madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1231Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиПрогнозирование изменения показателей дизеля при его конвертации для работы по газовому и газодизельному циклуForecasting changes in diesel performance during its conversion to work on the gas and gas-diesel cycleСинявскийВладимир ВикторовичSinyavskyVladimir V.

канд. техн. наук, доц.

Ph.D., associate professor

sinvlad@mail.ruШироковИгорь АлексеевичShirokovIgor A.

студент

student

shirokovia1@mail.ruПронченкоГригорий ВсеволодовичPronchenkoGrigory V.

студент

student

mcphersonwinston00@gmail.comГолдинЕвгений АлексеевичGoldinEvgeny A.

студент

student

goldin.zheka@mail.ruМАДИРоссияMADIRussian Federation20231705202302(36)1616Copyright © Синявский В.В., Широков И.А., Пронченко Г.В., Голдин Е.А., 20232023Синявский В.В., Широков И.А., Пронченко Г.В., Голдин Е.А.Sinyavsky V.V., Shirokov I.A., Pronchenko G.V., Goldin E.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1231

По модели расчета 4-тактного цикла двигателя МАДИ проанализировано изменение эффективных показателей дизеля при его конвертации в газодизель и газовые двигатели, работающие на бедной и стехиометрической смесях. Показано, что при конвертации дизеля в газовый двигатель из-за снижения степени сжатия увеличиваются параметры системы наддува. Для каждого двигателя подобран оптимальный турбокомпрессор. Получено, что на номинальном режиме дизель и газодизель имеют близкий эффективный КПД, у газового двигателя на бедной смеси он снижается на 9,3%, а на стехиометрической – на 13,9%. Рассчитана стоимость дизельного топлива и природного газа за единицу выделяемой теплоты и показано, что с учетом изменения эффективного КПД на номинальном режиме по сравнению с дизелем расходы на топливо газодизеля снижаются в 2,36 раза, газового двигателя на бедной смеси – в 2,33 раза, а газового двигателя на стехиометрической смеси – в 2,21 раза.

Using the MADI model for calculating the 4-stroke cycle of  IC engine, the change in the effective performance of a diesel engine when it is converted into gas diesel engine and gas engines operating on lean and stoichiometric mixtures is analyzed. It is shown that when converting a diesel engine to a gas engine, the parameters of its boost system increase due to a decrease in the compression ratio. The optimal turbocharger was selected for each engine. It was found that in a rated mode, diesel and gas-diesel engines have a close effective efficiency, in a gas engine on a lean mixture it decreases by 9.3%, and in a stoichiometric one - by 13.9%. The cost of diesel fuel and natural gas per unit of heat released was calculated and it was shown that, taking into account the change in effective efficiency in a rated mode, compared to diesel engine, the fuel costs of gas diesel engine are reduced by 2.36 times, of a lean gas engine by 2.33 times, and a gas engine on a stoichiometric mixture - 2.21 times.

газодизельгазовый двигатель на бедной смесигазовый двигатель на стехиометрической смесинаддув газового двигателяснижение затрат на топливо газового двигателяgas-diesel enginelean-burn gas enginestoichiometric gas enginegas engine turbochargingreduction of gas engine fuel costsReferencesХачиян, А.С. Результаты разработки газовых двигателей в МАДИ (ГТУ) / А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, В.Ф. Воддейко, И.Г. Шишлов // Автозаправочный комплекс + альтернативное топливо. – 2005. –№ 3. – С. 37-41.Khachiyan, A.S. Results of development of gas engines in MADI (GTU) / A.S. Khachiyan, V.E. Kuznetsov, V.F. Vodeiko, I.G. Shishlov // Avtozapravochnyy kompleks + al'ternativnoye toplivo.– 2005. – 3(4). – pp. 37-41.Königsson, F., Kuyper, J., Stalhammar, P., and Angstrom, H. E. The influence of crevices on hydrocarbon emissions from a diesel-methane dual fuel engine, SAE International Journal of Engines, 2013, 6(2), pp. 751-765, doi: https://doi.org/10.4271/2013-01-0848.Königsson, F., Kuyper, J., Stalhammar, P., and Angstrom, H. E., The influence of crevices on hydrocarbon emissions from a diesel-methane dual fuel engine, SAE International Journal of Engines, 2013, 6(2), pp. 751-765, doi: https://doi.org/10.4271/2013-01-0848.Матюхин, Л.М. Анализ процессов газообмена и состава рабочей смеси газового двигателя с внешним смесеобразованием / Л.М. Матюхин // Вестник Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета). – 2007. – № 4(11). – С. 5-7.Matyukhin, L.M. Analysis of gas exchange processes and the composition of the working mixture of a gas engine with external mixture formation / L.M. Matyukhin // Vestnik Moskovskogo avtomobil'no-dorozhnogo instituta, 2007. – 4(11). – pp. 5-7.Ghazi Karim. Dual-Fuel Diesel engines, CRC Press, 2015, 287 p.Ghazi Karim. Dual-Fuel Diesel engines, CRC Press, 2015, 287 p.Мельник, Г.В. Развитие двигателестроения за рубежом по материалам конгресса CIMAC 2013 / Г.В. Мельник // Двигателестроение. – 2013. – № 3(253). – С. 39-53.Melnik, G.V., Development of engine building abroad based on the materials of the CIMAC 2013 congress /, G.V. Melnik // Dvigatelestroyeniye, – 2013, – 3(253), pp. – 39-53, ISSN: 0202-1633.Курманов, В.В. Математическое моделирование работы электрогидравлической форсунки с разгруженным от давления топлива управляющим клапаном / В.В. Курманов, О.В. Олисевич, С.Д. Скороделов // Автомобильная промышленность. – 2007. – № 10. – С. 36-40.[6] Kurmanov, V.V. Mathematical modeling of the operation of an electro-hydraulic injector with a control valve unloaded from fuel pressure / V.V. Kurmanov, O.V. Olisevich, S.D. Skorodelov // Avtomobil'naya promyshlennost', – 2007. – 10. – pp. 36-40.Лукшо, В. А. Комплексный метод повышения энергоэффективности газовых двигателей с высокой степенью сжатия и укороченными тактами впуска и выпуска: специальность 05.04.02: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук/ Лукшо В. А.; Центр. науч.-исслед. автомобил. и автомотор. ин-т "НАМИ". – Москва, 2015. – 369 с.Luksho, V.A. A complex method of increasing energy efficiency of gas engines with high compression ratio and shortened intake and exhaust strokes : Ph.D. thesis : 05.04.02 / V.A. Luksho, NAMI, – Moscow, 2015, – 365 p.Подобие процессов и подобное перестроение характеристик компрессоров / И.Е. Иванов, В.Е. Ерещенко, С.Н. Богданов, М.В. Чернуха // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). – 2015. – № 2(41). – С. 44-54.Ivanov, I.Ye. Similarity of processes and similar restructuring of compressor characteristics // I.Ye. Ivanov, V.Ye. Yereshchenko, S.N. Bogdanov, M.V Chernukha, 2015, 2(41). – pp. 44-54.A Zero-Dimensional Model for Internal Combustion Engine Simulation and Some Modeling Results / V.V. Sinyavski, M.G. Shatrov, A.Y. Dunin [et al.] // 2020 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2020 - Proceedings, Vienna, 20–22 октября 2020 года. Vol. 2020-January. – Vienna, 2020. – P. 9311546. – DOI 10.1109/EMCTECH49634.2020.9311546.Sinyavski V.V., Shatrov M.G., Dunin A.Y., Shishlov I.G., Vakulenko A.V. A Zero-Dimensional Model for Internal Combustion Engine Simulation and Some Modeling Results, 2020 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2020 - Proceedings, 2020, 9311546.Method of conversion of high- and middle-speed diesel engines into gas diesel engines / M.G. Shatrov, V.V. Sinyavski, A.Yu. Dunin [et al.] // Facta Universitatis. Series: Mechanical Engineering. – 2017. – Vol. 15, No. 3. – P. 383-395. – DOI 10.22190/FUME171004023S.Shatrov, M.G., Sinyavski, V.V., Dunin, A.Y., Shishlov, I.G., Vakulenko, A.V. Method of conversion of high- and middle-speed diesel engines into gas diesel engines, Series: Mechanical Engineering, – 15(3), – 2017, – pp. 383-395, doi:10.22190/fume171004023s

The authors declare that there are no conflicts of interest present.