madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1343Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиОбзор современных технологий использования природного газа в качестве топлива в двигателях внутреннего сгоранияAn overview of modern technologies for using natural gas as fuel in internal combustion enginesНикифоровКонстантин АлександровичNikiforovKonstantin A.

аспирант

postgraduate

nikikos@list.ruГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»РоссияFSUE «NAMI».Russian Federation20240506202402(40)33Copyright © Никифоров К.А., 20242024Никифоров К.А.Nikiforov K.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1343

В работе проведён анализ существующих стратегий организации рабочего процесса газового двигателя с точки зрения соответствия современным экологическим требованиям, энергоэффективности и мощностным характеристикам. Рассмотрены следующие стратегии: работа газового двигателя на бедных смесях, на стехиометрической смеси, в двухтопливном режиме, впрыском природного газа под большим давлением. Описаны экспериментальные данные, выявлены плюсы и минусы каждой из стратегий, сделан вывод о перспективах и необходимости дальнейших исследований. Получено, что использование различных стратегий организации рабочего процесса газового двигателя позволяет добиться снижения удельного расхода топлива на 5,6%, снижения выбросов токсичных веществ с отработавшими газами до 80%. Снижение расходов на топливо в 2,3 раза по сравнению с дизельными двигателями.

The paper analyzes the existing strategies for organizing the workflow of a gas engine in terms of compliance with modern environmental requirements, energy efficiency and power characteristics. The following strategies are considered: operation of a gas engine on poor mixtures, on a stoichiometric mixture, in dual-fuel mode, by injection of natural gas under high pressure. Experimental data are described, the pros and cons of each strategy are identified, and a conclusion is made about the prospects and the need for further research. It was found that the use of various strategies for organizing the working process of a gas engine makes it possible to reduce specific fuel consumption by 5.6%, reduce emissions of toxic substances with exhaust gases by up to 80%. Reduction of fuel costs by 2.3 times compared to diesel engines.

газовый двигательстратегия организации рабочего процессадвухтопливный двигательгазовый двигатель на бедной смесигазовый двигатель на стехиометрической смесигазовый двигатель с непосредственным впрыском природного газа под большим давлениемgas engineworkflow strategydual-fuel enginegas engine with a lean-burning mixturegas engine with a stoichiometric mixturegas engine with direct injection of natural gas under high pressureReferencesBP, Statistical Review of World Energy, 2022, 71st edition, June.BP, Statistical Review of World Energy, 2022, 71st edition, June.Lidong Liu. A Review of Development of Natural Gas Engines / Lidong Liu, Mengli Zhang, Zhengbai Liu // International Journal of Automotive Manufacturing and Materials. – 2023. Vol. 2, Issue 1. – DOI 10.53941/ijamm0201004.Lidong Liu. A Review of Development of Natural Gas Engines / Lidong Liu, Mengli Zhang, Zhengbai Liu // International Journal of Automotive Manufacturing and Materials. – 2023. Vol. 2, Issue 1. – DOI 10.53941/ijamm0201004.COP26: Key Outcomes From the UN Climate Talks in Glasgow / H. Mountford >et al. // World Resources Institute. – 2021. – Электронный ресурс. – URL: https://www.wri.org/insights/cop26-key-outcomes-un-climate-talks-glasgow (Дата обращения: 16.02.2024).COP26: Key Outcomes From the UN Climate Talks in Glasgow / H. Mountford >et al. // World Resources Institute. – 2021. – Электронный ресурс. – URL: https://www.wri.org/insights/cop26-key-outcomes-un-climate-talks-glasgow (Дата обращения: 16.02.2024).Xiongbo Duan. Experimental study the impacts of the key operating and design parameters on the cycle-to-cycle variations of the natural gas SI engine / Xiongbo Duan, Deng Banglin, Liu Yiqun, Li Yangyang, Liu Jingping //. Fuel. – 2021. – Vol. 290. – DOI 10.1016/j.fuel.2020.119976.Xiongbo Duan. Experimental study the impacts of the key operating and design parameters on the cycle-to-cycle variations of the natural gas SI engine / Xiongbo Duan, Deng Banglin, Liu Yiqun, Li Yangyang, Liu Jingping //. Fuel. – 2021. – Vol. 290. – DOI 10.1016/j.fuel.2020.119976.Einewall, P. Lean Burn Natural Gas Operation vs. Stoichiometric Operation with EGR and a Three Way Catalyst / P. Einewall, P. Tunestål, B. Johansson // In SAE Special Publications. – 2005. – P. 343-362. – doi.org/10.4271/2005-01-0250.Einewall, P. Lean Burn Natural Gas Operation vs. Stoichiometric Operation with EGR and a Three Way Catalyst / P. Einewall, P. Tunestål, B. Johansson // In SAE Special Publications. – 2005. – P. 343-362. – doi.org/10.4271/2005-01-0250.An optical investigation of substitution rates on natural gas/diesel dual-fuel combustion in a diesel engine / Lee Chia-Fone, Pang Yuxin, Wu Han, Nithyanandan Karthik, Liu Fushui // Applied Energy. – 2020. – Vol. 261 (3). – DOI10.1016/j.apenergy.2019.114455.An optical investigation of substitution rates on natural gas/diesel dual-fuel combustion in a diesel engine / Lee Chia-Fone, Pang Yuxin, Wu Han, Nithyanandan Karthik, Liu Fushui // Applied Energy. – 2020. – Vol. 261 (3). – DOI10.1016/j.apenergy.2019.114455.Живлюк, Г. Е. Экологическая безопасность энергетических установок: двухтопливные и газовые двигатели / Г. Е. Живлюк, А. П. Петров // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – 2022. – Т. 14, № 3. – С. 449-462. – DOI 10.21821/2309-5180-2022-14-3-449-462. – EDN IWDJGT.Живлюк, Г. Е. Экологическая безопасность энергетических установок: двухтопливные и газовые двигатели / Г. Е. Живлюк, А. П. Петров // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. – 2022. – Т. 14, № 3. – С. 449-462. – DOI 10.21821/2309-5180-2022-14-3-449-462. – EDN IWDJGT.Hagiwara R. Development of pure marine gas engine (EYG26L) / R. Hagiwara, I. Ohashi // Marine Engineering. – 2015. – Vol. 50. – Is. 6. – P. 719–725. DOI 10.5988/jime.50.719.Hagiwara R. Development of pure marine gas engine (EYG26L) / R. Hagiwara, I. Ohashi // Marine Engineering. – 2015. – Vol. 50. – Is. 6. – P. 719–725. DOI 10.5988/jime.50.719.Experimental research and computer simulation of knock onset in a heavy-duty SI gas engine / A. Kozlov, A. Terenchenko, N. Zuev, I. Gattarov // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE). – 2019. –Vol. 8 (12). – P. 730-736. – DOI 10.35940/ijitee.L3072.1081219Experimental research and computer simulation of knock onset in a heavy-duty SI gas engine / A. Kozlov, A. Terenchenko, N. Zuev, I. Gattarov // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE). – 2019. –Vol. 8 (12). – P. 730-736. – DOI 10.35940/ijitee.L3072.1081219Марков, В. А. Проблемы использования природного газа в качестве моторного топлива для городского автотранспорта / В. А. Марков // Грузовик. – 2015. – № 4. – С. 6-12. – EDN TSZVAL.Марков, В. А. Проблемы использования природного газа в качестве моторного топлива для городского автотранспорта / В. А. Марков // Грузовик. – 2015. – № 4. – С. 6-12. – EDN TSZVAL.Прогнозирование изменения показателей дизеля при его конвертации для работы по газовому и газодизельному циклу / В. В. Синявский, И. А. Широков, Г. В. Пронченко, Е. А. Голдин // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2023. – № 2(36). – EDN OGEGXX.Прогнозирование изменения показателей дизеля при его конвертации для работы по газовому и газодизельному циклу / В. В. Синявский, И. А. Широков, Г. В. Пронченко, Е. А. Голдин // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2023. – № 2(36). – EDN OGEGXX.

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