Двигатель газ дизельный: Газ на дизельный двигатель — газодизель с ГБО

История дизельных автомобилей ГАЗ

Дизельные двигатели считаются идеальным вариантом для коммерческого транспорта — при больших значениях крутящего момента и неплохих мощностных характеристиках они расходуют намного меньше топлива, чем их бензиновые аналоги. При этом в силу своих конструктивных особенностей дизели имеют большую надежность и долговечность. Среди их недостатков можно назвать немалый уровень шума, а также значительную вибрационную нагрузку, влияющую на комфортабельность транспортного средства. Кроме того, без дополнительного оборудования дизели выбрасывают намного больше вредных веществ в атмосферу.

Ведущие автомобильные инженеры смогли решить эти проблемы в конце 70-х годов. Именно в это время появились первые образцы современных легковых дизелей, а также агрегаты для коммерческого транспорта, которые были достаточно мощными и надежными, а также соответствовали экологическим нормам. В начале 80-х годов дизели распространились по всему миру — исключением не был и завод ГАЗ.

Первым серийным грузовиком ГАЗ с дизельным мотором стал автомобиль ГАЗ-4301. Он был разработан в соответствии с техническим заданием, поставленным правительством. Программа дизелизации грузового транспорта набирала обороты — мощными моторами на тяжелом топливе уже оснащались автомобили КамАЗ, некоторые модели ЗИЛ, а также КрАЗ и КАЗ. Наибольшим «белым пятном» был завод ГАЗ, который сосредоточился на выпуске техники с карбюраторными моторами среднего объема.

Дизельный грузовик ГАЗ-4301

Первые образцы дизельных грузовиков ГАЗ были показаны еще в середине 80-х годов, однако они были вынуждены отправляться на доработку в связи с наличием замечаний от чиновников высшего ранга. Серийный ГАЗ-4301 мог появиться еще в 1984 году, когда он был показан на сельскохозяйственной выставке в качестве своеобразного концепт-кара. Однако его судьба сложилась иначе, и реализацию проекта пришлось отложить.

Интересно, что первый дизельный автомобиль ГАЗ увидел свет только после распада СССР — его поставили на конвейер в 1992 году. До этого периода было выпущено небольшое количество грузовиков, собранных по обходной технологии — в основном их предоставляли для опытной эксплуатации в крупнейшие колхозы и некоторым строительным организациям. Двигатель для автомобиля не стали разрабатывать самостоятельно — вместо этого предпочтение отдали лицензионному силовому агрегату. Мотор ГАЗ-542 был разработан австрийской компанией Steyr. Как и большинство дизелей этого производителя, он имел воздушную систему охлаждения. Она делала его дешевым в производстве и простым в обслуживании, однако существенно снижала надежность транспортного средства — особенно, в экстремальных условиях эксплуатации.

При объеме в 6,23 литра этот шестицилиндровый агрегат развивал 125 лошадиных сил — достойный показатель даже в сравнении с карбюраторными моторами, устанавливавшимися на другие модели ГАЗ. Несмотря на внешнюю схожесть с автомобилем ГАЗ-3307, дизельный грузовик кардинально отличался от него многими деталями. В частности, на ГАЗ-4301 применялась модернизированная тормозная система с двумя раздельными контурами, усовершенствованная главная передача и новый карданный вал. Рама была значительно усилена — в сочетании с повышением крутящего момента, вызванным установкой дизельного мотора, это позволило повысить грузоподъемность до 5 тонн. В салоне устанавливалось регулируемое водительское кресло и обновленный отопитель. Отличия затрагивали многие компоненты автомобиля — даже колеса у бензиновой и дизельной версии не были взаимозаменяемыми.

Поскольку шестицилиндровый дизельный двигатель считался достаточно мощным и не слишком экономичным, на его базе был создан новый мотор, получивший название ГАЗ-544. Его четыре цилиндра имели совокупный рабочий объем, равный 4,15 литров, а мощность достигала 85 лошадиных сил. Двигатель предназначался для грузовика ГАЗ-3306 с грузоподъемностью в 3 тонны. Однако опытная эксплуатация показала, что такой агрегат имеет слишком малую мощность для эксплуатации машин в сельском хозяйстве и строительстве. Кроме того, динамика ГАЗ-3306 была слабой как для городских условий, так и для междугородних трасс. Интересный факт — безнаддувный дизель воздушного охлаждения устанавливался на малосерийную модификацию ГАЗ-66. Ее планировалось использовать в сельском хозяйстве в качестве универсального самосвала, а также передавать в пограничные военные части, которым был необходим внедорожный грузовик средней грузоподъемности. Однако по аналогичным причинам автомобиль также сняли с производства. Интересный факт — двигателем ГАЗ-544 должно было оснащаться второе поколение ГАЗ-66. Однако военные отказались от этой машины в связи с малой минной защищенностью бескапотной кабины.

В 1994 году была осуществлена попытка создать модернизированный грузовик с лучшими динамическими параметрами. Двигатель ГАЗ-544 был оснащен турбонаддувом, в результате чего его мощность повысилась до 115 лошадиных сил. Модель получилась достаточно удачной — в период с 1996 по 1997 год дизельные грузовики полностью вытеснили из модельного ряда бензиновые аналоги. Однако производство собственных дизелей было признано нецелесообразным с экономической точки зрения, и в 1997–2001 году дизельные грузовики на 3–5 тонн были сняты с производства.

ГАЗ-3309 с дизельным двигателем

В 2001 году было принято решение о закупке дизелей Минского моторного завода. Агрегат объемом 4,75 литра развивал 122 лошадиные силы — это позволило устанавливать его на автомобиль ГАЗ-3309 с грузоподъемностью 4,5 тонны. В дальнейшем мотор претерпел ряд модернизаций — его экологический класс повысили сначала до Евро-2, а в настоящее время выпускается двигатель Евро-4 с мощностью 119 лошадиных сил. Подобные агрегаты устанавливаются на грузовики ГАЗ-3309 современного образца.

Параллельно с дизелями большого объема на заводе ГАЗ использовались и компактные моторы, изначально созданные для легковой техники. Сотрудничество с компанией Steyr было продолжено в конце 1990-х годов, когда руководство завода решило приобрести лицензию на производство дизеля объемом 2,1 литра. Его устанавливали на Газели, Соболи и другие модели коммерческого транспорта, относящиеся к легкому классу. Мощность силового агрегата составляла 110–120 лошадиных сил в зависимости от конкретной модификации.

Кстати, мотор, получивший название ГАЗ-5602, планировалось устанавливать на «Волгу» в таксомоторной версии. Однако легковушки были выпущены малой серией и особенной популярностью не пользовались. Коммерческий транспорт с дизельным двигателем также не занимал первые места в рейтингах продаж. Необычная конструкция двигателя в виде моноблока без отдельной головки послужила причиной сложности его ремонта и обслуживания. В результате было принято решение отказаться от производства моторов ГАЗ-Steyr. Некоторое время выпускалась пятицилиндровая модификация дизеля, которая развивала 142 лошадиные силы. Ее планировали устанавливать на перспективные пикапы и внедорожники «Атаман», однако проект был закрыт в связи с низкой рентабельностью и отсутствием спроса на опытные автомобили.

В 2010 году началась новая эпоха дизелизации автомобилей ГАЗ. Руководство компании заключило соглашение с одним из наиболее крупных производителей дизельных двигателей — концерном Cummins. Первым плодом сотрудничества стали автомобили Валдай и ГАЗ-3309, оснащенные моторами ISF 3. 8L. Они развивают 152 лошадиные силы, что значительно превосходит возможности дизелей Steyr и ММЗ. Среди значительных плюсов силового агрегата Cummins можно назвать превосходную надежность, небольшой вес и соответствие экологическому классу Евро-4.

Дизельные Газели-Бизнес на испытаниях

Вторым автомобилем, получившим новый дизельный двигатель, стала Газель-Бизнес — для нее был приобретен силовой агрегат Cummins ISF 2.8L мощностью 120 лошадиных сил. Впоследствии он практически без изменений перешел под капот Газели-Некст, а в 2015 году была разработана его новая модификация с мощностью 150 лошадиных сил и увеличенным крутящим моментом. Кроме того, к производству готовится и новейшая версия двигателя, соответствующая экологическому классу Евро-5.

Однако руководство компании ГАЗ приняло решение о возвращении под капоты транспортных средств отечественных агрегатов. На современные автомобили ГАЗ-3309, Валдай, а также «Газон-Некст» устанавливаются двигатели ЯМЗ-534. При рабочем объеме четырех цилиндров в 4,4 литра они развивают мощность, равную 150 лошадиным силам. Среди преимуществ российских моторов, разработанных в сотрудничестве с австрийской компанией AVL, можно назвать огромный ресурс, надежность, ремонтопригодность и малую чувствительность к качеству топлива.

Стоит также вспомнить, что в истории дизельных двигателей ГАЗ находилось место и для различных экспериментов. В частности, еще в 60-х годах на грузовики устанавливали импортные моторы на тяжелом топливе — однако тогдашний уровень развития промышленности и инженерии в Советском Союзе не позволял начать серийное производство подобной техники. В 70–80-х годах на среднетоннажные грузовики ГАЗ устанавливались экспериментальные дизели, которые впоследствии нашли свое применение в различных моделях ЗИЛ, КамАЗ, КрАЗ, КАЗ и других заводов. В 90-х годах на технику завода, выпускаемую мелкими сериями, устанавливались силовые агрегаты, произведенные ведущими зарубежными предприятиями — Steyr, Deutz, Magirus, Hino, Nissan, Mercedes-Benz. Однако наиболее удачным вариантом из импортных силовых агрегатов стали моторы Cummins.

Современные дизельные моторы ГАЗ — это высокотехнологичные силовые агрегаты, которые обеспечивают длительную экономичную эксплуатацию коммерческого транспорта. По своим параметрам они не уступают двигателям наиболее популярных зарубежных аналогов:






Параметры

Cummins ISF 2.8L (Газель Некст)

Ford Transit 2.2 TDCi

Mercedes OM 646 DE22LA (Sprinter Classic)

Mercedes CDI OM 651 (Sprinter New)

ЯМЗ-534 (Газон Некст)

Hyundai HD 78

Isuzu NQR 75

Мощность, л.с.

120–150

125–155

109

88–163

149

140

175

Крутящий момент, Нм

270–330

350–385

280

220–360

490

380

419

Расход топлива на 60 км/ч, л/100 км

8,5

9,3

9,1

8,2

13,6

15,6

18

Номинальный ресурс, тыс. км.

500

450

500

500

700

600

650

 

Дизельные моторы, устанавливающиеся на автомобили и спецтехнику ГАЗ, отличаются очень высоким ресурсом, причем в пределах указанного пробега они не требуют серьезного ремонта. Кроме того, если периодичность обслуживания у зарубежной техники составляет 10–20 тысяч километров, то для автомобилей ГАЗ она равна 30 тысячам километров — это является серьезным преимуществом для российских перевозчиков, фермеров и представителей других профессий, которые не могут обойтись без грузовых автомобилей.

ГАЗ-4301 () (4301)- описание, характеристики, история.

Двигатель


Модель — 542.10


Тип — Дизельный, четырехтактный (с воздушным охлаждением)

Число цилиндров — 6

Порядок работы цилиндров — 1-5-3-6-2-4

Направление вращения коленчатого вала — Правое

Диаметр цилиндра и ход поршня, мм — 105х120


Рабочий объем, л — 6. 23

Степень сжатия — 18

Номинальная мощность двигателя при 2800 об/мин, кВт (л.с.) — 92 (125)

Максимальный крутящий момент при 1600-1800 об/мин, Н·м (кгс·м) — 37 (37)


Максимальная частота вращения на холостом ходу, не более, об/мин — 3040

Минимальная частота вращения холостого хода, об/мин — 575–625

Система вентиляции — Закрытая

Топливный насос высокого давления (ТНВД) — Рядный, с механическим двухрежимным центробежным регулятором


Топливный насос низкого давления — Поршневого типа

Топливоподкачивающий насос — Плунжерного типа для ручной подкачки топлива

Форсунки — закрытого типа, давление начала подъема иглы 17,16 МПа (175 кгс/см2)

Топливные фильтры:

грубой очистки — Фильтр-отстойник с сетчатым фильтрующим элементом

тонкой очистки — С бумажными сменными фильтрующими элементами

Воздушный фильтр — Сухого типа, со сменным фильтрующим элементом и сигнализатором предельной засоренности


Система охлаждения — Воздушная с шестеренчатым приводом вентилятора через регулируемую гидромуфту

Средство облегчения пуска — Электрофакельное устройство (ЭФУ)

Пусковой подогреватель — Воздушный дизельный

Трансмиссия



Сцепление — Однодисковое, сухого трения, постоянно замкнутое, с диафрагменной пружиной.

Привод сцепления — гидравлический

Коробка передач — Механическая, пятиступенчатая, трехходовая, с синхронизаторами на 2, 3, 4 и 5 передачах

Передаточные числа: I — 6,286; II — 3,391; III — 2,133; IV — 1,351; V — 1,0; з.х. — 5,429


Карданная передача — Двумя валами открытого типа с промежуточной опорой, три карданных шарнира на игольчатых подшипниках

Главная передача — Коническая, гипоидного типа. Передаточное число 5,857

Дифференциал — Конический, шестеренчатый с принудительной блокировкой

Управление механизмом блокировки — Дистанционное, пневматическим краном

Ходовая часть


Колеса — Дисковые, с двухкомпонентным ободом, с разрезным бортовым кольцом

Шины — Пневматические, радиальные, размером 8,25Р20, норма слойности — НС12

Давление в шинах, кПа (кгс/см2):


передних колес — 370 (3,8)

задних колес — 540 (5,5)

Схождение колес, мм — 0–3

Передняя подвеска — На двух продольных полуэллиптических рессорах с дополни тельной резиновой рессорой сжатия


Задняя подвеска — На двух продольных полуэллиптических рессорах с дополни тельными рессорами

Амортизаторы — Гидравлические, телескопические, двустороннего действия, установлены на передней оси

Рулевое управление


Рулевой механизм — Глобоидный червяк с трехгребневым роликом на шариковом подшипнике.


Передаточное число — 21,3 (среднее)

Усилитель руля — Гидравлический

Тормоза


Рабочая тормозная система — Двухконтурная, с раздельным торможением осей, с пневмогидравлическим приводом и двумя пневматическими усилителями, с барабанными тормозными механизмами на всех колесах, имеет двухпроводный пневмовывод для управления тормозами прицепа.


Запасная тормозная система — Каждый контур рабочей тормозной системы

Стояночная тормозная система

Функцию стояночной тормозной системы выполняют тормозные механизмы задних колес, имеющие механический привод

Электрооборудование


Тип — Однопроводная, отрицательные выводы источников тока соединены с корпусом автомобиля


Номинальное напряжение, В — 24

Генератор — 5101.3701 переменного тока со встроенным выпрямителем и регулятором напряжения

Аккумуляторные батареи — Две 6СТ-110А емкостью каждая 110 А·ч

Стартер — 3002. 3708


Фары — Две ФГ122-ВВ1

Передние фонари — ПФ130АБ

Задние фонари — 35.3716

Выключатель приборов и стартера — 2101.3704000-10 с противоугонным устройством

Стеклоочиститель — 201.5205010


Стеклоомыватель — 1112.5208000-03

Кабина


Кабина — Двухместная, двухдверная, металлическая, оснащена места­ми крепления ремней безопасности

Отопитель кабины — Масляный, с двумя радиаторами, включенными в систему смазки двигателя


Независимый отопитель — Воздушный, двухрежимный, работает на дизельном топливе

Сиденья — Раздельные — водителя и пассажира

Оперение — Металлическое с капотом аллигаторного типа и откидывающейся решеткой облицовки

Специальное оборудование



Коробка отбора мощности — Механическая, односкоростная

Гидравлический насос

Газовые и дизельные двигатели: в чем разница?

Подъезжая к заправке, большинство из нас автоматически знает, что выбрать: газ или дизель. В конце концов, это решение принимает за вас ваш автомобиль. Но задумывались ли вы когда-нибудь, в чем разница между работой бензинового и дизельного двигателей?

Понимание того, что происходит под капотом, является ключевой частью ухода за автомобилем. Чтобы помочь вам обрести уверенность как владельцу транспортного средства, вот наиболее важные сходства и различия между бензиновыми и дизельными двигателями.

Как работают бензиновые и дизельные двигатели
В своей основе бензиновые и дизельные двигатели работают по одним и тем же принципам. Оба преобразуют химическую энергию топлива в механическую энергию для создания движения. В каждом типе двигателя это преобразование происходит посредством процесса, называемого внутренним сгоранием, когда смесь топлива и воздуха сжимается внутри цилиндров двигателя для создания небольших взрывов, называемых сгоранием, которые производят энергию.

Независимо от того, управляете ли вы автомобилем с бензиновым или дизельным двигателем, общий процесс создания мощности одинаков. В обоих типах двигателей действие можно разбить на четыре этапа: впуск, сжатие, зажигание и выпуск. Однако разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, как каждый двигатель выполняет эти шаги.

  • Впуск:  Это первый этап процесса сгорания. На этом этапе содержимое попадает в цилиндры двигателя. В газовом двигателе это содержимое включает смесь воздуха и топлива. Однако дизельный двигатель пропускает воздух в цилиндры только на этом этапе и смешивает топливо позже.
  • Сжатие:  Прежде чем произойдет воспламенение, содержимое цилиндров необходимо сначала нагреть, сдавив его до небольшого пространства. Поскольку бензиновый двигатель с самого начала содержит в своих цилиндрах как воздух, так и топливо, компрессия должна быть ниже, иначе температура внутри цилиндров может подняться слишком сильно и вызвать самовоспламенение топлива, что приведет к серьезному повреждению двигателя. Но поскольку дизельный двигатель в этот момент содержит в своих цилиндрах только воздух, он может создавать гораздо более высокую степень сжатия и, по сути, зависит от достижения цилиндрами температуры самовоспламенения на этом этапе.
  • Зажигание: Способ зажигания каждого двигателя является одним из самых больших различий между бензиновыми и дизельными автомобилями. В бензиновом двигателе свеча зажигания создает электрический разряд, который воспламеняет топливно-воздушную смесь внутри цилиндра. Однако в дизельном двигателе нет свечи зажигания. Поскольку цилиндры в дизельном двигателе сжимают воздух выше температуры самовоспламенения, топливо воспламеняется за счет сочетания тепла и давления при впрыске.
  • Выхлоп: Этот последний шаг одинаков как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. После того, как топливо сгорает для производства энергии, образующиеся пары выпускаются через клапан, и весь процесс начинается снова, повторяясь несколько раз в секунду.

Понимание того, как работает ваш автомобиль, не должно вас пугать. Небольшое ноу-хау поможет вам стать более уверенным владельцем автомобиля. И независимо от того, работает ли ваша поездка на бензине или дизельном топливе, вы можете рассчитывать на то, что Cenex® предоставит вам высококачественное топливо. Узнайте больше о преимуществах CENEX TOP TIER™ DETERGENT GASOLINE и CENEX ROADMASTER XL® PREMIUM DIESEL, а также найдите ближайший к вам Cenex с помощью нашего онлайн-ПОИСКА МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ.

Распространяйте информацию

Двигатели, работающие на природном газе

Двигатели, работающие на природном газе

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

  • Газовые двигатели большой мощности

Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой грузоподъемности до низкоскоростных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. Доминирующим циклом двигателя может быть либо Отто, либо Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и воспламенения. Большинство коммерческих и экспериментальных двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) двигатели с обедненной смесью, цикл Отто; (3) двухтопливные двигатели смешанного цикла (сочетание двигателей Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе. Эти технологии демонстрируют различия в термической эффективности, производительности и требованиях к последующей обработке.

  • Введение
  • Двигатели с премиксами
  • Двигатели без предварительного смешения

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными мерами регулирования, связанными с выбросами, по-прежнему вызывают значительный интерес к природному газу как к альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей отреагировали на это поставкой новых специально построенных двигателей на природном газе, размеры которых варьируются от небольших двигателей малой мощности мощностью в несколько кВт до низкоскоростных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. В 2019 году, WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем, работающим по циклу Отто, мощностью 63 840 кВт [4829] . OEM-производители и поставщики запчастей также предоставляют комплекты для переоборудования, которые позволяют переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, в том числе: подготовка смеси (предварительно смешанная или без предварительного смешения), зажигание (искровое зажигание или пилотный дизель) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель). Одна из распространенных категорий: Рисунок 1 [4247] :

  • Предварительно смешанная заправка, искровое зажигание, только природный газ
  • Предварительно смешанная заправка, дизельное предварительное зажигание, двойное топливо природный газ/дизель
  • Непосредственный впрыск природного газа под высоким давлением, дизельное запальное зажигание, двойное топливо природный газ/дизель

Рисунок 1 . Три категории двигателей на природном газе

(Источник: Wartsila)

Хотя вышеприведенная группа адекватно охватывает коммерческие двигатели объемом примерно до 2,5 л/цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, это создает некоторые проблемы при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, зажигаемые небольшим (<~5% энергии топлива) дизельным микропилотом, имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими дизельный пилот гораздо большего размера (>~15 %). % энергии топлива). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая классификация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:

  • Двигатели со стехиометрическим циклом Отто
  • Работа на обедненной смеси, двигатели с циклом Отто
  • Двухтопливные двигатели смешанного цикла (сочетание Отто и Дизеля)
  • Двигатели на природном газе дизельного цикла

Двигатели со стехиометрическим циклом Отто используют предварительно смешанную «почти стехиометрическую» воздушно-топливную смесь и зажигаются от свечи зажигания. Важной мотивацией для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения содержания NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопных газах. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC на ​​природном газе как раз соответствует стехиометрии, а двигатели, работающие на природном газе, работающие на «стехиометрической» топливно-воздушной смеси, обычно откалиброваны для работы с небольшим обогащением. Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями с «богатым горением».

В двигателях с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, используется обедненная предварительно смешанная топливно-воздушная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также имеют ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, является их высокая тепловая эффективность торможения (BTE), которая во многих случаях может достигать 50%. Если в двигателях, работающих на обедненных смесях, требуется обработка выхлопных газов, SCR с мочевиной является вариантом контроля NOx. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и их можно использовать только в некоторых стационарных приложениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая мощным пилотным дизельным двигателем, что составляет более ~ 15% общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели смешанного цикла, потому что дизельный пилот вносит значительный вклад в общее выделение тепла во время сгорания предварительно смешанного заряда природного газа/воздуха. Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко переоборудованы для работы на природном газе — популярное соображение, когда разница в цене между дизельным топливом и природным газом велика. большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе. Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания форсунок природного газа является зажигание небольшого дизельного пилота непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском под высоким давлением (HPDI) или газодизельным двигателем. Зажигание через свечу накаливания или свечу зажигания с предварительной камерой также исследуется. Важным преимуществом этого подхода является то, что достигается более высокая плотность мощности и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

Таблица 1 суммирует эти подходы с дополнительными подробностями, представленными ниже. Доступны и другие сводки, аналогичные таблице 1, но в основном они касаются только тяжелых условий эксплуатации [3568] [4323] .

Таблица 1
Сравнение различных систем сгорания для двигателей, работающих на природном газе
Стехиометрический цикл Отто Бедно-сжигательный цикл Отто Двухтопливный смешанный цикл Дизельный цикл
State of air/fuel mixture Premixed No premixing
Overall AFR Stoichiometric Lean
Dominant engine cycle Otto Otto/Diesel Diesel
Технология Опции зажигания
  • Свеча зажигания, открытая камера
  • Свеча зажигания, открытая камера
  • Свеча зажигания, форкамера (пассивная или активная)
  • Дизельный микропилот, открытая камера
  • Дизельный микропилот, форкамера
  • Свеча накаливания, форкамера (ограниченное применение)
  • Пилотный дизель, открытая камера
  • Пилотный дизель, открытая камера
  • Свеча накаливания, открытая камера (экспериментальная)
  • Свеча зажигания форкамерная (экспериментальная)
Контроль выбросов при выключении двигателя
  • NOx: EGR, угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, закрытая вентиляция картера (CCV)
  • PM: расход масла
  • NOx: AFR, угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
  • PM: расход масла
  • NOx: AFR, пилотный дизель, кол-во, угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
  • PM: дизельное пилотное количество, расход масла
  • NOx: EGR, синхронизация впрыска
  • PM: аналог дизельного
Опции системы доочистки (ATS)