автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Исследование влияния конструктивных и геометрических параметров топливоподающей аппаратуры на показатели работы газовых двигателей с искровым зажиганием и микропроцессорной системой управления

На правах рукописи

Григорьев Леонид Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОПЛИВОПОДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ И МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 НОЯ 2013

О1

Москва 2013 г.

005538026

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации Федеральном государственном унитарном предприятии Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, заслуженный машиностроитель РФ, Лукшо Владислав Анатольевич

Официальные оппоненты:

Девянин Сергей Николаевич доктор технических наук заслуженный машиностроитель, профессор

Синявский Владимир Викторович кандидат технических наук, доцент

Ведущее предприятие:

Газпром ВНИИГАЗ, ООО

Защита диссертации состоится часов на заседании

диссертационного совета Д 217.014.01 при Государственном научном центре Российской Федерации Федеральном государственном унитарном предприятии Центральном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ» по адресу: 125438, г. Москва, ул. Автомоторная, 2, ФГУП «НАМИ», в конференц-зале корпуса «А», 3-й этаж.

Е — mail: A.Zubakin@nami.ru

Тел. (495) 456-40-40 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ».

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по указанному выше адресу.

Автореферат разослан «-3/ » _

г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Кандидат технических наук, Старший научный сотрудник

А.Г. Зубакин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Важным фактором, изначально влияющим на мощностные и экономические показатели работы газового двигателя, является подготовка топлива и процесс смесеобразования. Эти процессы в газовом двигателе связаны с подачей газа в газовую магистраль, редуцированием газа, управлением давлением газа, подводимого к форсункам, дозированием газа форсунками и передачей газа элементами топливоподающей аппаратурой (ТА) -газодинамическими трактами (ГДТ), к цилиндрам двигателя в требуемом количестве.

В настоящей работе рассмотрены вопросы влияния различных конструктивных и геометрических параметров ГДТ, а также конструктивных схем ТА (размещение элементов ТА), на организацию процесса смесеобразования. Показаны результаты расчетных исследований по оптимизации процесса смесеобразования на стадии дозирования топлива по цилиндрам двигателя, приведены результаты экспериментальных исследований работы газового двигателя, оснащенного ТА, выполненной по различным конструктивным схемам.

Все вышеизложенное определяет актуальность проведенного исследования.

Цель работы. Целью настоящей работы служит исследование влияния организации подачи газа на рабочие параметры газового двигателя и определение путей улучшения этих параметров за счет обоснованного выбора конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

Объект испытаний. В качестве объекта испытаний выбран газовый двигатель большой размерности, конвертированный из дизеля иностранного производства. Двигатель оснащен: системой питания с распределенным фазированным впрыском газа, искровой системой зажигания и микропроцессорной системой управления.

Предметом исследования служили процессы течения газа, происходящие в газодинамических трактах систем питания двигателя и конструкция газодинамического тракта.

Методы исследования. В теоретической части работы используются изложенные в научно - технической литературе зависимости расчета показателей цикла, соответствующие положениям теории двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и формулы расчета газопроводов. Экспериментальные исследования проводились на базе моторных стендов ФГУП «НАМИ» в соответствии с требованиями нормативных документов, регламентирующих проведение испытаний.

Научную новизну составляет:

Разработан метод, который позволяет выбрать конструктивную схему расположения ТА, в зависимости от величины внутреннего диаметра ГДТ конструктивных, геометрических параметров ГДТ, потерь давления и средней скорости потока газа в ГДТ.

Разработан алгоритм расчета потерь давления в газодинамическом тракте для прямых (вертикальных, горизонтальных и наклонных) участков и колен. Алгоритм позволяет определить влияние различных конструктивных и геометрических параметров ГДТ, а также конструктивных схем размещения элементов ТА, на потери давления газа в ГДТ.

Представлены результаты эксперимента, которые показали влияние конструктивных схем размещения ТА, конструктивных и геометрических параметров ГДТ, на распределение газа по цилиндрам двигателя, и как следствие, на его мощностные и экономические параметры. Квалификационная формула работы:

В данной работе, на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований, расчетов и конструкторских разработок осуществлен выбор конструктивной схемы топливоподающей аппаратуры для передачи газа к цилиндрам двигателя, данная схема позволяет получить равномерное распределение газа по цилиндрам двигателя, достичь высоких мощностных и экономических показателей.

Практическая ценность работы. Разработанная конструктивная схема подачи газа, новизна конструкции, которой защищена патентами РФ, а выбор конструктивных и геометрических параметров (конфигурация и внутренний диаметр) ГДТ произведен по разработанному методу, отличается от применяемых ранее вариантов возможностью сообщения системы питания двигателя с воздухом и газом посредством промежуточного устройства для подачи газа с каналами и газодинамическими трактами равной геометрии, и имеющим возможность сообщения с полостями цилиндра и источником газа. Разработанная схема системы питания, отличающаяся от ранее использующихся, размещением ее конструктивных элементов, позволяет обеспечить равномерное распределение газа по цилиндрам двигателя.

Реализация результатов работы. Результаты исследований были использованы при выполнении договорных работ ФГУП «НАМИ» на разработку и исследования газовых двигателей, конвертированных из дизелей и оснащенных искровой системой зажигания и микропроцессорной системой управления. По результатам конструкторских разработок было получено 8 патентов РФ. Газовый двигатель, оснащенный разработанной системой питания, прошел сертификацию для промышленного производства партии двигателей в количестве 100 штук. Сертификат соответствия № РОСЛИ.. МТ 23.А00641. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Разработанные метод выбора конструктивной схемы и алгоритм расчета потерь давления для прямых участков и колен газодинамического тракта.

2. Результаты расчетного исследования, на базе разработанных математической модели и метода выбора конструктивной схемы, которые показали возможность улучшения мощностных и экономических параметров работы газового двигателя за счет применения разработанной схемы подачи газа.

3. Результаты экспериментального исследования влияния систем питания, с ТА, выполненной по различным конструктивным схемам на мощностные и экономические показатели работы газового двигателя.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Международном автомобильном научном форуме (МАНФ-2007) и 66-й международной научно - технической конференции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Автомобиль и окружающая среда», НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», 2009г., а также опубликованы в тематических изданиях, и ряде научных статей.

Публикации. По результатам исследований было опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Объем диссертации 158 страниц. Работа содержит введение, четыре главы основного содержания, общие выводы, список литературы из 114 наименований и 2 страниц приложения. Основное содержание изложено на 148 страницах машинописного текста, 65 рисунков и 108 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цель и задачи исследования, представлены выносимые на защиту основные положения диссертационной работы, сформулирована научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе приводится обзор общего состояния вопроса на основе анализа научно - технической литературы. Производится постановка задачи.

Научным исследованиям газовых двигателей придается большое значение. В этом аспекте Россия представлена научными и образовательными организациями: ФГУП «НАМИ», ООО «ГАЗПРОМ ВНИИГАЗ», НПО «НАТИ», ОАО «НИИАТ», ГТУ «МАДИ», МГТУ «МАМИ», и др. Широкую известность получили работы отечественных и зарубежных исследователей газовых двигателей: В.А.Бурцева, Ю.Н. Васильева, Г.И. Генкина, И.И. Гольтблата, С.Н. Девянина, В.И. Ерохова, JI.C. Золотаревского, Р.З.Кавтарадзе, В.Ф.Каменева, В. И. Кузнецова, В.М. Кузнецова, В.Ф. Кутенева, В.А.Лиханова, В.А. Лукшо, Ю.Н. Панова, Н.М. Певнева, E.H. Пронина, Г.Н.Савельева, Г.И.Самоля, A.C. Хачияна, Е.В. Шатрова, G. Cacuchi, R. Gaudio, F. Zakachini, S. Maita, E. Volri, M. Oguchi, P. Wienhold, J. Wozniak, и др. Необходимость решения экологических проблем и ужесточение требований к экологической составляющей работы ДВС, стимулировали поиск новых технических решений организации подачи газа. Существует несколько способов подачи газа в двигатель — центральная подача, непосредственный впрыск, распределенный нефазированный впрыск, распределенный фазированный впрыск. Системы питания с распределенным фазированным впрыском обеспечивают достижение наилучших показателей двигателя по технологичности, топливной экономичности и выполнению современных и перспективных требований по экологии.

В процессе проведении предварительных испытаний газового двигателя (позднее ставшего объектом испытаний), было установлено, что при достижении нагрузки более 700...800 Н.м, работа двигателя становится неустойчивой, сопровождается шумом и вибрацией. Варьирование величины угла опережения зажигания (УОЗ) положительных результатов не дали. Проверка работы ГБА и газовых форсунок показала, что элементы системы питания работают в штатном режиме. Проведенный газовый анализ проб из каждого цилиндра двигателя позволил выявить неравномерность распределения газо - воздушной смеси по цилиндрам двигателя. Для предотвращения неравномерности распределения воздуха по цилиндрам был модернизирован впускной коллектор. Однако, использование модернизированного впускного коллектора не изменило характера работы двигателя. На следующем этапе диагностических работ были проведены исследования ТА системы питания газом. В результате было установлено, что элементы ТА - газодинамические тракты, по которым газ поступает от форсунок

во впускной коллектор обладают различными конструктивными и геометрическими параметрами.

На основании проведенного анализа научно - технической литературы сформулированы задачи диссертационного исследования:

1. Для определения влияния различных конструктивных и геометрических параметров газодинамических трактов, а также конструктивных схем размещения элементов топливоподающей аппаратуры, на организацию процесса смесеобразования, разработать метод выбора конструктивной схемы топливоподающей аппаратуры и алгоритм расчета потерь давления в газодинамическом тракте.

2. На основании разработанного метода, по разработанному алгоритму расчета потерь давления в газодинамическом тракте, провести расчетные исследования, для определения изменений потерь давления газа в газодинамическом тракте, средней скорости потока газа в зависимости от конструктивных и геометрических параметров газодинамического тракта;

3. На основании результатов расчетных исследований обосновать выбор конструктивных и геометрических параметров газодинамических трактов для разработанной конструктивной схемы подачи газа;

4. На основании проведенных расчетных исследований разработать конструктивную схему системы питания. Изготовить, смонтировать и испытать макетный образец системы питания выполненной по разработанной схеме, в условиях моторного стенда.

5. По результатам исследовательской работы разработать рекомендации, которые должны учитываться при проектировании системы питания газового двигателя.

Во второй главе, представлены теоретические основы метода выбора конструктивной схемы, приведены результаты теоретических исследований.

Методические и расчетные исследования, связанные с определением различных параметров газопроводов, изучение параметров жидкости или газа, протекающих по газопроводам ведутся достаточно давно. В отличие от существующих методик, разработанный метод выбора конструктивной схемы определяет требуемый расход газа по зависимостям теплового расчета теории ДВС, выбор внутреннего диаметра ГДТ производится путем исследований параметров течения газа, величины потерь давления газа в ГДТ, средней скорости потока газа и адаптирован к потребностям автомобильного двигателя. Метод выбора конструктивной схемы топливоподающей аппаратуры состоит из следующих этапов:

1. Расчет требуемого количества газа.

2.Расчет потерь давления в ГДТ, исходя из конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

3. Выбор величины давления газа и расчет расхода газа, проходящего через ГД Т.

4. Расчет средней скорости потока газа в зависимости от внутреннего диаметра ГДТ.

5. Выбор конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

6. Выбор схемы размещения топливоподающей аппаратуры.

Выбор конструктивной схемы подачи газа по разработанному методу.

Для расчетных и экспериментальных исследований были выбраны две конструктивные схемы подачи газа, показанные на рисунке 1. Критериями выбора схемы №1 служило: технологичность, простота сборки, широкая известность в мире, и в России (по материалам литературных источников). Схема №2 была разработана в процессе проведения настоящей работы. Критерии выбора следующие: данная схема должна обеспечивать минимальную длину ГДТ, для чего форсунки размещаются на минимальном расстоянии от впускного клапана, поток газа должен перемещаться по ГДТ сверху вниз для уменьшения потерь давления, при открытом впускном клапане поток газа должен направляться в цилиндр. Кроме того, конструктивная схема должна обеспечивать высокую технологичность, простоту сборки и обслуживания всей конструкции. Величины конструктивных и геометрических параметров ГДТ приведены в диссертации.

Рисунок 1 - Конструктивные схемы подачи газа

а - схема №1,6- схема №2.

1 - газодинамический тракт, 2 - впускной коллектор, 3 - внутренняя полость впускного коллектора, 4 - газовая форсунка, 5 - газовая рампа.

Ь1, ЬЗ, Ь5 - прямые (горизонтальные, вертикальные, наклонные) участки тракта, Я, 112,114 - колена тракта, с! - внутренний диаметр тракта, Ьн, Ьк -соответственно начальная и конечная высоты подъема (снижения) потока газа. По схеме №1 размещалась ТА на начальном этапе экспериментальных исследований, В составе ТА имеется 6 ГДТ внутренним диаметром 8мм. На схеме №1 форсунки (4), объединенные рампами (5), располагаются на различном расстоянии от впускных клапанов, причем конструктивные и геометрические параметры ГДТ (участков Ы, Я2, ЬЗ, 114, Ь5) различаются между собой. Схема №2 предусматривает установку каждой газовой форсунки (5) на минимальном расстоянии от впускного клапана того цилиндра, в который подается газ. На этой схеме конструктивные и геометрические параметры ГДТ равны между собой, и регламентированы расстоянием впускного канала, расположенного непосредственно в головке блока цилиндров (ГБЦ). В составе ТА имеется 6 ГДТ. 1. Расчет требуемого количества газа.

Определение требуемого количества газа для работы двигателя по внешней скоростной характеристике производился по зависимостям теплового расчета, изложенным в технической литературе. Для расчета использовались параметры газового двигателя, выбранного в качестве объекта испытаний, и результаты предварительных экспериментальных исследований (давление наддува). Расчетом установлено, что требуемый часовой расход газа составит - 68,2 кг/ч, для состава смеси о= 1,0. При этом величина максимальной цикловой подачи составит - 17б,4мг/ц.

В целях обеспечения фазированности подачи газа необходимо подать газ в тот момент времени, когда впускной клапан открыт, а выпускной закрыт. Расчетом определено, что время подачи газа варьируется от 23,33 мс при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин'1, до 11,67мс при частоте вращения коленчатого вала 2000 мин'1.

Следовательно, для достижения максимальной мощности необходимо организовать подачу газа в каждый цилиндр двигателя в количестве до 200 мг/ц за 12 мс. Для выполнения данного условия увеличивают величину давления газа, подводимого к форсунке. Однако при перемещении потока газа по ГДГ величина давления снижается за счет преодоления сил трения, тяжести и силы сопротивления потоку. Поэтому расчет потерь давления газа в ГДТ играет существенную роль при определении конструктивной схемы подачи газа.

2.Расчет потерь давления в ГДТ, исходя из конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

При выполнении расчета использовались модели, разработанные Г.Н. Абрамовичем, М.Г. Сухаревым, A.M. Карасевичем, Г.П. Комниной, O.A. Прошутинским. При построении математической модели использовались: закон сохранения массы, закон сохранения движения, закон сохранения энергии.

В процессе теоретического исследования было принято условие, что при работе двигателя на режиме максимальной мощности, изменения величин давления и скорости газа по времени внутри ГДТ незначительны, а внутренний диаметр ГДГ остается постоянным на всех участках. Тогда можно использовать систему дифференциальных уравнений:

(2Л)

i iu+SY+i\pmf —ps^-^Mt-TJ (2.2)

f-p^H (2.3)

dx{ 2 p * J M ^>

После преобразований, получаем выражение:

р% -pl(l + ahk) = cAXTcpzcpLD's

1 +

Я2; (2.5)

где: рнирк- давление в начале и конце газодинамического тракта, ¡¡и И,-задают аппроксимацию газодинамического тракта, /, - длина / - ого участка газодинамического тракта, /г,- и /г/+/ - превышение и снижение концевых точек

участка газодинамического тракта относительно начальной точки, Ик=кп+1 -аналогичная величина для конечной точки участка газодинамического тракта, г - коэффициент сжимаемости, тср=г(рср, Тср), Ь- длина участка газодинамического тракта, рср - среднее интегральное давление, Гср-средняя расчетная температура.

После преобразований выражения (2.5) получаем формулу:

й-й-ад273*10-44аи>-у; (2.6)

где: Л - коэффициент гидравлического сопротивления, Яе - число Рейнолдса, Ь - расчетная длина участка газодинамического тракта.

В расчетах участков ГДТ использовались формулы:

Для определения потерь давления на преодоление сил трения используется формула:

рги-р\ =0,1273*10-'Л^Д-у. (2.7)

Для определения потерь давления на преодоление силы тяжести используется формула:

= (2.8)

Для наклонных участков ГДТ применяем формулу, уточненную автором. Поскольку ГДТ может располагаться под углом к нормали, автор предлагает при расчете использовать значение, которое учитывает угол наклона участка. Данная формула имеет вид:

[8 кЬ ^

а. (2.9)

где, и'па - угол наклона участка.

Местные потери давления на участках поворота потока зависят от угла поворота потока и отношения среднего радиуса поворота Я0 к наружному диаметру Д, и рассчитываются по формуле:

АР--^. (2.10)

где £ - безразмерный коэффициент местного сопротивления, р - плотность газа, со - средняя скорость газа в ГДТ.

Пример алгоритма расчета потерь давления в коленах ГДТ показан на рисунке 2.

Результаты расчета потерь давления газа для схемы №1 по разработанному методу показаны в диссертации.

3. Выбор величины давления газа и расчет расхода газа, проходящего через ГДТ.Для расчета расхода газа используем формулу: 1

- (2Л1)

где: /л - коэффициент расхода газа; к Су/С-, ', Ео — площадь сечения; р — плотность газа; Р - давление газа.

4. Расчет средней скорости потока газа в зависимости от внутреннего диаметра ГДТ.Для определения средней скорости потока газа используется

формула: о = -фЩ ;(2.12) где Яе - число Рейнолдса, £> - диаметр ГДТ, и -кинематическая вязкость газа.

Рисунок 2 - Алгоритм расчета потерь давления для колен газодинамического тракта

5. Выбор конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

Для схемы №2 конструктивные параметры - длина ГДТ, определялась параметрами внутренней полости впускного коллектора и составила 86 мм при радиусе изгиба 70...80 мм. С целью определения оптимального внутреннего диаметра проводились расчетные исследования. Результаты расчета параметров течения газа для схемы №2 в графическом виде показаны на рисунке 3.

Коэффициент расхода топлива 0.5-1

0,40,3. 0,20,1

Поцилиндровый часовой расход топлива, кг/ч 12,0-

11,9 11,8-1 11,7 11,6 11,5 11,4 11,3

Средняя ско] ¡юстыютока

м ¡"1,5 МП» М Р-г.ОкЛ \

\ ^

Ч фМ.ЗиП»

Средн. скорость

потока, м/с 3,0

■2,0

■1,0

■ 0

Потери давления, мПа ■0,06

■0,05

-0,04

•0,03

■0,02

-0,01

12 Внутренний диаметр ГДТ, мм

Рисунок 3 - Зависимость параметров течения газа от внутреннего диаметра ГДТ

Как следует из графиков, большие внутренние диаметры ГДТ (8... 12мм) позволяют обеспечить меньшие значения коэффициента расхода топлива (ц=0,029...0,125), меньшие величины потерь давления (0,00017...0,00153 мПа). При этом средний поцилиндровый часовой расход газа составит 11,45 кг/ч, что для двигателя в целом составит 70,0 кг/ч. Данное значение часового расхода газа удовлетворяет величине, полученному в результате теплового расчета - 68,2 кг/ч. Однако усредненное значение средней скорости потока составит 0,6 м/с. Внутренний диаметр ГДТ, равный 4мм имеет высокую среднюю скорость потока газа - 3,48 м/с. Однако обладает наиболее высокими потерями давления (0,0577 мПа), наибольшими значениями коэффициента расхода топлива (0,26...0,55). «Золотую середину», в данном случае, представляет ГДТ с внутренним диаметром 6 мм. Коэффициент расхода топлива ГДТ расположен в диапазоне (0,12...0,23). Потери давления составляют - 0,0068 мПа. Средняя скорость потока газа - 1,55 м/с. При давлении газа в 1,5 мПа, поцилиндровый расход газа составит -11,5 кг/ч. Для двигателя в целом 69,0 кг/ч, что корреспондируется с величиной часового расхода газа, полученной в результате теплового расчета. В результате проведенного расчета выбраны внутренний диаметр ГДТ - 6 мм и величина начального давления газа не менее 1,5 мПа.

6. Выбор конструктивной схемы размещения топливоподающей аппаратуры.

В результате проведенных расчетов предоставляется возможность выбрать схему размещения ТА (таблица 1).

_ Таблица 1. Параметры ГДТ для схем расположения ТА №1 и №2.

№№ Наименование параметра Схема Схема

п/п №1 №2

1. Внутренний диаметр ГДТ, мм 8 6

2. Средняя величина потерь давления в ГДТ, мПа 0,0086 0,0068

3. Средняя скорость потока, м/с 0,87 1,55

4. Количество участков ГДТ 5 1

5. Средняя длина ГДТ, мм 400 86

6. Коэффициент расхода топлива 0,125 0,23

7. Давление газа, подводимое к форсунке, мПа 1,0 1,6

8. Часовой расход газа по двигателю в целом, кг/ч 68,6 69,0

Как показано в таблице, при практически одинаковом часовом расходе газа схема №2 обладает лучшими показателями по потерям давления, средней скорости потока газа и технологичности. В связи с этим система питания, выполненная по схеме №2, была принята для изготовления и проведения экспериментальных исследований.

В третьей главе дано описание разработанной конструкции и макетного образца системы питания газового двигателя, позволяющую реализовать результаты расчетных работ, представлено оборудование моторного стенда, лабораторной установки, программно - аппаратная часть, описание элементов системы питания, газобаллонного оборудования, приборов и др.

Расчетными исследованиями определены параметры ГДТ. Для обеспечения заданных параметров разработана конструкция газового распределителя. Данный узел, показан на рисунке 4, состоит из газовой рампы, ГДТ и вспомогательных деталей. Кроме передачи воздуха, узел позволяет организовать установку газовых

а б

Рисунок 4 - Газовый распределитель

а - вид в разрезе, б - реальный вид газового распределителя без ГДТ

1 - корпус газовой рампы, 2 - полость для газа, 3 - места установки газовых форсунок, 4 — штуцерное соединение, 5 - места установки газодинамических трактов, 6 - отверстия для крепления газового распределителя на двигателе, 7 - воздушные окна, 8 - пробка.

Установка разработанного газового распределителя на двигателе, показана на рисунке 5.

Данным газовым распределителем был оснащен вариант системы питания, выполненный по конструктивной схеме подачи газа №2. Новизна технических решений вновь разработанных узлов и деталей защищена патентами РФ от

2007...2009 г.г. Основное оборудование, диапазон измерений приводится в диссертации.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям. Экспериментальные исследования и обработка полученных результатов производились в соответствии с ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний». В графическом виде результаты расчетных и экспериментальных исследований показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Результаты расчета и эксперимента часового расхода газа, цикловой подачи газа, мощности, времени открытия впускного клапана по внешней скоростной характеристике

1 - эффективная мощность расчетная, 2 - эффективная мощность экспериментальная, 3 - время открытия впускного клапана, 4 - давление наддува, 5- часовой расход газа экспериментальный, 6 - часовой расход газа расчетный, 7 -цикловая подача газа экспериментальная, 8 - цикловая подача газа расчетная.

а б

Рисунок 5 - Общий вид установки газового распределителя

а - вид в разрезе, б - вид газового распределителя на двигателе. - газодинамический тракт (ГДТ), 3 - газовая рампа, 3 - впускной коллектор

Зоооо мг/цикл 210

II, мин1.

Предельные показатели работы двигателя оценивались по внешней скоростной характеристике. Давление газа, подводимого к форсункам системы питания выполненной по схеме №1 (при внутреннем диаметре ГДТ - 8мм) составляло - 1,0 мПа. Для системы питания выполненной по схеме №2 (при внутреннем диаметре ГДТ - 6мм) этот параметр составил - 1,6 мПа. Угол опережения зажигания (УОЗ) выбирался оптимальным. Состав смеси а=0,97...1. Увеличение нагрузки происходило до достижения температуры отработавших газов (ОГ) в выпускной магистрали величины - 800...850°С. Это позволило обеспечить защиту двигателя от возможного теплового повреждения. Результаты исследований показаны на рисунке 7.

— параметры работы двигателя, схема № 1,

— параметры работы двигателя, схема №2.

В результате экспериментального исследования было установлено: применение обоснованных конструктивных и геометрических параметров ГДТ, использование стратегии управления подачи газа под высоким давлением позволили системе питания выполненной по схеме №2, увеличить максимальную мощность исследуемого двигателя на 5,6% (242,1 кВт против 229,1 кВт), максимальный крутящий момент на 19% (1485,0 Н.м против 1240,0 Н.м), улучшить минимальный удельный расход газа на 15,5% (221,2 г/кВт. ч против 261,7 г/кВт. ч). А так же обеспечить практически равномерное распределение газа по цилиндрам двигателя.

В процессе определения внешней скоростной характеристики для оценки влияния ТА схемы №2 на протекание рабочих процессов, производился газовый анализ проб выбросов с ОГ двигателя. Было установлено, что на режиме максимальной мощности, процесс сгорания протекал более эффективно (максимальное значение по выбросам диоксида углерода (С02) (11,17% против 8,3%), но при этом имело место повышение концентрации оксидов азота (ЫОх) (4289 ррш против 3689 ррт).

В процессе определения экологических параметров работы двигателя были проведены экспериментальные исследования по 13 - ти ступенчатому циклу с использованием трехкомпонентного каталитического нейтрализатора и стратегии управления системой питания по обратной связи с задержкой сигнала в области богатых смесей. Применение данной стратегии позволило получить следующие результаты: концентрация оксидов азота - 3,4 г/кВт.ч, концентрация оксидов углерода -1,5 г/кВт.ч, концентрация углеводородов - 0,8 г/кВт.ч.

На основании результатов проведенного диссертационного исследования предоставляется возможность дать следующие рекомендации, которые должны учитываться при проектировании системы питания газового двигателя:

1. Выбор конструктивной схемы, конструктивные и геометрические параметры газодинамических трактов, должны быть обоснованы расчетными значениями средней скорости потока, величины потерь давления, требуемым расходом газа и временем подачи газа в цилиндр по представленному методу.

2. Газодинамические тракты системы питания должны обладать равными конструктивными и геометрическими параметрами.

3. В целях сокращения времени подачи газа от форсунки к впускному клапану необходимо располагать форсунку на минимальном расстоянии от впускного клапана.

4. В целях снижения потерь давления газа в газодинамическом тракте следует предусмотреть возможность упрощения конструктивных параметров газодинамического тракта.

Основные результаты и выводы

В диссертационной работе решена важная научно - техническая задача: на основании расчетных и экспериментальных исследований определено влияние организации подачи газа на рабочие параметры газового двигателя. Изучены и определены пути улучшения параметров работы газового двигателя за счет обоснованного выбора конструктивных и геометрических параметров топливоподающей аппаратуры на основе математического моделирования процесса смесеобразования на стадии дозирования топлива по цилиндрам газового двигателя. По результатам проведенных работ предоставляется возможность сделать следующие выводы:

1. Разработан метод выбора конструктивной схемы топливоподающей аппаратуры и алгоритм расчета потерь давления в газодинамическом тракте, которые позволяет определить влияние различных конструктивных и геометрических параметров газодинамических трактов, а также конструктивных схем размещения элементов топливоподающей аппаратуры, на организацию процесса смесеобразования.

2. На основании разработанного метода, по разработанному алгоритму расчета потерь давления в газодинамическом тракте, проведены расчетные исследования, которые показали изменения потерь давления газа в газодинамическом тракте, средней скорости потока газа в зависимости от конструктивных и геометрических параметров газодинамического тракта;

3. На основании расчетных исследований обоснован выбор конструктивных и геометрических параметров газодинамических трактов для разработанной конструктивной схемы подачи газа;

4. На основании проведенных расчетных исследований разработана конструктивная схема, изготовлен, смонтирован и прошел экспериментальные исследования макетный образец системы питания и элементов системы питания - газовых распределителей. Настоящая система питания позволяет снизить потери давления, увеличить среднюю скорость потока газа, обеспечить подачу газа сверху - вниз в область впускного клапана, высокую технологичность, и равномерность подачи газа в цилиндры двигателя.

5. Проведенные экспериментальные исследования показали преимущества системы питания, выполненной по разработанной схеме. Экспериментально доказано, что система питания выполненная по разработанной схеме, позволяет увеличить мощность (242,1 кВт против 229,1 кВт) за счет улучшения экономичности (221,2 г/кВт. ч против 261,7 г/кВт. ч) и небольшого - 0,88%, увеличения часового расхода газа (68,4 кг/ч против 67,8 кг/ч).

6. Проведенные исследования позволяют повысить конкурентоспособность газового двигателя. Испытуемый двигатель с системой питания, выполненной по разработанной схеме, обладает литровой мощностью - 20,0 кВт/л, когда газовые двигатели отечественного и зарубежного производства, того же назначения, имеют литровую мощность - 14,0...16,0 кВт/л,

7. В результате выполненной работы разработаны рекомендации для практической реализации технических решений.

Основные положения диссертации были отражены в следующих печатных работах: Статьи.

1. Григорьев Л.Ю. Особенности конструктивных решений рядных и V -образных газовых двигателей, конвертированных из дизелей/

Лукшо В.А., Григорьев Л.Ю.// Автомобильная промышленность, №4 - М., «Машиностроение», 2009г. - С.5 - 7.

2. Григорьев Л.Ю. Технические аспекты обеспечения экологической безопасности газовыми двигателями //

В .А. Лукшо, А.С. Тюфяков, Л.Ю. Григорьев, Труды НАМИ/ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». - М., 2009. С. 133 -147. (Труды НАМИ; вып. №242)

3. Григорьев Л.Ю. Влияние организации подачи топлива на показатели работы газового двигателя, конвертированного из дизеля /Лукшо В.А., Григорьев Л.Ю. //Труды НАМИ/ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ».- М., 2012. С. 5 -22. (Труды НАМИ; вып. №250)

4. Григорьев Л.Ю. Определение полного расхода газа за один рабочий цикл газовой форсунки/ Григорьев Л.Ю.// Труды НАМИ/ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». - М., 2013. С. 124 - 129. (Труды НАМИ; вып. №253)

5. Григорьев Л.Ю. Способы подачи газа в газовые двигатели и конструктивные схемы расположения топливоподающей аппаратуры газовых двигателей с распределенным фазированным впрыском газа/ Григорьев Л.Ю.// Труды НАМИ/ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ». - М., 2013. С. 95 - 104. (Труды НАМИ; вып. №254)

Патенты.

1. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Григорьев Л.Ю., Князев А.М. «Двигатель внутреннего горения». Патент РФ на полезную модель № 64703. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 10 июля 2007г.

2. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Григорьев Л.Ю., «Газовый двигатель внутреннего горения». Патент РФ на полезную модель № 64704. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ Юиюля 2007г.

3. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Цапов H.H., Григорьев Л.Ю., «Много цилиндровый двигатель внутреннего сгорания». Патент РФ на полезную модель № 65975. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 27 августа 2007г.

4. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Григорьев Л.Ю., «Свечной патрон». Патент РФ на полезную модель № 68793. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей РФ 27 ноября 2007г.

5. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Цапов H.H., Григорьев Л.Ю., «Тепловой двигатель для работы на газовом топливе». Патент РФ на изобретение № 2338901. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 20 ноября 2008г.

6. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Цапов H.H., Григорьев Л.Ю., «Система подачи воздуха с горючим газом в тепловой двигатель». Патент РФ на изобретение №2343303. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 10 января 2009г.

7. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Григорьев Л.Ю., «Устройство для зажигания горючей смеси в газовом двигателе». Патент РФ на изобретение № 2433305. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 10 января 2009г.

8. Григорьев Л.Ю. Лукшо В.А., Миронов М.В., Григорьев Л.Ю., «Устройство для подачи горючего газа в двигатель внутреннего сгорания». Патент РФ на изобретение № 2353792. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 27 апреля 2009г.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Формат 60х84'/1б. Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 477.

Издательство РГАУ - МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: (499) 977-00-12,977-26-90,977-40-64

Государственный научный центр Российской Федерации Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно - исследовательский автомобильный и

автомоторный институт «НАМИ»

Исследование влияния конструктивных и геометрических параметров топливоподающей аппаратуры на показатели работы газовых двигателей

с искровым зажиганием и микропроцессорной системой управления

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

04201452758

Григорьев Леонид Юрьевич

Специальность 05.04.02 «Тепловые двигатели»

Научный руководитель:

кандидат технических наук заслуженный машиностроитель РФ

Лукшо В.А.

Москва 2013 г.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - коэффициент избытка воздуха Мкр - крутящий момент, Н.м; Ие - эффективная мощность двигателя, кВт; п - частота вращения коленчатого вала, мин "'; От - часовой расход топлива, кг/час; ge - удельный расход топлива, г/кВт.час; щ - коэффициент наполнения; Уи - рабочий объем двигателя, л; Ни - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Я0 - универсальная газовая постоянная; Тог - температура отработавших газов, °С; п] - среднее значение показателя политропы сжатия; п2 - средний показатель политропы расширения; £ - ход поршня, мм; И - диаметр цилиндра, мм; е - степень сжатия; Р - давление, мПа;

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...............................................................................................................................5

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА НА ОСНОВАНИИ

ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................................................8

1.1. Обоснование использования компримированного

природного газа в качестве моторного топлива..............................................................8

1.2. Обзор экологического состояния..............................................................................10

1.3. Исторические аспекты применения газа

в качестве моторного топлива на автомобильном транспорте....................................13

1.4. Предварительные испытания, поиск конструкторского

решения по конвертации двигателя.................................................................................13

1.5. Обзор способов подачи топлива в газовые двигатели............................................22

1.6. Обзор конструктивных схем организации подачи газа

в газовые двигатели..........................................................................................................32

1.7. Обзор методологий расчетов газопроводов.............................................................36

1.8. Выводы по первой главе...........................................................................................37

1.9. Постановка задачи исследования..............................................................................38

ГЛАВА II. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ТРАКТА НА ПОДАЧУ ГАЗА

В ДВИГАТЕЛЬ..................................................................................................................39

2.1. Теоретические основы метода выбора конструктивной

схемы, результаты теоретических исследований..........................................................39

2.2. Расчет требуемого количества газа при

коэффициенте избытка воздуха равном единице...........................................................40

2.3. Расчет времени открытия впускного клапана..........................................................48

2.4. Расчет потерь давления в ГДТ, исходя из конструктивных

и геометрических параметров ГДТ..................................................................................49

2.4.1. Закон сохранения массы или уравнение

неразрывности...................................................................................................................49

2.4.2. Закон сохранения количества движения...............................................................49

2.4.3. Закон сохранения энергии......................................................................................50

2.4.4. Учет размерности....................................................................................................52

2.4.5. Свойства газовых смесей........................................................................................53

2.4.6. Коэффициент сжимаемости ъ (р,Т)........................................................................54

2.4.7. Динамическая вязкость...........................................................................................54

2.4.8. Теплоемкость газа....................................................................................................54

2.4.9. Нормативные формулы гидравлического и

теплового расчета газодинамического тракта...............................................................54

2.4.10. Зависимость разности напоров от расхода и высот...........................................54

2.5. Расчет потерь давления в газодинамических трактах система питания с расположением топливоподводящей

аппаратуры выполненной по схеме №1..........................................................................61

2.6. Расчет потерь давления в газодинамических трактах система питания с расположением топливоподающей

аппаратуры выполненной по схеме №2........................................................................101

2.7. Определение количества газа, проходящего через

форсунку в зависимости от времени работы форсунки..............................................103

2.8. Выбор величины давления газа и расчет расхода газа,

проходящего через ГДТ..................................................................................................108

2.9. Расчет средней скорости потока газа в зависимости

от внутреннего диаметра ГДТ........................................................................................108

2.10. Выбор конструктивных и геометрических параметров ГДТ............................108

2.11. Выбор конструктивной схемы размещения

топливоподающей аппаратуры......................................................................................109

2.12. Выводы к второй главе..........................................................................................110

ГЛАВА III. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИСПЫТАНИЙ И ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ..................................................................................................................111

3.1. Объект испытаний....................................................................................................111

3.1.1. Технические данные базового дизеля.................................................................111

3.1.2. Конвертация базового дизеля в газовый двигатель...........................................112

3.2. Краткое описание моторного стенда......................................................................124

3.3. Подготовка работы аппаратной части системы питания

к проведению экспериментальных исследований при помощи

осциллографирования.....................................................................................................130

3.4. Выводы по третьей главе.........................................................................................132

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, КОНВЕРТИРОВАННОГО ИЗ ДИЗЕЛЯ, ОСНАЩЕННОГО РАЗЛИЧНЫМИ ВАРИАНТАМИ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ........................................133

4.1. Определение предельных показателей работы двигателя....................................133

4.2. Определение зависимости экономических параметров

работы двигателя от нагрузки........................................................................................137

4.3. Сопоставление результатов расчетных и экспериментальных исследований...139

4.4. Экспериментальные исследования теплового состояния газового двигателя, оснащенного вторым вариантом

системы питания......................................................................................................140

4.5. Экспериментальные исследования путей снижения

вредных выбросов...................................................................................................142

4.6. Сравнительная оценка газовых двигателей...........................................................145

4.7. Выводы по четвертой главе.....................................................................................147

Основные результаты и выводы.............................................................................148

Список используемой литературы.........................................................................150

Приложение..............................................................................................................161

Введение

Расширение использования природного газа в качестве моторного топлива для двигателей автотранспортных средств и энергоустановок - является одной из основных тенденций развития современной техники. Это происходит на фоне постоянно растущего дефицита жидких моторных топлив. Сейчас до 70% нефти добываются из месторождений, которые были открыты 25 и более лет тому назад [29]. Межправительственная комиссия по изменению климата оценила мировые запасы нефти и газа в 5... 18 трлн. баррелей [35,36,46]. Эксперты ОПЕК прогнозируют, что Россия исчерпает запасы нефти к 2021г. [7,19]. Очевидно, что происходит постоянное истощение разведанных и подтвержденных запасов нефти, и одновременно с этим, рост ее потребления. В качестве альтернативного моторного топлива, начиная с 1936г., в России используется природный газ. Россия обладает 27..30% всех мировых запасов природного газа и развитой инфраструктурой. [24,30].

Кроме того, проблема чистоты воздушного бассейна является одной из наиболее серьезных проблем современности. В качестве подтверждения зависимости здоровья населения от качества атмосферного воздуха является тот факт, что кривая заболеваемости, например, москвичей, полностью повторяет кривую роста количества автотранспортных средств и объем сжигаемого топлива [33,34]. Проведенные в Швеции исследования показали экологические преимущества природного газа. Газовое топливо на 75% благоприятнее дизтоплива, и на 50% бензина. Отработавшие газы (ОГ) двигателей, работающих на метане, на 60% менее вредны для здоровья человека. ОГ двигателей внутреннего сгорания (ДВС), использующие в качестве моторного топлива компримированный природный газ (КПГ) на 60...80% меньше разрушают озоновый слой, на 50% меньше способствуют формированию кислотных осадков, на 25% меньше способствуют развитию парникового эффекта [35]. Газовые двигатели, мощностью свыше 150...200 кВт для автотранспортных средств общей массой свыше 3,5 т и энергоустановок создают путем конвертации из дизелей. Для этого с базового двигателя демонтируют систему питания дизеля, на двигатель устанавливают искровую систему зажигания, систему питания газовым топливом, микропроцессорную систему управления (МП - систему) [31,32]. Примеров создания новых конструкций двигателей только в газовом исполнении практически нет. Недостаточно изучены аспекты и возможности форсирования двигателя, улучшение топливной экономичности, качество распределения топлива по цилиндрам двигателя (неравномерность топливоподачи), влияние температурного состояния двигателя, организации рабочего процесса в газовых двигателях с точки зрения обеспечения требований по выбросам токсичных веществ с ОГ. Все это ни может не стимулировать инженеров на проведение исследований, результаты которых, в дальнейшем, станут базой для создания конструкций двигателей внутреннего сгорания с улучшенными мощностными и экономическими показателями их работы.

Актуальность темы. Важным фактором, изначально влияющим на мощностные и экономические показатели работы газового двигателя, является подготовка топлива и процесс смесеобразования. Эти процессы в газовом двигателе

5

связаны с подачей газа в газовую магистраль, редуцированием газа, управлением давлением газа, подводимого к форсункам, дозированием газа форсунками и передачей газа элементами топливоподающей аппаратурой (ТА) -газодинамическими трактами (ГДТ), к цилиндрам двигателя в требуемом количестве.

В настоящей работе рассмотрены вопросы влияния различных конструктивных и геометрических параметров ГДТ, а также конструктивных схем ТА (размещение элементов ТА), на организацию процесса смесеобразования. Показаны результаты расчетных исследований по оптимизации процесса смесеобразования на стадии дозирования топлива по цилиндрам двигателя, приведены результаты экспериментальных исследований работы газового двигателя, оснащенного ТА, выполненной по различным конструктивным схемам.

Все вышеизложенное определяет актуальность проведенного исследования.

Цель работы. Целью настоящей работы служит исследование влияния организации подачи газа на рабочие параметры газового двигателя и определение путей улучшения этих параметров за счет обоснованного выбора конструктивных и геометрических параметров ГДТ.

Объект испытаний. В качестве объекта испытаний выбран газовый двигатель большой размерности, конвертированный из дизеля иностранного производства. Двигатель оснащен: системой питания с распределенным фазированным впрыском газа, искровой системой зажигания и микропроцессорной системой управления.

Предметом исследования служили процессы течения газа, происходящие в газодинамических трактах систем питания двигателя и конструкция газодинамического тракта.

Методы исследования. В теоретической части работы используются изложенные в научно - технической литературе зависимости расчета показателей цикла, соответствующие положениям теории двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и формулы расчета газопроводов. Экспериментальные исследования проводились на базе моторных стендов ФГУП «НАМИ» в соответствии с требованиями нормативных документов, регламентирующих проведение испытаний.

Научную новизну составляет:

Разработан метод, который позволяет выбрать конструктивную схему расположения ТА, в зависимости от величины внутреннего диаметра ГДТ конструктивных, геометрических параметров ГДТ, потерь давления и средней скорости потока газа в ГДТ.

Разработан алгоритм расчета потерь давления в газодинамическом тракте для прямых (вертикальных, горизонтальных и наклонных) участков и колен. Алгоритм позволяет определить влияние различных конструктивных и геометрических параметров ГДТ, а также конструктивных схем размещения элементов ТА, на потери давления газа в ГДТ.

Представлены результаты эксперимента, которые показали влияние конструктивных схем размещения ТА, конструктивных и геометрических параметров ГДТ, на распределение газа по цилиндрам двигателя, и как следствие, на его мощностные и экономические параметры.

Квалификационная формула работы:

6

В данной работе, на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований, расчетов и конструкторских разработок осуществлен выбор конструктивной схемы топливоподающей аппаратуры для передачи газа к цилиндрам двигателя, данная схема позволяет получить равномерное распределение газа по цилиндрам двигателя, достичь высоких мощностных и экономических показателей.

Практическая ценность работы. Разработанная конструктивная схема подачи газа, новизна конструкции, которой защищена патентами РФ, а выбор конструктивных и геометрических параметров (конфигурация и внутренний диаметр) ГДТ произведен по разработанному методу, отличается от применяемых ранее вариантов возможностью сообщения системы питания двигателя с воздухом и газом посредством промежуточного устройства для подачи газа с каналами и газодинамическими трактами равной геометрии, и имеющим возможность сообщения с полостями цилиндра и источником газа. Разработанная схема системы питания, отличающаяся от ранее использующихся, размещением ее конструктивных элементов, позволяет обеспечить равномерное распределение газа по цилиндрам двигателя.

Реализация результатов работы. Результаты исследований были использованы при выполнении договорных работ ФГУП «НАМИ» на разработку и исследования газовых двигателей, конвертированных из дизелей и оснащенных искровой системой зажигания и микропроцессорной системой управления. По результатам конструкторских разработок было получено 8 патентов РФ. Газовый двигатель, оснащенный разработанной системой питания, прошел сертификацию для промышленного производства партии двигателей в количестве 100 штук. Сертификат № POC.IR. МТ23.А00641.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Разработанные метод выбора конструктивной схемы и алгоритм расчета потерь давления для прямых участков и колен газодинамического тракта.

2. Результаты расчетного исследования, на базе разработанных математической модели и метода выбора конструктивной схемы, которые показали возможность улучшения мощностных и экономических параметров работы газового двигателя за счет применения разработанной схемы подачи газа.

3. Результаты экспериментального исследования влияния систем питания, с ТА, выполненной по различным конструктивным схемам на мощностные и экономические показатели работы газового двигателя.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на Международном автомобильном научном форуме (МАНФ-2007) и 66-й международной научно - технической конференции ассоциации автомобильных инженеров (ААИ) «Автомобиль и окружающая среда», НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», 2009г., а также опубликованы в тематических изданиях, и ряде научных статей.

Публикации. По результатам исследований было опубликовано 12 работ. Структура и объем работы. Объем диссертации 158 страниц. Работа содержит введение, четыре главы основного содержания, общие выводы, список литературы из 112 наименований и 2 страницы приложения. Основное содержание изложено на 148 страницах машинописного текста, 65 рисунков и 108 таблиц.

7

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА НА ОСНОВАНИИ ОБЗОРА

ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Обоснование использования компримированного природного газа в

качестве моторного топлива

В связи с угрозой истощения запасов нефти, и её удорожанием доля природного газа, используемого в качестве энергоносителя, постоянно растет. Год от года увеличивается количество автотранспортных средств, использующих компримированный природный газ в качестве моторного топлива и его реализация. Та�