Повышение эффективности использования газобаллонных тракторов совершенствованием системы подачи газообразного топлива

• Автор: Володин, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 282 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Состояние проблемы

1.1 Обоснование применения альтернативных топлив в дизелях

1.2 Анализ существующих систем газодизельных двигателей.

1.3 Выводы по разделу

2 Теоретическое обоснование параметров системы

распределенной подачи газообразного топлива по эжекционному принципу

2.1 Анализ основных параметров дизеля 8ЧН13/14

2.2 Тепловой расчет дизеля

2.3 Теоретическое обоснование влияния эффекта эжекции
на изменение давление заряда на впуске
3 Программа и методика проведения исследований
3.1 Методика лабораторных исследований
3.2 Методика стендовых исследований
3.3 Методика эксплуатационных исследований
4 Система подачи газообразного топлива по
эжекционному принципу и результаты экспериментальных исследований
4.1 Устройство и работа системы подачи газообразного
топлива по эжекционному принципу
4.2 Результаты лабораторных исследований
4.3 Результаты стендовых исследований двигателя
8ЧН13/14 оснащенного эжекционной системой подачи газообразного топлива по эжекционному принципу
4.4 Результаты эксплуатационных исследований трактора К-700А
оснащенного системой подачи газообразного топлива по эжекционному принципу
4.5 Определение поцилиндровой неравномерности подачи
газообразного топлива в двигатель

5 Совершенствование технического обслуживания тракторов, оснащенных газобаллонным оборудованием
5.1 Теоретико-экспериментальное определение устойчивости трактора К-700А, оснащенного газобаллонным оборудованием
5.2 Определение степени воздействия движителей трактора К-700А на почву
5.3 Определение показателей надежности системы подачи
газообразного топлива по эжекционному принципу
5.4 Совершенствование технологии технического обслуживания
тракторов, оснащенных газобаллонным оборудованием
5.4.1 Диагностика тракторов оснащенных газобаллонным
оборудованием
5.4.2 Рекомендации по технике безопасности
6 Расчет экономической эффективности при использовании тракторов, оснащенных газобаллонным оборудованием
7 Основные выводы
8 Литература
9 Приложения

Введение
Актуальность темы. На долю сельскохозяйственной техники, работающей в основном на минеральном дизельном топливе, приходится более 40 % общего его потребления. При этом расходы на топливо достигают 50 % в себестоимости сельскохозяйственной продукции. В связи с этим перевод сельскохозяйственной техники для работы на более дешевом альтернативном топливе - природном газе метане - позволит повысить эффективность сельскохозяйственного производства. Тем более, что Россия занимает первое место в мире по его запасам.
Наиболее простым и приемлемым для сельского хозяйства способом перевода дизеля для работы на газообразном топливе является использование газодизельного цикла, так как это не требует значительных изменений конструкции двигателя, сохраняется серийная топливная аппаратура и способность работать как на дизельном топливе, так и на его смеси с компримированным (КПГ) или сжиженным природным газом.
Степень разработанности темы. В настоящее время существуют только опытные образцы тракторов, оснащенных газобаллонным
оборудованием, двигатели которых работают по газодизельному циклу и имеют ряд недостатков: запальная доза дизельного топлива чаще всего остается постоянной независимо от режимов работы двигателя и изменяется от тридцати до сорока процентов; значительная неравномерность
дозирования газообразного топлива по цилиндрам; высокая инерционность агрегатов систем питания; недостаточная надежность механических
регуляторов давления. Поэтому данный вопрос требует дальнейших конструкторских разработок, определения эксплуатационных показателей тракторов, обоснования агротехнических требований, установления соответствия стандартам безопасности и совершенствования технического обслуживания.
В связи с этим, исследование, направленное на повышение эффективности использования тракторов, оснащенных газобаллонным

работе с трехкомпонентным нейтрализатором) [42].
Такие системы выпускаются фирмами Woodward, GFI, AFS, Nippon, КАМАЗ - МАДИ, Мерседес [43].
Системы с центральным инжекторным впрыском применяют и такие известные фирмы Европы как VOLVO и SKANIA (Швеция), причем их специалисты считают, что такие системы - это разумный компромисс между ценой и качеством. При этом они признают, что дальнейшее совершенствование таких систем бесперспективно [43].
Инжекторные системы с распределенным впрыском газа.
Системы с распределенным впрыском газа являются сегодня наиболее перспективным направлением в создании систем управления подачей газа в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Они обладают самыми совершенными рабочими характеристиками для двигателя. Все инжекторные системы оснащены мощными микропроцессорными блоками управления, обеспечивающими [43]:
• контроль и диагностирование за поступающим газообразным топливом в каждый цилиндр;
• диагностирование элементов системы подачи газа [48].
Практически все крупнейшие фирмы-производители автомобильных
двигателей занимаются разработкой инжекторных систем с распределенным впрыском. Газовые системы для легковых автомобилей каждая фирма оснастила газовыми инжекторами собственной конструкции в основном на базе штифтового запорного механизма (аналог бензиновой форсунки). В газовых системах для большегрузных автомобилей и автобусов в основном используются газовые клапаны HSV 3000 фирмы Servojet (США), а впрыск газа производится под самую кромку впускного клапана в цикле всасывания, что обеспечивает оптимальное использование газа [42].
Комбинированные системы.
Ряд фирм - IMPCO (США), Landi Renzo (Италия), Nissan Diesel, NIKKI (Япония) - имеют газовые системы, в основу которых положен принцип