namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»nami-114Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTИсследование технико-экономических параметров газодизельного двигателя с возможностью применения современной топливной системы подачи жидкого газового топлива в цилиндры двигателяThe study of a gas-diesel engine technical and economic parameters as to its possibility to supply liquid gas fuel to the engine cylinders in a modern fuel systemВершинаГ. А.VershinaG. A.

канд. техн. наук, доцент

г. Минск 220013

PhD (Eng), associate professor

Minsk 220013

БыстренковО. С.BystrenkovO. S.

аспирант

г. Минск 220013

postgraduate

Minsk 220013

oleg.bystrenkov@mail.ruБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201913072020037177Copyright © Вершина Г.А., Быстренков О.С., 20202020Вершина Г.А., Быстренков О.С.Vershina G.A., Bystrenkov O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/114Введение

Введение. В качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания могут применяться следующие газы: пропан, бутан, метан. В зависимости от состояния, в котором находится газ, будут различаться системы топливоподачи двигателя. В настоящее время принято выделять шесть поколений топливных систем, которые применяются для подачи газового топлива в двигатель.

Цель исследования – провести исследование газовых топлив и современной (шестое поколение газобалонного оборудования (ГБО)) газовой топливной системы с возможностью её работы по газодизельному процессу. Выполнить моделирование рабочего процесса газодизельного двигателя с целью исследования технико-экономических показателей работы двигателя.

Методология и методы

Методология и методы. Исследование проводилось математическими методами и методом натурного эксперимента.

Результаты и научная новизна. Проведён сравнительный анализ свойств газов, применяемых в двигателях внутреннего сгорания в качестве топлива. Рассмотрена современная топливная система газового двигателя и вариант её работы по газодизельному процессу. Выполнено моделирование рабочего процесса газодизельного двигателя. Результаты расчётного исследования подтверждаются данными, полученными в ходе натурного эксперимента (испытания двигателя ГД-243).

Практическая значимость

Практическая значимость. Предложен вариант работы современной (шестое поколение ГБО) топливной системы по газодизельному процессу (новый объект), а также получена новая зависимость влияния величины запальной порции дизельного топлива на низшую теплоту сгорания единицы смеси (к примеру, 1 кг) газового (пропан-бутан) и дизельного топлив, и, как следствие, на мощность и расход топлива двигателя. Полученные результаты могут быть интересны специалистам в соответствующем направлении.

Introduction

Introduction. The following gases can be used as fuel in internal combustion engines: propane, butane, methane. Depending on the state of the gas location the fuel supply systems of the engine will vary. Currently, it is customary to distinguish six generations of fuel systems that are used to supply gas fuel to the engine.

The purpose of the study was to make a research of gas fuels and modern (sixth generation of gas cylinder equipment (GCE)) gas fuel system with the possibility of its operating on the gas-diesel. Another task was to perform a simulation of the gas-diesel engine working process in order to study the technical and economic performance indicators of the engine.

Methodology and research methods. The study was carried out by means of mathematical methods and the method of full-scale experiment.

Scientific novelty and results. The analysis of gases used in internal combustion engines as fuel was made. A modern gas engine fuel system and a variant of its work in the gas-diesel process were considered. The modeling of the working process of a gas-diesel engine was performed. The results of the design study were confirmed by the data obtained in the course of a full-scale experiment (the tested gas-diesel engine GD-243).

Practical significance

Practical significance. A variant of the operation of the modern (sixth generation of GCE) fuel system for the gas-diesel process (new facility) has been proposed, and a new dependence was obtained for the influence of the size of the diesel fuel ignition portion on the lower calorific value of a mixture unit (for example 1 kg) of gas (propane-butane) and diesel fuels, and, as a result, on the power and fuel consumption of the engine. The results obtained may be of interest to specialists in the appropriate direction.

газовое топливодизельное топливотопливная системаиспарительсмесительная камераэкологические нормыклапанвпрыскгазодизельный двигательэлектронный блок управленияgas fueldiesel fuelfuel systemevaporatormixing chamberenvironmental standardsvalveinjectiongas-diesel engineelectronic control unitReferencesЛукшо В.А., Теренченко А.С., Филипосянц Е.Р., Корнилов Г.С., Миронов М.В. Газодизели НАМИ // Автомобильная промышленность. – 2013. – № 10. С. 18–21.Luksho V.A., Terenchenko A.S., Filiposyants E.R., Kornilov G.S., Mironov M.V. [Gas diesel engines of NAMI]. Avtomobil’naya promyshlennost’, 2013, no. 10, pp. 18–21. (In Russian)Генкин К.И. Газовые двигатели. – М.: Машиностроение, 1977. – 196 с.Genkin K.I. [Gas engines]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1977. 196 p. (In Russian)Самоль Г.И., Гольдблат И.И. Газобаллонные автомобили. – М.: Автотрансиздат, 1961. – 142 с.Samol’ G.I., Gol’dblat I.I. [Compressed gas vehicle]. Moscow, Avtotransizdat Publ., 1961. 142 р. (In Russian)Генкин К.И. Газовые двигатели. – М.: Машгиз, 1962. – 116 с.Genkin K.I. [Gas engines]. Moscow, Mashgiz Publ., 1962. 116 p. (In Russian)Демьянов Л.А., Сарафанов С.К. Многотопливные двигатели. – М.: Воениздат, 1968. – 104 с.Dem’yanov L.A., Sarafanov S.K. [Multi-fuel engines]. Moscow, Voenizdat Publ., 1968. 104 p. (In Russian)Газобаллонные автомобили / Е. Г. Григорьев [и др.]; под общ. ред. И.А. Хороманской. – М.: Машиностроение, 1989. – 216 с.Grigor’ev E.G. et al. [Compressed gas vehicle. Ed. by Khoromanskaya I.A.]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1989. 216 p. (In Russian)Лукьяненко Н. Зачем смешивают пропан и бутан – свойства сжиженных углеводородных газов. URL: http://промтехгаз.рф/zachem-smeshivayut-propani-butan-svoy/ (дата обращения: 11.03.2019).Luk’yanenko N. [Why mix propane and butane properties of liquefied hydrocarbon gases]. Available at: http://промтехгаз.рф/zachem-smeshivayut-propan-ibutan-svoy/ (accessed 11 March 2019). (In Russian)Коллеров Л.К. Газовые двигатели поршневого типа. – Л.: Машиностроение, 1968. – 248 с.Kollerov L.K. [Piston type gas engines]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1968. 248 p. (In Russian)Shangrong. URL: http://rhcylinder.ru/product3-lng-cylinder-for-vehicle/159923/ (дата обращения: 11.03.2019).Shangrong. Available at: http://rhcylinder.ru/product-3-lng-cylinder-for-vehicle/159923/ (accessed 11 March 2019).Поколения ГБО. URL: http://avto-blogger.ru/poleznoe/pokoleniya-gbo-razberem-evolyuciyu-ot-1-do6-pokoleniya.html (дата обращения: 11.03.2019).[Generations of gas equipment]. Available at: http://avto-blogger.ru/poleznoe/pokoleniya-gbo-razberemevolyuciyu-ot-1-do-6-pokoleniya.html (accessed 11 March 2019). (In Russian)Все про ГБО 6 поколения, преимущества и недостатки. URL: https://autotopik.ru/obuchenie/750-gbo6-pokoleniya.html (дата обращения: 11.03.2019).[Everything about gas-equipment of the 6th generation, advantages and disadvantages]. Available at: https://autotopik.ru/obuchenie/750-gbo-6-pokoleniya.html (accessed 11 March 2019). (In Russian)Газодизель ГД-243. Технические условия: ТУ BY 101326441.218-2015. – Введ. 03.11.15. – Минск: ОАО «УКХ «ММЗ», 2015. – 30 с.[Gas diesel DG-243. Specification: TU BY 101326441.218-2015]. Minsk, UKKh MMZ Publ., 2015. 30 p. (In Russian)

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