Способы оптимизации рабочего процесса газового двигателя, работающего на обеднённой смеси

В статье рассматриваются современные методы повышения эффективности газовых двигателей, работающих на обеднённой топливовоздушной смеси. Проведён комплексный анализ ключевых факторов, влияющих на процесс сгорания, экологические и экономические показатели данных газовых двигателей. Особое внимание уделено инновационным подходам к оптимизации рабочего процесса, включая прецизионное регулирование состава смеси, применение комбинированных систем наддува, рециркуляцию отработавших газов (EGR) и использование перспективных систем зажигания с высокой энергией. Представлен детальный обзор последних научных исследований и экспериментальных данных, подтверждающих эффективность предложенных технических решений. На основании проведённого анализа сформулированы рекомендации по выбору оптимальных параметров рабочего процесса для различных режимов эксплуатации. Также приведены результаты экспериментов и математическая модель газового двигателя, созданная с опорой на экспериментальные данные.

1. Cho, H. M. Spark ignition natural gas engines – A review / H. M. Cho, B. Q. He // Energy Conversion and Management. – 2007. – Vol. 48, No. 2. – P. 608-618. – DOI 10.1016/j.enconman.2006.05.023.

2. A review on exhaust gas after-treatment of lean-burn natural gas engines – From fundamentals to application / P. Lott, M. Casapu, Ja. D. Grunwaldt, O. Deutschmann // Applied Catalysis B: Environmental. – 2024. – Vol. 340. – P. 123241. – DOI 10.1016/j.apcatb.2023.123241. – EDN NJKTGX.

3. Ziyaei, S. A Review of Ultra-lean and Stratified Charged Combustion in Natural Gas Spark Ignition Engines / S. Ziyaei, S. K. Mazlan, P. Lappas // SAE International Journal of Engines. – 2023. – Vol. 16, No. 7. – P. 883-922. – DOI 10.4271/03-16-07-0050. – EDN EMTRAR.

4. Combustion and Emission Characterization of a CRCI Engine Fueled by Cyclopentanol/Diesel Blends and Verification Through Real-Time Vehicle Test / H. Chen, X. Su, J. He [et al.] // Social Science Research Network. – 2022. – DOI 10.2139/ssrn.4002246. – EDN DXNHPL.

5. Analysis of Combustion Instability for a Natural Gas Engine with Lean-burn Conditions / D. Shunliang, G. Haitang, G. Jianshe [et al.] // Journal of Zhengzhou University: Engineering Science. – 2024. – Vol. 45, No. 5. – P. 45-51. – DOI 10.13705/j.issn.1671-6833.2024.05.014.

6. A review of prechamber ignition systems as lean combustion technology for SI engines / C. E. C. Alvarez, G. E. Couto, V. R. Roso [et al.] // Applied Thermal Engineering. – 2018. – Vol. 128. – P. 107-120. – DOI 10.1016/j.applthermaleng.2017.08.118. – EDN VCYOMO.

7. Optimization on the combustion and performance of high-EGR engine by Air-assisted Pre-chamber Turbulent Jet Ignition (APTJI) / D. Wang, Yu. Song, Z. Liu [et al.] // Applied Thermal Engineering. – 2025. – Vol. 274. – P. 126710. – DOI 10.1016/j.applthermaleng.2025.126710. – EDN GXKSAD.