STUDY OF THE INFLUENCE OF FEED PRESSURE AND NOZZLE CHANNELS CROSS-SECTIONS ON FUEL SUPPLY PROCESSES IN GAS-DIESEL LOW-SPEED TWO-STROKE LOW-PRESSURE ENGINES

Abstract

В настоявшее время ведущими производителями судовых малооборотных двигателей ведутся интенсивные работы по их переводу на газовые топлива. В основном это продиктовано возросшими требованиями к снижению выбросов парниковых газов в атмосферу. В силу конструктивных особенностей в этом классе двигателей возможно только внутреннее смесеобразование, к организации которого существует несколько принципиально разных подходов, из которых в настоящее время реализовано только два. Фирма MAN разработала и наладила производство двигателей с подачей газового топлива в пространство рабочего цилиндра под высоким давлением в конце такта сжатия, а фирма WinGD – под низким давлением в начале такта сжатия. Обоим подходам свойственны как преимущества, так и существенные недостатки. Предыдущие исследования авторов показали, что подача газового топлива на такте сжатия под давлениями 4,5...6 МПа позволяет сократить время пребывания газо-воздушной смеси в рабочем цилиндре и уменьшить вероятность возникновения детонационного сгорания. Существенное влияние на расходные характеристики газоподающих модулей и на характер истечения из них оказывает то обстоятельство, что процесс смесеобразования на такте сжатия протекает в условиях изменяющегося противодавления. Поскольку дозирование цикловой порции в таких двигателях регулируется временем открытия газоподающих модулей, понимание основных закономерностей истечения газового топлива из них является основой для выбора правильного времени их открытия и закрытия. Авторами разработана математическая модель, позволяющая определить характер истечения и расход газового топлива через газоподающие модули двигателя в условиях изменяющегося противодавления в рабочем цилиндре. В данной работе было исследовано влияние давления газового топлива перед газоподающими модулями и сечения их сопловых каналов на характер истечения газового топлива из них. По результатам расчетов определены оптимальные давления и сечения сопловых каналов и их связь с углами открытия и закрытия газовых клапанов, исходя из условия постоянства расхода на всем участке подачи и максимального смещения участка подачи к концу процесса сжатия