По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Газодизель с улучшенными экологическими показателями

Г. С. Савельев ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия, Е-mail: vim@vim.ru
Е. В. Овчинников ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия, Е-mail: vim@vim.ru
С. Ю. Уютов ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия, Е-mail: vim@vim.ru
Ю. Х. Уянаев ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. Москва, Россия, Е-mail: vim@vim.ru

В настоящей статье предложены способы и технические решения адаптации двигателя ММЗ Д-243, обеспечивающие высокое исключение выбросов NOx и сажи в атмосферу при работе дизельного двигателя по газодизельному процессу. В качестве топлива используется смесь пропана и бутана. При использовании параллельно нескольких систем управления двигателем, таких как системы рециркуляции отработавших газов, распределенной подачи газа и нейтрализации отработавших газов с подсистемой впрыска мочевины, соблюдаются нормы выбросов, соответствующие стандарту «Евро-5». Авторами предложены технические решения, обеспечивающие работу дизельного двигателя в режиме «газодизель» по двухтопливной схеме, обеспечивающей замещение дизельного топлива до 85% без снижения технических характеристик дизельного двигателя, межсервисного интервала и с улучшенными экологическими характеристиками. Для проведения эксперимента использовались технические решения, разработанные и изготовленные авторами в стенах лаборатории. Определение эффективности очищения выпускных газов проводилось на нагрузочном стенде, полностью оборудованном для проведения испытаний двигателей внутреннего сгорания. Эксперименты показали эффективность использования автоматизированной двухтопливной системы, адаптированной к работе на пропан-бутане с параллельно включенными системами отслеживания и корректирования экологических показателей на выпуске. Благодаря автоматизированной системе данный двигатель соответствует экологическому стандарту «Евро-5». В результате проведенных исследований коллективом авторов были получены результаты и выводы, подтверждающие, что данная система при незначительных конструктивных изменениях позволяет получить возможность использования пропана-бутана в качестве моторного топлива в дизельных двигателях и исключить неблагоприятные выбросы при работе на газе.

Литература:

1. Савельев Г. С., Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Родионов А. В., Роди-онов А. В., Уютов С. Ю., Фурман В. В. Система питания газодизеля // Патент РФ RUS 160771. 10.12.2015.

2. Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Уютов С. Ю., Савельев Г. С. Применение пропано-бутановой смеси в двигателях с воспламенением от запальной дозы дизельного топлива // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. — 2018. — № 5. — С. 30–37.

3. Измайлов А. Ю., Савельев Г. С., Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Уютов С. Ю. Автотракторный дизельный двигатель, адаптированный к работе на сжиженном углеводородном газе по газодизельному процессу // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. — 2018. — № 1 (35). — С. 10–15.

4. Шарипов В. М., Измайлов А. Ю., Дорохов А. С., Федоткин Р. С., Крючков В. А., Есеновский-Лашков М. Ю., Овчинников Е. В. К вопросу создания отечественного гусеничного трактора для современного сельскохозяйственного производства // Тракторы и сельхозмашины. — 2018. — № 2. — С. 17–25.

5. Дорохов А. С., Федоткин Р. С., Крючков В. А., Овчинников Е. В. Проблемы и перспективы создания отечественного универсального гусеничного трактора // Инновации в сельском хозяйстве. — 2018. — № 1 (26). — С. 280–288.

6. Савельев Г С., Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Родионов А. В., Родионов А. В., Уютов С. Ю., Фурман В. В. Система питания газодизеля // Патент РФ RUS 2617017. 02.12.2015.

7. Савельев Г. С., Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Родионов А. В., Родионов А. В., Уютов С. Ю., Фурман В. В. Система питания автотракторного дизеля // Патент РФ RUS 169838. 27.05.2016.

8. Овчинников Е. В., Савельев Г. С., Кочетков М. Н. Создание универсального гусеничного трактора класса 0,6–2,0: система адаптации дизельного двигателя для работы на альтернативных видах топлива // Будущее машиностроения России: Сборник докладов. — 2017. — С. 526–528.

9. Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Родионов А. В., Уютов С. Ю., Савельев Г. С. Способы устранения детонации при работе дизеля на сжиженном углеводородном газе по газодизельному процессу// Будущее машиностроения России: Сборник докладов. — 2017. — С. 283–286.

10. Савельев Г. С., Кочетков М. Н., Овчинников Е. В., Уютов С. Ю. Техникоэкономические аспекты применения различных видов газомоторного топлива в сельском хозяйстве // Труды ГОСНИТИ. — 2017. — Т. 126. — С. 38–43.

Начиная с 90-х гг. XX века количество загрязняющих веществ, попадающих в окружающую среду от дизельных автотракторных двигателей, неумолимо растет. Загрязняются почвенные покровы, атмосфера, гидросфера, происходит аккумуляция загрязняющих элементов в биосфере. Научные разработки во многом способствуют снижению степени загрязнения среды. Использование сжиженного углеводородного газа (СУГ) (он же пропан-бутан) в качестве альтернативного топлива помогает устранить ряд недостатков, связанных с составом топливновоздушной смеси. Первостепенными задачами являются разработка средств и методов снижения загрязнения окружающей среды, а именно направленных исследований в области альтернативного топлива с минимальными вредными выбросами в окружающую среду, увеличение доступности данной технологии путем снижения стоимости адаптации топливной аппаратуры дизельного двигателя.

Использование сжиженного углеводородного газа в качестве моторного топлива для дизельных двигателей в последнее время становится более актуальным. Одним из способов снижения себестоимости сельскохозяйственной продукции является уменьшение затрат на топливо путем замещения нефтяного топлива альтернативным. Однако в связи с физическими свойствами СУГ его применение не позволяло адаптировать двигатель к работе по двухтопливному режиму с минимальными капиталовложениями. Коллектив авторов разработал и реализовал автоматизированную систему, которая обеспечивает использование СУГ в качестве моторного топлива, с исключением негативных факторов, таких как появления детонации на пороге максимальной мощности и корректурной ветви, обусловленных физико-химическими особенностями данного топлива.

Основной задачей предлагаемых решений являлось устранение появления детонации и улучшение экологических показателей в выпускных газах дизельного двигателя.

Использование СУГ в качестве моторного топлива позволяет снизить выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, таких как CO2 , CH и сажи, в два раза. При работе двигателя на максимальной мощности использование системы подачи СУГ не позволяет уменьшить выбросы NOx, а только приводит к противоположному, т. е. повышению NOx. Данное явление связано с длительным запаздыванием воспламенения топливной смеси. Одним из решений вышеуказанных негативных воздействий на работу двигателя может быть использование автоматизированной системы подачи дизельного топлива и СУГ, а также применение подсистем рециркуляции и нейтрализации отработавших газов при различных режимах работы двигателя.

Для Цитирования:
Г. С. Савельев, Е. В. Овчинников, С. Ю. Уютов, Ю. Х. Уянаев, Газодизель с улучшенными экологическими показателями. Охрана труда и техника безопасности на автотранспортных предприятиях и в транспортных цехах. 2024;5.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала