Обоснование и расчет параметров теплового аккумулятора для предпускового подогрева дизельных двигателей

Современные условия эксплуатации дизельных двигателей в холодных климатических зонах требуют внедрения эффективных технологий для предварительного подогрева, что обеспечивает надежный запуск двигателя и снижает его износ. Одним из перспективных решений является использование тепловых аккумуляторов, основанных на материалах с фазовым переходом (ТАФП). Эти системы обладают высокой теплоемкостью, способны сохранять теплоту в течение длительного времени и позволяют функционировать автономно, что особенно важно в условиях отсутствия внешних источников энергии. В статье рассмотрена разработка системы автономного предпускового подогрева для дизельного двигателя Д-243 с применением теплового аккумулятора с веществами фазового перехода. Основной принцип работы основан на использовании свойств фазопереходных материалов, таких как кристаллогидраты натрия, для эффективного сохранения накопленного тепла и передачи его двигателю перед запуском. Процесс зарядки системы включает нагрев капсул фазового перехода от системы охлаждения двигателя, а в процессе разрядки при запуске двигателя теплота, сохраненная теплоаккумулирующим материалом, используется для равномерного прогрева систем и механизмов двигателя. Это позволяет существенно сокращать время прогрева, снижать расход топлива и износ двигателя. Приведены расчеты, подтверждающие эффективность использования тепловых аккумуляторов с фазовым переходом. Установлено, что для двигателя Д-243 объем теплового аккумулятора должен составлять 10,6 л, что обеспечивает достаточное количество тепла для предварительного прогрева. Использование таких систем позволяет свести к минимуму потери тепла, сократить время прогрева двигателя до рабочей температуры и снизить износ его узлов и механизмов.

1. Хакимов Р.Т., Хабушев Р.Р., Казанцев И.Н., Шереметьева М.И. Энергоэффективность газомоторной техники в полевых условиях // Известия Международной академии аграрного образования. 2021. № 53. С. 32–38.

2. Jasoliya D., Untaroiu A., Untaroiu C. A review of soil modeling for numerical simulations of soiltire/agricultural tools interaction // Journal of Terramechanics. 2024. Vol. 111. P. 41–64.

3. Большаков Н.А., Дидманидзе О.Н. Повышение эффективности сельскохозяйственных перевозок // Международный технико-экономический журнал. 2021. № 3. С. 104–111. DOI: 10.34286/1995-4646-2021-78-3-104-111.

4. Miao Z., Me X., Zhou S., Zhu M. Thermo-mechanical analysis on thermoelectrics legs arrangement of thermoelectric modules // Renewable Energy. 2020. Vol. 147. P. 2272–2278.

5. Дидманидзе О.Н., Москвичев Д.А., Хакимов Р.Т., Спиридонов А.М. Оценка достоверности экспериментальных данных технического обслуживания модульного транспорта сельскохозяйственного назначения // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2023. № 5 (74). С. 104–113.

6. Гриценко А.В., Бурцев А.Ю., Уланов В.Е., Рахимов Ж.С., Емельянова А.И. Контроль параметров воздухоподачи современных двигателей внутреннего сгорания // АПК России. 2022. Т. 29. № 4. С. 461–475.

7. Patel V.R., Patel M.C. Automobile Waste Heat Recovery System Using Thermoelectric Generator // Journal of Science and Technology. 2020. Vol. 5 (3). P. 58–61.

8. Yuanwang Deng, Huawei Liu, Xiaohuan Zhao, Jiaqiang E., Jianmei Chen. Effects of cold start control strategy on cold start performance of the diesel engine based on a comprehensive preheat diesel engine model // Applied Energy. 2018. Vol. 210. P. 279–287.

9. Большаков Н.А., Дидманидзе О.Н., Парлюк Е.П., Пуляев Н.Н. Энергоэффективность и ресурсосбережение автотракторной техники // Известия Международной академии аграрного образования. 2023. № 67. С. 38–43.

10. Задорожний Р.Н., Романов И.В. Повышение износостойкости рабочих органов сельскохозяйственных машин вторичными твердосплавными материалами // Упрочняющие технологии и покрытия. 2022. Т. 18. № 1 (205). С. 24–27.

11. Габдрафиков Ф.З. Энергосберегающие системы предпускового подогрева дизелей: монография. Уфа: БашГАУ, 2020.

12. Игнатов А.В., Демин Е.Е., Чекмарев В.В., Марусин А.В. Оценка фактического расхода ГСМ при эксплуатации машинно-тракторного парка // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2023. Т. 15. № 4. С. 128–133. DOI: 10.36508/RSATU.2023.54.39.018.

13. Вальехо Мальдонадо П.Р., Девянин С.Н., Марков В.А., Нормуродов А.А., Неверова А.А. Характеристики впрыскивания дизельного топлива, рапсового масла и их смесей в дизелях различных типов // АвтоГазоЗаправочный комплекс + Альтернативное топливо. 2021. Т. 20. № 4. С. 167–178.