Ключевые слова: газовый двигатель, сжиженный природный газ, газотепловоз, технико-экономические и экологические показатели.

Специалистами АО «Коломенский завод» и ООО «Инжиниринговый центр двигателестроения ТМХ» разработан и испытан поршневой газовый двигатель-генератор 9ГМГ для маневрового газотепловоза работающего на сжиженном природном газе. В качестве прототипа использован серийный дизельный двигатель 8ЧН26/26 типа Д49, что позволило обеспечить унификацию деталей и компонентов двигателя более чем на 80 %. В конструкции газового двигателя осуществляется внутренний способ смесеобразования. Для проведения испытаний газовых двигатель-генераторов построен современный испытательный стенд, оснащенный всем необходимым контрольно-измерительным оборудованием. По результатам стендовых испытаний получен расход газового топлива, сопоставимый (по тепловому эквиваленту) с расходом дизельного топлива для двигателей данного класса, что позволяет на 30–40 % снизить затраты на топливо при эксплуатации газотепловозов на сжиженном природном газе. Так же достигнуто значительное снижение выбросов вредных веществ с ОГ, а также снижение выбросов СО2 до 50 % по сравнению с дизельными двигателями.

Ключевые слова: двухтактный двигатель с ПДП, прямоточно-щелевая продувка, моделирование индикаторного процесса, оценка насосных подерь.

Показано, что один из наиболее успешных вариантов реализации термодинамического цикла поршневого ДВС — двухтактный двигатель с противоположно-движущимися поршнями (ПДП). Представлен сравнительный анализ индикаторных процессов четырехтактного двигателя и двухтактного двигателя с ПДП. Расчет показателей индикаторного процесса выполнен с использованием нульмерной модели цилиндра для замкнутого участка цикла. Оценка насосных потерь в рассматриваемых конфигурациях двигателей выполнена методом численного моделирования систем газообмена с использованием программы G-POWER. Результаты расчетов демонстрируют преимущество двухтактного двигателя с ПДП по тепловой эффективности, удельному индикаторному расходу топлива, «мягкости» рабочего процесса. По мнению авторов, двигатели с ПДП перспективны и могут найти применение в таких отраслях, как транспортная и автономная энергетика.

Ключевые слова: W-образный двигатель, механизм газораспределения, прицепные шатуны, электрогидравлическая система управления.

Рассмотрены факторы, влияющие на формирование электрогидравлической системы управления механизмом газораспределения (МГР) W-образного двигателя с прицепными шатунами. Выполнен анализ особенностей и влияние различных схем организации управления работой МГР на нагруженность элементов и узлов двигателя. Сформулированы технические требования к электрогидравлической системе управления МГР. Отмечено, что реализация технических решений может представлять интерес как для изделий требующих плотной компановки силовой установки, так и для изделий, где отношение веса двигателя к его мощности является важным параметром.

Ключевые слова: газопоршневой двигатель, рабочий процесс, система подачи воздуха, коэффициент избытка воздуха, алгоритм и механизм регулирования.

Выполнен анализ существующих систем подачи воздуха в цилиндры газопоршневого двигателя для достижения оптимального значения коэффициента избытка воздуха в рабочем процессе. Предложено устройство и алгоритм его работы для регулирования коэффициента избытка воздуха по величине содержания свободного кислорода в отработавших газах. Обоснована возможность управления рабочим процессом в период подготовки начала сгорания и приведено описание конструкций механизмов отечественных и зарубежных аналогов, обеспечивающих управление рабочим процессом.

Ключевые слова: теплообменный контур, регенератор, число единиц переноса теплоты, ромбический привод Р. Мейера, мертвый объем теплообменников.

История развития двигателей Стирлинга неразрывно связана с развитием энергетики в основной ее составляющей — преобразовании тепловой энергии в механическую работу. Современные проблемы энергетики и экологии тесно взаимосвязаны и не могут быть решены порознь. В этом отношении привлекательность двигателя Стирлинга бесспорна, включая все возрастающий интерес к так называемой «зеленой» энергетике. Уровень технологического развития современной промышленности несопоставим с ее состоянием во времена изобретения двигателя, поэтому имеются и все шансы масштабного воплощения этой инженерной мысли. Решающим фактором при этом остается вопрос проектирования и создания такого оптимального теплообменного контура, который обеспечивал бы необходимую эффективную мощность двигателя при сохранении его экономичности и экологичности.

Ключевые слова: газовые двигатели, сжиженный природный газ (СПГ), система впрыска пилотного топлива, силовая система утилизации тепла, система управления двигателем ME ECS, блок регулируемого газового клапана, опыт эксплуатации.

Компанией «Mitsui Engineering & Co., Ltd.» (MES) совместно с «Daihatsu Diesel Mfg. Co., Ltd.» (Daihatsu) разработан ряд газовых двигателей MD36G мощностью от 3 до 7 МВт, работающих на бедной смеси. Двигатели созданы на базе среднеоборотного дизеля Daihatsu DK-36, главной отличительной особенностью которого является система непосредственного впрыска пилотного топлива. С целью повышения экономичности двигатель MD36G дополнен силовой системой утилизации тепла. Утилизация тепла достигается использованием турбогидравлической системы THS (Turbo Hydraulic System), а также цикла с регулируемым углом впрыска пилотного топлива VPC (Variable Phase Cycle). Система THS использует часть избыточной энергии газов после турбокомпрессора, передавая ее на коленчатый вал. Система THS обратима и используется для раскручивания турбокомпрессора, что способствует улучшению приемистости двигателя на режимах разгона и приема нагрузки. В результате КПД двигателей MD36G увеличился до 48,8 (в V-образной версии) и до 47,8 % (в рядной версии).

Двухтактные малооборотные двигатели типа ME-GI фирмы «MAN Diesel & Turbo» (MDT) достигли той степени совершенства, которая сделала возможной их работу в качестве главных судовых двигателей СПГ-газовозов на природном газе, на газе, испаряющемся в СПГ танках газовоза, а также на жидком топливе — в любой пропорции, в зависимости от вида имеющихся на судне топлив. В тесном сотрудничестве с HHI-EMD и другими партнерами MDT фирма провела многочисленные испытания двигателей на различных судах, подтвердивших их надежность и экономичность. Представлены технические характеристики оптимизированных двигателей типа ME-GI, результаты их ресурсных испытаний, включая, системы подачи газа. В докладе приводятся последние данные, полученные с мест эксплуатации двигателей ME-GI, что существенно помогло в разработке блока газового клапана (GVT — Gas Valve Train) и вспомогательного оборудования, в том числе, в повышении КПД и надежности криогенных насосов, компрессоров и приводов газового клапана. Опыт разработки и использования уникальной системы управления двигателем ME Engine Control System (ME ECS) позволяет надеяться, что в дальнейшем этой системой безопасности будут оборудованы все СПГ-газовозы.
Перевод выполнен к.т.н. Г. Мельником.