Розрахункове визначення впливу складу біогазу на характеристики транспортного двигуна

Abstract

Біогаз, що виробляється на полігонах твердих побутових відходів або з відходів тваринництва, відрізняється коливаннями вмісту в ньому основних компонентів – метану та діоксиду вуглецю. Через це виникають проблеми використання такого біогазу в якості палива для ДВЗ. Подолання означених проблем досягається шляхом трудомісткого експериментального прилаштування двигуна до такого палива, або шляхом попереднього розрахункового дослідження показників двигуна з подальшою оптимізацією його функціонування за обраним критерієм. Розрахункове дослідження зазвичай виконується з використанням математичних моделей та комп’ютерної техніки, що дозволяє суттєво скоротити витрати коштів та часу на експеримент. В роботі розрахунковим шляхом з використанням двозонної математичної моделі процесів робочого циклу ДВЗ та розрахованих теплофізичних властивостей біогазу досліджено характеристики двигуна, що працював на біогазі широкого спектру складів, та на різних режимах навантаження. За результатами досліджень сформульовано умови ефективної роботи ДВЗ на біогазі змінного складу та показано, що при цьому покращуються показники токсичності двигуна, значно зменшується теплове навантаження на деталі циліндропоршневої групи за незначного погіршення показників економічності.

Decrease the consumption of mineral fuels in ICE is considered one of the important goals of reducing the harmful influence of this energy source on the environment. Within this plan, one of the most effective fuels type is biogas obtained from the processing of municipal solid waste and livestock waste. Biogas basically includes methane and carbon dioxide with a wide range of their ratio. The composition of biogas, in relation to the special features of obtaining it, can change, which leads to a change of indicators of the ICE. In connection with, the forecast of these indicators is actual, which is necessary for the development of effective systems for regulating the supply of biogas in the internal combustion engines. This forecast can be executed with the help of mathematical modeling of the working cycle of ICE with using adequate mathematical models. In this research used improved mathematical model of the working cycle of internal combustion engine developed in the department of piston power plant A. Podgorny Institute for Mechanical Engineering Problems NAS of Ukraine.