Оптимизация регулирования газодизеля  как метод улучшения его экологических характеристик | Optimization of gas-diesel engine regulation as a method of improving its ecological characteristics

Оптимизация регулирования газодизеля как метод улучшения его экологических характеристик | Optimization of gas-diesel engine regulation as a method of improving its ecological characteristics

2021

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

English. 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.

Show more [+]

Less [-]

Russian. 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 [-]

Bibliographic information

Agricultural Engineering

Issue

4

ISSN

2687-1149

Other Subjects

Moteur diesel; Methode d'optimisation; Federacion de rusia; Toxicite; Federation de russie; Metodos de optimizacion