Улучшение показателей рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием в составе комбинированной энергетической установки при работе на безуглеродном альтернативном топливе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Нгуен Ван Зунг

• Нгуен Ван Зунг
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Ван Зунг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ БЕЗУГЛЕРОДНЫХ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

1. 1 Актуальность применения безуглеродных альтернативных видов топлива в двигателях с искровым зажигания

1.2 Аммиак - перспективное безуглеродное альтернативное топливо. Кинетика окисления аммиака и его производство

1.3 Опыты применения аммиака в двигателях с искровым зажиганием

1.4 Аммиак используется для селективного каталитического восстановления с целью очистки токсичных газов в отработавших газах

1.5 Основные выводы по первой главе диссертационного исследования.

Постановка цели и задач диссертационного исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КОМБИНИРОВАННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩЕЙ НА БЕЗУГЛЕРОДНОМ АЛЬТЕРНАТИВНОМ ТОПЛИВЕ

2.1 Описание математической модели двигателя с искровым зажиганием

2.2 Определение величины механических потерь в модели

2.3 Вероятность возникновения детонации в двигателе с искровым зажиганием и ее распознавание

2.4 Проверка адекватности математической модели двигателя с искровым зажиганием

2.5 Основные результаты и выводы по второй главе диссертационного исследования

ГЛАВА 3. РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЯ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ ПРИ РАБОТЕ НА БЕЗУГЛЕРОДНОМ АЛЬТЕРНАТИВНОМ ТОПЛИВЕ

3.1 Методика проведения расчетного исследования и результаты моделирования рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием

3.2 Анализ влияния использования аммиака в качестве топлива на работу двигателя с искровым зажиганием

3.2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием при работе на аммиаке

3.2.2 Влияние коэффициента избытка воздуха на показатели рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием

3.2.3 Влияние степени сжатия на показатели рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием

3.2.4 Влияние степени наддува на показатели рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием при работе по циклам Миллера и Аткинсона

3.3 Основные результаты и выводы по третей главе диссертационного

исследования

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ КОМПОНОВКИ КЭУ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ МОЩНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, РАБОТАЮЩЕГО НА БЕЗУГЛЕРОДНОМ

АЛЬТЕРНАТИВНОМ ТОПЛИВЕ

4.1 Математическая модель электрической части транспортного средства в составе КЭУ

4.1.1 Описание математической модели асинхронного электродвигателя

4.1.2 Проверка адекватности математической модели асинхронного электродвигателя

4.2 Математическая модель механической части транспортного средства в составе КЭУ

4.2.1 Базовая модель транспортного средства

4.2.2 Учет сил, приложенных к транспортному средству при его движении

4.2.3 Тяговой баланс

4.2.4 Условия проведения моделирования транспортного средства

4.3 КЭУ с приводом колес от тягового электродвигателя (КЭУ N° 1)

4.4 КЭУ с приводом колес от двигателя внутреннего сгорания (КЭУ N° 2)

4.5 КЭУ с параллельной схемой подключения тягового электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания (КЭУ № 3)

4.6 Сопоставление результатов работы двигателя между режимами по мощностному и экономическому показателям

4.7 Рекомендации по выбору компоновки КЭУ для сохранения мощностных показателей энергетической установки автомобиля и повышения экономических показателей при работе на безуглеродном альтернативном топливе

4.8 Основные результаты и выводы по четвертой главе диссертационного

исследования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Новый Европейский ездовой цикл (NEDC) (ГОСТ Р 41.83-99)

(Правила ЕЭК ООН N 83)

Приложение Б. Технические данные двигателей серии 4А с фазным ротором

(4АК, 4АНК)

Приложение В. Акты о внедрении

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение показателей рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием в составе комбинированной энергетической установки при работе на безуглеродном альтернативном топливе»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. На сегодняшний день двигатель с искровым зажиганием (ДсИЗ) продолжает оставаться одной из основных энергетических установок на легковом автомобильном транспорте, к которой предъявляется целый комплекс требований, связанных с мощностными, экономическими показателями и токсичностью отработавших газов (ОГ) [7]. Поскольку ресурсы ископаемого топлива ограничены и постепенно истощаются из-за чрезмерного использования человеком, применение ископаемого топлива для двигателя также наносит большой вред окружающей среде из-за загрязнения, вызванного продуктами сгорания этих ископаемых топлив. Одним из самых серьезных влияний на окружающую среду, вызываемых при сжигании ископаемого вида топлива в ДсИЗ, является изменение климата (парниковый эффект), которое рассматривается как глобальная антропогенная экологическая угроза. В этой связи, сокращение парниковых газов, выпускаемых из ДсИЗ, является одним из важных его направлений развития. Среди парниковых газов, углекислый газ (С02) по значимости намного больше, чем другие газы в атмосфере, и С02 остается надолго (несколько столетий) в ней. Это приводится к выводу о том, что С02 - это основная причина парникового. В связи с этим необходимо использовать альтернативные ископаемому топливу виды топлива, в состав которых входят топлива с низким содержанием углерода в молекулярном составе.

Для дальнейшего улучшения показателей рабочего процесса ДсИЗ, питающего безуглеродное альтернативное топливо, применяется комбинированная энергетическая установка (КЭУ), которая позволяет уменьшить рабочий объем двигателя, снизить количество теплоты, подводимой в цикл с топливом на режимах средних и высоких нагрузок при обеспечении суммарной заданной мощности КЭУ [8].

В этой связи работа, направленная на исследование возможности улучшения показателей рабочего процесса ДсИЗ, работающего в составе комбинированной энергетической установки, является актуальной.

Цель работы. Улучшение экологических и энергоэкономических показателей рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием применением безуглеродного альтернативного топлива в составе комбинированной энергетической установки

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• провести анализ опыта применения в ДсИЗ безуглеродного альтернативного топлива, их свойства и реакции окисления;

• разработать математическую модель для исследования показателей рабочего процесса ДсИЗ, учитывающую динамику сгорания различных видов топлива (бензин, водород, аммиак);

• разработать математическую модель КЭУ, работающую в составе транспортного средства (ТС);

• провести проверку адекватности модели ДсИЗ, электрических установок на основе экспериментальных данных и методики проведения экспериментального исследования;

• провести анализа эффективности применения циклов Миллера и Аткинсона в ДсИЗ при переходе с бензина на аммиак;

• провести расчет вариантов работы КЭУ в составе легкового автомобиля, движущегося по ездовому циклу, с различными вариантами подключения ДсИЗ;

• сформировать рекомендации по выбору компоновки КЭУ для сохранения мощностных показателей энергетической установки легкового автомобиля и повышение экономических показателей при работе на безуглеродном альтернативном топливе.

Научная новизна диссертации заключается в разработке:

• математическая модель двигателя с искровым зажиганием, учитывающая динамику сгорания различных видов топлива (бензин, водород, аммиак);

• математической модели комбинированной энергетической установки (КЭУ), работающей в составе транспортного средства;

• рекомендации по выбору компоновки КЭУ для сохранения мощностных показателей энергетической установки легкового автомобиля и повышение экономических показателей при работе на безуглеродном альтернативном топливе.

Теоретическая и практическая значимость работы состоит в следующем:

• методика и результаты проведения расчетного исследования, направленного на повышение экономических показательней двигателя с искровым зажиганием (ДсИЗ), работающего на безуглеродном альтернативном топливе с учетом возможности возникновения детонации;

• анализ эффективности применения циклов Миллера и Аткинсона в ДсИЗ при переходе с бензина на аммиак;

• результаты моделирования вариантов работы КЭУ в составе легкового автомобиля, движущегося по ездовому циклу, с различными вариантами подключения ДсИЗ.

Личный вклад автора:

^ разработана модель двигателя с искровым зажиганием, учитывающая динамику сгорания различных видов топлива (бензин, водород, аммиак);

^ разработана модель комбинированной энергетической установки (КЭУ), работающая в составе транспортного средства;

^ проведены экспериментальные данные для проверки адекватности модели ДсИЗ и электрических установок на основе экспериментальных данных и методики проведения экспериментального исследования;

^ проведено расчетное исследование, направленное на повышение экономических показательней двигателя с искровым зажиганием (ДсИЗ), работающего на безуглеродном альтернативном топливе с учетом возможности возникновения детонации;

^ сформированы методики проведения исследования вариантов работы КЭУ в составе легкового автомобиля, движущегося по ездовому циклу, с различными вариантами подключения ДсИЗ;

^ сформированы рекомендации по выбору компоновки КЭУ для сохранения мощностных показателей энергетической установки легкового автомобиля и повышение экономических показателей при работе на безуглеродном альтернативном топливе.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач применены расчетные и экспериментальные методы исследования.

Анализ влияния на показатели ДсИЗ безуглеродного альтернативного топлива проведен на основе результатов, полученных при определении регулировочных и эксплуатационных характеристик двигателя 4Ч 7,6/7.

Экспериментальное испытание прототипа системы электропривода для электрического автомобильного транспорта, результат которого взят для оценки адекватности математической модели асинхронного электрического двигателя (в составе КЭУ). Прототип системы электропривода (ЭП) для электрического автомобильного транспорта, включающий тяговый электродвигатель (ТЭД) в количестве 1 шт. и тяговый инвертор (ТИ) в количестве 1 шт., заводские № 2 и № 3 соответственно.

Рекомендации по применению безуглеродного альтернативного топлива в ДсИЗ, выбору параметров ДсИЗ и электрической установки ТС.

Положения, выносимые на защиту:

^ математическая модель для исследования показателей рабочего процесса ДсИЗ, учитывающая динамику сгорания различных видов топлива (бензин, водород, аммиак);

^ математическая модель КЭУ, работающей в составе транспортного средства;

^ методика и результаты проведения расчетного исследования, направленного на повышение экономических показательней двигателя с искровым

зажиганием (ДсИЗ), работающего на безуглеродном альтернативном топливе с учетом возможности возникновения детонации;

^ результаты анализа эффективности применения циклов Миллера и Аткинсона в ДсИЗ при переходе с бензина на аммиак;

^ результаты исследования по улучшению экономических показателей двигателя при рациональном сочетании вариантов его работы с режимами работы электрической машины при заданных мощностных показателях КЭУ;

^ рекомендации по выбору компоновки КЭУ для сохранения мощностных показателей энергетической установки легкового автомобиля и повышение экономических показателей при работе на безуглеродном альтернативном топливе.

Степень достоверности результатов проведённых исследований. Математические модели составлены на основе общепринятых методов расчета рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, режима работы электрического двигателя и тягового расчета автомобиля. Модели динамики сгорания бензин, водород, аммиак разработаны на основе обработки экспериментальных данных, приведенных в литературных источниках.

Адекватность разработанных математических моделей ДсИЗ и электрического двигателя проверена сопоставлением расчетных и экспериментальных данных.

Полученные результаты исследований, сделанные на их основе выводы и рекомендации не противоречат существующим литературным источникам по теории рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания. Апробация результатов работы.

Основные результаты работы внедрены в учебный процесс МАДИ и Университета транспорта и коммуникации, г. Ханой, Вьетнам; в перспективные работы Института развития механико-электрической технологии, г. Ханой, Вьетнам.

Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» ФГБОУ ВО МАДИ в 2024 г.

Основные результаты и положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах: Международная научно-техническая конференция «Луканинские чтения» (г. Москва, МАДИ, 2023 и 2025 г.г.); Всероссийская научно-техническая конференция по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок (г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022, 2024 и 2025 г.г.); 10-я Международная научно-практическая конференция «Научно-технические аспекты развития автотранспортного комплекса» (г. Горловка, Донецкая Народная Республика, Донецский национальный технический университет, 2024 г.); Международная научная конференция «Системы формирования и обработки сигналов в области бортовой связи» (г. Москва, 2022 г.); «Международная конференция по инженерным исследованиям и приложениям» (г. Тхайнгуен, Вьетнам, Тхайнгуенский технологический университет, 2022 и 2023 г.г.); Международная конференция «Устойчивое развитие и новые технологии для интеллектуального производства» (г. Ханой, Вьетнам, Университет промышленности, 2024 г.).

Публикация и выступления. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в рецензируемые научные издания из перечня ВАК Минобрнауки РФ, 5 статьи в изданиях, входящих в международную базу данных Scopus, 1 статья в других изданиях.

Структура и объем работы диссертации. Диссертационная работа состоит из обозначений и сокращений, введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 144 наименований, в том числе 124 наименований на иностранных языках. Работа содержит 179 страниц печатного текста, включая 142 страниц основного текста, содержающего 111 рисунков, 18 таблиц и 3 приложения.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПЫТА ПРИМЕНЕНИЯ БЕЗУГЛЕРОДНЫХ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ С ИСКРОВЫМ

ЗАЖИГАНИЕМ

1.1 Актуальность применения безуглеродных альтернативных видов топлива в двигателях с искровым зажиганием

В настоящее время несмотря на то, что возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, продолжают быстро расти, потребность человека в ископаемых видах топлив (уголь, масло, природный газ, и т.д.) составляет значительный процент от общего.

По статике инженера-химика энергетической отрасли, главного редактора журнала «Shale Magazine» Роберта Рабира информируется о том, что доля ископаемого топлива в общем потреблении первичной мировой энергии в 2022 году составляла 82% (рис. 1.1) [86, 104].

Масло

/

31,6%

23,5%

~ * Природный газ

Рисунок 1.1 - Первичное мировое потребление энергии в 2022 году (От Роберт Рабир): oil - масло; natural gas - природный газ; coal - уголь; nuclear energy -ядерная энергия; hydroelectric - гидроэлектростанция; renewables -

возобновляемые

Спрос на природный газ и уголь остался практически на прежнем уровне, а нефть восстановилась почти до пандемического уровня. Для справки, это меньше, чем 87% в 2010 году. При таких темпах снижения пройдет почти 200 лет, прежде чем потребление ископаемого топлива прекратится [84, 85].

В течение этого периода, пока использование ископаемого топлива не достигнет нуля, дальнейшее использование этого топлива будет иметь очень серьезное воздействие на окружающую среду. Рис. 1.2 - одним из очевидных последствий использования ископаемого топлива в больших количествах является парниковый эффект [21].

ПАРНИКОВЫИ ЭФФЕКТ

1/3 солнечной энергии отражается Землей и атмосферой

Парниковые газы задерживают тепло а атмосфере и вновь излучают на Землю

Часть солнечны* лучви погпоща&тся поверхностью

Рисунок 1.2 - Парниковый эффект

Парниковый эффект - это явление, которое повышает температуру атмосферы Земли за счет удержания тепла у нее поверхности. В результате температура воздуха выше, чем должна быть, и это приводит к последствиям, таким как климатические явления и глобальное потепление.

Основные негативные влияния парникового эффекта: • с повышением температуры окружающей среды приводит к таянию ледников, что способствует повышению уровня вод мирового океана, и приводит к затоплению берегов континентов и островов;

• из-за парникового эффекта некоторые районы Земле становятся засушливыми и практически непригодными для жизни, что приводит к порче урожая, повышению уровня продовольственных кризисов и голода;

• с каждым годом увеличивается количество людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы из-за очень высокой температуры окружающего воздуха. У людей происходят повышение или понижение давления, сердечные приступы, приступы эпилепсии, обмотки, и тепловые удары.

Основными причинами парникового эффекта являются выбросы больших количеств парниковых газов в окружающую среду, таких как углекислый газ (С02), метан (СН4), озон (О3), закись азота (К2О), и т.д.

Среди перечисленных парниковых газов, углекислый газ (С02) по значимости намного больше, чем другие газы в атмосфере, и С02 остается надолго (несколько столетий) в ней. Это приводится к выводу о том, что С02 - это основная причина парникового явления [80, 99].

На рис. 1.3 показаны информации о глобальных выбросах парниковых газов на международной конференции по изменению климата в 2021 г. - СОР 27 (С02). Видно, что из основных источников выбросов парниковых газов, транспорт занимает достаточную высокую долю выбросов СО2 (14,3 % от общего).

Рисунок 1.3 - Глобальные выбросы парниковых газов - СОР 27 (СО2)

На конференции СОР 27 с 6 по 18 ноября 2022 года в Египте тема о цели сокращения выбросов СО2 на 45% к 2030 году, чтобы достичь главной цели Парижского соглашения [80, 99].

Для сокращения суммарного количества выбросов СО2 на транспортных средствах были проведены многие исследования, которые проводились в течение десятилетий, основное внимание уделялось модификациям двигателя, системам впрыскивания топлива с электронным управлением и улучшению свойств топлива. Ограниченность нефтяных ресурсов приводит к необходимости использования альтернативных моторных топлив, т.е. топлив ненефтяного происхождения. В этой связи одним из важных направлений развития ДсИЗ признается применение безуглеродных альтернативных топлив [1, 12, 13, 15,16, 17].

Среди безуглеродных альтернативных топлив особо выделяют газовые топлива, обеспечивающие более быстрое смесеобразование и лучшую полноту перемешивания с воздухом. В табл. 1.1 представлены термодинамические свойства некоторых газовых безуглеродных альтернативных топлив в сравнении с бензином.

Таблица 1.1 - Термодинамические свойства разных типов топлив [1, 7, 18,

19, 25, 32, 49]

Свойства Бензин Водород Аммиак

Низшая теплота сгорания, МДж/кг 44,5 120 18,8

Отношение Ни//0, МДж 2,99 3,45 0,54

Плотность в жидком состоянии, кг/м3, при р = 1,013 бар и температура, ^ °С 750-770 15 70,8 -253 0,73

Удельная изобарная теплоемкость, кДж/(кгК) 2,22 14,3 2,19

Скрытая теплота испарения, кДж/кг 348,7 455 1370

Ламинарная скорость горения, м/с 0,58 3,51 0,015

Температура самовоспламенения, К 503 773 . 850 930

Октановое число 90 ... 98 > 100 130

Массовое содержание углерода, % 85,5 - -

_Продолжение таблицы 1.1.

Свойства Бензин Водород Аммиак

Массовое содержание водорода, % 14,5 100 17,7

Массовое содержание азота, % - - 82,3

Все представленные в табл. 1.1 альтернативные топлива обладают нулевым массовым содержанием углерода по сравнению с традиционными топливами. Водород рассматривается как одно из перспективных безуглеродных альтернативных топлив. Преимущества водорода, как моторного топлива, заключаются в высокой удельной теплоте сгорания, высокой скорости сгорания (скорость пламени в воздухе). Однако он также имеет ряд недостатков: малую плотность, высокую пожароопасность и, как следствие, необходимость хранения на борту автомобиля дорогой криогенной технологии, что непосредственно увеличивает стоимость транспортного средства (ТС) [127, 130, 133].

Исходя из этого, практический интерес представляет использование аммиака в качестве вторичного носителя водорода. Перспективность применения аммиака в качестве моторного топлива обусловлена рядом его положительных свойств: он легче воздуха и хорошо растворяется в воде, что обеспечивает контроль его утечки, избегая риска пожара или взрыва; низкая вязкость аммиака способствуют более качественному, относительно бензина, распыливанию и смесеобразованию с воздухом [7]; при полном его сгорании образуется только один вредный компонент - N0^ причём в незначительных количествах, так как температуры горения аммиачно-воздушных смесей сравнительно невысоки и практически нет продуктов углеродосодержающий соединений; аммиак также применяется в качестве восстановителя при селективной нейтрализации [2,7, 20, 107, 134, 136].

Аммиак встречается в природе в виде солей. Его самая чистая форма -безводный N43. Аммиак легче воздуха и хорошо растворяется в воде, что обеспечивает контроль утечки, избегая риска пожара или взрыва. N4 является эффективным носителем водорода с 1,5 моль водорода на 1 моль аммиака, и аммиак имеет низкую температуру застывания (195,7 К), что делает его

перспективным топливом для регионов с холодным климатом [24, 29, 37, 38]. Низкая вязкость аммиака способствует улучшению условий распыливания топлива. Аммиак имеет высокое октановое число (ОЧ = 130), что делает его пригодным для двигателей с высокой степенью сжатия, поскольку снижает вероятность детонации [45, 52, 54]. Запас топлива можно хранить при более высоких температурах - при давлении 0,6-0,7 МПа аммиак сжижается. Температура кипения - минус 33,4 °С. Фазовая диаграмма состояния аммиака представлена на рис. 1.4.

Рисунок 1.4 - Фазовая диаграмма состояния аммиака [28]

Аммиак имеет свои достоинства для применения в ДВС как одно перспективное альтернативное топлива, такие как: низкая стоимость, большая сырьевая база и доступность. Выброс оксида азота (КОх) является единственным токсичным продуктом при сжигании аммиака. Количество N0 при этом оказывается в небольшом объеме, поскольку температура при сжигании аммиака не так значительно высоки [53, 68, 70, 92, 93, 135]. Аммиак также представляет собой источник носителя водорода, так как он имеет большую объемную долю водорода.

На рис. 1.5 представлены основные преимущественные свойства аммиака как моторного топлива для применения в ДсИЗ, которые заключаются в стоимости

производства, легкости в хранении и транспортировке, а также способности стать вторичным источником носителя водорода.

Рисунок 1.5 - Свойства аммиака как топлива [53, 68, 70, 93, 135]: Хранение -аммиак сохраняется в атмосферном условии при температуре -33 ° С (снижается при низком давлении); Сгорание - аммиак является безуглеродным альтернативным топливом; Носитель водорода - аммиак представляет собой источник носителя водорода; Реформирование - аммиак преобразуется путем рефоминга; Стоимость - аммиака имеет невысокую стоимость производства

Качество аммиачного топлива, конкурентоспособного по сравнению с традиционным нефтяным топливом, показано в таблице.

Таблица 1.2 - Качества аммиачного топлива по сравнению с нефтяными топливами [48, 50, 75, 94, 96, 108]

Критерий Описание Аммиак Нефтяное топливо (дизельное топливо/ бензин)

Энергоемкость Содержание энергии, МДж/л 18,8 42,5/44

Продолжение таблицы 1.2.

Критерий Описание Аммиак Нефтяное топливо (дизельное топливо/ бензин)

Полнота использования Соотношение между полезным объемом и неснижаемым остатком топлива в емкости До 100 % До 100 %

Делимость Возможность распределения на части с сохранением энергетических свойств Удов. Хорошо

Доступность Массовое производство и возможность распределения по большим территориям или локализация производства Хорошо Отлично

Сохранность в течение продолжительного времени Резервы топлива Отлично Отлично

Взаимозаменяемость Незначительная модернизация существующего оборудования Хорошо Хорошо

Экологичность Минимизация воздействия на окружающую среду Отлично Удов.

Из физико-химического свойства аммиака, применение аммиака как топливо для ДсИЗ имеют некоторые достоинства:

• высокая плотность энергии по сравнению с водородом (на 33% выше, чем у сжиженного Н2);

• высокое октановое число (ОЧ = 130, т.е. обладает хорошим антидетонационным качеством);

• простота в обращении и хранении (жидкий аммиак хранится при температуре 298 К и давлении до 1 МПа, а также при температуре 240 К (-33 °С) и при атмосферном давлении);

• безуглеродный продукт при сжигании.

Кроме этого применение аммиака в ДсИЗ также обусловлено рядом недостатков:

• низкая скорость пламени;

• низкая энергия воспламенения;

• высокая температура самовоспламенения (930 К);

• узкие пределы воспламеняемости, что затрудняет его использование в качестве топливо (15...18 % по объему воздуха);

• высокий уровень выбросов КОх [61, 73, 109, 122];

• аммиак в воде имеет щелочное свойство.

Аммиак представляет собой одно из перспективных безуглеродных альтернативных топлив, который используют в аммиачных топливных элементах или разложить его на водород. В многих исследованиях аммиак можно использовать напрямую как в двигателе с искровым зажиганием, так и в дизеле. При работе в ДсИЗ аммиак может использоваться с водородом (рис. 1.6). В дизеле аммиак можно использовать с ДМЭ.

При использовании аммиака в качестве безуглеродного альтернативного топлива для ДВС не сильно потребуется изменением конструкции двигателя [77, 79, 101, 106, 110, 129], за исключением установки баллонов заряда из-за высокой скрытой теплоты МН3.

Аммиак применяется как безуглеродный альтернативный газ, поэтому он может впрыскиваться непосредственно во впускной трубопровод. Аммиак имеет низкую ламинарную скорость горения и высокую температуру самовоспламенения, поэтому применение аммиака для ДВС приводит к снижению мощности и экономичности.

В некоторых исследованиях аммиак можно воспользоваться при охлаждении его в сжиженном состоянии и его впрыскивать непосредственно в такой же фазе, это может приводить к снижению максимальной температуры сгорания аммиака и при этом выброс N0 снизился [27, 30, 31, 55-57].

Рисунок 1.6 - Возможности использования аммиака на ТС [39, 112, 113, 119]

Для улучшения качества сгорания аммиака в ДВС необходимо хорошо организовать вихревое движение аммиачновоздушной смеси при наполнении в цилиндре. Следует отметить, что подача аммиака в жидком состоянии можно оказывать негативное явление на вихревое движение заряда, поэтому этот вопрос необходимо хорошо изучить.

Применение аммиака в качестве моторного топлива для ДВС дает некоторые преимущества по сравнению с традиционными топливами, получаемыми из ископаемого углеводородного сырья:

• аммиак является безуглеродным альтернативным топливом, при сгорании аммиака не выделяется продукты углеродосодержающих соединений;

• аммиак можно производить из возобновляемых источников энергии за счет использования энергии ветра или солнца для электролиза воды (аммиак производится путем реакции атмосферного азота с водородом, получаемым из электролиза воды);

• аммиак также используют в качестве селективного каталитического восстановления для очистки токсичных газов в ОГ (N0^.

Для использования аммиака в качестве моторного топлива необходимо решить следующие задачи:

• разработка методики применения аммиака для ДВС как в монотопливном режиме, так и в биотопливном режиме;

• проведение анализа рабочего процесса двигателя при применении аммиака в качестве топлива;

• изучение вопроса по производству, транспортировке и хранении аммиака;

На рис. 1.7 представлены варианты подачи аммиака в ДВС.

Как показано на схеме рис. 1.7 аммиак можно подать в ДВС тремя вариантами:

• непосредственное впрыскивание аммиака во впускной трубопровод;

• Подача аммиака на впуске двигателя при использовании специальной трубки Вентури;

• непосредственное впрыскивание аммиака в цилиндр двигателя.

Рисунок 1.7 - Варианты подачи аммиака в ДВС

Можно использовать трубки Вентури (рис. 1.8) для осуществления процесса подачи газового альтернативного топлива (аммиак) во впускной трубопровод двигателя. [139].

6 4 5 3 2 1

Рисунок 1.8 - Схема системы подачи газа с применением смесителя на основе трубки Вентури [139]: 1 - баллоны для хранения газа; 2 - электромагнитный клапан; 3 - магистраль высокого давления; 4 - трехступенчатый редуктор; 5 -манометр; 6 - трубопровод подвода газа к дозаторам; 7 - воздушный фильтр; 8 -газовоздушный смеситель; 9 - впускной трубопровод; 10 - трубка дренажа газа;

11 - эдектроуправляемый дозатор газа

В исследовании [141] авторы оценивают реализацию гибридных систем. Разработки показывают две системы, использующие аммиачно-водородное топливо либо для ДВС, либо для комбинации ДВС с топливными элементами (ТЭ) для питания ТС (рис. 1.9). Следует отметить, что исследование проводилось с диссоциацией аммиака и без нее. Результаты теоретического исследования показывают, что количество энергии, восстанавливаемой с помощью диссоциации аммиака (т. е. водорода), является значительным, т. е. 16,4% и 13,1% для систем ДВС и ДВС-ТЭ соответственно, что является следствием добавления водорода из блока диссоциации. Таким образом, использование водорода из крекированного аммиака весьма выгодно по сравнению с впрыскиванием чистого аммиака. Следует подчеркнуть, что интеграция рекуперации тепла для блоков диссоциации сыграла важную роль в улучшении этих систем, концепция, которая может быть расширена на другие технологии сгорания для повышения эффективности при минимизации разрушения возможной энергии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Ван Зунг, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров, А. А. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания / А. А. Александров, И. А. Архаров, В. В. Багров, А. И. Гайворонский, Л.

B. Грехов, С. Н. Девянин, Н. А. Иващенко, В. А. Марков. Под ред. А.А. Александрова, В.А. Маркова. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. 791 с.

2. Барышников, С. А. Требования к топливоподающим системам дизеля /

C. А. Барышников, Д. Е. Девяткин, Н. Машрабов // Сервис технических систем -агропромышленному комплексу России:Материалы международной научно-практической конференции, Челябинск, 29-31 марта 2017 года / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Департамент научно-технологической политики и образования; ФГБОУ ВО "Южно-Уральский государственный аграрный университет". - Челябинск: Южно-Уральский государственный аграрный университет, 2017. - С. 30-36.

3. Гольдберг, О. Д. Проектирование электрических машин: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению электротехника, электромеханика и энергетика / О. Д. Гольдберг, Я. С. Гурин, И. С. Свириденко; Под ред. О.Д. Гольдберга. - 2. изд., перераб. - Москва: Высш. шк., 2001. - 430 с.

4. Гридин, В. М. Расчет параметров и характеристик асинхронных двигателей [Электронный ресурс]: методические указания к выполнению домашнего задания по курсу "Электротехника и электроника" / В. М. Гридин, 2011. - С. 11-13.

5. Двигатель ВАЗ-2108, ВАЗ-21080 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.motorist. ги (дата обращения 15.12.2023).

6. Двигатель ВАЗ-1111, ВАЗ-11113 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.motorist. ги (дата обращения 15.12.2023).

7. Зунг, Н. В. Моделирование рабочего процесса двигателя с искровым зажиганием, питаемого безуглеродным топливом / Н. В. Зунг, А. Ю. Дунин, [и др.] // Автомобиль Дорога Инфраструктура. 2023. - Вып. № 4 (38).

8. Зунг, Н. В. Применение комбинированной энергетической установки при переводе двигателя внутреннего сгорания на альтернативное топливо для снижения выбросов с отработавшими газами углеродосодержащих соединений / Н. В. Зунг, А. Ю. Дунин, [и др.] // Автомобиль Дорога Инфраструктура. 2024. - Вып. № 2(40).

9. Зунг, Н. В. Применение комбинированной энергетической установки при переводе двигателя внутреннего сгорания на альтернативное безуглеродное топливо / Н. В. Зунг, А. Ю. Дунин, [и др.] // Сборник трудов международной научно-практической конференции: 10-ый Международный научный форум. Научно-технические аспекты развития автотранспортного комплекса. 31.01. 2024г. Донецкой Народной Республики: ДНТУ, 2024. - С. 113-117.

10. Зунг, Н. В. Оценка характеристики двигателя с искровым зажиганием при его работе на аммиаке / Н. В. Зунг, А. Ю. Дунин, [и др.] // Автомобиль Дорога Инфраструктура. 2024. - Вып. № 4 (40).

11. Кавтарадзе Р. З. Сравнительный анализ образования оксидов азота в камерах сгорания традиционного и водородного дизелей / Р. З. Кавтарадзе, А. С. Голосов, Ван Ичунь, Жунжун Чэн, Цытянь Чжан // Транспорт на альтернативном топливе. 2019. № 6 (72). С. 38-46.

12. Кутенев, В. Ф. Экологическая безопасность автомобилей с двигателями внутреннего сгорания / В.Ф. Кутенев, Б. В. Кисуленко, Ю. В. Шюте // Экология. Машиностроение. Москва. 2009. 253 с.

13. Легасов, В. А. Водородная энергетика / В. А. Легасов // Природа. - 1977. - №3 Перспективные автомобильные топлива. - М.: Транспорт, 1982.

14. Луканин, В. Н. Двигатели внутреннего сгорания: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство" направления подготовки дипломированных специалистов "Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования": в 3 книгах / В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян [и др.]. Том Книга 1. - Издание 4-е, исправленное. - Москва: Издательство "Высшая Школа", 2010. - 479 с. - ISBN 978-5-06-006200-7. - EDN QMKJWF.

15. Марков, В. А. Сравнительная оценка альтернативных топлив для дизельных двигателей / В. А. Марков, Е. В. Бебенин, Е. Ф. Поздняков // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 5. С. 24-29.

16. Марков, В. А. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях / В. А. Марков, С. Н. Девянин, В. Г. Семенов, А. В. Шахов, В. В. Багров. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 536 с.

17. Подгорный, Л. Н. Применение водорода в качестве топлива для тепловых двигателей / Л. Н. Подгорный, И. А. Варшавский, Г. Б. Талда // Вопр. атомной науки и техники. - М.: ИАЭ АН СССР, 1978.

18. Рябинин, В. В. Изучение свойств альтернативного топлива / В. В. Рябинин, И. А. Телегин // Методические указания- Иваново: ФГБОУ ВО Ивановская ГСХА, 2018. - 25с.

19. Смаль, В. Ф. Перспективные топлива для автомобилей / В. Ф. Смаль, Е. Е. Арсенов. - М.: Транспорт, 1970.

20. Таранушич, В. А. Технология катализаторов: учебное пособие / В. А. Таранушич, А. П. Савостьянов, С. И. Сулима, Н. Д. Земляков, В. Г. Бакун, Г. Б. Нарочный, В. Б. Ильин, В. В. Пономарев // Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012. - 96 с

21. Что такое парниковый эффект [Элктронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.meteovesti.ru/news/63694919221-chto-takoe-parnikovyy-effekt (дата обращения: 26.06.2022).

22. Abd El Fattah, S.F. Experimental Investigation of the Performance and Exhaust Emissions of a Spark-Ignition Engine Operating with Different Proportional Blends of Gasoline and Water Ammonia Solution /S.F. Abd El Fattah, M.F. Ezzat, M.A. Mourad, M. Elkelawy, I.M. Youssef // J. Eng. Res. 2021, 5, 38-45.

23. Antuono, G. Numerical modeling and simulation of a spark-ignition engine fueled with ammonia-hydrogen blends / G. D'Antuono, D. Lanni, E. Galloni, G. Fontana, // Energies 2023, 16, 2543.

24. Brown, T. The AmVeh - an ammonia fuelled car from South Korea / T. Brown // NH3 Fuel Association (2013).

25. Chai, W. S. A review on ammonia, ammonia-hydrogen and ammonia-methane fuels / W. S.Chai, Y. Bao, P. Jin, G. Tang, L. Zhou // Renew Sustain Energy Rev, 147 (2021).

26. Charles, L. Experimental study on ammonia/hydrogen/air combustion in spark ignition engine conditions Fuel /L. Charles, B. Pierre, C. Francesco, M. Christine // Rousselle 269 (2020), p. 117448.

27. Chong, C. T. Measurements of laminar flame speeds of liquid fuels / C. T. Chong, S. Hochgreb // diesel, palm methyl esters and blends using particle imaging velocimetry (PIV) Proc. Combust. Inst., 33 (1) (2011), pp. 979-986.

28. Chorowski, M. Challenges of Application of Green Ammonia as Fuel in Onshore Transportation / M. Chorowski, M. Lepszy, K. Machaj, Z. Malecha, D. Porwisiak, P. Porwisiak, Z. Rogala, M. Stanclik, //Energies 2023, 16, 4898.

29. Christensen, C. H. Towards an ammonia-mediated hydrogen economy / C. H. Christensen, T. Johannessen, R. Z. Sorensen, J. K. Norskov // Catalyst Today, 111 (2006), pp. 140-144.

30. Comotti, M. Hydrogen generation system for ammonia-hydrogen fuelled internal combustion engines / M. Comotti, S. Frigo // Int J Hydrog Energy 2015;40(33): 10673-86.

31. Cremer, M. A. Process Combustion / M. A. Cremer, C. J. Montgomery, D. H. Wang, M. P. Heap, J. Chen // Inst., 28 (2000), pp. 2427-2434.

32. Crolius, S. Ammonia energy / S. Crolius //Ammonia Energy (2016).

33. Dai, L. Ignition delay times of NH3 /DME blends at high pressure and low DME fraction: RCM experiments and simulations / L. Dai, H. Hashemi, P. Glarborg, S. Gersen, P. Marshall, A. Mokhov, H. Levinsky // Combust Flame, 227 (2021), pp. 120134.

34. Dauaud A.M., Eyzat P. Four - Octane - Number Method for Predicting the Anti-Knock Behavior of fuels and Engines. SAE Transactions. 1978 780080 https://doi.org/10.4271/780080.

35. Dias, V. Energy and economic costs of chemical storage / V. Dias, M. Pochet, F. Contino, H. Jeanmart // Front. Mech. Eng., 6 (2020), p. 21.

36. Decided by Relevant Ministers Council on Renewable Energies and Hydrogen Energy of the Japanese government in December 2017.

37. Dimitriou, P. A review of ammonia as a compression ignition engine fuel / P. Dimitriou, R. Javaid // Int J Hydrog Energy, 45 (2020), pp. 7098-7118.

38. Dincer, I. A review of novel energy options for clean rail applications / I. Dincer, C. Zamfirescu // J Nat Gas Sci Eng, 28 (2016), pp. 461-478.

39. Dincer, I. Ammonia Fuel Cells / I. Dincer, O. Siddiqui // Elsevier, 2020.

40. Dinesh, M.H. Experimental investigation of variable compression ratio and ignition timing effects on performance, combustion, and NOx emission of an ammonia/hydrogen-fuelled SI engine / M.H. Dinesh, G.N. Kumar // Int. J. Hydrogen Energy 2023.

41. Dunin, A. Y. Mathematical models of the workflow of a Modern Spark-Ignition Engine running on Ammonia / A. Y. Dunin, N. V. Dung, N. K. Minh // Lecture Notes in Networks and Systems. - 2022. - V. 602. - pp. 649-661.

42. Dung, N. V. The use of a Combined Power Source Vehicles when converting an Internal Combustion Engine to an alternative fuel to reduce emissions from exhaust gases of carbon compounds / N. V. Dung, A. Y. Dunin, N. T. Quynh, N. K. Minh, L. D. Thi, T. H. Truong // Lecture Notes in Networks and Systems. - 2023. - V. 943. - pp. 497508.

43. Dung, N. V. A Solution for Converting Gasoline Engines to Use Ammonia with A Combination Power System / N. V. Dung, A. Y. Dunin, N. T. Quynh, L. D. Thi, T. H. Truong // - 2024. - V. 602. - pp. 649-661.

44. Dung, N. V. Simulation of the operating process of a spark ignition engine powered by carbon-free fuel / N. V. Dung, A. Y. Dunin, N. T. Quynh, L. D. Thi // - 2024. - V. 602. - pp. 649-661.

45. Duynslaegher, C. Ammonia combustion at elevated pressure and temperature conditions / C. Duynslaegher, H. Jeanmart, J. Vandooren // Fuel, 89 (2010), pp. 35403545.

46. Duynslaegher, C. Experimental and numerical study of ammonia combustion / C. Duynslaegher // Katholieke Universiteit Leuven, Leuven (2011).

47. Duynslaegher, C. Modeling of ammonia combustion at low pressure Combust. Flame / C. Duynslaegher, F. Contino, J. Vandooren, H. Jeanmart // 159 (9) (2012), pp. 2799-2805.

48. Климетьев, А.Ю. Аммиак - перспективное моторное топливо для безуглеродной экономики / А. Ю. Климетьев, А. А. Климетьева // Транспорт на альтернативном топливе. 2017. 3 (57), С. 32-33.

49. Ezzat, M. F. Comparative assessment of two integrated systems with/without fuel cells utilizing liquefied ammonia as a fuel for vehicular applications / M. F. Ezzat, I. Dincer // Int J Hydrogen Energy, 43 (9) (2018), pp. 4597-4608.

50. Fei, M. A review of current advances in ammonia combustion from the fundamentals to applications in internal combustion engines / M. Fei, L. Guo, Z. Li, X. Zeng, Z. Zheng, W. Li, F. Zhao, W. Yu // Energies 2023, 16, 6304.

51. Feng, Y. Low-temperature auto-ignition characteristics of NH3/diesel binary fuel / Y. Feng, et al. // Ignition delay time measurement and kinetic analysis Fuel, 281 (2020), Article 118761.

52. Fenimore, C. P. Oxidation of ammonia in flames / C. P. Fenimore, G. W. Jones // J Phys Chem, 65 (2002), pp. 298-303.

53. Ferguson, C. R. Internal combustion engines: applied thermo-sciences. / C. R. Ferguson // John Wiley & Sons; 2016.

54. Frigo, S. Analysis of the behaviour of a 4-stroke Si engine fuelled with ammonia and hydrogen / S. Frigo, R. Gentili // Int. J. Hydrogen Energy, 38 (3) (2013), pp. 1607-1615.

55. Frigo, S. Further Insight into the Possibility to Fuel a SI Engine with Ammonia plus Hydrogen / S. Frigo, R. Gentili, D. F. Angelis // SAE Tech Pap 2014.

56. Frigo, S. Ammonia Plus Hydrogen as Fuel in a S.I. Engine / S. Frigo, R. Gentili, N. Doveri // Experimental Result. SAE Technical Paper Series. 2012.

57. Frigo, S. Further evolution of an ammonia fuelled range extender for hybrid vehicles / S. Frigo, R. Gentili // NH3 Fuel Association (2014).

58. Ganley, J. C. Engine-ready, carbon free ammonia fuel / J. C. Ganley, M. S. Bowery // NH3 Fuel Association (2010).

59. Ge, H. Knock mitigation and power enhancement of hydrogen spark-ignition engine through ammonia blending / H. Ge, A.H. Bakir, P. Zhao // Machines 2023, 11, 651.

60. Glarborg, P. Modeling nitrogen chemistry in combustion / P. Glarborg, J. A. Miller, B. Ruscic, S. J. Klippenstein // Prog. Energy Combust. Sci., 67 (2018), pp. 31-68.

61. Gong, W. Power system having an ammonia fueled engine / W. Gong, M. L. Willi // Google Patents (2010).

62. Guo, B. Combustion Analysis of Ammonia Fueled High Compression Ratio SI Engine with Glow Plug and Sub-Chamber / B. Guo, M. Ichiyanagi, K. Kajiki, N. Aratake, Q. Zheng, M. Kodaka, T. Suzuki // Int. J. Automot. Eng. 2022, 13, 1-8.

63. Grannell, S. M. The fuel mix limits and efficiency of a stoichiometric, ammonia, and gasoline dual fuelled spark ignition engine / S. M. Grannell, D. Assanis, S. Bohac, D. E. Gillespie // J Eng Gas Turbines Power, 134 (2008), Article 042802.

64. Gross, C. W. Performance characteristics of a compression-ignition engine using direct-injection ammonia-DME mixtures / C. W. Gross, S. C. Kong // Fuel 2013; 103:1069-79.

65. Haputhanthri, S. O. Ammonia and gasoline fuel blends for spark ignited internal combustion engines / S. O. Haputhanthri, T. T. Maxwell, J. Fleming, C. Austin // J Energy Resour Technol Trans ASME, 137 (2015), Article 062201.

66. Haputhanthri, S. O. Ammonia gasoline fuel blends: feasibility study of commercially available emulsifiers and effects on stability and engine performance / S. O. Haputhanthri // SAE (2014). Technical paper 2014-01-2759.

67. Hayakawa, A. Laminar burning velocity and Markstein length of ammonia/air premixed flames at various pressures / A. Hayakawa, T. Goto, R. Mimoto, Y. Arakawa, T. Kudo, H. Kobayashi // Fuel, 159 (2015), pp. 98-106.

68. IEA, The Future of Hydrogen, June 2019.

69. Ivarsson, A. Experimental investigation of nitrogen based emissions from an ammonia fueled Si-engine / F. R. Westlye, A. Ivarsson, J. Schramm // Fuel, 111 (2013), pp. 239-247.

70. Junfa D. Backfire control and power enhancement of a hydrogen internal combustion engine / D. Junfa, L. Fushui, S. Baigang // International Journal of Hydrogen Energy. 2014. № 39. C. 4581-4589.

71. Joo, J. M. Effects of ammonia substitution on combustion stability limits and NOx emissions of premixed hydrogen-air flames / J. M. Joo, S. Lee, O. C. Kwon // Int J Hydrogen Energy, 37 (2012), pp. 6933-6941.

72. Kang, D. W. Use of NH3 fuel to achieve deep greenhouse gas reductions from US transportation / D. W. Kang, J. H. Holbrook // Energy Reports, 1 (2015), pp. 164-168.

73. Kociszewski, A. Computational analysis and experimental research into lean mixture combustion in multi-spark plug SI engine / A. Kociszewski, A. Jamrozik, W. Tutak, M. Sosnowski, J. Kones // 2006, 13, 123-130.

74. Koike, M. Ammonia as a hydrogen energy carrier and its application to internal combustion engines / M. Koike, H. Miyagawa, T. Suzuoki, K. Ogasawara // Sustainable vehicle technologies: driving the green agenda, Woodhead Publishing Limited, Gaydon, Warwichshire, UK (2012), pp. 61-70.

75. Kong, S. C. Combustion efficiency and exhaust emissions of ammonia combustion in diesel engines / S. C. Kong // NH3 Fuel Association (2008).

76. Kondo, S. A study on flammability limits of fuel mixtures / S. Kondo, K. Takizawa, A. Takahashi, K. Tokuhashi, A. A. Sekiya // J Hazard Mater 2008; 155(3): 440-8.

77. Konov, A. A. Kinetic modeling of the thermal decomposition of ammonia Combust. / A. A. Konov, J. D. Ruyck // Sci. Technol., 152 (1) (2000), pp. 23-37.

78. Kobayashi, H. Science and technology of ammonia combustion / H. Kobayashi, A. Hayakawa, K. D. Soma, E. C. Okafor // Proc. Combust. Inst., vol. 37, no. 1, pp. 109-133, 2019.

79. Kojima, Y. A green ammonia economy / Y. Kojima // NH3-Association (2013).

80. Kumar, P. Experimental and modeling study of chemical-kinetics mechanisms for H2-NH3-air mixtures in laminar premixed jet flames / P. Kumar, T. R. Meyer // Fuel, 108 (2013), pp. 166-176.

81. Makepeace, J. W. Reversible Ammonia-Based and Liquid Organic Hydrogen Carriers for High-Density Hydrogen Storage / J. W. Makepeace, H. T. Weidenthaler, C. Jensen, T. R. Chang, F. Vegge, T. Ngene, P. Kojima, Y. Jongh, P. E. Chen, P. David // Recent Progress. Int. J. Hydrogen Energy 2019, 44 (15), 7746- 7767.

82. Mathieu, O. Experimental and modeling study on the high-temperature oxidation of Ammonia and related NOx chemistry / O. Mathieu, E. L. Petersen // Combust Flame, 162 (2015), pp. 554-570.

83. Meyer, T. Ammonia combustion with near-zero pollutant emissions / T. Meyer, P. Kumar, M. Li // NH3 Fuel Association (2011).

84. Meulenbelt, J. "Ammonia,"/ J. Meulenbelt // Medicine (Baltimore)., vol. 40, no. 2, pp. 94-95, 2012.

85. Miller, J. A. Prog. Energy Combust / J.A. Miller, C.T. Bowman // Sci., 15 (1989), pp. 287-338.

86. Mounaim-Rousselle, C. Operating limits for ammonia fuel spark-ignition engine / C. Mounaim-Rousselle, P. Brequigny, C. Dumand, S. Houille, // Energies 2021, 14, 4141.

87. Mounaim-Rousselle, C. Operating Limits for Ammonia Fuel Spark-Ignition Engine / C. Mounaim-Rousselle, P. Brequigny, C. Dumand, S. Houille // Energies 2021, 14, 4141.

88. Morch, C. S. Ammonia/hydrogen mixtures in a SI engine: Engine performance and analysis of a proposed fuel system / C. S. Morch, A. Bjerre, M. P. Gottrup, S. C. Sorenson, J. Schramm // Fuel, 90 (2011), pp. 854-864.

89. Lhuillier, C. Combustion Characteristics of Ammonia in a Modern Spark-Ignition Engine. In Proceedings of the Conference on Sustainable Mobility / C. Lhuillier, P. Brequigny, F. Contino, C. Rousselle // Catane, Italy, 2019.

90. Lhuillier, C. Performance and Emissions of an Ammonia-Fueled SI Engine with Hydrogen Enrichment / C. Lhuillier, P. Brequigny, F. Contino, C. Rousselle // In Proceedings of the 14th International Conference on Engines & Vehicles Capri, Italy, 2019.

91. Lhuilliera, C. Experimental study on ammonia/hydrogen/air combustion in spark ignition engine conditions / C. Lhuilliera, P. Brequignya, F. Continod, C. Mounaim-Roussellea // Fuel 2020, 269, 117448.

92. Li, J. Modelling of ammonia combustion characteristics at preheating combustion: NO formation analysis / J. Li, H. Huang, H. Yuan, T. Zeng, M. Yagami, N. Kobayashi // Int J Glob Warm, 10 (2016), pp. 230-241.

93. Li, J. Numerical study on the effect of oxygen content in combustion air on ammonia combustion / J. Li, H. Huang, N. Kobayashi, Z. He, Y. Osaka, T. Zeng // Energy, 93 (2015), pp. 2053-2068.

94. Li, J. Study on using hydrogen and ammonia as fuels: combustion characteristics and NOx formation / J. Li, H. Huang, N. Kobayashi, Z. He, Y. Nagai // Int J Energy Res, 38 (2014), pp. 1214-1223.

95. Li, R. Chemical mechanism development and reduction for combustion of NH3/H2/CH4 mixtures / R. Li, A. A. Konnov, G. He, F. Qin, D. Zhang // Fuel, 257 (2019), Article 116059.

96. Liu, R. Ammonia as a fuel for SI engine / R. Liu, D. S. K. Ting, M. D. Checkel // SAE (2003), pp. 1-7.

97. Lu, X. C. A Fundamental Study on the Control of the HCCI Combustion and Emissions by Fuel Design Concept Combined with Controllable EGR. Part 1 / X. C. Lu, W. Chen, Z. Huang // The Basic Characteristics of HCCI Combustion. Fuel, 84:10741083, 2005.

98. Nozari, H. Numerical study of combustion characteristics of ammonia as a renewable fuel and establishment of reduced reaction mechanisms / H. Nozari, A. Karabeyoglu // Fuel, 159 (2015), pp.223-233.

99. Oil and gas emissions up to three times what is reported [Элктронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.rfi.fr/en/international-news/20221109-oil-and-gas-emissions-up-to-three-times-what-is-reported-monitor (дата обращения: 06.08.2022).

100. Otomo, J. Chemical kinetic modeling of ammonia oxidation with improved reaction mechanism for ammonia/air and ammonia/hydrogen/air combustion / J. Otomo,

M. Koshi, T. Mitsumori, H. Iwasaki, K. Yamada // Int J Hydrog Energy, 43 (2018), pp. 3004-3014.

101. Pelé, R. Performances and pollutant emissions of spark ignition engine using direct injection for blends of ethanol/ammonia and pure ammonia / R. Pelé, P. Brequigny, J. Bellettre, C. Mounaim-Rousselle // International Journal of Engine Research. - 2023. - doi: 10.1177/14680874231170661.

102. Pelé, R. First study on ammonia spray characteristics with a current GDI engine injector / R. Pelé, C. Mounaim-Rousselle, P. Bréquigny, C. Hespel, J. Bellettre, // Fuels 2021, 2, 253-271.

103. Pozzana, G. A Hybrid Vehicle Powered by Hydrogen and Ammonia / G. Pozzana, N. Bonfanti, S. Frigo, N. Doveri, P. Dario, V. Mattoli, et al. // SAE Technical Paper Series. 2012.

104. Primary Global Energy Consumption 2022. Rapier, Robert. USA: Statistical Review of World Energy, 2023.

105. Pyrc, M. Assessment of the co combustion process of ammonia with hydrogen in a research VCR piston engine / M. Pyrc, M. Gruca, W. Tutak, A. Jamrozik // Int. J. Hydrogen Energy 2023, 48, 2821-2834.

106. Quynh, N.T. Computer Simulation of the HHO Gas Power Unit for the Development of an Electronic Control System / N. T. Quynh, A. Y. Dunin, N. V. Dung, E. U. Akhmetzhanova // International Scientific Conference « 2022 Systems of signals generating and processing in the field on board communications». - 2022.

107. Reiter, A. J. Combustion and emissions characteristics of compression-ignition engine using dual ammonia-diesel fuel / A. J. Reiter, S. C. Kong // Fuel, 90 (2011), pp. 87-97.

108. Reiter, A. J. Demonstration of compression-ignition engine combustion using ammonia in reducing greenhouse gas emissions / A. J. Reiter, S. C. Kong // Energy Fuels., 22 (2008), pp. 2963-2971.

109. Reiter, A. Diesel engine operation using ammonia as a carbon-free fuel / A. J. Reiter, S. C. Kong // ASME 2010 internal combustion engine division fall technical conference, American Society of Mechanical Engineers (2010), pp. 111-117.

110. Ryu, K. Combustion characteristics and exhaust emissions in spark-ignition engine using gasoline-ammonia / K. Ryu // Trans Kor Soc Automot Eng, 21 (2013), pp. 155-165.

111. Ryu, K. Effects of gaseous ammonia direct injection on performance characteristics of a spark-ignition engine / K. Ryu, G. E. Zacharakis-Jutz, S. C. Kong // Appl Energy, 116 (2014), pp. 206-215.

112. Ryu, K. Performance enhancement of ammonia-fueled engine by using dissociation catalyst for hydrogen generation / K. Ryu, G. E. Zacharakis-Jutz, S. C. Kong // Int J Hydro Energy 2014; 39(5): 2390-2398.

113. Ryu, K. Performance characteristics if compression-ignition engine using high concentration of ammonia mixed with dimethyl ether / K. Ryu, G. E. Zacharakis-Jutz, S. C. Kong // App Energ 2014;113: 488-99.

114. Xin, G. Effect of different volume fractions of ammonia on the combustion and emission characteristics of the hydrogen-fueled engine / G. Xin, G. Ji, S. Wang, H. Meng, K. Chang, J. Yang // Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 16297-16308.

115. Sarafraz, M. M. Sustainable three-stage chemical looping ammonia production (3CLAP) process Energy Convers / M. M. Sarafraz, F. C. Christo // Manag., 229 (2021), p. 113735.

116. Shawn, G. A comparison of combustion promoters for ammonia and two ways to run engines on ammonia as the only fuel / G. Shawn, S. Casey, G. Don // NH3 Fuel Association (2010).

117. Shrestha, K. P. Detailed kinetic mechanism for the oxidation of ammonia including the formation and reduction of nitrogen oxides / K. P. Shrestha, L. Seidel, T. Zeuch, F. Mauss // Energy Fuels, 32 (2018), pp. 10202-10217.

118. Skreiberg, F. Ammonia chemistry below 1400K under fuel-rich conditions in a flow reactor / F. Skreiberg, P. Kilpinen, P. Glarborg // Combust Flame, 136 (2004), pp. 501-518.

119. Song, Y. Ammonia oxidation at high pressure and intermediate temperatures / Y. Song, H. Hashemi, J. M. Christensen, C. Zou, P. Marshall, P. Glarborg // Fuel, 181 (2016), pp. 358-365.

120. Stagni, A. An experimental, theoretical and kinetic-modeling study of the gasphase oxidation of ammonia / A. Stagni, C. Cavallotti, S. Arunthanayothin, Y. Song, O. Herbinet, F. Battin-Leclerc, T. Faravelli // React Chem Eng, 5 (2020), pp. 696-711.

121. The operating features of a stoichiometric, ammonia and gasoline dual fuelled spark ignition engine / S. M. Grannell, D. N. Assanis, S. V. Bohac, D. E. Gillespie //ASME 2006 international mechanical engineering congress and exposition, American Society of Mechanical Engineers (2006), pp. 15-27.

122. Um, D. H. Combustion stability limits and NOx emissions of non-premixed ammonia-substituted hydrogen-air flames / D. H. Um, J. M. Joo, S. Lee, O. C. Kwon // Int J Hydrog Energy, 38 (2013), pp. 14854-14865.

123. Uddeen, K. A novel multiple spark ignition strategy to achieve pure ammonia combustion in an optical spark-ignition engine / K. Uddeen, Q. Tang, H. Shi, G. Magnotti, J. Turner // Fuel 2023, 349, 128741.

124. Valera-Medina, A. Review on ammonia as a potential fuel: from synthesis to economics / A. Valera-Medina, F. Amer-Hatem, A. K. Azad, I. C. De Joannon, R. X. Fernandes, P. Glarborg, H. Hashemi, X. He, S. Mashruk, J. McGowan, C. Monaim-Rouselle, A. Ortiz-Prado, A. Ortiz Valera, I. Rossetti, B. Shu, M. Yehia, H. Xiao, M. Costa // Energy fuels, 35 (2021), pp. 6964-7029.

125. Valera-Medina, A. Ammonia for power / A. Valera-Medina, H. Xiao, M. Owen-Jones, W. I. F. David, P. J. Bowen // Prog Energy Combust Sci, 69 (2018), pp. 63102.

126. Vandebroek, L. Auto-ignition hazard of mixutures of ammonia, hydrogen, mrthane and air in a urea plant / L. Vandebroek, F. Verplaetsen, J. Berghmans, A. van den Aarssen, H. Winter, G. Vliegen, et al. // J Hazard Mater 2002; 93(1):123-36.

127. Verhelsta, S. Hydrogen-fueled internal combustion engines / S. Verhelsta, T. Wallner // Prog Energy Combust Sci, 35 (2009), pp. 490-527.

128. Wang, S. Experimental study and kinetic analysis of the laminar burning velocity of NH3/syngas/air, NH3/CO/air and NH3/H2/air premixed flames at elevated pressures / S. Wang, Z. Wang, A. M. Elbaz, X. Han, Y. He, M. Costa, A. A. Konnov, W. L. Roberts // Combust Flame, 221 (2020), pp. 270-287.

129. Westlye, F. R. Experimental investigation of nitrogen-based emissions from an ammonia fueled SI-engine / F. R. Westlye, A. Ivarsson, J. Schramm // Fuel 2013; 111: 239-47.

130. Wokcik, A. A. Ammonia as a fuel in solid oxide fuel cells / A. Wokcik, H. Middleton, I. Damopoulos // J Power Sources, 118 (2006), pp. 342-348.

131. Woo, M. Experimental and numerical studies on NOx emission characteristics in laminar non-premixed jet flames of ammonia-containing methane fuel with oxygen/nitrogen oxidizer / M. Woo, B. C. Choi, A. F. Ghoniem // Energy, 114 (2016), pp. 961-972.

132. Xiao, H. Modeling combustion of ammonia/hydrogen fuel blends under gas turbine conditions / H. Xiao, A. Valera-Medina, P.J. Bowen // Energy Fuels, 31 (2017), pp. 8631-8642.

133. Zamfirescu, C. Using ammonia as a sustainable fuel / C. Zamfirescu, I. Dincer // J Power Sources, 185 (2008), pp. 459-465.

134. Zamfirescu, C. Ammonia as a green fuel and hydrogen source for vehicular applications / C. Zamfirescu, I. Dincer // Fuel Process Technol, 90 (2009), pp. 729-737.

135. Zhong, S. Numerical simulation and analysis of ammonia fuel combustion characteristics / S. Zhong, G. Wan, L. Yan // Neiranji Gongcheng Chin Internal Combust Engine Eng, 35 (2014), pp. 46-51.

136. Zieba, M. Ammonia chemistry in a flameless jet / M. Zieba, A. Brink, A. Schuster, M. Hupa, G. Scheffnecht // Combust Flame, 156 (2009), pp. 1950-1956.

137. Двигатели серии 4А с фазным ротором. [Электронный ресурс] -Режим доступа: https://studfile.net/preview/9166054/page:19/ (дата обращения: 26.06.2022).

138. Шатров, М. Г. Совершенствование рабочих процессов автотракторных дизелей и их топливных систем, работающих на альтернативных топливах / М. Г. Шатров, А. С. Хачиян, Л. Н. Голубков, А. Ю. Дунин - М.: МАДИ, 2012. - 311с.

139. Ezzat, M. F. Development and assesstment of a new hybrid vehicle with ammonia and hydrogen / M. F. Ezzat, I. Dincer // Applied Energy. - 2018. -Vol. 219. -pp. 226-239.

140. Ezzat, M. F. Comparative assessment of two integrated systems with/without fuel cells utilizing liquefied ammonia as a fuel for vehicular applications / M. F. Ezzat, I. Dincer // Int J Hydrogen Energy. - 2018. 43(9), pp. 4597-608.

141. Westlye, F. R. Experimental investigation of nitrogen

based emissions from an ammonia fueled SI-engine / F. R. Westlye, A. Ivarsson, J. Schramm // Fuel 2013. pp. 239-47.

142. Gill, S. S. Assessing the effects of partially decarbonising a diesel engine by co-fuelling with dissociated ammonia / S. S. Gill, G. S. Chatha, A. Tsolakis, S. E. Golunski // Int J Hydrogen Energy. - 2012. pp - 6074-83.

143. Pochet, M. Ammonia-hydrogen blends in homogeneous-charge compression-ignition engine / M. Pochet, I. Truedsson, F. Foucher, H. Jeanmart, F. Contino // SAE 2017; Technical paper 2007. pp. - 24-0087.

144. ГОСТ P 41.83-89 (Правила ЕЭК ООН N 83) (Дата введения: 01.07.2000).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение А. Новый Европейский ездовой цикл (NEDC) [144]

Таблица А.1 - Городской ездовой цикл (UDC)

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

1 0 , 0 31 0 , 0 61 32 , 0 91 14 , 5

2 0 , 0 32 0 , 0 62 32 , 0 92 11 , 6

3 0 , 0 33 0 , 0 63 32 , 0 93 8 , 7

4 0 , 0 34 0 , 0 64 32 , 0 94 5 , 8

5 0 , 0 35 0 , 0 65 32 , 0 95 2 , 9

6 0 , 0 36 0 , 0 66 32 , 0 96 0 , 0

7 0 , 0 37 0 , 0 67 32 , 0 97 0 , 0

8 0 , 0 38 0 , 0 68 32 , 0 98 0 , 0

9 0 , 0 39 0 , 0 69 32 , 0 99 0 , 0

10 0 , 0 40 0 , 0 70 32 , 0 100 0 , 0

11 0 , 0 41 0 , 0 71 32 , 0 101 0 , 0

12 3 , 8 42 0 , 0 72 32 , 0 102 0 , 0

13 7 , 5 43 0 , 0 73 32 , 0 103 0 , 0

14 11 , 3 44 0 , 0 74 32 , 0 104 0 , 0

15 15 , 0 45 0 , 0 75 32 , 0 105 0 , 0

16 15 , 0 46 0 , 0 76 32 , 0 106 0 , 0

17 15 , 0 47 0 , 0 77 32 , 0 107 0 , 0

18 15 , 0 48 0 , 0 78 32 , 0 108 0 , 0

19 15 , 0 49 0 , 0 79 32 , 0 109 0 , 0

20 15 , 0 50 2 , 7 80 32 , 0 110 0 , 0

21 15 , 0 51 5 , 3 81 32 , 0 111 0 , 0

22 15 , 0 52 8 , 0 82 32 , 0 112 0 , 0

23 15 , 0 53 10 , 7 83 32 , 0 113 0 , 0

24 12 , 0 54 13 , 3 84 32 , 0 114 0 , 0

25 9 , 0 55 16 , 0 85 32 , 0 115 0 , 0

26 6 , 0 56 18 , 7 86 29 , 1 116 0 , 0

27 3 , 0 57 21 , 3 87 26 , 2 117 0 , 0

28 0 , 0 58 24 , 0 88 23 , 3 118 1 , 9

29 0 , 0 59 26 , 7 89 20 , 4 119 3 , 8

30 0 , 0 60 29 , 3 90 17 , 5 120 5 , 8

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

121 7 , 7 151 50 , 0 181 20 , 4

122 9 , 6 152 50 , 0 182 17 , 5

123 11 , 5 153 50 , 0 183 14 , 6

124 13 , 5 154 50 , 0 184 11 , 7

125 15 , 4 155 50 , 0 185 8 , 7

126 17 , 3 156 48 , 1 186 5 , 8

127 19 , 2 157 46 ,2 187 2 , 9

128 21 , 2 158 44 , 4 188 0 , 0

129 23 , 4 159 42 , 5 189 0 , 0

130 25 , 0 160 40 , 6 190 0 , 0

131 26 , 9 161 38 , 8 191 0 , 0

132 28 , 8 162 36 , 9 192 0 , 0

133 30 , 8 163 35 , 0 193 0 , 0

134 32 , 7 164 35 , 0 194 0 , 0

135 34 , 6 165 35 , 0 195 0 , 0

136 36 , 5 166 35 , 0

137 38 , 5 167 35 , 0

138 40 , 4 168 35 , 0

139 42 , 3 169 35 , 0

140 44 , 2 170 35 , 0

141 46 , 2 171 35 , 0

142 48 , 1 172 35 , 0

143 50 , 0 173 35 , 0

144 50 , 0 174 35 , 0

145 50 , 0 175 35 , 0

146 50 , 0 176 35 , 0

147 50 , 0 177 32 , 1

148 50 , 0 178 29 , 2

149 50 , 0 179 26 , 2

150 50 , 0 180 23 , 3

Таблица А.2 - Цикл движения за городом

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

1 0 , 00 31 23 , 90 61 70 , 00 91 70 , 00

2 0 , 00 32 26 , 10 62 70 , 00 92 70 , 00

3 0 , 00 33 28 , 30 63 70 , 00 93 70 , 00

4 0 , 00 34 30 , 60 64 70 , 00 94 70 , 00

5 0 , 00 35 32 , 80 65 70 , 00 95 70 , 00

6 0 , 00 36 35 , 00 66 70 , 00 96 70 , 00

7 0 , 00 37 35 , 00 67 70 , 00 97 70 , 00

8 0 , 00 38 35 , 00 68 70 , 00 98 70 , 00

9 0 , 00 39 36 , 90 69 70 , 00 99 70 , 00

10 0 , 00 40 38 , 80 70 70 , 00 100 70 , 00

11 0 , 00 41 40 , 60 71 70 , 00 101 70 , 00

12 0 , 00 42 42 , 50 72 70 , 00 102 70 , 00

13 0 , 00 43 44 , 40 73 70 , 00 103 70 , 00

14 0 , 00 44 46 , 30 74 70 , 00 104 70 , 00

15 0 , 00 45 48 , 10 75 70 , 00 105 70 , 00

16 0 , 00 46 50 , 00 76 70 , 00 106 70 , 00

17 0 , 00 47 50 , 00 77 70 , 00 107 70 , 00

18 0 , 00 48 50 , 00 78 70 , 00 108 70 , 00

19 0 , 00 49 51 , 50 79 70 , 00 109 70 , 00

20 0 , 00 50 53 , 10 80 70 , 00 110 70 , 00

21 3 , 00 51 54 , 60 81 70 , 00 111 70 , 00

22 6 , 00 52 56 , 20 82 70 , 00 112 67 , 50

23 9 , 00 53 57 , 70 83 70 , 00 113 65 , 00

24 12 , 00 54 59 , 20 84 70 , 00 114 62 , 50

25 15 , 00 55 60 , 80 85 70 , 00 115 60 , 00

26 15 , 00 56 62 , 30 86 70 , 00 116 57 , 50

27 15 , 00 57 63 , 80 87 70 , 00 117 55 , 00

28 17, 20 58 65 , 40 88 70 , 00 118 52 , 50

29 19 , 40 59 66 , 90 89 70 , 00 119 50 , 00

30 21 , 70 60 68 , 50 90 70 , 00 120 50 , 00

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

121 50 , 00 151 50 , 00 181 50 , 00 211 70 , 70

122 50 , 00 152 50 , 00 182 50 , 00 212 70 , 70

123 50 , 00 153 50 , 00 183 50 , 00 213 70 , 70

124 50 , 00 154 50 , 00 184 50 , 00 214 70 , 70

125 50 , 00 155 50 , 00 185 50 , 00 215 70 , 70

126 50 , 00 156 50 , 00 186 50 , 00 216 70 , 70

127 50 , 00 157 50 , 00 187 50 , 00 217 70 , 70

128 50 , 00 158 50 , 00 188 50 , 00 218 70 , 70

129 50 , 00 159 50 , 00 189 51 , 50 219 70 , 70

130 50 , 00 160 50 , 00 190 53 , 10 220 70 , 70

131 50 , 00 161 50 , 00 191 54 , 60 221 70 , 70

132 50 , 00 162 50 , 00 192 56 , 20 222 70 , 70

133 50 , 00 163 50 , 00 193 57 , 70 223 70 , 70

134 50 , 00 164 50 , 00 194 59 , 20 224 70 , 70

135 50 , 00 165 50 , 00 195 60 , 80 225 70 , 70

136 50 , 00 166 50 , 00 196 62 , 30 226 70 , 70

137 50 , 00 167 50 , 00 197 63 , 80 227 70 , 70

138 50 , 00 168 50 , 00 198 65 , 40 228 70 , 70

139 50 , 00 169 50 , 00 199 66 , 90 229 70 , 70

140 50 , 00 170 50 , 00 200 68 , 50 230 70 , 70

141 50 , 00 171 50 , 00 201 70 , 70 231 70 , 70

142 50 , 00 172 50 , 00 202 70 , 70 232 70 , 70

143 50 , 00 173 50 , 00 203 70 , 70 233 70 , 70

144 50 , 00 174 50 , 00 204 70 , 70 234 70 , 70

145 50 , 00 175 50 , 00 205 70 , 70 235 70 , 70

146 50 , 00 176 50 , 00 206 70 , 70 236 70 , 70

147 50 , 00 177 50 , 00 207 70 , 70 237 70 , 70

148 50 , 00 178 50 , 00 208 70 , 70 238 70 , 70

149 50 , 00 179 50 , 00 209 70 , 70 239 70 , 70

150 50 , 00 180 50 , 00 210 70 , 70 240 70 , 70

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

241 70 , 70 271 87 , 10 301 100 , 00 331 115 , 00

242 70 , 70 272 88 , 00 302 100 , 00 332 116 , 00

243 70 , 70 273 88 , 90 303 100 , 00 333 117 , 00

244 70 , 70 274 89 , 70 304 100 , 00 334 118 , 00

245 70 , 70 275 90 , 60 305 100 , 00 335 119 , 00

246 70 , 70 276 91 , 40 306 100 , 00 336 120 , 00

247 70 , 70 277 92 , 30 307 100 , 00 337 120 , 00

248 70 , 70 278 93 , 10 308 100 , 00 338 120 , 00

249 70 , 70 279 94 , 00 309 100 , 00 339 120 , 00

250 70 , 70 280 94 , 90 310 100 , 00 340 120 , 00

251 70 , 70 281 95 , 70 311 100 , 00 341 120 , 00

252 70 , 90 282 96 , 60 312 100 , 00 342 120 , 00

253 71 , 70 283 97 , 40 313 100 , 00 343 120 , 00

254 72 , 60 284 98 , 30 314 100 , 00 344 120 , 00

255 73 , 40 285 99 , 10 315 100 , 00 345 120 , 00

256 74 , 30 286 100 , 00 316 100 , 00 346 120 , 00

257 75 , 10 287 100 , 00 317 101 , 00 347 117 , 50

258 76 , 00 288 100 , 00 318 102 , 00 348 115 , 00

259 76 , 90 289 100 , 00 319 103 , 00 349 112 , 50

260 77 , 70 290 100 , 00 320 104 , 00 350 110 , 00

261 78 , 60 291 100 , 00 321 105 , 00 351 107 , 50

262 79 , 40 292 100 , 00 322 106 , 00 352 105 , 00

263 80 , 30 293 100 , 00 323 107 , 00 353 102 , 00

264 81 , 10 294 100 , 00 324 108 , 00 354 100 , 00

265 82 , 00 295 100 , 00 325 109 , 00 355 97 , 50

266 82 , 90 296 100 , 00 326 110 , 00 356 95 , 00

267 83 , 70 297 100 , 00 327 111 , 00 357 92 , 50

268 84 , 60 298 100 , 00 328 112 , 00 358 90 , 00

269 85 , 40 299 100 , 00 329 113 , 00 359 87 , 50

270 86 , 30 300 100 , 00 330 114 , 00 360 85 , 00

Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч) Время (с) Скорость (км/ч)

361 82 , 50 391 0 , 00

362 80 , 00 392 0 , 00

363 76 , 30 393 0 , 00

364 72 , 50 394 0 , 00

365 68 , 80 395 0 , 00

366 65 , 00 396 0 , 00

367 61 , 30 397 0 , 00

368 57 , 50 398 0 , 00

369 53 , 80 399 0 , 00

370 50 , 00 400 0 , 00

371 45 , 00

372 40 , 00

373 35 , 00

374 30 , 00

375 25 , 00

376 20 , 00

377 15 , 00

378 5 , 00

379 0 , 00

380 0 , 00

381 0 , 00

382 0 , 00

383 0 , 00

384 0 , 00

385 0 , 00

386 0 , 00

387 0 , 00

388 0 , 00

389 0 , 00

390 0 , 00

Приложение Б. Технические данные двигателей серии 4А с фазным ротором

(4АК, 4АНК) [137]

Типоразмер двигателя Рн, кВт КПД, % cos ф Sн, % Мтах /Мно м Ток ротора, А Напряжен ие ротора, В Масса, кг

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

4AK160S4Y3 11 86,5 0,86 5 3 22 305 160

4AK160M4Y3 14 88,5 0,87 4 3,5 29 300 185

4AK180M4Y3 18 89 0,88 3,5 4 38 295 250

4AK200M4Y3 22 90 0,87 2,5 4 45 340 305

4AK200L4Y3 30 90,5 0,87 2,5 4 55 350 325

4AK225M4Y3 37 90 0,87 3,5 3 160 160 415

4AK250SA4Y3 45 91 0,88 3 3 170 230 555

4AK250SB4Y3 55 90,5 0,9 3 3 170 200 595

4AK250M4Y3 71 91,5 0,86 2,5 3 170 250 640

Синхронная частота вращения 1000 об/мин

4AK160S6Y3 7,5 82,5 0,77 5 3,5 18 300 170

4AK160M6Y3 10 84,5 0,76 4,5 3,8 20 310 200

4AK180M6Y3 13 85,5 0,8 4,5 4 25 325 240

4AK200M6Y3 18,5 88 0,81 3,5 3,5 35 360 300

4AK200L6Y3 22 88 0,8 3,5 3,5 45 330 315

4AK225M6Y3 30 89 0,85 2,5 2,5 150 140 405

4AK250S6Y3 37 89 0,84 2,5 2,5 165 150 540

4AK250M6Y3 45 90,5 0,87 2,5 2,5 160 180 600

Синхронная частота вращения 750 об/мин

4AK160S8Y3 5,5 80 0,7 6,5 2,5 14 300 170

4AK160M8Y3 7,5 82 0,7 6 3 16 290 200

4AK180M8Y3 13 85,5 0,72 4 3,5 25 270 260

4AK200M8Y3 15 86 0,7 3,5 3 28 360 300

4AK200L8Y3 18,5 86 0,73 3,5 3 40 300 320

4AK225M8Y3 22 87 0,82 4,5 2,2 140 102 400

4AK250S8Y3 30 88,5 0,81 4 2,2 155 125 540

4AK250M8Y3 37 89 0,8 3,5 2,2 155 148 595

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

AHK160S4Y3 14 86,5 0,85 5 3 27 330 140

4AHK160M4Y3 17 88 0,87 5 3,5 34 315 160

4AHK180S4Y3 22 87 0,86 5,5 3,2 43 300 190

4AHK180M4Y3 30 88 0,81 4,5 3,3 63 290 220

4AHK200M4Y3 37 90 0,88 3 3 62 360 290

4AHK200L4Y3 45 90 0,88 3,5 3 75 375 315

4AHK225M4Y3 55 89,5 0,87 4 2,5 200 170 405

4AHK250SA4Y3 75 90 0,88 4,5 2,3 250 180 500

4AHK250SB4Y3 90 91,5 0,87 4 2,5 260 220 540

Типоразмер Рн, КПД, cos ф Sн, Мтах Ток Напряже Масса, кг

двигателя кВт % % /Мно ротора, ние

м А ротора, В

4AHK250M4Y3 110 92 0,9 3,5 2,5 260 250 585

4AHK280S4Y3 132 92 0,88 2,9 2 330 251 725

4AHK280M4Y3 160 92,5 0,88 2,6 2 330 300 775

4AHK315S4Y3 200 93 0,89 2,5 2 396 312 910

4AHK315M4Y3 250 93 0,9 2,5 2 425 360 990

4AHK355S4Y3 315 93,5 0,9 2,2 2 460 420 1240

4AHK355M4Y3 400 94 0,9 2 2 485 505 1380

Синхронная частота вращения 1000 об/мин

4AHK180S6Y3 13 83,5 0,81 7 3 42 205 180

4AHK180M6Y3 17 85 0,82 6 3 32,5 335 200

4AHK200M6Y3 22 88 0,81 3,5 3 37 380 285

4AHK200L6Y3 30 88,5 0,82 4 3 46 375 315

4AHK225M6Y3 37 89 0,86 4 1,9 180 140 400

4AHK250SA6Y3 45 89,5 0,86 4 2,3 200 155 470

4AHK250SB6Y3 55 91 0,88 3,5 2,5 185 190 510

4AHK250M6Y3 75 91,5 0,85 3 2,5 200 250 585

4AHK280S6Y4 90 90 0,88 3,6 1,9 211 202 685