ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ НОРМ STAGE 3A ШИСТИЦИЛІНДРОВИМ ТРАКТОРНИМ ДИЗЕЛЕМ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2021.94.0.188Ключові слова:
дизель, вихрове відношення, камера згоряння, система подачі палива, розпилювач паливаАнотація
Стратегія розвитку Мінського моторного заводу, що реалізується в межах заводських і державних науково-технічних програм, спрямована на виготовлення конкурентоспроможної продукції, яка відповідає сучасним технічним вимогам міжнародних стандартів і якості. Обов’язковою умовою успішного просування дизелів на ринку позашляхової техніки є забезпечення необхідних екологічних показників за умови низької витрати палива й невисокої вартості двигуна. Відомі технічні рішення, спрямовані на досягнення екологічних показників рівня Stage3A, істотно підвищують вартість дизелів. Тому досягнення необхідних екологічних норм без значного подорожчання двигунів можна вважати актуальним завданням. Мета. Забезпечення екологічних норм Stage3A шестициліндровим тракторним дизелем. Методологія. Експериментальні дослідження проводилися для дизелів, укомплектованих акумуляторною системою подачі палива Common Rail BOSCH із тиском упорскування 140 МПа, форсунками, що мають сім соплових отворів; системою подачі палива безпосередньої дії з паливним насосом MOTORPAL, що забезпечує максимальний тиск упорскування 100 МПа, форсунками MOTORPAL і АЗПІ з п’ятьма сопловими отворами; камерами згоряння двох типів з діаметрами горловин 55 і 67,5 мм; головками блока циліндрів. що забезпечують вихрові відношення 3–4 і 3,5–4,5; системою рециркуляції відпрацьованих газів по контуру високого тиску. Випробування проводилися по характерних точках циклу NRSC на трьох частотах обертання колінчастого вала: мінімального холостого ходу 800 хв-1, максимального крутного моменту 1600 хв-1 і максимальної потужності 2100 хв-1. Результати. Встановлено, що досягнення норм викидів шкідливих речовин Stage 3A на дизелях потужністю 116 кВт можливе з використанням паливної апаратури безпосередньої дії та з напіввідкритою камерою згоряння, на дизелях потужністю 156 кВт з використанням системи подачі палива «Common Rail» типу Low Cost і з відкритою камерою згоряння. Наукова новизна. Результати вибору форми камери згоряння, параметрів паливоподавальної апаратури, вихрового відношення впускних каналів, фаз газорозподілу й параметрів системи рециркуляції відпрацьованих газів, що дозволяють організувати протікання робочого процесу дизеля екологічного рівня Stage 3A. Практична значущість. Розроблено й впроваджено на Моторному заводі елементи конструкції шестициліндрових дизелів.
Посилання
http://www.pommz.minsk.by/ catalogue/ ap-plicability/
Севиздрал С.П. (2013). Состояние вопроса и перспективы развития двигателестроения в Республике Беларусь. № 6 (83). С. 6–7.
Sevizdral S. P. (2013). Sostoyanie voprosa i per-spektivy razvitiya dvigatelestroeniya v Respu-blike Belarus' [State of the issue and prospects for the development of engine building in the Repub-lic of Belarus] Zhurnal associacii avtomobil'nyh inzhenerov. 6 (83). 6–7. [in Russian].
О безопасности сельскохозяйственных и лесохозяйственных тракторов и прицепов к ним ТР ТС 031/2012: принят 20.07.2012 : вступ. в силу 19.08.2012. Евраз. экон. комис. Минск : Экономэнерго. 2012. 60 с. O bezopas-nosti sel'skohozyajstvennyh i lesohozyajstven-nyh traktorov i pricepov k nim TR TS 031/2012 : prinyat 20.07.2012 : vstup. v silu 19.08.2012 [On the safety of agricultural and forestry trac-tors and trailers to them TR CU 031/2012] Evraz. ekon. komis. Minsk : Ekonomenergo. 2012. [in Russian].
Правила ЕЭК ООН № 96 (02) (пересмотр 1) Единообразные предписания. касающиеся двигателей с воспламенением от сжатия. предназначенных для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах и внедорожной технике. в отношении выброса вредных веществ этими двигателями. Pravila EEK OON № 96 (02) (peresmotr 1) Edi-noobraznye predpisaniya. kasayushchiesya dvigatelej s vosplameneniem ot szhatiya. predna-znachennyh dlya ustanovki na sel'-skohozyajstvennyh i lesnyh traktorah i vne-dorozhnoj tekhnike. v otnoshenii vybrosa vred-nyh veshchestv etimi dvigatelyami [UNECE Regulation No. 96 (02) (revision 1) Uniform pro-visions for compression-ignition engines for agri-cultural and forestry tractors and off-road equipment with regard to the emission of harmful substances from these engines] [in Russian].
Basshuysen R., Schäfer F. (2015). Handbuch Verbrennungsmotor. Grundlagen. Komponenten. Systeme. Perspektiven. 7. Auflage. Wiesbaden : Vieweg & Sohn Verlag. 1279 p.
Парсаданов И. В. (2003). Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе топливно-экологического критерия. Харьков : Изд. центр НТУ «ХПИ». Parsadanov. I. V. (2003). Povyshenie kachestva i konkuren-tosposobnosti dizelej na osnove toplivno-ekologicheskogo kriteriya. [Improving the quality and competitiveness of diesel engines based on the fuel and environmental criterion] Har'kov : Izd. centr NTU «HPI». [in Russian].
Гаврилов П., Зарипов Р. Ю., Карку А. Д., Се-рикпаев Т. М. (2019) Методы снижения ток-сичности отработавших газов. Наука и техни-ка Казахстана.– №1. – С. 75–85. Gavrilov P., Zaripov R. YU., Karku A. D., Serikpaev T. M. (2019) Metody snizheniya toksichnosti otrabotavshih gazov [Methods to reduce the tox-icity of exhaust gases of a diesel engine]. Nauka i tekhnika Kazahstana. – 2019. – №1. – S. 75–85. [in Russian].
D.W. Jia, Xiwen Deng, J.L. Lei (2019) Intake flow interference analysis of combination intake port in diesel engine. Journal of Applied Fluid Me-chanics. – Issue 12. – P. 61–67.
Системы управления дизельными двигателя-ми: Перевод с немецкого: редкол.: В. В. Авер-киев [и др.]. Москва : Изд-во «За рулем» (2004). 480 с. Sistemy upravleniya dizel'nymi dvigatelyami [Diesel engine control systems]: Perevod s nemeckogo: redkol.: V. V. Averkiev [i dr.]. Moskva : Izd-vo «Za rulem» [in Russian].
Кухаренок Г. М., Березун В. И. (2018). Влия-ние параметров топливоподачи и рециркуля-ции отработавших газов на выбросы вредных веществ дизельных двигателей. Автомобiль-ний транспорт. № 42. С. 5–11. Kuha-renok G. M., Berezun V. I. (2018) Vliyanie par-ametrov toplivopodachi i recirkulyacii otrabotavshih gazov na vybrosy vrednyh vesh-chestv dizel'nyh dvigatelej [Influence of parame-ters of fuel supply and recirculation of exhaust gases on emissions of harmful substances of die-sel engines]. Avtomobil'nij transport. 42. 5–11. [in Russian].
Shatrov M. G, Malchuk V. I., Dunin A. Y. [and others] (2018) A control method of fuel distribu-tion by combustion chamber zones and its de-pendence on injection conditions. Thermal Sci-ence. – Volume 22, number 5. – P. 1425–1434.
Кухаренок Г. М., Клессо М. А., Предко А. В. (2020). Профилирование впускного канала малогабаритного дизеля. Актуальные вопро-сы машиноведения: Сборник научных трудов. Выпуск 9. Минск. С. 79–83. Kuharenok G. M., Klesso M. A., Predko A. V. (2020). Profilirovanie vpusknogo kanala malogabaritnogo dizelya. Ak-tual'nye voprosy mashinovedeniya [Intake channel profiling of a small-sized diesel engine. Topical issues of mechanical engineering]: Sbornik nauchnyh trudov. Vypusk 9. Minsk. 79–83 [in Russian].
Sahil Wahi, Sahib Singh (2020) Design and anal-ysis of intake manifold of single cylinder engine. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). – Vol. 5, Issue 11. – P. 107–123.
Meskhi B. Golev B. Efros V. [and others] Influ-ence of parameters and location of the tumble in-let porton air charging in the diesel cylinder // In-novative Technologies in Environmental Science and Education (ITESE-2019), Divnomorskoe vil-lage, Russian Federation, Edited by Rudoy, D.; Murgul, V.; E3S Web of Conferences, Volume 135, id. 01083.
Lakshminarayanan P. A., Avinash Kumar Agarwal (2019) Design and Development of Heavy Duty Diesel Engines. Springer. 930 p.
Алямовский А. А., Собачкин А. А., Одинцов Е. В., Харитонович А. И., Пономарев Н. Б. (2005). SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург. 800 с. Alyamovskij A. A., So-bachkin A. A., Odincov E. V., Haritonovich A. I., Ponomarev N. B. (2005). SolidWorks. Komp'yuternoe modelirovanie v inzhenernoj praktike [SolidWorks. Computer modeling in en-gineering practice]. Sankt-Peterburg: BHV-Peterburg. [in Russian].
Дейч М. Е. (1969). Техническая газодинамика. Москва : Энергия. 368 с. Dejch. M. E. (1969). Tekhnicheskaya gazodinamika [Technical gas dynamics]. Moskva : Energiya. [in Russian].
Kunjan Sanadhya, Gokhale N. P., Deshmukh B. S., Kumar M. N., Hulwan D. B. (2015) Effect of Helix Parameter Modification on Flow Characteristics of CIDI Diesel Engine Helical Intake Port // International Journal of In-novative Research in Science, Engineering and Technology. Vol. 4, Issue 4. – P. 2260–2271.
Кухаренок Г. М., Петрученко А. Н., Березун В. И. (2014). Выбор формы камеры сгорания дизельного двигателя. Вiснiк Сев-НТУ. № 1 (152). С. 65–68. Kuharenok G. M., Petruchenko A. N., Berezun V. I. (2014). Vybor formy ka-mery sgoraniya dizel'nogo dvigatelya [The choice of the shape of the combustion chamber of a diesel engine] Visnik SevNTU. 1(152). 65–68. [in Russian].
Кухаренок Г. М., Гершань Д. Г. (2011). Моде-лирование характеристик топливных струй и параметров камеры сгорания дизеля. Вестник БНТУ. № 4. С. 35–39. Kuharenok G. M., Ger-shan' D. G. (2011). Modelirovanie harakteristik toplivnyh struj i parametrov kamery sgoraniya dizelya [Modeling the characteristics of fuel jets and parameters of the combustion chamber of a diesel engine]. Vestnik BNTU. 4. 35–39 [in Rus-sian].
Кухаренок Г. М., Березун В. И. (2014). Выбор формы камеры сгорания дизельного двигателя с низкой интенсивностью впрыска. Совершен-ствование организации дорожного движения и перевозок пассажиров и грузов. Минск : БНТУ. С. 180–184. Kuharenok G. M., Berezun V. I. (2014). Vybor formy kamery sgoraniya dizel'nogo dvigatelya s nizkoj inten-sivnost'yu vpryska. Sovershenstvovanie organi-zacii dorozhnogo dvizheniya i perevozok passa-zhirov i gruzov. [The choice of the shape of the combustion chamber of a diesel engine with a low injection rate. Improving the organization of road traffic and transportation of passengers and goods] Minsk : BNTU. 180–184. [in Russian].
Кухаренок Г. М., Березун В. И. (2018). Влия-ние параметров топливоподачи и рециркуля-ции отработавших газов на выбросы вредных веществ дизельных двигателей. Автомобiль-ний транспорт. № 42. С. 5–11. Kuharenok G. M., Berezun V. I. (2018). Vliyanie parametrov toplivopodachi i recirkulyacii otrabotavshih gazov na vybrosy vrednyh vesh-chestv dizel'nyh dvigatelej. [Influence of parame-ters of fuel supply and recirculation of exhaust gases on emissions of harmful substances of die-sel engines] Avtomo¬bil'nij transport. 42. 5–11. [in Russian].
Petrov L. M., Borisenko T. N. (2017) Improve-ment of the combustion process of diesel engine fuel. Праці Одеського політехнічного універ-ситету. Вип. 2(52). – C. 24–28. Petrov L. M., Borisenko T. N. (2017) Improvement of the combustion process of diesel engine fuel. Pracі Odes'kogo polіtekhnіchnogo unіversitetu. Vip. 2(52). – S. 24–28.
Грехов. Л. В., Иващенко H. A., Марков В. А. (2004). Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. Мос-ква: Легион-Автодата. 344 c. Grekhov L. V., Ivashchenko H. A., Markov V. A. (2004). Top-livnaya apparatura i sistemy upravleniya dizelej [Fuel equipment and diesel control systems] Uchebnik dlya vuzov. Moskva: Legion-Avtodata. [in Russian].
Yang Z., Winward E., O'Brien G., Stobart R., et al. (2016) Modelling the Exhaust Gas Recirculation Mass Flow Rate in Modern Diesel Engines. SAE Technical Paper 2016-01-0550, doi: 10.4271/2016-01-0550.
Березун В. И. (2014). Исследование способов организации рециркуляции отработавших га-зов. Наука – образованию, производству, эко-номике : материалы 12 Междунар. науч.-техн. конф. Минск, 15 апр. 2014 г. : в 4 ч. / Белорус. нац. техн. ун-т ; редкол. : Б. М. Хрусталев [и др.]. – Минск. Ч. 2. – С. 56–57. Berezun V. I. (2014) Issledovanie sposobov organizacii recir-kulyacii otrabotavshih gazov [Investigation of ways to organize exhaust gas recirculation]. Nau-ka – obrazovaniyu. proizvod-stvu. ekonomike : materialy 12 Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. Minsk, 15 apr. 2014 g. : v 4 ch. Belorus. nac. tekhn. un-t ; redkol. : B. M. Hrustalev [i dr.]. Minsk. CH. 2. 56–57. [in Russian].
