Визначення впливу зміни фази впорскування газу на показники дизеля, що працює за газодизельним циклом
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230226Ключові слова:
газодизельний цикл, стиснений природний газ, фаза впорскування газу, відпрацьовані газиАнотація
Проведено дослідження паливно-економічних, енергетичних та екологічних показників дизеля, що працює за газодизельним циклом. Встановлено, що фаза впорскування здійснює суттєвий вплив на показники дизеля, зокрема на викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами. Дослідження фази впорскування газу проводились для частот обертання колінчастого валу nд=1300 хв-1 та nд=1600 хв-1. За цих частот обертання колінчастого валу виміри здійснювались за трьох різних значень фази впорскування. Визначено, що для кожної частоти обертання колінчастого валу дизеля доцільні значення фази впорскування стисненого природного газу різні. Це пояснюється часовими обмеженнями подавання стисненого природного газу до циліндрів.
Проведено стендові моторні випробування, в результаті яких здійснювався аналіз впливу зміни фази впорскування газу на показники дизеля, що працює за газодизельним циклом. Також визначалися показники роботи дизеля за дизельним циклом та газодизельним циклами. В результаті проведеного аналізу визначено вплив зміни фази впорскування на концентрації оксиду вуглецю, вуглеводнів, оксидів азоту та димність відпрацьованих газів за різних швидкісних та навантажувальних режимів роботи дизеля. Цей вплив проявляється в незначному зменшені концентрації оксиду вуглецю та вуглеводнів, в зростанні концентрації оксидів азоту (до 30 %) та значному знижені димності відпрацьованих газів (до 90 %). Підтверджено поліпшення екологічних показників дизеля при переведенні його на роботу за газодизельним циклом на 10–16 % при подібних паливно-економічних та енергетичних показниках.
Таким чином, є підстави стверджувати про важливість вибору та встановлення доцільного значення фази впорскування стисненого природного газу в залежності від швидкісного та навантажувального режимів роботи дизеля за роботи за газодизельним циклом
Посилання
- Korakianitis, T., Namasivayam, A. M., Crookes, R. J. (2011). Natural-gas fueled spark-ignition (SI) and compression-ignition (CI) engine performance and emissions. Progress in Energy and Combustion Science, 37 (1), 89–112. doi: https://doi.org/10.1016/j.pecs.2010.04.002
- Poompipatpong, C., Cheenkachorn, K. (2011). A modified diesel engine for natural gas operation: Performance and emission tests. Energy, 36 (12), 6862–6866. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.10.009
- Gunea, C., Razavi, M. R. M., Karim, G. A. (1998). The Effects of Pilot Fuel Quality on Dual Fuel Engine Ignition Delay. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/982453
- Sun, L., Liu, Y., Zeng, K., Yang, R., Hang, Z. (2014). Combustion performance and stability of a dual-fuel diesel–natural-gas engine. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 229 (2), 235–246. doi: https://doi.org/10.1177/0954407014537814
- Zhang, Q., Li, N., Li, M. (2016). Combustion and emission characteristics of an electronically-controlled common-rail dual-fuel engine. Journal of the Energy Institute, 89 (4), 766–781. doi: https://doi.org/10.1016/j.joei.2015.03.012
- Metcalfe, W. K., Burke, S. M., Ahmed, S. S., Curran, H. J. (2013). A Hierarchical and Comparative Kinetic Modeling Study of C1 − C2 Hydrocarbon and Oxygenated Fuels. International Journal of Chemical Kinetics, 45 (10), 638–675. doi: https://doi.org/10.1002/kin.20802
- Dirrenberger, P., Le Gall, H., Bounaceur, R., Herbinet, O., Glaude, P.-A., Konnov, A., Battin-Leclerc, F. (2011). Measurements of Laminar Flame Velocity for Components of Natural Gas. Energy & Fuels, 25 (9), 3875–3884. doi: https://doi.org/10.1021/ef200707h
- Donohoe, N., Heufer, A., Metcalfe, W. K., Curran, H. J., Davis, M. L., Mathieu, O. et. al. (2014). Ignition delay times, laminar flame speeds, and mechanism validation for natural gas/hydrogen blends at elevated pressures. Combustion and Flame, 161 (6), 1432–1443. doi: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2013.12.005
- Dai, P., Chen, Z., Chen, S. (2014). Ignition of methane with hydrogen and dimethyl ether addition. Fuel, 118, 1–8. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.10.048
- Kumar, K. S., Raj, R. T. K. (2013). Effect of Fuel Injection Timing and Elevated Intake Air Temperature on the Combustion and Emission Characteristics of Dual Fuel Operated Diesel Engine. Procedia Engineering, 64, 1191–1198. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.09.198
- Liu, J., Yang, F., Wang, H., Ouyang, M., Hao, S. (2013). Effects of pilot fuel quantity on the emissions characteristics of a CNG/diesel dual fuel engine with optimized pilot injection timing. Applied Energy, 110, 201–206. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.03.024
- Yang, B., Wei, X., Zeng, K., Lai, M.-C. (2014). The Development of an Electronic Control Unit for a High Pressure Common Rail Diesel/Natural Gas Dual-Fuel Engine. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2014-01-1168
- Bosch Dual-Fuel - future of diesel engines? Available at: https://gazeo.com/automotive/technology/Bosch-Dual-Fuel-future-of-diesel-engines,article,7831.html
- Solaris diesel dual fuel. Available at: https://fuelfusion.pl/ru/solaris-diesel-dual-fuel-3/
- Valtra dual fuel tractors – The natural choice. Available at: http://africa.valtra.com/en/dual-fuel
- Lazdirenzo. URL: https://landirenzo.com/sites/default/files/gamma-ddf-en.pdf
- Dual-fuel Retrofit Kit Coming for CAT 785C. Available at: http://www.ngvglobal.com/blog/dual-fuel-retrofit-kit-coming-cat-785c-1103
- Dynamic Gas Blending. Available at: https://www.cat.com/en_US/support/operations/technology/dynamic-gas-blending.html
- Kovbasenko, S. V., Petrenko, V. G., Holyk, A. V. (2018). Creation and tuning of a microprocessor-based system for diesel engines operating on a diesel-gas cycle. Visnyk Natsionalnoho transportnoho universytetu, 3, 54–65.
- Kovbasenko, S. V., Holyk, A. V., Petrenko, V. H., Solomakha, A. S., Ustymenko, Ye. V. (2018). Development and investigation of a microprocessor-based system for diesel engine operating on a diesel-gas cycle. Vcheni zapysky Tavriyskoho natsionalnoho universytetu im. V.I. Vernadskoho. Seriya «Tekhnichni nauky», 29 (68 (1)), 96–102.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Serhii Kovbasenko, Andrii Holyk, Vatalii Simonenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
