Development of methods for adapting gas-diesel engines of agricultural tractors to LPG operation



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

This article describes the methods of organizing the non-detonation combustion of liquefied petroleum gases (propane-butane mixtures) (LPG) in the cylinder of a gas-diesel engine with a starting dose of no more than 25%, at maximum power modes. The addition of a part of the exhaust gases and water in a vaporous state to the fuel mixture, when using a nickel-based catalyst in the combustion chamber of a gas-diesel engine, which triggers the conversion reaction of lower alkanes, ensures reliable non-detonation combustion of the fuel charge. The nickel catalyst is an oxygen carrier, which ensures cyclical reactions near its surface in the combustion chamber of a gas-diesel engine: metal oxidation during purging of the combustion chamber; conversion of alkanes at compression and combustion cycles. The problem of carbonization of the catalyst is solved by burning deposits during the combustion of the fuel charge. The organization of a fuel vapor-gas-air mixture with subsequent combustion in the presence of a catalyst provides improved environmental, fuel and economic characteristics of a gas-diesel engine in the entire range of operating modes and increases its reliability.

Full Text

При существующих в сельском хозяйстве затратах на топливо до 25 % от себестоимости сельскохозяйственных культур использование сжиженных углеводородных газов (пропан-бутановых смесей) (СУГ) в газодизельных двигателях обеспечит снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции на 12 %, что связано с более низкой ценой (в 2,5 раза) СУГ по сравнению с дизельным топливом.

Адаптация тракторной техники к работе на газомоторном топливе производится по следующим вариантам: дизельные двигатели тракторов адаптируются для работы по газодизельному циклу, бензиновые - по газовому циклу с искровым зажиганием [1]. Тракторы, выполняющие транспортные работы и работы по обслуживанию животноводческих ферм, могут адаптироваться в моно топливные с зажиганием от искры.

Применение СУГ в тракторной технике по газодизельному процессу сдерживается появлением детонации в цилиндропоршневой группе на режимах более 80 % мощности с возможным последующим разрушением двигателя. На настоящий момент известны разработанные образцы газодизельных двигателей, работающих на сжиженном углеводородном газе, с запальной дозой 45...70 %, при бездетонационном сгорании газовоздушной смеси [2].

В ФГБНУ ФНАЦ ВИМ длительное время проводились исследования по переводу сельскохозяйственной техники на газомоторное топливо, были разработаны и изготовлены опытные образцы тракторов, работающих на компримированном и сжиженном природном газе: газодизельные модификации сельскохозяйственных тракторов К-701, К-700А, Т-150К, ДТ-75, МТЗ-82, ЮМЗ-6, ЛТЗ-55 и газоискровые двигатели дизелей ММЗ-243; RABA-MAN-2156; RABA D-10; КамАЗ-740.10; и 740.15. (14 образцов). В том числе разработана система питания газодизельного двигателя для работы на сжиженных углеводородных газах с запальной дозой 15-25 % на различных режимах с исключением появления детонации.

Задачей является исключение детонации при работе двигателя на всех эксплуатационных режимах в газодизельном режиме, повышение надежности системы, оптимизация подачи дизельного и газообразного топлива, улучшение топливной экономичности, снижение вредных веществ с отработавшими газами при помощи электронного управления подачей топлив и изменении скоростного и нагрузочного режимов работы газодизельного двигателя, организации газопаровоздушной топливной смеси, обеспечение сгорания в присутствии катализатора.

Для реализации решения перевода на газовое топливо дизельных двигателей разработана микропроцессорная система управления газодизельным двигателем, предназначенная для управления впрыском запальной дозы дизельного топлива, подачей газомоторного топлива и автоматического регулирования частоты вращения, который обеспечивает устойчивую работу двигателя исключающую детонациионное сгорание СУГ от запальной дозы дизельного топлива во всем диапазоне частот вращения, нагрузок, с коэффициентом избытка воздуха до 1,8.

Обеспечение без детонационного сгорания достигается за счет интегрированных в систему питания и систему выпуска отработавших газов дизельного двигателя следующих технических средств:

  • электронная система управления;
  • система подачи запальной дозы;
  • система подачи газа;
  • система подачи воды / пара во впускной коллектор;
  • система рециркуляции отработавших газов;
  • система подготовки рабочей смеси.

Система подачи газа реализована из существующего газобаллонного оборудования и обеспечивает дозированную подачу газа непосредственно перед впускным клапаном.

Воспламенение газовоздушной смеси в цилиндре происходит от запальной дозы. Система подачи запальной дозы реализована с доработкой штатной системы подачи дизельного топлива, с ограничением подачи и обеспечивает подачу запальной дозы дизельного топлива в диапазоне 15...25 % от цикловой подачи в зависимости от режима работы двигателя [3].

Сгорание СУГ в цилиндре в газодизельном режиме работы двигателя на 80 % от максимальной мощности и на корректорной ветви сопровождается появление детонации. Использование системы рециркуляции отработавших газов позволяет повысить уровень появления детонации и обеспечить бездетонационное сгорание СУГ на 90 % от максимальной мощности, при запальной дозе 25 %. Перепуск 50 % отработавших газов на режимах до 95 % мощности исключает детонацию при запальной дозе дизельного топлива 30 %, дальнейшее увеличение мощности до номинальной приводит к существенному увеличению запальной дозы.

С целью снижения запальной дозы дизельного топлива до 25 %, разработана система впрыска воды, встроенная в систему рециркуляции отработавших газов во впускной коллектор, которая обеспечивает испарение распыленной через форсунку воды за счет высокой температуры отработавших газов и всасывается двигателем во впускной коллектор.

При использовании водных паров в рабочей смеси в объеме 2 % на цикл, на номинальных режимах работы двигателя снижается теплонапряженность цилиндропоршневой группы и скорость распространения пламени от горения СУГ, что позволяет исключить детонацию на режимах номинальной мощности, а также на корректорной ветви. Вода впрыскивается в поток горячих отработавших газов в системе рециркуляции, температура которых составляет 200...800 ˚С, где испаряется и далее в состоянии пара с отработавшими газами поступает во впускной коллектор. Во впускном коллекторе происходит подготовка паро-газовоздушной смеси перед впускным клапаном. СУГ подается через электромагнитные форсунки в смесительную рампу непосредственно перед впускным клапаном в которой обеспечивается предварительное смешивание паро-газовоздушного заряда, который через впускной клапан попадает в камеру сгорания, выполненную из никелевой жаропрочной стали (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Разрез поршневого газодизельного двигателя: 1 - камера сгорания; 2 - поршень; 3 - головка цилиндра; 4 - накопительная камера; 5 - распылитель форсунки; 6 - выпускной клапан; 7 - впускной клапан; 8 - смесительная рампа / Section of a reciprocating gas-diesel engine: 1 - combustion chamber; 2 - piston; 3 - cylinder head; 4 - storage chamber; 5 - spray nozzle; 6 - exhaust valve; 7 - intake valve; 8 - mixing ramp.

 

Газодизельный двигатель имеет камеру сгорания 1, ограниченную поршнем 2 и головкой цилиндра 3, накопительную камеру 4, объединенную с камерой сгорания 1. В накопительной камере 4, изготовленной из никелевой жаропрочной стали, установлен распылитель форсунки 5. Газообмен двигателя осуществляется через выпускной клапан 6 и впускной клапан 7. Подготовка паро-газо-воздушной смеси осуществляется в смесительной рампе 8.

Цель исследований – проведение анализа исследований по окислительной конверсии низших алканов в присутствии никелевых катализаторов с разработкой технических решений по исключению детонации на всех эксплуатационных режимах, а также исследования по повышению надежности системы, оптимизации подачи дизельного и газообразного топлива для улучшения топливной экономичности и снижения вредных выбросов с отработавшими газами при адаптации дизельного двигателя в газодизель.

         Материал и методы. Экспериментальные исследования по определению мощностных, топливно-экономических и экологических характеристик двигателя проводились в стендовых условиях на лабораторной базе ФГБНУ ФНАЦ ВИМ с использованием электрических тормозных стендов GPF-17-b, топливного расходомера фирмы AVL, экологические показатели определялись при помощи газоаналитического оборудования MultiGaz (Италия) и МЕТА (Россия).

При проведении исследований двигателя, в целях определения токсичности отработавших газов комплектация соответствовала условиям определения номинальной мощности по ГОСТ 18509-88. Режимы работы дизеля определяли согласно ГОСТ Р 41.96-2005 и правил ЕЭК ООН № 49, по процедуре ESC. Погрешности измерений газоаналитического оборудования составляли: абсолютная погрешность - ± 0,5%; относительная погрешность - ±5%.[4]

Для испытаний был использован дизельный двигатель ММЗ Д-243 с доработанной системой управления подачей дизельного топлива. Которая обеспечивала устойчивую работу двигателя на двух режимах работы двигателя: дизель и газодизель с фиксированной установкой запальной дозы.

Результаты и их обсуждение. Исследования проводили на пилотной установке, представленной на рисунке 2. В данной установке основные элементы камеры сгорания производятся из легированных никелем жаропрочных сплавов, таких как АК12М2МгН и др. В свою очередь никель является катализатором реакции комбинированной конверсии [5, 6]. Дополнительно, на огневую поверхность камеры сгорания, тарелки клапанов, поршень, накопительную камеру наносится слой никелевого катализатора поверхностным никелированием. Способ нанесения никелевого покрытия на алюминий и его сплавы основан на обезжиривании органическим растворителем, травлении, промывке в горячей проточной воде, промывке в холодной проточной воде, осветлении, промывке в холодной проточной воде, электрохимическом нанесении никелевого покрытия, промывке в горячей проточной воде, промывке в холодной проточной воде, сушке, позволяющей не повредить детали цилиндро-поршневой системы, применяя сплавы указанные ранее. [7]

 

 

Рис. 2. Схема системы питания газодизельного двигателя Д-243: а) линия подачи газа, включающая: 1 - источник газового топлива; 2 - впускной коллектор двигателя; 3 - вентиль; 4 - заправочное устройство; 5 - запорный электромагнитный клапан; 6 - газовый фильтр; 7 - газовый редуктор; 8 - фильтр тонкой очистки газа; 9 - электромагнитные клапаны подачи газа; б) линия питания жидким топливом, включающая: 10 - топливный бак; 11 - фильтр грубой очистки топлива; 12 - топливоподкачивающий насос; 13 - фильтр тонкой очистки топлива; 14 - топливный насос высокого давления 15 - исполнительное устройство топливного насоса высокого давления; 16 - форсунки; в) электронная система регулирования подачи и переключения топлив, включающая: 17 - блок управления;18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 - датчики; 27 - электронная педаль подачи топлива; 28 - ручной регулятор подачи топлива 29, 30 - переключатели режимов; г) система перепуска отработавших газов, включающая: 31 - исполнительное устройство управления заслонкой; 32 - заслонка; 33 - выпускной коллектор; 34 - воздушный фильтр; д) система подачи воды в парообразном состоянии, включающая: 35 - форсунка; 36 - испаритель; 37 - водяной бак; 38 – насос / Fig. 2. Diagram of the D-243 diesel engine power supply system: a) gas supply line, including: 1 - gas fuel source; 2 - engine intake manifold; 3 - valve; 4 - filling device; 5 - shut-off solenoid valve; 6 - gas filter; 7 - gas reducer; 8 - gas fine filter; 9 - electromagnetic gas supply valves; b) liquid fuel supply line, including: 10 - fuel tank; 11 - fuel coarse filter; 12 - fuel pump; 13 - fuel fine filter; 14 - high-pressure fuel pump 15 - high-pressure fuel pump actuator; 16 - injectors; c) electronic fuel supply and switching control system, including: 17 - control unit;18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 - sensors; 27 - electronic pedal fuel supply; 28 - manual fuel supply regulator 29, 30 - mode switches; d) exhaust gas bypass system, including: 31 - damper control actuator; 32 - damper; 33 - exhaust manifold; 34 - air filter; e) water supply system in a vaporous state, including: 35 - nozzle; 36 - evaporator; 37 - water tank; 38 – pump

 

Рабочий процесс газодизельного двигателя организован следующим образом. На такте наполнения обедненная паро-газо-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха до 1,8 предварительно смешивается в смесительной рампе 8 и поступает через впускной клапан 7 в цилиндр двигателя, при этом в накопительной камере 4 и камере сгорания 1, сохраняются остаточные газы, температурой 200...600 ˚С, в составе которых по объему содержится 7 % углекислого газа, 6,5 % кислорода, 13 % водяного пара, при коэффициенте избытка воздуха 1,5 [8]. В процессе сжатия в камеру зажигания, температура которой 200...400 ˚С, поступает газо-воздушная смесь, температура и давление которой возрастает до 550 ˚С и 5,5 МПа к моменту впрыска запальной дозы в камеру зажигания. При наличии катализатора, перечисленные факторы запускают в камере зажигания реакцию комбинированной конверсии низших алканов (метан, этан, пропан, бутан) в водород и окись углерода [9].

Углекислотная конверсия

CnH2n+2 + nCO2    = 2nCO + (n+1) H2.                                       (1)

Для метана          CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

Для этана             C2H6 + 2CO2 = 4CO + 3H2

Для пропана                 C3H8 + 3CO2 = 6CO + 4H2

Для бутана          C4H10 + 4CO2 = 8CO + 5H2

Парциальная конверсия кислородом

CnH2n+2 + 1/2nO2 = nCO + (n+1) H2.                                         (2)

Для метана          CH4 + 1/2O2 = CO + 2H2

Для этана             C2H6 + O2 = 2CO + 3H2

Для пропана                 C3H8 + 3/2O2 = 3CO + 4H2

Для бутана          C4H10 + 2O2 = 4CO + 5H2

Паровая конверсия

CnH2n+2 +2О = nCO + (2n+1) H2.                                         (3)

Для метана          CH4 + Н2О = CO + 3H2

Для этана             C2H6 +2О = 2CO + 5H2

Для пропана                 C3H8 +2О = 3CO + 7H2

Для бутана          C4H10 +2О = 4CO + 9H2

Параллельно идет паровая конверсия окиси углерода и воды

CO + Н2О = CO2 + Н2.                                                            (4)

Водород за счет своего минимального веса скапливается в накопительной камере 4. В камере сгорания сохраняются остаточные газы продуктов сгорания в том числе окись углерода. Водород имеет очень широкие концентрационные пределы воспламенения по объему в воздухе от 4,09 до 80 %, как и окись углерода до 80 %, в отличие от метана до 15,4 %. Водород имеет более высокий коэффициент диффузии 0,66 см2·с−1 в отличие от метана 0,196 см2·с−1. Для воспламенения водорода необходимо меньше энергии приблизительно в 17 раз. Минимальная энергия воспламенения водорода 19 кДж, метана 33 кДж [10]. Указанные характеристики позволяют воспламенить водород с минимальными затратами энергии. После самовоспламенения запальной дозы горящие дизельное топливо, водород, окись углерода распространяются широким фронтом в камере сгорания 1, зажигая основную паро-газо-воздушную смесь, обеспечивая устойчивую работу двигателя без детонации с высокой степенью сжатия во всем необходимом диапазоне частот вращения, нагрузок и при переходных режимах работы. При этом повышается надежность, а также эффективные и экологические показатели двигателя.

Конфигурация и объем накопительной камеры 4 определяется с использованием математической модели и уточняется экспериментально для оптимизации рабочего процесса двигателя. При этом нет необходимости жестко контролировать состав остаточных газов и концентрацию водородо-воздушной смеси в накопительной камере 4. Объем накопительной камеры 4 составляет не более 5 % камеры сгорания 1 и зависит от ряда параметров двигателя: конструкции, размерности, быстроходности двигателя.

Следует отметить, что реакции паровой и углекислотной конверсии сильно эндотермические, что снижает вероятность возникновения детонации при сгорании рабочего заряда в камере сгорания, окисление кислородом протекает с выделением небольшого количества тепла. Температура начала окисления метана СН4, этана С2Н6 и пропана С3Н8 соответственно 370, 252 и 180 °С, т.е. с увеличением молекулярной массы углеводорода повышается его реакционная способность, при этом конверсия на никелевых катализаторах пропана до 95 % достигается при температурах на 70-100 °С ниже, чем 75 % конверсия метана [11].

В практическом осуществлении всех методов конверсии низших алканов связаны со значительным тепловым эффектом, что является проблемой при использовании в промышленности, тогда как в газодизельном двигателе данный процесс повышает КПД двигателя до 2 %.

При выборе катализаторов и оптимизации условий совместной конверсии низших углеводородов особенно особенно важно учитывать стабильность катализатора, так как с переходом к гомологам метана пояавляется вероятность крекинга алкана и науглероживания катализатора увеличивается [12].

Выбор никеля в качестве основного катализатора камеры сгорания обусловлен рядом факторов: ковкий и пластичный металл; высокая температура плавления 1455 °C; на поверхности присутствует тонкая пленка оксида никеля NiO; при нагревании до температуры свыше 800 °C металлический никель реагирует с кислородом с образованием оксида NiO; наличие в стали повышает химическую стойкость сплава; сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и обладают низким коэффициентом термического расширения; высокая коррозионная стойкость никелевых покрытий; дисперсный никель используется как катализатор самых разных химических реакций [13].

В промышленности, одним из основных катализаторов конверсии низших алканов является никель. При этом никелевый катализатор является переносчиком кислорода и работает в циклическом режиме: после стадии получения синтез-газа восстановленный катализатор окисляется воздухом (реакции (5, 6) [14]:

СН4 +   NiO = CO + 2H2 + Ni                              (5)

Ni + 0,5O2 = NiО                                                 (6)

Суммарный тепловой эффект реакций (5) и (6) будет равен количеству тепла, выделяющегося при паровой конверсии (36 кДж/моль).

Очень важна проблема дезактивации катализаторов. Потеря каталитической активности обусловлена чаще всего спеканием активных компонентов и зауглероживанием катализатора. Образовавшийся углерод представляет собой нанотрубки, рост которых блокирует активные центры и разрушает гранулы катализатора [15].

Возможны два пути образования кокса при использовании никелевых катализаторов при разложении метана [16]:

-диссоциация (распад метана) метана

СН4 = С + 2Н2

∆Н = +74,8 кДж/моль С;                                              (8)

-реакция Будуара [16]

2СО = С + СО2 

∆Н = -172,5 кДж/моль С.                                             (9)

Первая из них эндотермическая, вторая экзотермическая. Обе реакции могут быть представлены как стадии суммарной реакции (1). Однако в реальности они протекают при разных температурах: реакция (8) преимущественно при высоких температурах, реакция (9) при низких температурах, и в реальных условиях кокс почти всегда образуется. Согласно термодинамическим соображениям суммарное углеотложение должно снижаться с повышением температуры и основное количество углерода образуется по реакции (8).

Предотвратить отложение углерода в камере сгорания можно, увеличив долю окислителя в смеси (кислорода О2, воды Н2О или диоксида углерода СО2), что может быть достигнуто обеднением рабочей смеси и увеличением содержания пара. В том числе, твердые растворы оксида никеля NiO, нанесенные на металлические пены, активны при паровой конверсии при высокой объемной скорости газовой смеси метана и кислорода (до 19 л·г−1·ч−1) [17] Скорость накопления углерода на твердых растворах существенно ниже, чем в присутствии порошкообразных оксидов никеля без носителя. Характер взаимодействия активного компонента с носителем может быть изменен путем модифицирования последнего [18]. Способ приготовления носителя влияет на активность и стабильность никелевых катализаторов, что может обеспечить высокодисперсное состояние Ni, что способствует предотвращению зауглероживания катализатора в ходе реакции.

На разложение алканов влияет наличие в реакционной смеси паров воды, присутствие которой существенно снижает отложения углерода.

При использовании метан-этановой смеси не происходит заметного отложения углерода. Переработка смесей, содержащих пропан и бутан, сильно осложнена образованием углерода на стенках камеры, и в этом случае возможно протекание реакции по двухстадийной схеме: на первом этапе происходит окисление С3Н8 и С4Н10 до СО2 при температуре ниже 600 °С, далее смесь СН4−С2Н6−СО2−О2 конвертируется на никелевом катализаторе, в близи стенок камеры сгорания при более высоких температурах. Цикличность процесса в камере сгорания обеспечивает выполнение условий для двухстадийной схемы реакции: охлаждение до 395°С на тактах выпуска -впуска с последующим нагревом на такте сжатия. При увеличении температуры в камере сгорания до 648°С пропан−бутановой фракции степень конверсии может увеличиваться до 94% [19].

В углекислотной конверсии метана (1) при 700-800°С на никелевых катализаторах достигается равновесная конверсия в синтез-газ СО + Н2. В этих условиях одновременно с реакцией (1) осуществляется взаимодействие монооксида углерода с водяным паром (4). Протекание реакции (4) приводит к тому, что в равновесии (1) отношение СО: Н2 оказывается меньше 1, а конверсия СО2 больше конверсии СН4. С повышением температуры выход водорода и CO возрастает, достигая предела вблизи 900°С. С ростом давления равновесная конверсия уменьшается [20].

Восстановление нитрозных газов в отработавших газах. Применение никелевого катализатора в камере сгорания повышает эффективность высокотемпературной очистки отработавших газов от оксидов азота [21].

Очистка отходящих газов от оксидов азота в камере сгорания протекает на завершающей стадии сгорания высокотемпературным каталитическим восстановлением. Процесс происходит при контакте нитрозных газов с газами восстановителями на поверхности катализаторов присутствующим в отработавших газах. Восстановителями являются метан, оксид углерода, водород и азото-водородная смесь. Эффективность обезвреживания оксидов азота зависит прежде всего от активности катализатора. Отходящие нитрозные газы нагреты выше температуры зажигания восстановителя (450-480°С - для метана, 350°С - для пропана и бутана, 150-200°С - для водорода и оксида углерода) [22].

Суть протекающих восстановительных процессов выражается следующими реакциями [17]:

4NO + CH4 = 2N2 + CO2 + 2H2O,

2NО2 + СН4 = N2 + СО2 + 2Н2О,

2NO + 2CO = N2 + 2CO2,

2NO2 + 4CO = N2 + 4CO2,                                                                             (10)

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O,

2NO2 + 4H2 = N2 + 4H2O.

Восстановление нитрозных газов происходит в отработавших газах, выходящих из камеры сгорания возле слоя никелевого катализатора в камере сгорания. Все процессы восстановления оксидов азота экзотермичны, в процессе восстановления температура отработавших газов быстро возрастает до 700°С и более.

Результаты исследований газодизельного двигателя. Согласно проведенному анализу и выполненным работам предлагаемая система работы двигателя на СУГ позволит улучшить заполняемость и равномерность заполняемости камеры сгорания газомоторным топливом, что приводит к снижению появления детонации на номинальной мощности работы двигателя в газодизельном процессе, а также обеспечивает стабильное горение СУГ в камере сгорания. Кроме того, достигается снижение теплонапряженности двигателя при использовании впрыска воды в поток рециркуляционного газа. При проведении исследований двигателя, в целях определения токсичности отработавших газов комплектация соответствовала условиям определения номинальной мощности по ГОСТ 18509-88. Режимы работы дизеля определяли согласно ГОСТ Р 41.96-2005 и правил ЕЭК ООН № 49, по процедуре ESC. Погрешности измерений газоаналитического оборудования составляли: абсолютная погрешность - ± 0,5%; относительная погрешность - ±5% [23].

Необходимо отметить, что использование регулируемой рециркуляции отработавших газов позволяет исключить детонационную работу дизеля на СУГ и снизить выброс вредных веществ в окружающую среду, благодаря дополнительному впрыску воды в поток рециркуляционного газа. С использованием СУГ по предлагаемой технологии, общий выброс СО, оксидов азота и углеводородов (СН) снизился на 27...40% (табл. 1).

При наличии катализатора в камере сгорания во время работы двигателя в газодизельном процессе, протекает реакция комбинированной конверсии низших алканов (метан, этан, пропан, бутан) в водород и окись углерода, что позволяет контролировать процесс сгорания СУГ и не допустить появление детонации на режимах близких к номинальной мощности.

Таблица - Испытания газодизельного двигателя по процедуре ESC /

Table - Tests of a gas-diesel engine according to the ESC procedure

Результаты испытаний по процедуре ESC, согласно ГОСТ Р 41.96-2005 и правил ЕЭК ООН № 49 / Test results according to ESC procedure, according to GOST R 41.96-2005 and UNECE Regulation No. 49

Удельный расход загрязняющих веществ, г/(кВт·ч) / Specific consumption of pollutants, g/(kWh)

COcp.

СНcp.

NOxcp.

Выбросы вредных веществ без использования катализатора / Emissions of harmful substances without the use of a catalyst

0,0382

0,6342

12,2751

Выбросы вредных веществ при использования никелевого катализатора на поверхности камеры сгорания / Emissions of harmful substances when using a nickel catalyst on the surface of the combustion chamber

0,0363

0,4542

7,9708

 

Выводы:

  1. На основе использования электронного управления подачей топлив при изменении скоростного и нагрузочного режимов работы газодизельного двигателя сельскохозяйственных тракторов подготовки газопаровоздушной топливной смеси, в том числе сгорания в присутствии катализатора. Обеспечивает бездетонационное сгорание пропан-бутановых смесей на эксплуатационных режимах газодизеля при запальной дозе не более 25%.
  2. Катализатор камеры сгорания на основе никеля, нанесенного на стенки камеры сгорания, позволяет обеспечить более эффективное сгорание топливного заряда, повышая при этом надежность и эффективные показатели двигателя.
  3. На завершающей стадии сгорания катализатор обеспечивает высокотемпературное каталитическое восстановление оксидов азота в камере сгорания, что обеспечивает улучшенные экологические характеристики двигателя, количество выбросов вредных газов сокращается до 40% по сравнению с дизельным топливом.
  4. Использование предлагаемой системы в дизелях, используемых в тракторах для выполнения сельскохозяйственных технологических операций, позволяет снижать затраты на топливо более чем на 38%.
×

About the authors

Zakhid Adygezalovich Godzhaev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: fic51@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1665-3730

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Director

Russian Federation

Sergey Yurievich Uyutov

Author for correspondence.
Email: s_uyutov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9394-5916

Evgenii Valentinovich Ovchinnikov

Email: evo-expo-info@yandex.ru

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) Eco-Vector



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies