В настоящее время в Узбекистане создана определенная инфраструктура по использованию сжатого природного газа в качестве топлива на транспорте и других потребителях моторных топлив, позволяющая ежегодно использовать 230…250 млн. куб. метров природного газа (более 14000 суммарных заправок в сутки по 52 автомобильным газонаполнительно-компрессорным станциям, что эквивалентно 210…220 тыс. тонн бензина. Однако в настоящее время указанный источник замены нефтяных топлив нуждается в более динамичном развитии.
В этой связи Постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан №30 от 10.02.2007 г. «О мерах по развитию сети автогазонаполнительных компрессорных и автогазозаправочных станций и поэтапному переводу автотранспортных средств на сжиженный и сжатый газ» направлено для решения указанных выше задач.
Существующее разнообразие по принципу работы газовых систем питания, состоящее в основном из классического (эжекторного) типа порождает серьезные проблемы их эксплуатации, такие как ухудшение энергоэкологических показателей базовых двигателей, отсутствие взаимозаменяемых агрегатов и узлов и др.
Исходя из этого, можно заключить, что изучение особенностей показателей и характеристик автомобильного двигателя с газовой инжекторной системой является весьма актуальной научно-практической задачей, решение которой позволит с достаточной достоверностью установить закономерности изменения показателей двигателя в зависимости от вида (эжекторная или инжекторная) системы питания
Степень изученности проблемы. В современной отечественной и зарубежной научной литературе большое внимание уделяется проблеме улучшения показателей ДВС, работающих на газовых топливах. Однако эти исследования в большинстве своем посвящены повышению эксплуатационных показателей двигателей с эжекторной системой питания и с моновпрыском. В связи с этим разработка методов расчета, а также обоснование способов улучшения показателей автомобильных двигателей использованием газовой инжекторной системой питания распределительного типа представляет научную ценность.
Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Результаты диссертационного исследования включены в отчет НИР ТАДИ по НТП РУз на 2006-2008 гг. (Проект А-12-031 «Совершенствование систем подготовки, подачи газового топлива для ДВС с универсальной системой питания»)
Цель исследований: повышение энергетических и экологических показателей автомобильного двигателя использованием газовой инжекторной системы питания.
Методы исследования. Поставленная цель достигалась анализом и обобщением ранее выполненных теоретических и экспериментальных работ и современных тенденций мирового двигателестроения, проведением теоретических исследований с использованием математического аппарата регрессионного анализа, реализованного на ЭВМ, выполнением комплекса стендовых и эксплуатационных испытаний на базе современной отечественной и зарубежной измерительной аппаратуры.
Гипотеза исследования. Известно, что существенным фактором, влияющим на величину мощности двигателя, является коэффициент наполнения, в той или иной степени обуславливаемый конструктивными особенностями системы питания. Коэффициент наполнения в свою очередь зависит от величины средней скорости воздуха (заряда) в наименьшем сечении впускной системы. В этой связи показатели газового двигателя, стабильность его работы на различных режимах, включая режимы пуска и холостого хода, зависят от типа системы питания (эжекторный, инжекторный), определяющего причины, основные условия, обуславливающие процессы, происходящие в их впускной системе. Учет указанных особенностей газовой инжекторной системы питания предположительно требует решений, связанных с впрыском топлива на нагрузочных режимах и стабилизации подачи топлива на режимах пуска и холостого хода.
Основные положения, выносимые на защиту:
способ прогнозирования показателей автомобильного двигателя при работе на газе с различными системами питания;
метод расчета показателей внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя с газовой инжекторной системой питания;
рекомендации по проведению экспериментальных исследований автомобильного двигателя с газовой инжекторной системой питания и оснащению бензинового автомобильного двигателя газовой инжекторной системой питания;
рекомендации по расположению дозаторов газового топлива и системы стабилизации подачи газа на режимах пуска и холостого хода.
Научная новизна:
способ прогнозирования показателей автомобильного двигателя при работе на газе с различными системами питания, позволяющий оценить его энергетические свойства;
метод расчета показателей внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя с газовой инжекторной системой питания, позволяющий производить его оценку без экспериментальных исследований.
Научная и практическая значимость результатов исследования. Разработан способ прогнозирования показателей автомобильного двигателя при работе на газе с различными системами питания, а также расчетный метод оценки показателей внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя с газовой инжекторной системой питания, позволяющие оценить и сравнить показатели двигателей с различными системами питания без проведения дорогостоящих экспериментальных исследований. Предложены рекомендации по выбору и адаптации газовой инжекторной системы питания, ее настройке и регулировке, а также по расположению дозаторов газового топлива, системы стабилизации подачи газа на режимах пуска и холостого хода, и выявлены особенности проведения экспериментальных исследований автомобильных двигателей с газовой инжекторной системой питания.
