madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1450Research Article2.4.7. Турбомашины и поршневые двигателиРегулирование объемной концентрации газа отключением части цилиндров двигателя тепловоза, конвертируемого для работы по газодизельному циклуRegulation of volumetric gas concentration by disconnecting part of the cylinders of a diesel locomotive engine converted to operate on a gas-diesel cycleСилютаАнатолий ГеннадьевичSilutaAnatoly G.

канд. техн. наук, начальник отдела

Candidate of Sciences (Technical), Head of the Department

ma.leroy@yandex.ruСавастенкоАндрей АлександровичSavastenkoAndrey A.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

dozentrudn@mail.ruСавастенкоЭдуард АндреевичSavastenkoEduard A.

канд. техн. наук, доц.

Candidate of Sciences (Technical), associate professor

e.d.u.a.r.d@inbox.ruАО «ВНИИЖТ»РоссияVNIIZHTRussian FederationМАДИРоссияMADIRussian Federation20252103202501(43)66Copyright © Силюта А.Г., Савастенко А.А., Савастенко Э.А., 20252025Силюта А.Г., Савастенко А.А., Савастенко Э.А.Siluta A.G., Savastenko A.A., Savastenko E.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1450

В соответствии с ключевыми направлениями развития, в том числе Концепцией развития рынка газомоторного топлива в Российской Федерации, Энергетической и Экологической стратегиями ОАО «РЖД» совместно с машиностроительными холдингами активно участвует в создании транспортной техники, использующей в качестве моторного топлива природный газ. Ключевой особенностью энергетических установок газотепловозов является их создание на базе дизельных аналогов, как это было сделано 30 лет назад на первых опытных образцах. Анализ конструктивных особенностей и основных технических характеристик таких двигателей позволяет сделать вывод о недостаточной проработке узких проблемных мест, имеющих место при переводе транспортных дизельных двигателей на работу по газодизельному циклу. В настоящей статье рассматриваются причины неустойчивой работы газодизельных энергетических установок тепловозов на режимах малых нагрузок и холостом ходу, а также теоретически обосновывается возможность количественного регулирования объемной концентрации газа в цилиндрах двигателя путем отключения части цилиндров для обеспечения гарантированного воспламенения смесевого топлива с учетом ограничений по крутящему моменту, максимальной температуре выхлопных газов и максимальному давлению сгорании цикла.

In accordance with the key directions of development, including the Concept of the development of the gas engine fuel market in the Russian Federation, Energy and Environmental Strategies, JSC Russian Railways, together with machine-building holdings, is actively involved in the creation of transport equipment using natural gas as motor fuel. A key feature of the power plants of gas-thermal locomotives is their creation on the basis of diesel analogues, just as it was done 30 years ago on the first prototypes. An analysis of the design features and basic technical characteristics of such engines allows us to conclude that there is insufficient elaboration of bottlenecks that occur when transferring transport diesel engines to work on the gas-diesel cycle. This article examines the causes of unstable operation of diesel-diesel power plants of diesel locomotives at low loads and idle, and theoretically substantiates the possibility of quantitative regulation of the volume concentration of gas in the engine cylinders by disconnecting part of the cylinders to ensure guaranteed ignition of the mixed fuel, taking into account restrictions on torque, maximum exhaust gas temperature and maximum combustion pressure of the cycle.

объемная концентрация газаотключение цилиндровгазодизельный циклтепловоздвигатель внутреннего сгоранияvolumetric gas concentrationcylinder shutdowndiesel cyclediesel locomotiveinternal combustion engineReferencesранспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года, утвержденная распоряжением Правительства РФ от 27 ноября 2021 г. № 3363-р.The transport strategy of the Russian Federation until 2030 with a forecast for the period up to 2035, approved by the Decree of the Government of the Russian Federation dated November 27, 2021 No. 3363-rСоглашение о сотрудничестве между ПАО «Газпром», ОАО «Российские железные дороги», АО «Группа Синара» и ЗАО «Трансмашхолдинг» в области использования природного газа в качестве моторного топлива. №75 от 17 июня 2016 г. (актуализация на 2024 год).Agreement on cooperation between Gazprom PJSC, Russian Railways JSC, Sinara Group JSC and Transmashholding CJSC in the field of using natural gas as a motor fuel. No. 75 dated June 17, 2016 (updated for 2024).ГОСТ Р 56021-2014 Газ горючий природный сжиженный. Топливо для двигателей внутреннего сгорания и энергетических установок. Технические условия.GOST R 56021-2014 Natural liquefied combustible gas. Fuel for internal combustion engines and power plants. Technical conditions.Журавлев, А. Н. Повышение эффективности работы тепловозного газодизеля путем регулирования соотношения воздуха и топлива в цилиндрах: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Журавлев Андрей Николаевич, 2022. – 123 с. – EDN JMQDJB.Zhuravlev, A. N. Improving the efficiency of diesel diesel locomotives by regulating the ratio of air and fuel in cylinders: dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences / Zhuravlev Andrey Nikolaevich, 2022. – 123 p. – EDN JMQDJB.Савастенко, Э. А. Регулирование двигателя с искровым зажиганием изменением его рабочего объёма : специальность 05.04.02 "Тепловые двигатели" : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Савастенко Эдуард Андреевич. – Москва, 2016. – 22 с. – EDN ZQBMDR.Savastenko, E. A. Regulation of an engine with spark ignition by changing its working volume: specialty 05.04.02 "Heat engines": abstract of a dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Savastenko Eduard Andreevich. – Moscow, 2016. – 22 p.Методика расчёта характеристик бензинового двигателя и дизеля с отключаемыми цилиндрами / А. А. Савастенко, И. В. Алексеев, И. Е. Иванов [и др.] // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). – 2018. – № 2(53). – С. 30-37. – EDN USSOJX.Methodology for calculating the characteristics of a gasoline engine and a diesel engine with switchable cylinders / A. A. Savastenko, I. V. Alekseev, I. E. Ivanov [et al.] // Bulletin of the Moscow Automobile and Road State Technical University (MADI). – 2018. – № 2(53). – Pp. 30-37.Патрахальцев, Н. Н. Повышение экономичности режимов малых нагрузок дизеля КАМАЗ-740 путем изменения его рабочего объема / Н. Н. Патрахальцев, И. А. Никишин, И. А. Петруня // Грузовик. – 2013. – № 5. – С. 31-34. – EDN GLFDZJ.123. Patrakhaltsev, N. N. Improving the efficiency of low-load modes of the KAMAZ-740 diesel engine by changing its working volume / N. N. Patrakhaltsev, I. A. Nikishin, I. A. Petrunya // Truck. – 2013. – No. 5. – pp. 31-34.Пути решения проблемы перевода тепловозов на газообразное топливо / Е. Е. Коссов, В. В. Асабин, А. Г. Силюта [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2021. – Т. 80, № 4. – С. 191-200. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-4-191-200. – EDN ANAJZD.Ways to solve the problem of converting diesel locomotives to gaseous fuel / E. E. Kossov, V. V. Asabin, A. G. Silyuta [et al.] // Bulletin of the Scientific Research Institute of Railway Transport. – 2021. – Vol. 80, No. 4. – p. 191--200. – DOI 10.21780/2223-9731-2021-80-4-191-200. – EDN ANAJZD.Журавлев, А. Н. Особенности организации рабочего процесса газодизельного двигателя тепловоза / А. Н. Журавлев // Вестник транспорта Поволжья. – 2022. – № 4(94). – С. 7-13. – EDN GIGFYT.Zhuravlev, A. N. Features of the organization of the working process of a diesel locomotive engine / A. N. Zhuravlev // Bulletin of Transport of the Volga region. – 2022. – № 4(94). – Pp. 7-13. – EDN GIGFYT.

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