PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Energy machines and control systems”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергетические машины и системы управления»
PhD (Engineering), senior lecturer of Chair “General and theoretical physics”
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Общая и теоретическая физика»
PhD (Engineering), Head of Chair “Energy machines and control systems”
кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Энергетические машины и системы управления»
Deep choke modes that include the no-load conditions are the most long lasting while operating a car in the city environment. However, the efficiency of work process at the deep choke modes remain low due to high intake depression and the large proportion of residual gases. The paper covers the evaluation of the hydrogen influence on the irregularity of compressed natural gas (CNG) combustion behavior in the engine at the no-load conditions through the assessment of change of the polytropic index as the parameter displaying the direction and the intensity of heat-exchange processes. The paper considers the feasibility to determine the quantity of residual gases and their proportion in working mixture. Carried out experimental study of the hydrogen influence on the cycles irregularity at the idle modes of the VAZ-2111 engine showed the decrease of variation of maximum pressure in the engine cylinder when increasing the proportion of hydrogen in gas fuel from 0 up to 6 %. The authors carried out the detailed study of hydrogen influence on the cycles’ irregularity for three stoichiometric ratios of the CNG mixture with the hydrogen proportion of 0, 4 and 6 %, three the most representative successive cycles displaying the irregularity of engine operation were selected for each of them. The study of the polytropic index on the selected cycles allowed determining the quantity of the residual gases and their proportion in working mixture and showed the significant influence of quality of combustion in the previous cycle on the thermodynamic processes behavior within the compression stroke and the combustion process efficiency in the next cycle. The obtained results allow evaluating the influence of hydrogen addition on the CNG combustion process and concluding that the addition of 6 % hydrogen allows better initiating the ignition process, thereby, preventing the ignition failures and decreases significantly the number of incomplete combustion cycles increasing the efficiency of working process at the idle modes.
Режимы глубокого дросселирования, к которым относятся и режимы холостого хода (ХХ), являются самыми продолжительными по времени при эксплуатации автомобиля в условиях города. Однако эффективность рабочего процесса на режимах глубокого дросселирования остается еще на достаточно низком уровне, в связи с высоким разряжением на впуске и значительной долей остаточных газов. Статья посвящена оценке влияния водорода на неравномерность протекания процесса сгорания сжатого природного газа (СПГ) в двигателе на режимах ХХ через оценку изменения показателя политропы как параметра, отображающего направление и интенсивность теплообменных процессов. Также в статье рассмотрена возможность определения количества остаточных газов и их доли в рабочей смеси. Проведенные экспериментальные исследования по изучению влияния водорода на неравномерность циклов на режиме ХХ двигателя ВАЗ-2111 показали уменьшение разброса по максимальному давлению в цилиндре двигателя при увеличении доли водорода с 0 до 6 % в газовом топливе. Подробное изучение влияния водорода на неравномерность циклов проводилось для трех стехиометрических составов смеси СПГ с долей водорода 0, 4 и 6 %, в которых были выбраны по три последовательных цикла, наиболее отражающих неравномерность работы двигателя. Исследования показателя политропы на выбранных циклах позволили определить количество остаточных газов и их долю в рабочей смеси, а также показали значительное влияние полноты сгорания в предшествующем цикле на протекание термодинамических процессов на такте сжатия и эффективность процесса сгорания в последующем цикле. Полученные результаты позволяют оценить влияние добавки водорода на процесс сгорания СПГ и сделать вывод, что добавка 6 % водорода позволяет лучше инициировать процесс воспламенения, тем самым предотвращая пропуски зажигания, и значительно уменьшает количество циклов с неполным сгоранием, повышая эффективность рабочего процесса на режимах ХХ.