визначено оптимальні співвідношення "бензин - газ" для різних схем використання природного газу, показники економічної ефективності використання автомобіля. Досліджено перехідний процес переключення живлення з бензину на бензогазову суміш. Запропоновано схему відключення газу універсальної системи живлення. Оцінено вплив якості перехідних процесів на екологічні та економічні показники вантажного автомобіля з такою системою живлення.

Вивчено питання удосконалення та вибору раціональних конструктивних і регулювальних параметрів газодозувальної системи з подачею газу до впускного колектора під надлишковим тиском для поліпшення енергетичних і економічних показників газодизеля, зменшення димності відпрацьованих газів і викидів дисперсних часток. Газодозувальна система містить балони зі стиснутим природним газом, автоматичні регулятори високого та низького тисків газу, дозатор, розпилювач газу з соплом. Розроблено динамічну математичну модель газодозувальної сиcтеми газодизеля з подачею газу під надлишковим тиском. Визначено вплив різноманітних конструкційних і регульованих параметрів газодозувальної системи на її статичні та динамічні характеристики. За умов подачі газу до впускної труби газодизеля під надлишковим тиском годинна витрата газу не залежить від частоти обертання колінчастого вала газодизеля, тому циклічна подача збільшується зі зменшенням частоти обертання, через що виникає самокоригування подачі газу, яке за низьких частот обертання стає надмірним. Удосконалено систему дозування газового палива шляхом застосування негативного коректора подачі газу, ефективність якого перевірено розрахунками на математичній моделі.

  Скачати повний текст

Описано технологію переобладнання дизелів у газові двигуни з іскровим запалюванням та результати випробувань на природному газі двигуна, створеного за цією технологією. Проаналізовано екологічні показники біогазу та нового біодизельного палива - ізопропілового ефіру ріпакової олії.

Приведены результаты технической реализации изменения степени сжатия на двигателе МеМЗ-307, который переоборудован для работы на природном газе.

Представлена систематизированная методика теоретической оценки рабочих характеристик газового двигателя внутреннего сгорания и параметров усталостного разрушения его поршней и выполнена ее экспериментальная верификация путем натурных испытаний двигателя. Методика включает в себя моделирование процессов внутреннего сгорания и теплопередачи, кинематический и динамический анализы движущихся частей двигателя, анализ переходного термоупругого процесса и усталостного разрушения при комплексном термомеханическом нагружении. Расчетные значения давления и температуры для различных углов поворота кривошипно-шатунного механизма хорошо согласуются с экспериментальными данными. Результаты расчета характеристик теплопередачи подтверждаются данными экспериментальных измерений с помощью термодатчиков Templugs. Движущаяся система считается не дискретной, а непрерывной с точно моделируемыми нелинейными многоточечными контактными реакциями. При расчетах усталостной долговечности используются модифицированные критерии Мак-Диармида и Финдли для многоцикловой усталости, предложенные одним из авторов этой работы. Выполнена их верификация с помощью экспериментальных данных. Методика может использоваться для оценки целесообразности преобразования бензинового двигателя в газовый. Расчетные данные о различных усталостных характеристиках, полученные при термомеханическом нагружении, подтверждают точность предложенных критериев усталости и показывают, что срок службы поршня двигателя внутреннего сгорания существенно уменьшается, если вместо бензина используется природный газ.

Внимание уделено разработке концепции конвертирования бензиновых и дизельных двигателей в газовые. Проанализирован мировой опыт внедрения газового топлива на автомобильном транспорте и конвертирования автомобильных дизелей и малолитражных бензиновых двигателей в газовые двигатели. Изложена методология доводки конвергированного газового двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Рассмотрены этапы математического моделирования процесса сгорания газового двигателя с искровым зажиганием. Приведены вспомогательные расчеты, используемые при моделировании процесса сгорания газового ДВС. Предложена методика экспериментального исследования конвертированных газовых двигателей. Акцентировано внимание на определении эксплуатационных выбросов токсичных компонентов. Приведены результаты конвертирования дизельных и бензиновых двигателей в газовые. Результаты расчетно-экспериметального исследования конвертированных газовых двигателей показали, что увеличение степени сжатия позволяет компенсировать потерю мощности при переводе двигателя с бензина на газовое топливо.

Рассмотрены вопросы создания автоматизированного стенда для проведения работ по исследованию рабочих процессов двигателя, направленных на создание малолитражного экологически чистого двигателя внутреннего сгорания. Использованы принципы построения ранее разработанной автоматизированной системы исследования, с рядом дополнительных устройств для управления подачей топлива и углом опережения зажигания.

Приведены результаты измерения цетанового числа биодизельного топлива, прошедшего обработку слабым магнитным полем. Оценено возможное изменение показателей дизеля при работе на активированном биодизельном топливе.

Приведены результаты экспериментального исследования теплового состояния элементов головки цилиндров газового двигателя 6Ч 13/14 с искровым зажиганием.

Предложен подход к выбору предельной степени сжатия в цилиндре газового двигателя с высокоэнергетической системой зажигания. Выполнено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.

Приведены результаты расчетной оценки энергии воспламенения топливовоздушных смесей газовых двигателей (ГД). Исследовано влияние добавок водорода в различных пропорциях на процесс воспламенения топливовоздушной смеси в ГД.

Приведено описание экспериментальной установки для проведения исследований газового двигателя 6ГЧИ 13/14 с искровым зажиганием и системой газотурбинного наддува.