AGRIS - 

2023

Apazhev, A.K. | Shogenov, Yu.Kh. | Shekikhachev, Yu.A.

There are given methodological approaches to solving an urgent problem such as ensuring the required accuracy of the relative position of parts when assembling the crank-and-rod mechanism of diesel engines. The task of analytical modeling the technological operation of assembling and centering the piston of the crank-and-rod mechanism in the engine cylinder is reduced to a mathematical description of the appearance and change of piston distortions as a function of production errors in the relative position of the base surfaces of the parts that make up this mechanism, as well as the angle of rotation of the crankshaft. The studies were carried out in view of that the assembly accuracy of the crank-and-rod mechanism can be assessed by two complex parameters: the tilting of the piston comprising the total technological errors in the shape and relative position of the service surfaces of the engines, and the over-piston gap. A theoretical relationship has been obtained that makes it possible to unambiguously determine the change in the mounting gap between the cylinder liner and the piston as a function of the error in the mutual arrangement of the axes of the journal and pins of the crankshaft, as well as on its angle of rotation. A mathematical model of the technological assembly operation of piston centering in the cylinder has been developed, the implementation of which allow us unambiguously to solve the issues of the need, possibility, and ways to eliminate compensation for excessive spurious overlaps of the mounting gap between the piston and the cylinder liner. Calculations using the YAMZ-240 diesel engine as an example showed that, under the condition of limiting the non-assembly of the unit when the piston axis is shifted relative to the sleeve axis to the left and to the right to a probability value of 0.0227, disassembling the piston group using the interchangeability method is possible only if the misalignment of the axes of elementary cylinders of the piston and liner in the most remote section will not exceed 0.118 mm. | Приведены методические подходы к решению актуальной проблемы – обеспечению требуемой точности относительного положения деталей при сборке кривошипно-шатунного механизма дизельных двигателей. Задача аналитического моделирования технологической операции сборки и центровки поршня кривошипно-шатунного механизма в цилиндре двигателя сводится к математическому описанию появления и изменения перекосов поршня в функции от производственных погрешностей во взаимном расположении базовых поверхностей деталей, составляющих этот механизм, а также от угла поворота коленчатого вала. Исследования проведены с учетом того, что точность сборки кривошипно-шатунного механизма может быть оценена двумя комплексными параметрами: перекосом поршня, включающим в себя суммарные технологические погрешности формы и взаимного расположения служебных поверхностей двигателей, и надпоршневым зазором. Получена теоретическая зависимость, позволяющая однозначно определять изменение монтажного зазора между гильзой цилиндра и поршнем в функции от погрешности во взаимном расположении осей коренных шатунных шеек коленчатого вала, а также от его угла поворота. Разработана математическая модель технологической сборочной операции центровки поршня в цилиндре, реализация которой позволяет однозначно подходить к решению вопросов о необходимости, возможности, а также путях устранения компенсации чрезмерных паразитных перекрытий монтажного зазора между поршнем и гильзой цилиндра. Расчеты на примере дизельного двигателя ЯМЗ-240 показали, что при условии ограничения несобираемости узла при смещении оси поршня относительно оси гильзы влево и вправо значением вероятности, равным 0,0227, осуществление разборки поршневой группы по методу взаимозаменяемости возможно только в том случае, если несоосность осей элементарных цилиндров поршня и гильзы в наиболее удаленном сечении не будет превышать 0,118 мм.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Vakhrameev, D.A. | Deryushev, I.A. | Potapov, E.A. | Martyushev, A.A. | Arslanov, F.R.

In operating diesel engines, a significant drawback is a hard starting in the winter season. The aim of the work was to create a fuel-air mixture in diesel cylinders with indicators that ensure its guaranteed starting at low temperatures. To ensure the accuracy of theoretical calculations of the temperature of the fuel-air mixture, it is proposed to introduce a correction factor "K" considering the reduced actual compression value during the diesel starting process. Based on the benched installed in the open area, a series of tests was carried out to study the effectiveness of the use of a thermal accumulator designed for prerun servicing of a D-243 engine. There are presented the results of experimental studies of changes in compression in the diesel cylinders when starting in dependence on its temperature, a change in the pre-start temperature parameters of a diesel because of heating the coolant, engine oil and fuel by using the thermal accumulator energy. The proposed design of the heat accumulator showed a fairly high efficiency during the inter-shift storage of equipment. The storage temperature of working fluids in a thermal accumulator decreased from +90 deg. С to +54 deg. С within 15 h. With an initial starting temperature of the engine of -15 deg. С and the supply of a coolant and engine oil from the heat accumulator to its systems, after 3 min the temperature of the cylinder head is +18 deg. С, and the temperature of the engine oil is +45 deg. С. It fully ensures the guaranteed process of starting the diesel. Installing a starter turbine in the diesel air supply system will make it possible to compensate for the decrease in air charge pressure during starting. The turbine must be powered from the on-board network of a tractor. | Существенным недостатком при эксплуатации дизельных двигателей является затрудненный пуск в зимний период. Цель работы - создание в цилиндрах дизельного двигателя топливовоздушной смеси с показателями, обеспечивающими его гарантированный пуск в условиях низких температур. Для обеспечения точности теоретических расчетов температуры топливовоздушной смеси предложено ввести поправочный коэффициент "К", учитывающий пониженное значение фактической компрессии в процессе пуска дизеля. На базе установленного на открытой площадке стенда проведена серия испытаний по исследованию эффективности применения разработанного теплового аккумулятора для предпусковой подготовки двигателя Д-243. В работе представлены результаты экспериментальных исследований изменения компрессии в цилиндрах дизельного двигателя при пуске в зависимости от его температуры, изменение предстартовых температурных параметров дизеля в результате подогрева охлаждающей жидкости, моторного масла и топлива путем применения энергии теплового аккумулятора. Предлагаемая конструкция теплового аккумулятора показала достаточно высокую эффективность в течение межсменного хранения техники. Температура хранения рабочих жидкостей в тепловом аккумуляторе за 15 часов снижалась с +90 град. С до +54 град. С. При начальной пусковой температуре двигателя -15 град. С и подаче в его системы охлаждающей жидкости и моторного масла из теплового аккумулятора уже через 3 минуты температура головки цилиндров составляет +18 град. С, а температура моторного масла +45 град. С, что полностью обеспечивает гарантированный процесс пуска дизельного двигателя. Установка в систему воздухоподачи дизельного двигателя пусковой турбины позволит компенсировать снижение давления воздушного заряда при пуске. Питание турбины должно осуществляться от бортовой сети трактора.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Kataev, Yu.V. | Kostomakhin, M.N. | Petrishchev, N.A. | Sayapin, A.S. | Kazakova, V.A. | Pestryakov, E.V.

The study purpose is to analyze the state of the issue and develop an experimental sample that will be a control tool for monitoring the technical condition of air cleaner of a combustion engine. Agricultural tractors, when performing agricultural and industrial work, are used in difficult conditions of increased dustiness, which require the operator to pay more attention to the condition of air filters during operation and maintenance for timely maintenance or replacement. The lack of systems for monitoring the current state of filters in the event of a breakthrough or depressurization can lead to significant risks of abrasive particles entering the engine intake tract and causing dust wear of the cylinder-piston group. An experimental sample of the counter-indicator of the technical condition of the engine air filter has been developed, which allows assessing the technical condition during operation, as well as determining the quality of the maintenance performed. An analysis of the publications of foreign filter manufacturers showed that a lot of information work is underway to explain the procedures and features of maintenance to end users, it is proposed to install a system for monitoring the technical condition of filters to ensure high operational reliability of equipment. Production experiments were carried out to assess the current state of the air filter, as well as to determine the pressure of crankcase gases in the cavity of a diesel engine and the pressure drop in the operator's cab, which showed the potentially high diagnostic value of the information obtained for the timely maintenance of air supply systems, crankcase ventilation, cab microclimate. To prevent violations of the rules for operating tractors, it is necessary to improve the testability of filtration systems using online monitoring tools to determine the current technical condition and conduct timely maintenance to prevent dust wear of the engine. | Цель исследований – анализ состояния вопроса и разработка экспериментального образца – средства контроля для мониторинга технического состояния воздухоочистителя двигателя внутреннего сгорания. Сельскохозяйственные тракторы при выполнении с.-х. и промышленных работ эксплуатируются в сложных условиях повышенной запыленности, которые требуют от оператора при эксплуатации и проведении технического обслуживания повышенного внимания к состоянию воздушных фильтров для своевременного обслуживания или замены. Отсутствие систем контроля текущего состояния фильтров в случае прорыва или разгерметизации может привести к значительным рискам попадания абразивных частиц во впускной тракт двигателя и вызвать пылевой износ цилиндропоршневой группы. Разработан экспериментальный образец счетчика-индикатора технического состояния воздушного фильтра двигателя, который позволяет оценивать техническое состояния в процессе эксплуатации, а также определять качество проведенного обслуживания. Анализ публикаций зарубежных производителей фильтров показал, что ведется большая информационная работа по разъяснению конечным потребителям процедур и особенностей обслуживания, предлагаются к установке системы контроля технического состояния фильтров для обеспечения высокой эксплуатационной надежности техники. Проведены постановочные опыты по оценке текущего состояния воздушного фильтра, а также определения давления картерных газов в полости дизельного двигателя и перепад давлений в кабине оператора, которые показали потенциально высокую диагностическую ценность получаемой информации, для своевременного обслуживания систем питания воздухом, вентиляции картера, микроклимата кабины. Для недопущения нарушений правил эксплуатации тракторов необходимо повышать контролепригодность систем фильтрации с использованием средств онлайн-мониторинга с определением текущего технического состояния и проведения своевременного технического обслуживания для недопущения пылевого износа двигателя.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Bolotokov, A.L.

The technical condition of the fuel system, especially precision parts, in particular, injectors has a significant impact on the operation of a diesel engine. Standard injectors are not reliable and durable. The resource of the injectors is 2500-3000 moto hours, which is several times lower than the resource of plunger pairs (6000-6500 moto hours). The research purpose is to increase the durability of injectors by upgrading the atomizer needle without compromising the characteristics of the fuel supply process. The fuel supply parameters were determined on a non-motorized bench using an oscilloscope. It is proposed to cut a screw groove in the guide part of the atomizer needle to modernize the injector. The reliability of operation and durability of injectors depend on the atomizer. Fuel flowing from the screw groove into the gap between the body and the atomizer needle contributes to axisymmetric pressure, which causes the needle to rotate around its axis. The presence of fuel in the screw channel and in the gap between the body and the atomizer needle lubricates and softens the impact of the needle cone on the matching site, instead of a direct hard impact in serial atomizers. The volume of fuel in the screw channel depends on the volume of fuel in the gap. As the gap increases, the gap resistance coefficient does not decrease below 0.4, so the volume of the screw groove will be 0.5-0.9 of the volume of the gap between the body and the atomizer injector needle. Accelerated wear tests of standard and upgraded injectors were carried out in accordance with existing methods. It is shown that the injector resource can be increased by 23% due to upgrading. | Техническое состояние топливной системы, и особенно прецизионных деталей, в частности форсунок, оказывает существенное влияние на работу дизельного двигателя. Серийные форсунки не отличаются надежностью и долговечность. Ресурс форсунок составляет 2500-3000 мото-часов, что в несколько раз ниже ресурса плунжерных пар (6000-6500 мото-часов). Цель исследований – увеличение долговечности форсунок модернизацией иглы распылителя без ухудшения характеристик процесса топливоподачи. Параметры топливоподачи определяли на безмоторном стенде с помощью осциллографа. Предлагается для модернизации форсунки нарезать винтовую канавку в направляющей части иглы распылителя. Надежность работы и долговечность форсунок зависит от распылителя. Топливо, перетекающее из винтовой канавки в зазор между корпусом и иглой распылителя, способствует осесимметричному давлению, что заставляет иглу проворачиваться вокруг своей оси. Наличие топлива в винтовом канале и в зазоре между корпусом и иглой распылителя смазывает и смягчает удар конуса иглы на посадочное место корпуса вместо прямого жесткого удара в серийных распылителях. Объем топлива в винтовом канале зависит от объема топлива в зазоре. При увеличении зазора коэффициент сопротивления щели не снижается ниже 0,4, поэтому объем винтовой канавки будет составлять 0,5-0,9 от объема зазора между корпусом и иглой распылителя форсунки. В соответствии с существующими методиками провели ускоренные износные испытания серийных и модернизированных форсунок. Показали, что благодаря модернизации, можно увеличить ресурс форсунки на 23%.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Gusarov, V.A. | Pisarev, D.Yu. | Sporov, A.P.

Modern mobile vehicles such as cars and tractors have a kinematic scheme, which includes a diesel or gasoline piston engine, a manual or automatic gearbox, driving and driven axles with a differential mechanism of angular velocity difference. Diesel engines and low-speed generators working together represent a single power plant, a large-mass unit with low specific indicators of the mass-to-power ratio. The purpose of the study is to develop a new kinematic scheme of a mobile vehicle with an electric drive for agricultural purposes with higher reliability, long service life and reduced weight and size characteristics of a power plant. It has been established that gas turbine agricultural machinery has never been produced in Russia, and the individual experimental studies conducted were of a non-systemic nature. The mass-energy characteristics of gas turbine units are better than diesel ones, they have a lower vibration level, a higher torque of the power plant at low rpm, simple tractor control, which opens up a wide prospect for use of them on mobile agricultural vehicles. Practically, in the process of experimental studies on the tillage of 1 ha, the advantage of a laboratory tractor sample equipped with a gas turbine engine relative to a tractor with a diesel engine was shown. It is expressed in the use of cheap kerosene, despite the higher fuel consumption. The developed kinematic scheme of the power unit and transmission makes it possible to reduce the weight and size parameters, use cheaper fuel, improve the operator's working conditions and increase the efficiency of technological operations. | Современные мобильные транспортные средства – автомобили и тракторы – имеют кинематическую схему, в которую включены дизельный или бензиновый поршневой двигатель, механическая или автоматическая коробка переключения передач, ведущие и ведомые мосты с дифференциальным механизмом разности угловых скоростей. Дизельные двигатели и низкооборотные генераторы, работающие совместно, представляют собой единую энергетическую установку, агрегат большой массы с низкими удельными показателями соотношения массы к единице мощности. Цель исследования –разработать новую кинематическую схему мобильного транспортного средства с электроприводом с.-х. назначения с более высокой надежностью, продолжительным ресурсом и уменьшенными массогабаритными характеристиками силовой установки. Установили, что в России газотурбинная с.-х. техника никогда не производилась, а проводившиеся отдельные экспериментальные исследования носили несистемный характер. Массоэнергетические характеристики газотурбинных установок лучше дизельных, у них ниже уровень вибрации, больший крутящий момент силовой установки на низких оборотах, простое управление трактором, что открывает широкую перспективу для их использования на мобильных транспортных средствах с.-х. назначения. Показали практически в процессе экспериментальных исследований по обработке 1 га площади преимущество лабораторного образца трактора с газотурбинным двигателем относительно трактора с дизельным двигателем, выраженное, несмотря на больший расход топлива, в применении дешевого керосина. Разработанная кинематическая схема силового агрегата и трансмиссии позволяет снизить массогабаритные параметры, использовать более дешевое топливо, улучшить условия работы оператора и повысить эффективность технологических операций.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Savel'ev, A.P. | Glotov, S.V. | Nikiforova, I.A. | Enaleeva, S.A. | Dzhabborov, N.I.

An increase in the energy efficiency of machine-tractor units can be achieved by diagnosing diesel engines according to functional parameters that are used as the power plant of the unit. The difference in engine loading parameters during diagnosis and operation can be taken into account by correction tolerance factors of diagnostic parameters, which are determined for each brand of engine. The research purpose is to substantiate the procedure for determining correction tolerance coefficients of diagnostic parameters, with reference to the distribution of input effects. The values of the functional parameters of tractors in real operation significantly differ from the indicators in bench conditions. The different research methods such as probabilistic, functional transformation of random variables and computational ones were applied. It is proposed to calculate the mathematical expectations of the functional parameters of the engines using the functional transformation of random variables and probabilistic characteristics of the input effect to simplify the process. Without reference to the correction coefficients, the error in determining the deviations of functional parameters can be significant. Deviations of functional parameters from the values of the typical characteristic are maximal for the arcsine law and minimal for the Gauss law. The methodology for determining tolerance correction coefficients of functional parameters was substantiated using the example of the D-240 engine. The quantitative characteristics of correction coefficients for the transition from operational tolerance to diagnostic were obtained. For most technological operations, diagnosing diesel engines with an unsteady load will reduce the error in monitoring the permissible values of functional parameters by 10-24%. | Повышение коэффициента использования энергии машинно-тракторных агрегатов может быть достигнуто за счет диагностирования дизельных двигателей по функциональным параметрам, которые используются в качестве энергетической установки агрегата. Разницу параметров нагружения двигателей при диагностировании и эксплуатации можно учитывать поправочными коэффициентами на допуск диагностических параметров, которые определяются для каждой марки двигателя. Цель исследования – обосновать методику определения поправочных коэффициентов на допуски диагностических параметров с учетом распределения входного воздействия. Значения функциональных параметров тракторов в условиях реальной эксплуатации значительно отличаются от показателей в стендовых условиях. Применили следующие методы исследования: вероятностный, функционального преобразования случайных величин, расчетный. Предложили рассчитывать математические ожидания функциональных параметров двигателей с использованием функционального преобразования случайных величин и вероятностных характеристик входного воздействия для упрощения расчетов. Без yчeтa поправочных коэффициентов погрешность определения отклонений функциональных параметров может быть значительной; отклонения функциональных параметров от значений по типовой характеристике максимальны для закона арксинуса и минимальны для закона Гaycca. Обосновали методику определения поправочных коэффициентов на допуски функциональных параметров на примере двигателя Д-240. Получили количественные характеристики поправочных коэффициентов для перехода от эксплуатационного допуска к диагностическому. Для большинства технологических операций диагностирование дизельных двигателей при неустановившейся нагрузке позволит снизить погрешность контроля допустимых значений функциональных параметров на 10-24%.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Morunkov, A.N. | Timokhin, S.V.

There are presented data on serial running-in and braking test benches for technological running-in and testing of high-power diesel engines. A variant of their upgrade by using automated control systems for running-in with dynamic loading is proposed. The research purpose is to develop the ways to create load-speed modes and facilities for full-fledged running-in and testing of high-power motor-and-tractor diesel engines. As a result of scientific research, the possible way for upgrading existing running-in and braking test benches was suggested. It is based on introducing automated dynamic loading control systems into design, allowing for hot running-in under load and acceptance tests of any types of diesel engines. The complex of successive acceleration and run-out cycles of the inertial system forms a cycle of dynamic loading of diesel couplings. The control of the dynamic loading cycle consists in a cyclic effect on the fuel supply and indicator load controls. The description of the developed equipment and its principle of operation was given on the example of an automated control system for running in a diesel engine D-240 with the impact on the lever of the speed controller as part of the KI-5543 running-in brake test bench. The developed technology of hot running-in with dynamic loading and facilities for its implementation as part of the upgraded serial running-in and breaking test benches allow for full-fledged technological running-in and testing of diesel engines with a power significantly exceeding the test bench power; simultaneously, fuel consumption for the tests can be reduced twice. | Приведены сведения о серийных обкаточно-тормозных стендах для технологической обкатки и испытаний дизелей большой мощности. Предложен вариант их модернизации путем использования автоматизированных систем управления обкаткой дизелей динамическим нагружением. Цель исследования – разработать способы создания нагрузочно-скоростных режимов и технических средств для проведения полноценной технологической обкатки и испытаний автотракторных дизелей большой мощности. В результате проведенных научных исследований предложили вариант модернизации существующих обкаточно-тормозных стендов за счет введения в их состав автоматизированных систем управления динамическим нагружением, позволяющих проводить горячую обкатку под нагрузкой и приемо-сдаточные испытания любых типов дизелей. Комплекс последовательных тактов разгона и выбега инерционной системы образует цикл динамического нагружения сопряжений дизеля. Управление циклом динамического нагружения сводится к циклическому воздействию на органы управления топливоподачей и индикаторной нагрузкой. Привели описание разработанного оборудования и принципа его действия на примере автоматизированной системы управления обкаткой дизеля Д-240 с воздействием на рычаг регулятора частоты вращения в составе обкаточно-тормозного стенда КИ-5543. Разработанная технология горячей обкатки с динамическим нагружением и технические средства для ее реализации в составе модернизируемых серийных обкаточно-тормозных стендов позволяют проводить полноценную технологическую обкатку и испытания дизелей с мощностью, значительно превышающей тормозную мощность стендов, при сокращении до 2-х раз расхода топлива на ее проведение.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Apazhev, A.K. | Shekikhachev, Yu.A. | Batyrov, V.I. | Bolotokov, A.L.

The problem of reducing the dependence of diesel engines on petroleum fuels and improving their performance through the use of alternative renewable fuels is analyzed. It is shown that at this stage of development of domestic alternative energy, using vegetable fuels in internal combustion engines is more rational. A procedure for optimizing the composition of a three-component biofuel mixture based on the results of studying the effect of its use in the D-240 diesel engine is presented. Regression equations for the dependence of the properties of three-component mixtures on their composition are obtained and isolines are constructed in barycentric coordinates of the triangular "composition - property" diagram. It has been established that when the supply of the three-component biofuel mixture is changed, the diesel power changes from 31 to 55 kW. At the same time, significant differences in the compositions of mixtures are noticeable when obtaining the same power range. Changing the ratio of ethanol and water at the inlet and vegetable oil into the combustion chamber changes the content of nitrogen oxides in the diesel exhaust gases in the range from 1.32 to 1.95 mg/l. When ethanol and inlet water and vegetable oil are supplied to the combustion chamber, the content of hydrocarbons in the exhaust gases varies from 0.01 to 0.1 mg/l. An analysis of the isolines plotted together on the simplex shows that at a power above 45 kW, the power and toxic performance of a diesel engine are primarily affected by nitrogen oxides. Increasing the allowable concentration of nitrogen oxides only by 0.07 mg/l significantly increases the area for obtaining power above 45 kW. Carbon black is second in terms of the severity of imposing restrictions on obtaining high powers, and, consequently, on the composition of mixtures. The power range of above 45 kW increases sharply with an increase in the permissible exhaust smoke capacity from 0.21 to 0.27 mg/l. | Проанализирована проблема снижения зависимости дизельных двигателей от нефтяных топлив и улучшения их показателей за счет использования альтернативных возобновляемых видов топлива. Показано, что на данном этапе развития отечественной альтернативной энергетики более рационально использование в двигателях внутреннего сгорания топлив растительного происхождения. Приведена процедура оптимизации состава трехкомпонентной биотопливной смеси, основанная на результатах исследования влияния ее использования в дизеле Д-240. Получены регрессионные уравнения зависимости свойств трехкомпонентных смесей от их состава и построены изолинии в барицентрических координатах треугольной диаграммы "состав – свойство". Установлено, что при изменении подачи трехкомпонентной биотопливной смеси мощность дизеля меняется от 31 до 55 кВт. При этом заметны существенные отличия в составах смесей при получении одного и того же диапазона мощности. Изменение соотношения этанола и воды на впуске и растительного масла в камеру сгорания меняет содержание окислов азота в отработавших газах дизеля в пределах от 1,32 до 1,95 мг/л. При подаче этанола и воды на впуске и растительного масла в камеру сгорания содержание в отработавших газах углеводородов изменяется от 0,01 до 0,1 мг/л. Анализ совместно нанесенных на симплекс изолиний показывает, что при мощности выше 45 кВт на мощностные и токсические показатели работы дизеля в первую очередь влияют окислы азоты. Повышение допустимой концентрации окислов азота всего на 0,07 мг/л значительно увеличивает область получения мощности выше 45 кВт. Второй по степени жесткости наложения ограничений на получение больших мощностей, а, следовательно, и составу смесей, следует сажа. Область мощностей выше 45 кВт резко увеличивается при возрастании допустимой дымности отработавших газов с 0,21 до 0,27 мг/л.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Chumakov, V.L. | Devyanin, S.N. | Bizhaev, A.V. | Kapustin, A.V.

Some ways to improve the environmental characteristics of a diesel engine using gaseous hydrocarbon fuel and operating the engine in a gas-diesel cycle mode are shown. Methods to reduce toxic components of exhaust gases in a gas-diesel engine operating on liquefied propane-butane mixtures have been studied. The tests carried out in a wide range of load from 10 to 100% and speed from 1400 to 2000 rpm showed that the gas-diesel engine provides a sufficiently high level of diesel fuel replacement with gas hydrocarbon fuel. There were indicated some effective ways to reduce the toxicity of exhaust gases. The engine power should be adjusted by the simultaneous supply of fuel, gas and throttling the air charge in the intake manifold. This method enriches the first combusting portions to reduce nitrogen oxides and maintains the depletion of the main charge within the flammability limits of the gas-air charge to reduce carbon monoxide and hydrocarbons. It was found that when the engine operates in a gas-diesel cycle mode, the power change provides a decrease in nitrogen oxide emissions of gas-diesel fuel only due to gas supply in almost the entire load range as compared to the pure diesel. At high loads (more than 80%) stable engine operation is ensured up to 90% of diesel fuel replaced by gas. Even at 10% of diesel fuel used the concentration of nitrogen oxides decreases by at least 15...20% as compared with a diesel engine in the entire load range. However, there is an increased emission of hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gases. It was shown experimentally that optimization of the gas diesel regulation can reduce the mass emission of nitrogen oxides contained in exhaust gases in 2...3 times and greatly reduce the emission of incomplete combustion products including carbon monoxide and hydrocarbons. So, hypothesized improvement of diesel eco-friendly features due to use gaseous hydrocarbon fuel and engine operation in a gas-diesel cycle is confirmed. | Представлены предложения по улучшению экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу (ГЦ). Исследованы возможности снижения выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами газодизеля (ГД), 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 ГД 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. При переходе на работу по ГЦ "качественное" регулирование мощности только за счет подачи газа обеспечивает снижение выбросов оксидов азота ГД 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. Экспериментально установлено, что оптимизация параметров регулирования ГД 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 ГЦ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Didmanidze, O.N. | Devyanin, S.N. | Parlyuk, E.Р. | Markov, V.A.

Обоснование перспективы развития тракторного парка России и его обеспечения энергетическими агрегатами является важной задачей в создании технологической базы для эффективного решения проблем в с.-х. производстве. С основой на показателе энергообеспеченности производства с.-х. продукции на уровне экономически развитых стран мира рассмотрены потребности России в с.-х. тракторах и двигателей для них. В результате проведенного анализа показано, что парк тракторов с.-х. производства составляет около 200 тыс. ед. и требует серьезного развития. Для эффективного с.-х. производства необходимо поднять уровень энергообеспеченности с.-х. тракторами в России не ниже уровня передовых экономически развитых стран. За перспективный уровень была принята энергообеспеченность тракторной техникой 4 кВт/га и сделана оценка необходимого количества тракторов. Установлено, что для обработки пахотных земель России площадью 80 млн га (по состоянию на 2020 г.) весь спектр с.-х. тракторов по тяговому классу составит около 2,5 млн шт. Для обработки всех пахотных земель России около 120 млн га (по состоянию на 1990 г.) потребуется на 1/3 больше техники. Для поддержания тракторного парка на этом уровне необходимо обеспечить ежегодную поставку не менее 250 тыс. шт. различных двигателей общей мощностью не менее 320 ГВт. Решение этой задачи возможно при увеличении производственных мощностей существующих моторостроительных заводов и разработке новых дизельных двигателей для тракторов тяговых классов 0,6...1,4 мощностью от 20 до 70 кВт. | Determining the prospects for the development of the tractor fleet in Russia and its supplying with power units is an important task in establishing a technological foundation to effectively tackle the problems of agricultural production. Based on the indicator of power supply in agriculture in the world's economically developed countries, there are considered the domestic needs in agricultural tractors and engines. As a result of the analysis, it is shown that the fleet of agricultural tractors is at a low level of about 200 thousand units, and it requires further serious development. To ensure effective agricultural production, it is necessary to balance the level of farm tractor availability in Russia with that of economically advanced countries. The indicator of 4 kW/ha was taken as a promising level of tractor availability, and the required number of tractors was determined. The analysis was carried out for the cultivation of arable land in Russia with an area of 80 million ha as of 2020 and amounted to about 2.5 million units for the entire range of agricultural tractors taking into account their traction class. To cultivate all arable areas in Russia, which amounted to about 120 million ha in 1990, a third more equipment will be required. To maintain the tractor fleet at this level, it is necessary to ensure an annual supply of at least 250 thousand units of various engines with a total capacity of at least 320 GW. This problem can be solved through increasing the production capacity of existing engine-building plants and designing new diesel engines for tractors of traction classes 0.6-1.4 with a capacity between 20 and 70 kW.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation