Key words: gas engine, methane, propane-butane, operational performance, gas-diesel cycle, ignition system, lean mixture, operational analysis, environmental friendliness.
Мировой тренд на декарбонизацию стимулирует переход на газомоторное топливо, прежде всего метан, благодаря его экологическому и экономическому потенциалу. Однако его массовому внедрению препятствуют снижение мощности и КПД, повышенные требования к системе зажигания, риск детонации и сложности хранения. Текст завершается указанием на анализ структуры потребления моторного топлива в РФ.[1, стр. 168]
Оценка потребления моторного топлива в РФ по видам.
На графике ниже представлена структура потребления моторного топлива в Российской Федерации по основным видам
График 1. Сравнительная диаграмма потребления различных видов топлива
Традиционные топлива (бензин и дизель) сохраняют доминирующую долю на российском рынке. [2, стр.15] Газ показывает устойчивый рост, в первую очередь в коммерческом транспорте, в то время как альтернативные источники занимают незначительную долю.
Повышение конкурентоспособности газовых двигателей требует применения различных технологий. Для бензиновых циклов это повышение степени сжатия и работа на обеднённых смесях, что увеличивает КПД, но требует сложной модернизации или новых конструкций. [3, стр 89] В дизельных двигателях ключевыми решениями являются совершенствование систем впрыска, включая дорогой непосредственный впрыск газа, сохраняющий характеристики дизеля при резком снижении выбросов, и более доступный газодизельный процесс, дающий экономию с некоторыми компромиссами в управлении и экологии.
Таким образом, выбор конкретного метода представляет собой поиск оптимального баланса между эффективностью, стоимостью, сложностью и экологичностью.
Таблица 1
Оптимальные технологии для разных видов транспорта и сфер применения
Категория транспорта / применения | Оптимальная технология | Ключевые преимущества |
Легковой и легкий коммерческий транспорт | Комбинация фазированного впрыска и мощного зажигания | Баланс цены, надежности и эффекта (экономии/мощности). |
Городской пассажирский транспорт (автобусы) | Технологии обедненной смеси | Обеспечивают требуемую экологичность в типичных городских циклах движения. |
Грузовой магистральный транспорт | 1. Газодизельный процесс 2. Впрыск топлива высокого давления | 1. Лидер по окупаемости. 2. Преимущество по экологии и производительности. |
Судовая и стационарная энергетика | Газодизельный цикл | Возможность использования крупных, медленноходных и легко модернизируемых дизельных двигателей. |
Повышение эффективности газовых двигателей достигается комплексом технологий, адаптированных под конкретные задачи. Для бензиновых циклов ключевым является изменение рабочего процесса — повышение степени сжатия и использование бедных смесей. Для дизелей основной эффект даёт интеграция газа в цикл с сохранением пилотного впрыска.[4, стр. 25]
Основной тренд - конвергенция технологий: объединение цифрового адаптивного управления, гибридизации и новых систем зажигания. [5, стр 173] Это позволяет компенсировать традиционные недостатки газа и приблизить такие двигатели к обычным по удобству эксплуатации.
Перспективным направлением считается применение смесей метана с водородом, что расширяет пределы воспламенения бедных смесей и способствует дальнейшему снижению углеродного следа.
Список литературы
- Гусаков, Е. С. Газомоторное топливо для сельскохозяйственной техники: теория и практика применения / Е. С. Гусаков, В. И. Лапшин. - Москва: Росинформагротех, 2020. - 312 с. - ISBN 978-5-4218-0274-9.
- Ахметов А.Ф., Муниров Д.Ф., Алексеев Ю.Г. Перспектива развития применения газового топлива в республике Башкортостан // Наука молодых –инновационному развитию АПК. материалы XVI Национальной специализированный научно- практической конференции молодых уборка ученых. – 2023. –14-18 с
- Путилов, Е. И. Газодизельные судовые энергетические установки / Е. И. Путилов, Л. А. Соколов. - Санкт-Петербург: Судостроение, 2019. - 224 с. - ISBN 978-5-903152-28-9.
- Ахметов А.Ф. Обоснования допустимых структурных параметров насос - форсунок автотракторных дизелей // Современное состояние, традиции и инновационные технологии в развитии АПК. материалы Международной научно - практической конференции в рамках XXVII Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2017». Башкирский государственный аграрный университет. – 2017. – 151-156 с.
- Михайлов, А. Н. Эксплуатация автомобилей на газовом топливе: учебное пособие для вузов / А. Н. Михайлов. - Москва: Академия, 2019. - 192 с. - ISBN 978-5-4468-5091-2.
