Разработка автоматической системы распределенного обогащения воздушного заряда тракторного дизеля
Аннотация
Введение. Исследования, посвященные интенсификации рабочего процесса транс-
портных дизелей путем обогащения воздушного заряда определенной дозой
(10−20 %) углеводородного активатора (спирт, бензин, керосин, биотопливо и др.), яв-
ляются актуальной и практически значимой проблемой. Несмотря на эффективность,
данный способ не нашел массового применения в технике, т. к. известные механиче-
ские устройства для обогащения воздушного заряда не обеспечивают точную дози-
ровку и своевременную подачу активатора в дизель в различных режимах его работы.
Материалы и методы. Решением данной проблемы является разработка автомати-
ческой системы распределенного обогащения воздушного заряда, осуществляющей
впрыск активатора в ветви впускного трубопровода дизеля с помощью электромаг-
нитных форсунок, управляемых электронным блоком. Такая система должна обеспе-
чивать работу форсунок по алгоритму, соответствующему порядку работы цилиндров
дизеля, а также вычислять продолжительность впрыска, соответствующую заданной
дозе активатора. Для программирования электронного блока управления теоретиче-
ски рассчитана продолжительность впрыска определенной дозы активатора и обосно-
ван алгоритм работы электромагнитных форсунок (на примере тракторного дизеля
Д-243).
Результаты исследования. Установлено, что при распределенном обогащении воз-
душного заряда в зависимости от дозы активатора и нагрузочно-скоростного режима
работы дизеля массовая цикловая подача активатора может составлять от 1 мг/цикл
до 13 мг/цикл, а продолжительность впрыска активатора – от 0,27 мс до 3,5 мс. Для
практической реализации способа распределенного обогащения воздушного заряда
применительно к дизелю Д-243 трактора МТЗ-82.1 разработана автоматическая сис-
тема, содержащая бак для активатора, фильтр, электрический насос, рампу, регулятор
давления, электромагнитные форсунки, электронный блок управления, датчик расхо-
да топлива, датчик фаз и частоты вращения коленчатого вала.
Обсуждение и заключение. Разработанная, изготовленная и испытанная система ре-
шает проблему практической реализации автоматического обогащения воздушного
заряда активатором в такте впуска и способствует улучшению мощностных, топлив-
но-экономических и экологических показателей транспортных дизелей.
Литература
engine performance and reduction of environment concerning emission / A. Imran [et al.] // Renewable
and Sustainable Energy Reviews. 2013. Vol. 26. P. 739−751. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.05.070
2. Уханов А. П., Рыблов М. В., Уханов Д. А. Обогащение воздушного заряда тракторных ди-
зелей углеводородными активаторами : монография. Пенза : РИО ПГСХА, 2015. 199 с. URL: https://
rucont.ru/file.ashx?guid=9400d884-8f32-40f6-9b4e-8d6ba35b07d0
3. Рыблов М. В., Уханов А. П., Уханов Д. А. Повышение производительности пахотного агре-
гата обогащением воздушного заряда тракторного дизеля на режиме перегрузок // Нива Поволжья.
2013. № 2. С. 93–99. https://elibrary.ru/download/elibrary _20226859_84793221.pdf
4. Effect of gasoline fumigation on diesel engine performance and emissions / L. J. Ou [et al.] // Applied
Mechanics and Materials. 2012. Vol. 130-134. P. 1744−1748. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.
net/AMM.130-134.1744
5. Yao C., Pan W., Yao A. Methanol fumigation in compression-ignition engines : A critical review
of recent academic and technological developments // Fuel. 2017. Vol. 209. Р. 713−732. DOI: https://
doi.org/10.1016/j.fuel.2017.08.038
6. Qudais M., Haddad O., Qudaisat M. The effect of alcohol fumigation on diesel engine performance
and emissions // Energy Conversion and Management. 2000. Vol. 41, Issue 4. Р. 389−399. DOI:
https://doi.org/10.1016/S0196-8904(99)00099-0
7. Experimental studies on fumigation of ethanol in a small capacity Diesel engine / B. S. Chauhan
[et al.] // Energy. 2011. Vol. 36, Issue 2. Р. 1030–1038. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.12.005
8. Impact of n-butanol and hydrous ethanol fumigation on the performance and pollutant emissions
of an automotive diesel engine // A. F. Lopez [et al.] // Fuel. 2015. Vol. 153. P. 483–491 DOI: https://
doi.org/10.1016/j.fuel.2015.03.022
9. Effects of bioethanol ultrasonic generated aerosols application on diesel engine performances /
F. Mariasiu [et al.] // Thermal science. 2015. Vol. 19, no. 5. Р. 1931–1941. DOI: https://doi.org/10.2298/
TSCI140703108M
10. Hansdah D., Murugan S. Bioethanol fumigation in a DI diesel engine // Fuel. 2014. Vol. 130.
Р. 324–333. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.04.047
11. Patent 6679224 US, Int. Cl F02B7/06. Method and apparatus for operating a diesel engine under stoichiometric
and slightly fuel-rich conditions / R. H. Stanglmaier; Southwest Research Institute; № 09/992373;
Filed Nov., 6, 2001; Publ. Jan. 20, 2004. URL: http://www.freepatentsonline.com/6679224.pdf
12. Study on cyclic variability of dual fuel combustion in a methanol fumigated diesel engine /
Wang Q. [et al.] // Fuel. 2016. Vol. 164. P. 99–109. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.10.003
13. Comparison of emissions of a direct injection diesel engine operating on biodiesel with emulsified
and fumigated methanol / C. H. Cheng [et al.] // Fuel. 2008. Vol. 87, Issues 10-11. P. 1870–1879. DOI:
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2008.01.002
14. Investigation of operating range in a methanol fumigated diesel engine / Wang Q. [et al.] // Fuel.
2015. Vol. 140. P. 164–170. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.067
15. Рыблов М. В. Уханов А. П., Уханов Д. А. Теоретическое обоснование работы системы
двухточечного обогащения воздушного заряда дизеля // Вестник Ульяновской государственной
сельскохозяйственной академии. 2017. № 2 (38). С. 185−191. DOI: https://doi.org/10.18286/1816-
4501-2017-2-185-191
16. Патент 2330173 РФ, МПК F02M 25/00; F02D 19/00. Устройство для обогащения воздуш-
ного заряда / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, М. В. Рыблов; Пенз. гос. с-х. академия.
№ 2006127884/06; Заявл. 31.07.2006; Опубл. 27.07.2008; Бюл. № 21. URL: http://allpatents.ru/
patent/2330173.html
17. Патент на полезную модель 157301 РФ МПК F02D 19/12, F02M 43/00. Система впрыска
активатора во впускной трубопровод дизеля / М. В. Рыблов, А. П. Уханов, Д. А. Уханов, С. А. Си-
маков; Пенз. гос. с-х. академия. № 2015102646; Заяв. 27.01.2015; Опубл. 27.11.2015; Бюл. № 33.
18. Патент на полезную модель 177583 РФ МПК F02M 43/00, F02D19/08; F02В 48/00. Устрой-
ство для дозированной подачи активатора в дизель / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, М. В. Рыблов,
С. А. Симаков. № 2017122353; Заяв. 26.04.2016; Опубл. 01.03.2018; Бюл. № 7.
19. Рыблов М. В. Уханов А. П., Уханов Д. А. Электронная система распределенного обога-
щения воздушного заряда тракторного дизеля // Нива Поволжья. 2018. № 1 (46). С. 114–120. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/elektronnaya-sistema-raspredelennogo-obogascheniya-vozdushnogozaryada-
traktornogo-dizelya
