Розроблення пропозицій з підвищення паливної економічності локомотивів шляхом використання суміші дизельного палива та природного газу

Abstract

UA: Мета роботи. Завданням дослідження є підвищення експлуатаційної та енергетичної ефективності локомотивних силових установок шляхом впровадження комбінованої системи живлення на основі дизельного палива та природного газу. Об’єкт дослідження – термодинамічні процеси робочого циклу дизельного двигуна K6S310DR маневрового тепловоза ЧМЕ3 в умовах експлуатації на двопаливній газодизельній суміші. Предмет дослідження – паливно-економічні та екологічні характеристики тепловозного дизеля при використанні альтернативних газових добавок. Робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі забезпечення стабільної роботи залізничного транспорту та зниження залежності від класичних нафтопродуктів шляхом удосконалення систем живлення локомотивів. В ній теоретично обґрунтовано та розроблено проект конвертації маневрового тепловоза для роботи за двопаливним циклом. На основі математичного моделювання робочого процесу проаналізовано характеристики тепловиділення та запропоновано раціональну конструкцію змішувального пристрою, що покращує кінетику згоряння. З урахуванням умов експлуатації доведено техніко-економічну доцільність та комерційну ефективність переобладнання тягового рухомого складу.

EN: Purpose of the work. The research objective is to improve the operational and energy efficiency of locomotive power plants by introducing a combined fuel system based on diesel fuel and natural gas. Object of research – thermodynamic processes of the working cycle of the K6S310DR diesel engine of the ChME3 shunting locomotive operating on a dual-fuel gas-diesel mixture. Subject of research – fuel-economic and environmental characteristics of the locomotive diesel engine when using alternative gas additives. The work is devoted to solving the urgent scientific and practical problem of ensuring the stable operation of railway transport and reducing dependence on classic petroleum products by improving locomotive fuel systems. It theoretically substantiates and develops a project for the conversion of a shunting locomotive to operate on a dual-fuel cycle. Based on the mathematical modeling of the working process, the heat release characteristics are analyzed, and a rational design of the mixing device that improves combustion kinetics is proposed. Taking into account operating conditions, the technical and economic feasibility and commercial efficiency of retrofitting the traction rolling stock are proven.