ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТОПЛИВОПОДАЧИ В ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ МАЛООБОРОТНЫХ ДВУХТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Анотація

Рост цен на жидкие нефтяные топлива, наблюдаемый на протяжении последних десятилетий, а также ужесточение экологических норм по содержанию в отработавших газах судовых двигателей токсичных веществ и парниковых газов, сделали использование природного и нефтяного газов привлекательной альтернативой традиционным моторным топливам. И это не смотря на дополнительные технические трудности, связанные с их использованием. Учитывая, что на торговом флоте более 70% главных двигателей, это малооборотные двухтактные двигатели, решение задач связанных с переводом их на газовое топливо, особенно актуально в настоящее время. Проблема перевода усугубляется тем, что в силу особенностей организации рабочего процесса, в двухтактных двигателях данного класса возможно только внутреннее смесеобразование, осуществляемое на такте сжатия. Последнее обстоятельство потребовало разработки принципиально отличных подходов к решению проблемы по сравнению с теми, которые традиционно используются на четырехтактных высоко- и среднеоборотных двигателях. Определенным ограничением, усложняющим решение проблемы организации рабочего процесса на газовых топливах, является необходимость сохранения двигателем возможности работать на традиционных жидких топливах во всем диапазоне нагрузочно-скоростных режимов. В настоящее время лидирующие позиции в области создания двухтопливных малооборотных двигателей разделяют между собой фирмы MAN и WinGD, первая из которых разработала линейку двигателей с подачей газового топлива в рабочее пространство двигателя под высоким давлением в конце такта сжатия, а вторая – под низким давлением в начале такта сжатия. Каждому из этих методов свойственны как определенные преимущества, так и существенные недостатки. Подача топлива под низким давлением значительно упрощает конструкцию топливной системы двигателя и снижает требования к обеспечению ее безопасности во время эксплуатации, однако такие двигатели склонны к возникновению детонационного сгорания, что значительно сужает возможности их использования, особенно на режимах, близких к номинальным. Поиску и обоснованию технических решений, позволяющих минимизировать этот недостаток с сохранением присущих методу преимуществ, посвящена данная статья.