Главная › Журнал › Актуальные выпуски журнала › Транспорт на альтернативном топливе №5 (101) 2024 год

Транспорт на альтернативном топливе №5 (101) 2024 год

22 октября 2024

Выпуск № 5 (101), 2024

Русский

Члены Национальной газомоторной ассоциации, 2024 год

Избраны исполнительный директор Национальной газомоторной ассоциации и Совет Ассоциации

Развитию рынка газомоторного топлива мешает спрос

Новости из компании «Газпром газомоторное топливо»

Обзор российских СМИ

«Трансмашхолдинг» показал макет поезда на водороде

Компания Equinix испытала топливные элементы на водороде в качестве альтернативного источника питания

Китайский дрон на водороде пролетел рекордные 100 км

BMW и Toyota будут вместе разрабатывать электромобили на водороде

DNV одобрило концепцию LH2-танкера, разработанную MOL и её партнёрами

А.А. Свечников, Д.Д. Попов

Водород как источник энергии на локомотиве

А.Д. Росляков, Л.С. Курманова,

С.А. Петухов, М.Ю. Карпенко,

С.В. Плахов, А.Б. Пешков

Проектирование системы подачи аммиака во впускную систему тепловозного дизельного двигателя

С.А. Плотников, М.В. Смольников,

П.В. Гневашев, Р.С. Даргель

Верификация расчётных данных определения показателей процесса сгорания в дизеле

О.В. Федюшкина,

А.А. Солнцев, А.Р. Асоян

Поиск эффективной конструкции системы термостатирования высоковольтной батареи для электрифицированных автотранспортных средств

А.А. Евстифеев

Методы и средства теплового расчёта газовых ДВС, работающих на газовых смесях и атомарном водороде

Аbstracts of articles

Авторы статей в журнале № 5 (101) 2024 г.

Issue # 5 (101), 2024

English

Members of National Gas Vehicle Association in 2024

News from the National Gas Vehicle Association

News from the company Gazprom Gas Engine Fuel

Review of Russian media

Transmashholding showed a model of a hydrogen-powered train

Equinix tests hydrogen fuel cells as alternative power source

Chinese Hydrogen Drone Flies Record 100 km

BMW and Toyota to jointly develop hydrogen-powered electric vehicles

DNV approves LH2 tanker concept developed by MOL and its partners

Alexander Svechnikov, Danila Popov

Hydrogen as an energy source on a locomotive

Alexey Roslyakov, Leila Kurmanova,

Sergey Petukhov, Michael Karpenko,

Sergey Plakhov, Andrey Peshkov

Design of a system for supplying ammonia to the intake system of a diesel locomotive engine

Sergey Plotnikov, Mikhail Smolnikov,

Pavel Gnevashev, Ruslan Dargel

Verification of the calculated data for determining the parameters of the combustion process in a diesel engine

Olga Fediushkina,

Aleksey Solntsev, Artur Asoyan

Search for an effective design of the battery thermal management system of a high-voltage battery for an electric vehicles

Andrey Evstifeev

Methods and means of thermal calculation of gas internal combustion engines, working on gas mixtures and atomic hydrogen

Аbstracts of articles

Contributorsto journal 5 (101) 2024

Аннотации:

Новости НГА

Информационный материал.

Новости из «Газпром газомоторное топливо»

Подборка информационных материалов.

Обзор российских СМИ

Подборка информационных материалов.

Водородный хаб

Подборка информационных материалов об использовании водорода в качестве топлива.

А.А. Свечников, Д.Д. Попов

Водород как источник энергии на локомотиве

В статье анализируется потенциал применения водорода в качестве альтернативного источника энергии на локомотивах. Авторы отмечают, что двигатель внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием на водородовоздушных смесях начали использовать ещё в начале двадцатого века. Это говорит о том, что водород рассматривается как перспективное топливо уже давно, и на сегодня существуют разные подходы его использования на автономном тяговом подвижном составе. Проведена аналитическая работа по исследованию этих подходов, а также рассмотрены локомотивы с перспективными энергетическими установками, предложена собственная схема компоновки маневрового локомотива на топливных элементах.

Ключевые слова: водородное топливо, топливные элементы, локомотив, альтернативные источники энергии, инновационные энергетические установки.

Alexander Svechnikov,

Danila Popov

Hydrogen as an energy source on a locomotive

The article discusses the potential of using hydrogen as an alternative energy source for locomotives. The authors note that the internal combustion engine with external mixing on hydrogen-air mixtures began to be used at the beginning of the twentieth century. This suggests that hydrogen has been considered as a promising fuel for a long time and today there are different approaches to its use on autonomous traction rolling stock. Analytical work has been carried out to study these approaches, as well as locomotives with promising power plants have been considered, and a proprietary layout scheme for a fuel cell shunting locomotive has innovative power plants.

Keywords: hydrogen fuel, fuel cells, locomotive, alternative energy sources, innovative power plants.

А.Д. Росляков, Л.С. Курманова,

С.А. Петухов, М.Ю. Карпенко,

С.В. Плахов, А.Б. Пешков

Проектирование системы подачи аммиака во впускную систему тепловозного дизельного двигателя

В качестве перспективного альтернативного топлива для транспортных энергетических установок рассмотрен аммиак. Проанализированы особенности проектирования системы для подачи аммиака во впускную систему дизельного двигателя тепловозного назначения. В качестве объекта исследования выбран дизельный двигатель типа Д50 (6 ЧН 31,8/33), работающий в составе дизель-генераторной установки 1-ПДГ4Д маневрового тепловоза ТЭМ 18ДМ. Запальное дизельное топливо подавалось в цилиндры двигателя штатной системой топливоподачи двигателя, а аммиак – в жидкой фазе без предварительного испарения во впускной коллектор. Разработана расчётная методика для оценки необходимых параметров подачи аммиака на впуске. Рассмотрен вариант подачи аммиака во впускную систему двигателя за турбокомпрессором, работающего на режиме, соответствующем восьмой позиции контроллера машиниста. Показано, что исходя из условия обеспечения минимальных выбросов оксидов азота на этом режиме целесообразно заместить 40…60 % дизельного топлива аммиаком. Устройство для распыливания аммиака имеет два распыливающих отверстия диаметром около 1 мм. Проведённые расчётные исследования позволили оптимизировать размеры и параметры устройства для подачи аммиака во впускной коллектор, включая давление и его расход, площадь проходных сечений отверстий указанного устройства, место его установки.

Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, дизельный двигатель, газодизельный двигатель, нефтяное дизельное топливо, аммиак, метиловый эфир соевого масла, запальная доза.

Alexey Roslyakov,

Leila Kurmanova,

Sergey Petukhov,

Michael Karpenko,

Sergey Plakhov, Andrey Peshkov

Design of a system for supplying ammonia to the intake system of a diesel locomotive engine

Ammonia has been considered as a promising alternative fuel for transport power plants. The features of designing a system for supplying ammonia to the intake system of a diesel engine for diesel purposes are analyzed. A diesel engine of the D50 type (6 CHN 31.8/33), operating as part of the diesel generator set 1-PDG4D of the TEM 18DM shunting locomotive, was selected as the object of research. The ignition diesel fuel was supplied to the engine cylinders by the standard engine fuel supply system, and ammonia in the liquid phase was supplied to the intake manifold without prior evaporation. A calculation method has been developed to evaluate the necessary parameters of the ammonia supply at the inlet. The option of supplying ammonia to the intake system of the engine behind the turbocharger operating in the mode corresponding to the eighth position of the driver's controller is considered. It is shown that, based on the condition of ensuring minimum emissions of nitrogen oxides in this mode, it is advisable to replace 40-60% of diesel fuel with ammonia. The ammonia spraying device has two spraying holes with a diameter of about 1 mm. The calculated studies made it possible to optimize the dimensions and parameters of the device for supplying ammonia to the intake manifold, including the pressure and flow rate of ammonia, the area of the passage sections of the holes of the specified device, and the place of its installation.

Keywords: internal combustion engines, diesel engine, gas-diesel engine, petroleum diesel fuel, ammonia, soybean oil methyl ester, ignition dose.

С.А. Плотников,

М.В. Смольников,

П.В. Гневашев, Р.С. Даргель

Верификация расчётных данных определения показателей процесса сгорания в дизеле

В настоящее время практически весь транспорт зависит от традиционного углеводородного топлива, производящегося из невозобновляемых природных ресурсов. Безусловно, нужно думать о прорывных технологиях, таких как цифровые двойники в применении альтернативных топлив, при этом улучшать показатели их применяемости. Причиной изысканий таких решений следует считать потребность независимости топливно-энергетического комплекса России от геополитической нестабильности.

Среди множества известных альтернативных источников энергии особую роль занимают биотоплива. Они производятся обычно из возобновляемых ресурсов растительного и животного происхождения, в связи с чем вызывают повышенный интерес исследователей.

Цель исследований – верификация расчётных данных определения показателей процесса сгорания в дизеле для различных комбинаций смесевого топлива, с добавлением этанола рапсового и сурепного масел, влияющих на эксплуатационные характеристики дизельного двигателя. В качестве расчётных применялись экспресс-методы оценки эксплуатационных свойств двигателя посредством использования значений удельной рефракции и диэлектрической проницаемости, так как они просты в определении, не зависят от внешних условий и позволяют использовать их на месте эксплуатации.

Ключевые слова: жёсткость процесса сгорания, смесевое топливо, альтернативное топливо, цифровые методы, максимальное давление цикла.

Sergey Plotnikov,

Mikhail Smolnikov,

Pavel Gnevashev, Ruslan Dargel

Verification of the calculated data for determining the parameters of the combustion process in a diesel engine

Today, almost all transport depends on traditional hydrocarbon fuels produced from non–renewable natural resources. Of course, we also need to think about breakthrough technologies, such as digital counterparts in the use of alternative fuels, while improving their applicability. The reason for the search for such solutions should be considered the need for independence of the Russian fuel and energy complex from geopolitical instability.

Among the many well–known alternative energy sources, biofuels play a special role. They are usually produced from renewable resources of plant and animal origin, which is why they arouse increased interest among researchers.

The purpose of the research is to verify the calculated data for determining the parameters of the combustion process in a diesel engine for various combinations of mixed fuels, with the addition of ethanol rapeseed and rapeseed oils, which affect the performance of a diesel engine. Express methods for evaluating the operational properties of the engine were used as calculation methods by using the values of specific refraction and dielectric constant, since they are easy to determine, do not depend on external conditions and allow them to be used at the place of operation.

Keywords: the rigidity of the combustion process, mixed fuels, alternative fuels, digital methods, maximum cycle pressure.

О.В. Федюшкина,

А.А. Солнцев, А.Р. Асоян

В статье представлен обзор современных исследований, посвящённых разработке оптимального метода управления температурным режимом батарей электрифицированных автотранспортных средств. На сегодняшний день требуется оптимизация существующих систем термостатирования и изучение новых технологий с целью снижения температурного воздействия на производительность батареи, сохранения ресурса и обеспечения высокого уровня безопасности.

Ключевые слова: электрифицированные автотранспортные средства, тяговая аккумуляторная батарея, система термостатирования, срок службы, преждевременная деградация.

Olga Fediushkina,

Aleksey Solntsev, Artur Asoyan

Search for an effective design of the battery thermal management system of a high-voltage battery for an electric vehicles

The article presents an overview of modern research on the development of an optimal method for monitoring the temperature behavior of batteries for an electric vehicle. Existing temperature control systems need to be optimized and new technologies explored to reduce the thermal impact on battery performance, extend battery life and ensure a high level of safety.

Keywords: electric vehicles, energy storage device, battery thermal management systems, life cycle, premature degradation.

А.А. Евстифеев

Методы и средства теплового расчёта газовых ДВС, работающих на газовых смесях и атомарном водороде

В условиях ограничений и стремительного движения в сторону технологического суверенитета государства, а также конкурентной рыночной экономики одними из важнейших показателей при разработке нового оборудования являются сокращение количества натурных исследований и повышение качества результатов, полученных с использованием методов математического моделирования и технологий цифровых двойников. Для минимизации трудозатрат персонала и используемых в процессе проектирования вычислительных ресурсов разработана методика теплового расчёта двигателя внутреннего сгорания, учитывающая особенности рабочих циклов и химико-физических процессов, происходящих в цилиндре ДВС при сжигании газового моторного топлива. Применение в методе расчёта анализа химического состава рабочего тела позволяет получить фактическую картину тепловыделения и оценить влияние различных факторов процесса на основные узлы ДВС. Методика апробирована в ходе проведения опытно-промышленной эксплуатации транспортных средств на компримированном и сжиженном природном газе. Отдельные расчёты производились для использования атомарного водорода в качестве моторного топлива. Расчётные результаты были проверены на стенде и показали высокую сходимость.

Ключевые слова: газовый двигатель внутреннего сгорания; газомоторное топливо; тепловой расчёт; молекулярный состав газовой смеси.

Andrey Evstifeev

Methods and means of thermal calculation of gas internal combustion engines, working on gas mixtures and atomic hydrogen

In the context of restrictions and rapid movement towards technological sovereignty of the state, as well as a competitive market economy, some of the most important indicators in the development of new equipment are a reduction in the number of field studies and an increase in the quality of results obtained using mathematical modeling methods and digital twin technologies. In order to minimize personnel labor costs and computing resources used in the design process, a method for thermal calculation of an internal combustion engine has been developed that takes into account the features of working cycles and chemical and physical processes occurring in the ICE cylinder during combustion of gas motor fuel. The use of an analysis of the chemical composition of the working fluid in the calculation method makes it possible to obtain an actual picture of heat generation and assess the influence of various process factors on the main components of the ICE. The method has been tested during pilot operation of vehicles on compressed and liquefied natural gas. Separate calculations were made for the use of atomic hydrogen as a motor fuel. The calculated results were tested on a bench and showed high convergence.

Keywords: gas internal combustion engine; gas motor fuel; thermal calculation; molecular composition of the gas mixture.