CC BY
4УДК 1
Пардабоев У.А.
Джизакский политехнический институт (г. Джизак, Республика Узбекистан)
Тураев Э.Н.
Джизакский политехнический институт (г. Джизак, Республика Узбекистан)
Исроилов Ф.И.
Джизакский политехнический институт (г. Джизак, Республика Узбекистан)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЗОБАЛЛОННЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Аннотация: в этой стати приведена разработка методических рекомендаций и применения их результатов выбора критерии оценки улучшения эксплуатационных показателей двигателей газобаллонных автомобилей.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, газообразное топливо, детонационная стойкость, сжатый природный газ.
В настоящее время в Республика Узбекистане, эксплуатируются газобаллонные автомобили с универсальными системами питания. Преимуществом этих двигателей является возможность использования с газообразным топливом, в случае необходимости бензина в качестве резервного топлива. Но именно это обуславливает многие недостатки, связанные с использованием газового топлива.
Наличие в системе топливоподачи газовых двигателей комплекса специфических узлов требует изучения их влияния на динамические, мощностные и экономические показатели двигателей в горных и предгорных условиях. При работе двигателя на газовом топливе изменение параметров окружающего воздуха приводит к уменьшению весового наполнения цилиндров и количество подаваемого топлива, при этом наблюдается повышение коэффициента избытка воздуха, и соответственно обеднение смеси. Это обусловлено неизменной, заданной для нормальных условий жесткостью пружины, определяющая площадь проходного сечения клапана последней ступени редуктора.
Применение газовых топлив имеет свои преимущество и недостатки. К преимуществам газового топлива относятся: большая массовая теплота сгорания газа, большая надёжность и долговечность газовых двигателей, лучшие условия смесеобразования и сгорания газовоздушных смесей, меньшая токсичность отработавших газов и высокая детонационная стойкость. Но и есть свои недостатки, это обусловлено многими факторами. Одним из факторов является меньшая скорость распространения пламени. Вторым фактором является меньшая теплотворная способность газовоздушной смеси и она входит в уравнение сгорания. Третьим фактором, влияющим на потерю мощности, является относительно меньшее наполнение цилиндров, из-за замещения воздуха объёмом газообразного топлива.
В результате при эксплуатации двигателя в реальных условиях возникает ощутимая потеря мощности (в нормальных условиях до 18%, а в горных по мере увеличения высоты до 40% и более), по сравнению с использованием жидкого топлива.
С учётом влияния различных факторов, имеются ряд технических решений по устранению потери мощности газового двигателя, работающего при высотных условиях.
В работах [2] предложены способы компенсации потерянной мощности для бензиновых и дизельных двигателей. К ним относятся переразмерный двигатель (увеличен литраж), двигатель с повышенной степенью сжатия, двигатель с переменной степенью сжатия и т.д. В каждом из способов есть положительные и отрицательные стороны. Если в переразмерном двигателе увеличен литраж цилиндров с расчётом обеспечения мощности двигателя на максимальной высоте. Но экономические показатели переразмерного двигателя на уровне моря и на предгорных условиях будут значительно ухудшаться по сравнению со стандартным двигателем. А также, в отмеченных работах приведены способы сохранения мощности при помощи управлением степенью сжатия, но при этом конструкции двигателя усложняется.
Преимущество и недостатки использования газовых топлив в ДВС по сравнению с бензиновыми двигателями
Таблица 1
Преимущество Недостатки
Технико-экономическая оценка
Срок службы моторного масла возрастает в 1,5-2 раза Необходимо большое место для установки баллонов, понижение грузоподъемности
Моторесурс двигателя увеличивается в 1,5 раза Из-за установки баллонов вес автомобиля увеличивается на 10-15%
Срок службы свечей зажигания увеличивается на 40%. При неверной настройке, несвоевременном ТО может произойти выгорание клапанов.
При повреждении системы питания, газ не попадает в моторный отсек.
Исключено попадание газа в систему охлаждения двигателя Работа двигателя на более высоком температурном режиме.
Нормальный запуск при минусовой температуре (-5 оС) Снижается мощность двигателя на 12-20%, крутящий момент на 15-18%.
Снижается уровень шума работы двигателя на 7-8 дБА Меньшая скорость распространения пламени
Экологическая оценка
Выбрасывается на 20-25% CO меньше чем при использовании бензина. Выхлопные газы автомобилей на природном газе чище, чем у ДВС, работающих на дизельных топливах или на бензине. Стремление снизить концентрацию СО и СН приближая рабочую смесь к стехиометрической для конвертированных двигателей, приводит к повышению концентрации выбросов NOх. Работа на обедненных смесях снижает агрегатную мощность, повышает выброс СН, требует очень гибкого смешанного (количественно-качественного) регулирования.
В современных зарубежных автомобилях в системах питания используются инжекторные системы подачи газа. Это позволяет сохранения мощности при переоборудовании базового двигателя для работы на СПГ [2]. Однако это система позволяет сохранению мощности газовых двигателей только при предгорных условиях. Использование инжекторной системы питания упрощает применение различных систем компенсации потери мощности при высотных условиях.
Принудительное наполнение цилиндров воздухом [2], является радикальным средством для сохранения мощности на высотных условиях. Для этого применяются различные системы наддува: газотурбинный наддув, приводной нагнетатель и др. Однако при применении постоянного наддува увеличивается тепловая и механическая нагрузка на детали КШМ, повышается расход топлива.
Анализируя способы повышения мощности двигателя работающего на СПГ при пониженных плотностях воздуха наиболее эффективным, является способ управления характером потока воздуха и топлива, применением подачи дополнительного подачи воздуха и регулированием состава смеси с помощью электромеханическими дозаторами газа.
Учитывая, что для дополнительной подачи воздуха наиболее экономичной является применение систем низкого наддува (лк<1,7), с помощью
нагнетателей, целесообразно рассмотреть вопрос о применении регулируемого наддува в качестве высотного компенсатора мощности газового двигателя.
Отдельным вопросом при применении наддува для газового двигателя как способ компенсации мощности, является выбор типа наддува, который зависит от объёма необходимого количества заряда, расположения и регулирования устройств наддува (турбокомпрессор, нагнетатель с электродвигателем) в системе впуска и регулирование подачи топлива.
Выбор типа наддува для дополнительного массового наполнения цилиндров различных двигателей свежим зарядом, зависит от многих факторов, основным из которых является объем цилиндра двигателя.
При помощи статистического анализа исследований различных газовых двигателей нами на системы автоматической компенсации потери мощности.
Отличительной особенностью предложенной схемы является, что она учитывает свойства газовых систем питания, объём двигателя при выборе типа наддува и учитывает условия эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Автомобильный транспорт Узбекистана 2004-2005. - Москва: «Синяя книга» ЩД 2006.- 267 с.
Афонин С. Газовое оборудование автомобилей. Легковые, грузовые. Устройство, установка, обслуживание. Практическое руководство. - М.: Недра, 2001.- 52 с.
Эрназаров, А. А. (2019). НЕОБХОДИМОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. Вестник науки, 1(11), 20-26
Адилов, А. К., Сувонкулов, Ш. А., Кулмурадов, Д. И., Умиров, И. И., & Бойжигитова, И. А. (2019). Причины изменения технического состояния
автомобиля. Актуальные научные исследования в современном мире, (1-2), 116118.
Pardaboev U.A.
Jizzakh Polytechnic Institute (Jizzak, Uzbekistan)
Turaev E.N.
Jizzakh Polytechnic Institute (Jizzak, Uzbekistan)
Isroilov F.I.
Jizzakh Polytechnic Institute (Jizzak, Uzbekistan)
METHODOLOGICAL RECOMMENDATIONS FOR IMPROVEMENT INDICATORS OF GAS VEHICLES
Abstract: this article presents the development of methodological recommendations and the application of their selection results, criteria for assessing the improvement in the performance of gas-cylinder vehicles engines.
Keywords: internal combustion engine, gaseous fuel, detonation resistance, compressed natural gas.
