ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМЫ МОНОБЛОКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ-820

УДК 621.43:681.51 Антипин Павел Михайлович студент 2 курса магистратуры механический факультет Башкирский государственный аграрный университет Россия, г. Уфа e-mail: 89173711415@mail.ru Научный руководитель: Неговора А.В., доктор технических наук профессор кафедры «Автомобили и машинно-тракторные комплексы» Башкирский государственный аграрный университет Россия, г. Уфа Багаутдинов Рустам Ильверович аспирант 2 курса механический факультет Башкирский государственный аграрный университет Россия, г. Уфа Научный руководитель: Неговора А.В., доктор технических наук профессор кафедры «Автомобили и машинно-тракторные комплексы» Башкирский государственный аграрный университет Россия, г. Уфа ОПТИМИЗАЦИЯ ФОРМЫ МОНОБЛОКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ КАМАЗ-820 Аннотация: В статье рассматривается разработка моноблока для улучшения качества смеси газомоторного топлива. Проводится анализ работы моноблока по ряду параметров. Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, газомоторное топливо, компримированный природный газ, природный газ. Antipin Pavel Mikhailovich 2nd year master student mechanical faculty Bashkir State Agrarian University Russia, Ufa Scientific adviser: Negovora A.V., doctor of technical sciences Professor of the Department "Automobiles and Machine-Tractor Complexes" Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 1 ENGINE Bashkir State Agrarian University Russia, Ufa Bagautdinov Rustam Ilverovich 2nd year postgraduate student mechanical faculty Bashkir State Agrarian University Russia, Ufa Scientific adviser: Negovora A.V., doctor of technical sciences Professor of the Department "Automobiles and Machine-Tractor Complexes" Bashkir State Agrarian University Russia, Ufa OPTIMIZATION OF THE MONOBLOCK SHAPE FOR THE FORMATION OF THE FUEL MIXTURE OF THE KAMAZ-820 GAS Abstract: The article discusses the development of a monoblock to improve the quality of a mixture of gas engine fuel. The monoblock operation is analyzed for a number of parameters. Key words: internal combustion engine, gas engine fuel, compressed natural gas. Цель исследований: разработка моноблока для улучшения качества смеси газомоторного топлива, для проведения расчетов в программной среде solidworks flow simulation, для оптимизации формы разрабатываемого моноблока. Задачи: разработка моноблока для улучшения качества смеси, проведение расчетов для оптимизации формы моноблока. Введение. Современный автотракторный дизельный двигатель должен обладать высокими мощностными характеристиками, обеспечивать экономичную работу с минимальным объёмом вредных выбросов и уровнем шума. Использование газомоторного топлива для сельскохозяйственной техники позволяет уменьшить себестоимость выращивания сельскохозяйственной продукции [1, 2, 3]. На сегодняшний день использование газомоторного топлива является актуальной и перспективной, но возникает ряд проблем. Плохое смешение Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 2 метана и воздуха приводит к прогоранию рабочих органов ДВС, такие как: клапаны, поршни. Все это приводит к снижению ресурса ДВС. В решение данной проблемы нами был разработан моноблок для улучшения смешения метана и воздуха. Материалы исследования: геометрическая модель (рис.1) создана по алгоритмам трехмерного твердотельного моделирования в системе автоматизированного проектирования SolidWorks. Интегрированном пакете вычислительной газо- и гидродинамики SolidWorks Flow Simulation. Газодинамические расчеты с использованием CAD/CAE-систем, в которых можно проанализировать, как поведет себя конструкция в тех или иных эксплуатационных условиях. Расчет можно описать несколькими этапами: Рисунок 1. моноблок Этап 1. Помещение трехмерной модели в расчетную область. Расчетная область представляет собой прямоугольный параллелепипед. Рассматривался случай подачи газа вдоль оси Х во внутреннюю полость детали [4, 5]. Этап 2. Задание исходных данных. Текучая среда – газ метан; давление равно 1,8 Бар; относительная влажность и температура газа являются варьируемыми параметрами. Варьируемые параметры для проведения однофакторного расчета Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 3 Относительная влажность: 10 % 30 % 50 % 70 % 90 % Температура: 253 263 273 283 293 Рисунок 2. Скорость потока при относительной влажности 10 %-30% Максимальная скорость потока наблюдается в области сужения и перегибов при этом ее среднее значение составляет 430,4 м/c. Исходя из проведенных расчетов мы можем построить график зависимости скорости потока от относительной влажности. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 4  Рисунок 3. График зависимости скорости газа от относительной влажности По вышеприведенному графику видно, что плотность с повышением температуры газа падает с 1,81 до 1,57 кг/м^3. Результаты исследования. За счет проводимых исследований мы установим зависимость скорости потока газомоторной смеси от относительной влажности. Так же эксперимент нам даст понятия о перепадах давления и установления зоны, где перепады давления минимальны и такой поток газа можно считать постоянным. Вывод. По проделанной нами работой можно сделать вывод: по результатам расчета максимальной скорости газа внутри протекаемой полости детали достигает максимального значения 441 м/c при относительной влажности газа 70 %; по результатам расчета давления внутри полости рассчитываемой детали достигает максимального значения 242600 Па при относительной влажности 70%; по результатам расчета массовой концентрации конденсата от относительной влажности видно что концентрация конденсата при повышении влажности растет до значения 0,008; по результатам расчета изменяя температуры газа видно что при повышении температуры среды скорость газа линейно растет до значения 430 м/c; по результатам расчета изменения температуры видно что плотность с повышением температуры газа падает с 1,81 до 1,57 кг/м^3. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 5 Сходя из всего проделанного, мы видим, что деталь имеет ряд недоработок в ее геометрии, поэтому имеются перепады в давлении и плохое смешения смеси. Все это будет учтено в модернизации данной детали. Cписок литературы: 1. Габитов И.И., Неговора А.В., Федоренко В.Ф. Интеллектуализация технического сервиса топливоподающих систем дизелей / Научное издание. М: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018. 496 с. 2. Неговора А.В., Разяпов М.М., Курдин П.Г., Филиппов Ю.К., Токарев В.А. Современные проблемы эксплуатации автомобилей в условиях низких температур независимо от климатической зоны /Журнал автомобильных инженеров. 2017. № 4 (105). С. 36-41. 3. Неговора А.В., Махиянов У.А., Ахметов А.Ф. Совершенствование способов диагностирования топливоподающих систем дизелей с электронным управлением // Известия Международной академии аграрного образования. 2012. № 14-1. С. 260-265. 4. Wiens J., Powars C., Pope G. «LNG Vehicle Fuel Pressure Strategy Alternatives» SAE Technical Paper, № 2001-01-1919, 2001. С. 1-13. 5. Неговора А.В. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. Учебно- практическое пособие. Уфа: Изд-во БГАУ, 2006. 150 с. Журнал «Трибуна ученого» Выпуск 04/2021 https://tribune-scientists.ru 6