Обоснование методов конвертации дизелей без наддува и с наддувом на питание природным газом с обеспечением норм по токсичности

Вид материала

Автореферат

Содержание ИКЦ ОАО "Автодизель" (Ярославский моторный завод) г.Ярославль. Общая характеристика работы Содержание работы Общие выводы и рекомендации

Подобный материал:

• Регламента о безопасности машин и оборудования, 228.66kb.
• Обоснование и разработка эффективных методов лекарственного обеспечения на уровне высокоспециализированной, 3030.03kb.
• Мическое, в том числе финансовое, обоснование (далее бизнес-план) предусматривает организацию, 848.85kb.
• Нп «сибирская ассоциация консультантов», 238.26kb.
• Нижегородской области, 466.2kb.
• Новая методология прогнозирования развития, 273.94kb.
• Дедкова лариса Александровна научное обоснование спектрофотометрических методов определения, 360.31kb.
• Метод повышения эффективности некаталитической очистки отработавших газов судовых дизелей, 266.03kb.
• Частина 2 наукові повідомлення, 128.62kb.
• И. П. Волк рлэ як-18т руководство, 1114.6kb.

На правах рукописи

ШИШЛОВ ИВАН ГЕННАДЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ КОНВЕРТАЦИИ ДИЗЕЛЕЙ БЕЗ НАДДУВА И С НАДДУВОМ НА ПИТАНИЕ ПРИРОДНЫМ ГАЗОМ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ НОРМ ПО ТОКСИЧНОСТИ

Специальность 05.04.02 – тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук


Москва 2009

Работа выполнена на кафедре «Теплотехника и автотракторные двигатели» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета)

Научные руководители -		доктор технических наук, профессор Луканин В.Н..
		кандидат технических наук, профессор Хачиян А.С.
Официальные оппоненты-		доктор технических наук, профессор Кавтарадзе Р.З.
		кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ГНЦ РФ НАМИ Карницкий В.В.
Ведущая организация-		ИКЦ ОАО "Автодизель" (Ярославский моторный завод) г.Ярославль.

Защита состоится «16» июня 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК Минобрнауки РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническим университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский пр-т, д.64, ауд. 42


С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).


Автореферат разослан « » 2009 г.


Отзывы на автореферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.


Телефон для справок: (495) 155-93-24


Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор В. А. Максимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Одним из основных потребителей энергетических ресурсов является автомобильный транспорт, на который приходится значительная доля потребления жидких топлив и выбросов вредных веществ в атмосферу. Малая мобильность существующих в настоящее время экологически чистых энергоносителей тормозит широкое внедрение энергоустановок нового типа на автотранспортные средства. Поэтому, наиболее целесообразным является дальнейшее использование в современных автомобильных транспортных средствах традиционных поршневых двигателей внутреннего сгорания (ПДВС), имеющих высокие степени совершенства и работающие на альтернативных топливах с сохранением соответствующего оборудования для их производства и хорошо развитой системой сервиса.

Перспективными заменителями традиционных топлив нефтяного происхождения являются метанол, этанол, эфиры, газовый конденсат, различные биотоплива и природный газ. Природный газ имеет благоприятные физико-химические и моторные свойства. Значительны его естественные запасы, развита сеть доставки от месторождений во многие регионы страны по магистральным газопроводам.

По мере расширения применения бензиновых двигателей с 3-х компонентными нейтрализаторами, вредные выбросы с отработавшими газами дизелей все в большей мере определяют состояние воздушного бассейна крупных городов. Минимизация нормируемых вредных выбросов при использовании в двигателях, создаваемых на базе дизелей, природного газа достигается ценой меньших затрат. Существенно меньшими, чем при применении жидких топлив оказываются выбросы ненормируемых пока веществ – бензола, альдегидов, бутадиена и др, вызывающих онкологические заболевания. Потенциально природный газ может обеспечивать также уменьшение примерно на четверть выбросов СО₂, играющего важную роль в создании парникового эффекта. По приведенным причинам широкое применение природного газа в Российской Федерации на транспорте является целесообразным.

Следует отметить, что опыт разработки автомобильных газовых двигателей без наддува и с наддувом, обеспечивающих выполнение перспективных норм по вредным выбросам невелик, а информация о таких разработках в основном носит рекламный характер и не содержит результатов научных исследований и детальных

сведений о конкретных разработках, особенно применительно к двигателям с наддувом.

Цель работы: Разработка и научное обоснование методов конвертации дизелей без наддува и с наддувом, на питание природным газом с обеспечением выполнения норм по токсичности отработавших газов.

Объект исследования: Автомобильный дизель КАМАЗ (S/D=120/120) без наддува и с наддувом жидкостного охлаждения, работающий на компримированном природном газе.

Научную новизну работы представляют:

• обоснование необходимости, для сохранения мощности базового дизеля без наддува, существенного снижения избытка воздуха в газовом двигателе до значений, при которых недопустимо высокими оказываются выбросы оксидов азота;
  
• результаты исследований влияния рециркуляции охлажденных отработавших газов и впрыска тонко распыленной воды во впускной коллектор на выбросы NO_x и мощностные показатели газового двигателя без наддува;
  
• результаты исследований возможности обеспечения действующих норм по токсичности при конвертации 2-х рядного дизеля без наддува в газовый двигатель без наддува при использовании разработанной оригинальной системы подачи газа;
  
• результаты расчетно-экспериментальных исследований, показавшие возможность сохранения мощности базового дизеля с наддувом и обеспечения высокого запаса крутящего момента в газовом двигателе, работающем на бедных смесях, выбором управляемой системы наддува;
  
• результаты экспериментальных исследований, показавшие возможность обеспечения действующих норм по токсичности при конвертации дизеля с наддувом в газовый двигатель с наддувом, имеющего мощностные показатели базового дизеля и высокий запас крутящего момента, применением систем нейтрализации отработавших газов с использованием катализатора, способного при температурах ОГ после турбины ТКР обеспечить снижение вредных выбросов, включая метан, который, как и диоксид углерода, является парниковым газом, в том числе, с использованием преднейтрализаторов.
  

Практическая ценность и реализация результатов исследований: При создании в эксплуатационных предприятиях и на заводах на базе автомобильных дизелей газовых двигателей без наддува и с наддувом, обеспечивающих выполнение норм по вредным выбросам, могут быть использованы рекомендации по выбору степени сжатия, системы зажигания, управления и нейтрализации отработавших газов. Важное значение имеет использование также расчетно-экспериментального метода выбора параметров системы управляемого наддува, так как система наддува базового дизеля не обеспечивает приемлемых характеристик газового двигателя.

Материалы диссертации используются в учебном процессе Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) при чтении лекций, курсовом проектировании, выполнении бакалаврских работ, дипломных проектов и диссертаций на звание магистра для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» (140501). Научно-техническая разработка, проведенная при выполнении диссертационной работы по газовому двигателю без наддува, доведена до стадии внедрения при создании опытных образцов автобусов А-4216 и ЛИАЗ-5256.

Апробация работ: Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях в МАДИ (ГТУ) (1997…2005г.г.), в МГТУ им. Н.Э. Баумана (1997г.), на международной конференции по автомобилям, питаемым газом топливом, NGV в городе Yokohama, Япония, в 2000г., на симпозиуме "ROZRUCH SILNICOV SPFLINOWYCH" в городе Szczecin, Польша в 2000 г., на 7^-й международной научной конференции "SILNIKI GAZOWE" в городе Czestochow, Польша в 2006 г., на 1^-й и 2^-й международных конференциях «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов» в городе Москве в 2005 г. и 2006 г.

Публикации результатов исследования: по теме диссертации опубликовано 27 работ, из них в изданиях рекомендованным перечнем ВАК-1, в виде публикаций докладов на международных конференциях -5, в том числе, 3 на иностранных языках, 7 патентов РФ.


На защиту выносятся следующие основные результаты исследования:

• расчетно-экспериментальное обоснование необходимости, для обеспечения мощности базового дизеля без наддува, снижения избытка воздуха в газовом двигателе до значений, при которых требуется принятие мер по снижению выбросов оксидов азота;
  
• результаты опытов по исследованию влияния охлаждаемой рециркуляции отработавших газов и впрыскивания мелко распыленной воды во впускной коллектор на выбросы оксидов азота и мощностные показатели газового двигателя без наддува;
  
• система питания V-образного газового двигателя без наддува для центральной эжекционной подачи газа, обеспечивающая точное поддержание по блокам близкого к стехиометрии состава смеси на режимах холостого хода и полной нагрузки при существенном обеднении смеси (до =1,5...1,6) на остальных режимах работы;
  
• расчетно-экспериментальное обоснование необходимости подбора управляемой системы наддува для газового двигателя с наддувом, обеспечивающей работу на бедных смесях при достижении запаса крутящего момента 30%;
  
• экспериментальное обоснование необходимости использования в нейтрализаторах газовых двигателей палладиевого катализатора для эффективного снижения выбросов с отработавшими газами метана;
  
• результаты обеспечения на двигателях без наддува норм ЕВРО-3 и с наддувом норм ЕВРО-5 (за исключением выбросов метана по которым выполняются нормы ЕВРО-3)..
  

Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 220 страницах, в т.ч. 112 стр. машинописного текста, содержит 57 рисунков и 33 таблицы. Список литературы содержит 97 наименования, в т.ч. 19 на иностранных языках. 37 стр. занимают Приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены научная новизна и практическая ценность работы, основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту.

В первой главе проанализированы энерго-экологические проблемы автотранспортного комплекса, связанные с постоянным приростом парка автотранспортных средств, сопровождающегося значительным ростом масштабов потребления традиционных топлив нефтяного происхождения и заметным загрязнением окружающей среды, что диктует необходимость всё более широкого использования перспективных и альтернативных видов топлива. Применительно к России природный газ можно считать наиболее перспективным моторным топливом в ближайшие десятилетия XXI века.

В РФ большой вклад в исследование и разработку газовых двигателей внесли Луканин В.Н., Генкин К.И., Морозов К.А., Хачиян А.С., Панов Ю.В., Пронин Е.Н., Савельев Г.С., Гайворонский А.И., Кавторадзе Р.3., Лукшо В.А., Карницкий В.В., Лупачев П.Д. и др. Приведен обзор способов конвертации дизелей на питание природным газом и анализ ряда работ, показавший, что информация о последних разработках газовых двигателей нередко носит ознакомительный, рекламный характер и практически не содержит результатов научных исследований. Поэтому проблемы, связанные с созданием таких двигателей, требуют пристального внимания и исследования.

На основании поставленной цели сформулированы следующие задачи исследования:

1. Исследовать возможность обеспечения стабильности частоты вращения холостого хода при работе двигателя в составе автобуса с гидромеханической коробкой передач, разработать рекомендации по усовершенствованию системы управления двигателем.
   
2. Выполнить анализ причин необходимости снижения коэффициента избытка воздуха применительно к газовым двигателям без наддува для сохранения мощности базового дизеля до значений, при которых достаточно высокими оказываются выбросы оксидов азота.
   
3. Исследовать возможность обеспечения перспективных норм по токсичности при конвертации дизеля без наддува в газовый двигатель без наддува, имеющего мощностные показатели базового дизеля, применением охлаждаемой рециркуляции отработавших газов, впрыска воды на режимах полной нагрузки и максимального крутящего момента.
   
4. Разработать систему питания V-образного двигателя для центральной эжекционной подачи газа, обеспечивающей точное поддержание близкого к стехиометрии состава смеси по обоим блокам на режимах холостого хода и полной нагрузки при обеспечении существенно бедной смеси на остальных режимах.
   
5. Исследовать возможность обеспечения действующих норм по токсичности (включая выбросы метана) при конвертации дизеля без наддува в газовый двигатель без наддува, имеющий мощностные показатели базового дизеля, применением подобранного катализатора в нейтрализаторах, устанавливаемых на обоих блоках
   
6. Исследовать возможность сохранения мощности базового дизеля с наддувом и обеспечения высокого запаса крутящего момента в газовом двигателе, работающем на бедных смесях (=1,5...1,6), несмотря на крайне узкий диапазон варьирования избытком воздуха, выбором системы управляемого наддува.
   
7. Исследовать возможность обеспечения действующих норм по токсичности при конвертации дизеля с наддувом в газовый двигатель с наддувом, имеющего мощностные показатели базового дизеля, применением специально подобранной системы нейтрализации отработавших газов.
   

Вторая глава посвящена расчетным исследованиям циклов газового двигателя и выбора системы наддува. Расчеты проведены по методикам и программам, разработанным ранее в МАДИ (ГТУ) под руководством профессора А.С.Хачияна.

Представлены результаты расчетного анализа циклов газового двигателя, направленного на обоснование метода конвертации дизелей на питание природным газом. Показано, что при работе на бедных смесях с наддувом, в сравнении с работой с =1,0 без наддува при близких значениях Р_i (разница менее 5%), существенно ниже все характерные температуры цикла (результирующая по теплообмену Т_рез на 188…227°, среднемассовая температура ОГ Т_м.ср на 235…253°, средняя температура ОГ в выпускном трубопроводе Т_т на 176…179°), определяющие в большой мере тепловые нагрузки и температуры деталей, а, следовательно, надежность их работы. Выше экономичность цикла (, а ).

Сравнивая параметры цикла дизеля и газового двигателя при равных избытках воздуха( = 1,6), можно отметить следующее:

1. 
   Среднее индикаторное давление в газовом двигателе без наддува с внешним смесеобразованием ниже, чем в дизеле на 8,3…8,7% вследствие снижения з_v и з_i.
   
2. Параметры, характеризующие механические и тепловые нагрузки на детали в газовом двигателе существенно ниже. Исключение составляют лишь максимальная температура цикла и температура газов в выпускном трубопроводе. Различия эти, однако, невелики и не могут повлиять заметным образом на надежность работы газового двигателя.
   
3. Для обеспечения равной мощности в газовом двигателе необходимо обеспечить более высокое давление наддува за счет уменьшения минимального сечения подвода газов к колесам турбины.
   

Для получения качественных и количественных данных о влиянии различных факторов на показатели цикла газового двигателя без наддува, с тем, чтобы использовать их при составлении программы экспериментов и анализе их результатов были проведены расчетные исследования влияния на показатели цикла коэффициента избытка воздуха, давления во впускном трубопроводе (положения дроссельной заслонки), частоты вращения и угла опережения воспламенения. Характеристики тепловыделения определялись по формуле Черняка-Ефремова. Следует отметить, что пределы изменения показателей характеристик тепловыделения в формуле Черняка-Ефремова были ранее определены с использованием характеристик тепловыделения, полученных расчетным путем по индикаторным диаграммам, снятым на газовом двигателе КАМАЗ без наддува. При расчетах диссоциации использованы исследования К.А.Морозова.

Расчеты показали, что цикловая подача топлива растет при уменьшении  с 1,8 до 1,0 в 1,72 раза, т.е. в существенно большей степени, чем увеличивается среднее давление цикла (в 1,33 раза). Связано это с заметным уменьшением индикаторного к.п.д. (_i) при малых избытках воздуха (см. рис.1) в связи с ростом степени диссоциации продуктов сгорания и увеличением доли трехатомных газов в заряде по мере развития тепловыделения. Влияние диссоциации прекращается при =1,3…1,4 (эти сведения были в дальнейшем использованы при выборе состава смеси на большинстве режимов работы двигателя без наддува и на всех режимах двигателя с наддувом). Обеднение смеси в исследованных пределах приводит к росту _i цикла на 12,75%. При этом существенно сни-жается максимальная температура заряда (T_max) с 2711 К до 1776,3 К. Это, несомненно, учитывая гомогенность заряда, приведет к резкому снижению

Рис.1. Зависимости основных показателей цикла газово- содержания оксидов азота

го двигателя без наддува от коэффициента избытка (NO_X) в отработавших га-

воз духа (n=2200 мин^-1, ε=12,9, полный дроссель) зах двигателя, что под-

твердилось при проведении экспериментов. Однако, снижение температуры заряда в момент начала открытия выпускного клапана с 1414,9 К до 993,9 К, несомненно, затруднит эффективное окисление несгоревших углеводородов, особенно метана, в нейтрализаторе и окажет влияние на выбор газотурбокомпрессора.

Уменьшение давления во впускном трубопроводе (прикрытие дроссельной заслонки) (см. рис.2) сопровождается заметным снижением теплоиспользования (на 21,4…23,4%). Причиной снижения КПД цикла, как это следует из расчетного анализа, являются заметное увеличение при неизменной поверхности теплообмена относительных потерь в систему охлаждения (Q_w/Q₁) на 18,2%...35,2% для α=1,0 и на

16,6%...35,5% для α =1,6.Происходит рост температур заряда, в том числе, средней результирующей по теплообмену темпера-туры, как следствие увеличения коэффициента остаточных газов. Однако, абсолютное количество теплоты, теряемой в среду охлаждения, уменьшается из-за уменьшения интенсивности теплоотдачи. Основное влияние на снижение интенсивности теплоотда-

Рис.2. Влияние давления во впускном трубопроводе (поло- чи оказывает, очевид-

жения дроссельной заслонки) в газовом двигателе но, существенное

без наддува на показатели цикла (n=2200 мин^-1, уменьшение плотнос-

ε=12,9) ти заряда.

Снижение частоты вращения (см. рис. 3) приводит к уменьшению среднего значения коэффициента теплоотдачи за цикл (_{т ср. цикл}) - в 1,53 раза. Уменьшается также результирующая по теплообмену температура Т_рез. Несмотря на отмеченные уменьшения параметров, влияющих на теплоперенос от заряда, существенно увеличиваются абсолютная и относительная потери теплоты (на ≈ 40%), вследствие превалирующего влияния увеличения продолжительности теплообмена. Повышение относительных потерь теплоты с 18,17 до 25,3% и увеличение потерь, связанных с несвоевременностью тепловыделения (уменьшение степени последующего расширения) являются причинами снижения КПД цикла на 4,4%. Именно вследствие влияния повышения потерь теплоты в среду охлаждения (Q_w) оптимальный по экономичности угол опе-

режения воспламенения (_о.в.) уменьшается с падением частоты вращения от 2000 мин^-1 до 1000 мин^-1 на 17^о, несмотря на увеличение длительности тепловыделения (_z) на 12^о по углу поворота коленчатого вала. Малому снижению КПД способствует уменьшение степени диссоциации по мере снижения частоты вращения и запаздывания момента воспламенения. При n=1000 мин^-1 максималь-ная термодинамическая температура заряда (T_z) оказывается ниже 2400К и влияние диссоциации прекращается. Максимальное значение давления (Р_z) и температуры (T_z) цикла снижаются при уменьше-

нии частоты вращения.

Рис. 3. Зависимость показателей цикла газового двига- Тепловой поток через де-

теля без наддува от частоты вращения тали двигателя уменьша-

ется как следствие сниже-

ний интенсивности теплоотдачи и результирующей по теплообмену темпе -

ратуры (Т_рез).

На рис.4. показаны зависимости ряда параметров, характеризующих цикл, от

угла опережения воспламенения. Обращает внимание малая зависимость КПД и

среднего давления цикла от опереже-ния момента нача-ла воспламенения относительно ВМТ. Связано это с увеличением влияния степени диссоциации.

Соответствующее наблюдение было использовано при разработке алго-

Рис.4. Зависимость показателей газового двигателя без над- ритма управления

дува от угла опережения воспламенения (n=2200 мин^-1, моментом зажига-

ε=12,9, α=1,0, полный дроссель) ния микропроцесс-

сорной системы.

Применение поздних углов зажигания позволило заметно снизить выбросы оксидов азота при небольшой потере в экономичности.

Третья глава посвящена описанию объектов испытаний, экспериментальной установке и методике проведения эксперимента. Испытания проводились на различных нагрузочных и скоростных режимах работы двигателей. При монтаже экспериментальной установки и проведении стендовых испытаний учитывались требования ГОСТ 14846-81, ГОСТ Р 41.49-99, ГОСТ Р 41.49-2003. Отбор проб для определения концентраций вредных веществ в отработавших газах осуществлялся газоанализаторами с соблюдением требований инструкции по их эксплуатации. При проведении испытаний по 13-ти ступенчатым циклам режим работы двигателя величины удельных концентраций вредных веществ в отработавших газах определялись по методикам, изложенным в Правилах ЕЭК ООН N 49 (49-02, 49-03, 49-04).

В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований газового двигателя без наддува.

Проведение дорожных испытаний газового двигателя на автобусе ЛиАЗ-5256 с гидромеханической коробкой передач выявило необходимость использования системы поддержания стабильной заданной минимальной частоты вращения холостого хода и устройства ограничения максимальной частоты вращения коленчатого вала. В систему питания был введен клапан байпасного канала и разработан алгоритм управления клапаном. Управление клапаном и устройством ограничения максимальных оборотов осуществляет доработанный микропроцессорный блок управления углом опережения зажигания.

Опыты, проведенные на газовом двигателе без наддува с внешним смесеобразованием и эжекционной подачей газа, показали, что для обеспечения номинальной мощности базового дизеля коэффициент избытка воздуха должен быть уменьшен до =1,15, а на режиме максимального крутящего момента - до =1,05. Это имело следствием значительное увеличение содержания NO_x в отработавших газах (табл.1) и оказалось причиною невозможности выполнения регламентированных

Таблица 1

Показатели базового дизеля без наддува и его газовой модификации
№ п/п	Наименование параметра и единицы измерения	Базовый дизель	Газовый двигатель	Газовый двигатель
1	Степень сжатия	16,5	13	13
2	Коэффициент избытка воздуха при работе на режиме максимального крутящего момента	-	1,475	1,05
3	Максимальное значение крутящего момента, Н*м	700	500	700
4	Частота вращения, при которой достигается максимальное значение крутящего момента, мин-1	1500	1400	1400
5	Коэффициент избытка воздуха при работе на номинальном режиме	1,55	1,51	1,15
6	Номинальная мощность, кВт	143	100	143
7	Номинальная частота вращения, мин-1	2200	2200	2200
8	Концентрация NOx в отработавших газах на режиме максимального крутящего момента, млн-1	-	180	3200

норм по токсичности без использования определенных мер.

Исследовано влияния рециркуляции отработавших газов (ОГ) и впрыска воды на содержание NO_x в отработавших газах и показатели газового двигателя. Испытания показали, что охлаждаемая рециркуляция отработавших газов в количестве 4,5% от свежей газовоздушной смеси обеспечивает снижение выбросов оксидов азота на 37,5…50,8%, при этом номинальная мощность снижается на 12,2%, а максимальный момент на 6,9%. Впрыск воды во впускной трубопровод при достаточно мелком ее распыливании (давление впрыскивания 14…24 бар) в количестве 4,3..5,3 % от количества свежей смеси обеспечивает снижение оксидов азота в 2,9…3,9 раза, при этом, номинальная мощность и максимальный момент снижаются на 7…8%. Дефорсирование двигателя по мощности на 12,4% и крутящему моменту на 13,8% обеспечило снижение выбросов оксидов азота на 37,5…50,8%., как и в случае применения охлаждаемой рециркуляции отработавших газов. Однако при рециркуляции меньше оказывается снижение крутящего момента.

Значительное содержание в отработавших газах несгоревших углеводородов (включая метан СН₄) потребовало проведения серии опытов при различных составах смеси с нейтрализаторами. В качестве катализаторов использовались платина и палладий. Испытания показали существенное преимущество палладиевого катализатора по снижению содержания в отработавших газах несгоревшего метана. Применительно к двухрядному двигателю с центральной эжекционной подачей газа для обеспечения оптимального по обоим блокам состава смеси, при котором эффективно работают нейтрализаторы, была разработана и испытана система подачи газа, представленная на рис. 5.

Система подачи газа выравнивает сосав смеси (до ≈1,0) по блокам при работе двигателя с полным открытием дроссельной заслонки и на режиме минимальных оборотов холостого хода. На остальных режимах система обеспечивает подачу бедной смеси (=1,45…1,6). В таблице 2 представлены результаты испытания по 13-ти ступенчатому циклу двигателя при использовании нейтрализаторов с палладиевым катализатором и системы подачи газа представленной на рис. 5.

Испытания по 13-ти ступенчатому циклу (ГОСТ Р 41-49.2003) показали возможность обеспечения с запасом норм ЕВРО-3 по всем нормируемым вредным вы-




Рис.5. Принципиальная схема системы подачи газа для двигателя без наддува.


1-емкости для хранения газа, 2-магистраль высокого давления, 3-подогреватель газа, 4-редуктор высокого давления, 5-электромагнитный клапан-фильтр, 6-редуктор низкого давления, 7-дроссельная заслонка, 8-смеситель, 9-клапан, 10-канал холостого хода, 11-электронный блок управления, 12-вакуумная трубка, 13-главный канал, 14-дозатор, 15-диффузор, 16-дроссель, 17-байпасный канал, 18-клапан регулирующий, 19-впускной коллектор. 20-воздушный фильтр, 21-позисторный электроподогреватель, 22-электромагнитный клапан, 23-канал холостого хода, 24-игла холостого хода, 25-клапан регулирующий, 26-форсунка, 27-датчик положения, 28-кислородный датчик, 29-блок управления, 30-выпускной трубопровод.


бросам. По выбросам СО перекрываются нормы ЕВРО-5 в 3 раза, а по выбросам NO_x-нормы ЕВРО-4 в 1,75 раза.

Таблица 2

Удельные выбросы газового двигателя без наддува
Вредные вещества	Нормы			Показатели газового двигателя без надува, г/кВт.ч
	ЕВРО-3 г/кВт.ч	ЕВРО-4 г/кВт.ч	ЕВРО-5 г/кВт.ч
СО	2,1	1,5	1,5	0,499
СН (суммарные)	0,66	0,46	0,46	0,588
NOх	5,00	3,5	2,0	2,193
Твердые частицы	0,10	0,02	0,02	0,01 (предположительно)

В главе также представлены результаты эксплуатационных испытаний газового двигателя без наддува в составе автобусов А-4216 и ЛИАЗ-5256.

Приведена таблица сравнения результатов определения эксплуатационных расходов топлива и теплоты отечественными автобусами при установке на них разработанных по теме двигателей без наддува с рядом зарубежных аналогов, из которой следует, что при близкой полной массе отечественные автобусы с газовыми двигателями имеют преимущества по удельному расходу теплоты. Основные причины лучшей экономичности отечественных автобусов связаны с более высокой степенью сжатия в разработанных двигателях благодаря высокому стабильному октановому числу отечественного газа и с применением экономайзера в системе питания газа, благодаря которому обеспечивается близкое к оптимуму изменение состава смеси по режимам работы двигателя.

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований газового двигателя с регулируемым наддувом.

В таблице 3 приведены показатели дизеля КАМАЗ (S/D=120/120) в сравнении с показателями газового двигателя, созданного на базе этого дизеля с двумя ТКР-7Н, имеющими минимальное сечение канала подвода газов к колесу турбин f_t0=12 см². Значение максимального крутящего момента у газового двигателя получено меньше, чем у базового дизеля (на 13,8%). Максимум момента к тому же достигается на более высоких частотах вращения. На частоте вращения n=1000 мин^-1 значение максимального крутящего момента газового двигателя ниже на 32% по отношению к максимальному значению крутящего момента базового дизеля.

Таблица 3

Сравнение показателей газового двигателя и базового дизеля

Режим	ДВС	n, мин-1	Мк, Н*м	Nе, кВт	ge, г кВт.ч	е	v		Gв, кг/ч	Рк, бар	Рт, бар
Минимальная рабочая частота вращения	Д	1000	932	98	215	0,393	-	-	-	-	-
	Г	1000	730	76	203	0,362	0,862	1,37	362	1,21	1,17
Максимальный крутящий ммент	Д	1400	1079	158	203	0,417	-	1,86	870	-	-
	Г	1600	930	156	205	0,358	0,899	1,46	793	1,69	1,88
Номинальной мощности	Д	2200	834	192	231	0,366	-	2,41	1550	-	-
	Г	2200	838	193	222	0,331	0,903	1,56	1140	1,79	2,27

- данные отсутствуют, Д-дизель, Г-газовый двигатель.


Причинами меньшего запаса крутящего момента являются:

1) невозможность изменения в широких пределах коэффициента избытка воздуха,

2) меньшие значения индикаторного КПД, в основном, вследствие меньшей степени сжатия,

3) меньшего значения коэффициента наполнения двигателя воздухом вследствие

применения в газовом двигателе внешнего смесеобразования и заметного значения парциального объема газового топлива,

4) несколько меньшего значения теплотворной способности газовоздушной смеси.

Следовательно, для того чтобы газовый вариант дизеля с наддувом, работая при =1,4…1,6 (для обеспечения приемлемых выбросов оксидов азота), имел выходные характеристики, максимально приближенные к характеристикам базового дизеля, необходимо увеличить массовое наполнение цилиндров, подняв давление наддува, за счет применения турбокомпрессоров с меньшими минимальными проходными сечениями канала подвода отработавших газов к турбине ТКР f_t0. При этом f_t0 необходимо подбирать на режиме максимального крутящего момента, а на больших частотах вращения прибегать к перепуску отработавших газов, минуя турбин ТКР, или использовать ТКР с изменяемым f_t0.

Расчеты совместной работы газового двигателя с агрегатами наддува при условии использования двух ТКР показали, что для улучшения протекания кривой максимального крутящего момента в диапазоне малых частот вращения необходимо применять турбокомпрессоры с меньшими f_т0 (6 см²), а дополнительное использование перепуска части газов, минуя турбину, позволит приблизить запас кру-

Рис.6. Внешние скоростные характеристики тящего момента к имеющему место

базового дизеля с наддувом и газового в базовом дизеле.

двигателя На рис. 6. представлены внешние

скоростные характеристики газового двигателя с ТКР К-27 (f_т0=7 см²), В-65-1 (f_т0=5,6 см²), в сравнении с ВСХ базового дизеля с ТКР-7Н (f_т0=12 см²). Из графиков видно, что газовый двигатель с ТКР К-27 по протеканию крутящего момента проигрывает дизелю при n < 1600 мин^-1. Наилучшее протекание максимального крутящего момента по ВСХ и меньшее содержание оксидов азота в отработавших газах получены при работе двигателя с ТКР В-65-1. Значительное снижение концентрации оксидов азота связано с увеличением избытка воздуха. Однако, высоки концентрации СО и особенно несгоревших углеводородов СН (суммарно). Сравнительно высокие концентрации СО в отработавших газах не представляют серьезной опасности, так как окисление СО в нейтрализаторах происходит достаточно полно. Основной проблемой является выполнение норм по выбросам суммарных несгоревших углеводородов. Окисление метана, который, в основном, и входит в состав несгоревших углеводородов газового двигателя, в случае бедных смесей в присутствии значительного количества водяного пара является весьма проблематичным. Поэтому была проведена работа по подбору окислительных нейтрализатров.

Испытания показали, что нейтрализатор с Pt/Rd катализатором при работе на =1,42…1,46 (n=1000 мин^-1) обеспечивает снижение концентрация СО в 4,9…5,5 раза, а концентрацию СН (суммарно) - лишь на 12…12,5%, при средней температуре газов в нейтрализеторе 425…465°С.

Опыты с нейтрализатором, имеющим Pd катализатор, показали снижение содержания СО до нулевого порога чувствительности прибора, (100 чнм). Концентрация оксидов азота имеет небольшую тенденцию к повышению в нейтрализаторе. Однако, и после нейтрализатора концентрация NO_X не превышает 260 чнм. Происходит заметное снижение концентрации СН (суммарно) на 28,5…65% в зависимости от режима работы, причем процент снижения, как правило, тем выше, чем выше нагрузка, а, следовательно, температура отработавших газов. Пробные опыты, проведенные в конце исследования показали возможность существенного повышения эффективности нейтрализатора в отношении окисления метана (СН₄) при теплоизоляции трубопроводов и самого нейтрализатора.

Результаты испытаний показывают, что выбросы NO_x резко снижаются при

прикрытии дроссельной заслонки, очевидно в основном, в связи, со снижением температуры продуктов сгорания в объемах, непосредственно за фронтом пламени.

Понижение температуры можно связать с рядом обстоятельств:

1.Увеличением теплоемкости заряда вследствие большего разбавления остаточными продуктами, содержащими 3-х атомные газы.

2.Уменьшением плотности заряда при прикрытии дроссельной заслонки и, как следствие, интенсивности турбулентности.

3.Незначительным снижением температуры во впускном коллекторе вследствие увеличения эффективности охладителя.

Прослеживается тенденция к увеличению концентрации суммарных несгоревших углеводородов при прикрытии дроссельной заслонки. Это можно объяснить общим ухудшением условий горения, на что, в первую очередь, реагирует метан, находящийся в зонах, в которых окисление определяется молекулярными процессами.

На концентрацию в отработавших газах оксида углерода влияют не только условия горения, но также термическая диссоциация СО₂, которая происходит в меньшей степени при прикрытых положениях дроссельной заслонки.

Как уже отмечалось, в ходе проведения опытов было замечено, что повышение температуры отработавших газов существенно увеличивает степень преобразования суммарных углеводородов. В связи с этим была разработана система нейтрализации, которая, помимо основного нейтрализатора содержит небольшой по объему преднейтрализатор, установленный между выпускном коллектором и ТКР (рис.7).

Испытания показали, что установка преднейтрализатора позволила получить существенное снижение суммарных выбросов углеводородов. Из анализа результатов испытаний следует, что преднейтрализатор, в котором степень очистки углеводородов составляет всего 4…29%, повышает эффективность основного нейтрализатора до 97…98%, по сравнению с 28,5…65% при работе без преднейтрализатора. Однако установка преднейтрализатора привела к повышению на 1,2…8,7% противодавления системы выпуска отработавших газов.

Возможности повышения температуры отработавших газов после преднейтра-

лизатора выше предельно допустимой для турбины ТКР и выхода из строя каталитических блоков преднейтрализатора, их разрушение и попадание элементов в турбину ТКР привели к решению об установке преднейтрализатора за турбиной ТКР.



Рис.7. Схема газового двигателя с двух ступенчатой системой нейтрализации


1-катушка зажигания, 2-спецдиск 60-2, 3-диск датчика фазы, 4-датчик оборотов, 5-датчик фазы, 6-датчик положения дроссельной заслонки, 7-пусковой клапан, 8-клапан байпасного канала, 9-датчик температуры охлаждающей жидкости, 10-клапан ускорительный, 11, 12, 13-термопары, 14-дроссельная заслонка, 15-датчик абсолютного давления.


Для такой компоновки и обеспечения общей степени очистки системой нейтрализации несгоревших углеводородов в пределах 97…99%. экспериментальным путем был подобран объем преднейтрализатора, который составил V=1л.

В соответствии с требованиями и по методике изложенной в Правилах ЕЭК ООН Р-49-04 были проведены испытания газового двигателя по 13-ти ступенчатому циклу. В таблице 4 представлены результаты испытаний.

Представленные результаты показывают, что газовый двигатель с двухступен-

Таблица 4 Удельные выбросы газового двигателя с наддувом
Вредные вещества	Нормы			Показатели газового двигателя с надувом, г/кВт.ч
	ЕВРО-3 г/кВт.ч	ЕВРО-4 г/кВт.ч	ЕВРО-5 г/кВт.ч
СО	2,10	1,5	1,5	0,05
СН (суммарные)	0,66	0,46	0,46	0,650
NOх	5,00	3,5	2,0	1,71
Твердые частицы	0,10	0,02	0,02	0,01(приблизительно)

чатой системой нейтрализации удовлетворяет нормам ЕВРО-3 по всем нормируемым вредным выбросам, а по выбросам СО и NO_x перекрывает нормы ЕВРО-5.


ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Применительно к газовым двигателям без наддува анализ причин, по которым для сохранения мощности базового дизеля приходиться существенно снижать избыток воздуха (до =1,05…1,15), показал, что на режимах полного открытия дроссельной заслонки недопустимо высокими оказываются выбросы NO_x (до 3200 чнм).
   
2. Анализ возможности снижения выбросов NO_x в газовых двигателях без наддува на режимах полного открытия дросселя, применением рециркуляции отработавших газов и впрыскивания мелко распыленной воды во впускной трубопровод показал, что рециркуляция ОГ в количестве 4,5% от газовоздушной смеси обеспечивает снижение NO_x лишь на 37,5...50,8% при снижении М_{к max} на 6,9%, а N_е - на 12,2%, впрыск воды в количестве 4,3...5,3% от газовоздушной смеси обеспечивает снижение NO_x в 2,9...3,9 раза при снижении М_к и N_е на 7...8%. Так как впрыск воды может быть использован только в случае гаражного хранения автомобиля при отсутствии системы нейтрализации, более простым решением без применения систем нейтрализации для обеспечения норм ЕВРО-2 является дефорсирование двигателя по мощности на 12…15%. При этом обеспечивается снижение выбросов NO_x на 37,5...50,8%.
   
3. Благодаря использованию высокой степени сжатия и приближенной оптимизации  в поле режимов работы разработанной модели газового двигателя без наддува, эксплуатационные расходы теплоты у отечественных автобусов на 15…20% меньше в сравнении с зарубежными автобусами той же массы, которые эксплуатируются в Ирландии, Бельгии и Канаде.
   
4. Эксплуатационные испытания автобуса А-4216 с разработанной моделью газового двигателя без наддува на одном из предприятии ОАО «ГАЗПРОМ» показали высокую надежность двигателя и его систем.
   
5. Для достижения на V-образном газовом двигателе без наддува возможности эффективного использования системы нейтрализации и получения достаточно высокой эксплуатационной экономичности рекомендуется применение оригинальной системы подачи газа, которая обеспечивает поблочное поддержание состава смеси на режимах холостого хода и полной нагрузки близким к стехиометрии и бедную смесь (=1,5…1,6) на остальных режимах.
   
6. В газовой модели, работающей на бедных смесях нецелесообразно применение системы наддува базового дизеля, так как значение максимального крутящего момента (М_к) у газового двигателя получается существенно меньшим, чем у базового дизеля, причем максимум М_к достигается на более высоких частотах вращения. Расчетно-экспериментальные исследования показали, что для обеспечения благоприятной внешней характеристики необходимо устанавливать в газовой модели турбокомпрессоры с существенно меньшим минимальным сечением канала подвода отработавших газов к колесу турбины, а на высоких частотах вращения применять устройства для управления наддувом. При работе двигателя на =1,5…1,55 с турбокомпрессорами имеющими f_т0=5,6 см² получен запас крутящего момента 27% и благоприятное изменение момента в диапазоне наиболее малых частот вращения.
   
7. На двигателях, питаемых природным газом, необходимо устанавливать нейтрализаторы с палладиевым катализатором. Нейтрализаторы с платиновым катализатором не обеспечивают выполнение современных норм по выбросам суммарных углеводородов с учетом метана. При их применении получено снижение концентрации СО в 4,9…5,5 раза, а концентрации СН (суммарно) лишь на 12…12,5%. Применение двухступенчатой системы нейтрализации ОГ с палладиевым катализатором обеспечивает эффективное снижение удельных выбросов суммарных несгоревших углеводородов (в 19,7 раза), оксидов углерода (в 50 раз), при незначительном росте оксидов азота.
   
8. Конвертация дизелей без наддува и с наддувом на питание природным газом по предлагаемым методикам, наряду с обеспечением мощности и момента базового дизеля, позволяет двигателям выполнять нормы ЕВРО-3 по суммарным выбросам углеводородов (включая метан). По выбросам NO_х выполняются с запасом нормы ЕВРО-4 (двигатель без наддува) и нормы ЕВРО-5 (двигатель с наддувом). По выбросам окиси углерода с существенным запасом выполняются нормы ЕВРО-5.
   

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:


Статьи в изданиях, рекомендованные ВАК:

1. Перевод отечественных дизелей, находящихся в эксплуатации, на питание природным газом - рациональный способ улучшения экологических характеристик / А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, И.Г. Шишлов // Автотранспортное предприятие. — 2008 — №9– С. 34-41.
   

Статьи на иностранных языках:

2. Analysis of different ways to develop low emission natural gas engines /V.N. Lukanin, A.S. Khatchiyan, I.G.Shishlov, R.Kh. Khamidullin // NGV: Transp. for the New Century: Proc. 7-th Intern. Conf. and Exhibition on Natural Gas Vehicles. October 17–19, 2000, Yokohama, Japan. — Yokohama, 2000. — PS 1. — P. 517–527.
   
3. Wsterne wyniki oprakowania silnicow gazowych dla duzych autobusow miejskich / W.N.Lukanin, A.S.Chaczijan, W.E.Kuzniecow, I.G.Sziszlow, R.H.Chamtoullin, W.Kornickij // Materialy Sympozjum «ROZRUCH SILNICOV SPFLINOWYCH». Polska(Poland)-Szczecin, 2000.-P.127-137.
   
4. The analysis of ways to ensure low emission (methane inclusive) from natural gas fuelled engines / A.S. Khatchiyan, V.E. Kuznatsov, I.G. Shishlov // Materialy VII MIКDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWA, «Silnici Spalinowe (Combustion Engines)»№2/2006(125), Polska(Poland), Czestochow, 2006.- Р.58-66.
   

Статьи:

5. Результаты исследования двигателя КАМАЗ, питаемого природным газом / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В.М. Федоров, И.Г. Шишлов, Р.Х. Хамидуллин // Науч. труды НИИ энергоэкологических проблем автотр. комплекса МАДИ(ТУ): Вып. 1. Ч. 1 / МАДИ (ТУ). — М., 1997. — С. 66–78.
   
6. Сравнительный анализ способов конвертации дизеля в двигатель, питаемый частично или полностью природным газом / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В. Ф.Водейко, В. М.Федоров, И.Г. Шишлов // Науч. труды НИИ энергоэкологических проблем автотр. комплекса МАДИ(ТУ): Вып. 1. Ч. 1./ МАДИ (ТУ). — М., 1997. — С. 57–65.
   
7. Рациональные способы конвертации дизелей грузовых автомобилей и автобусов на питание природным газом / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В.В. Синявский, И.Г. Шишлов, В.М. Федоров, Р.Х. Хамидуллин // Двигатель–97. Материалы международной научно-технической конференции (к 90–летию начала подготовки в МГТУ им. Н. Э. Баумана специалистов по д.в.с.)/ МГТУ. — М., 1997. — С. 125–126.
   
8. Результаты исследования двигателей КамАЗ, питаемых природным газом /В. Н. Луканин, А. С. Хачиян, В. М. Федоров, В. Ф. Водейко, И. Г. Шишлов, Р. Х. Хамидуллин // Пробл. конструкции двигателей: Сб. науч. тр. /НАМИ (Юбилейный вып.). — М., 1998. — С. 118–137.
   
9. Сравнительный анализ способов конвертации жидкотопливных двигателей в двигатели, питаемые природным газом / В. Н. Луканин, А. С. Хачиян, В. Е. Кузнецов, В. М. Федоров, И. Г. Шишлов, Р. Х. Хамидуллин // Экология двигателя и автомобиля: Сб. науч. тр. /НАМИ. — М., 1998. — С. 97–103.
   
10. Предварительные результаты разработки газового двигателя с наддувом мощностью 200 кВт / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, И.Г. Шишлов, Р.Х. Хамидуллин // Двигатели внутр. сгорания: пробл., перспективы развития: Сб. науч. тр. МАДИ (ТУ). / МАДИ (ТУ). — М. , 2000. — С. 68–79.
    
11. Результаты разработки микропроцессорной системы зажигания для двигателей, питаемых природным газом / С.А. Геков, И.Г. Шишлов // Двигатели внутреннего сгорания: проблемы, перспективы развития: Сб. науч. тр. МАДИ (ТУ)./ МАДИ (ТУ). — М., 2000. — С. 222–228.
    
12. Результаты разработки и исследования газовых двигателей КамАЗ, конвертированных на питание природным газом с реализацией концепции «Двигателя, работающего на бедных смесях» / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, И.Г. Шишлов, Р.Х. Хамидуллин, С.А. Геков // Конвертация дизелей на питание природным газом. (Сер.: Газификация. Природный газ в качестве моторного топлива. Использование газа. Обзорная информация) /ИРЦ Газпром.— М., 2001. — С. 31–40.
    
13. Результаты разработки и исследования двигателей КамАЗ, конвертированных на питание природным газом, без наддува / В.Н. Луканин, А.С. Хачиян, В.Ф. Водейко, В.М. Федоров, И.Г. Шишлов, Р.Х. Хамидуллин, Н.С. Маловичко // Конвертация дизелей на питание природным газом. (Сер.; Газификация. Природный газ в качестве моторного топлива. Использование газа: Обзорная информация) /ИРЦ Газпром.— М., 2001. — С. 15–31.
    
14. Результаты разработки газового двигателя для городских автобусов./ А.С. Хачиян, И.Г. Шишлов, Р.Х. Хамидуллин // Тезисы докладов научно-технической конференции "Луканинские чтения. Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса." – М.: МАДИ (ГТУ), 2003. – С. – 97-98.
    
15. Газовые двигатели КАМАЗ с искровым зажиганием / И.Г. Шишлов // Автогазозаправочный комплекс+альтернативное топливо". — 2003 — №1(7). — С. 50-52.
    
16. Результаты разработки на основе автомобильных дизелей и исследований ряда двигателей, питаемых природным газом./ А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, В.Ф. Водейко, И.Г. Шишлов // Тезисы докладов научно-техническаой конференции "2-е Луканинские чтения. пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе." – М.:МАДИ(ГТУ), 2005. – С. – 17.
    
17. Результаты разработки газовых двигателей в МАДИ(ГТУ) / А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, В.Ф. Водейко, И.Г. Шишлов // Автогазозаправочный комплекс+альтернативное топливо. — 2005 — №3(21).— С. 37-41.
    
18. Работы кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели МАДИ (ГТУ) по разработке, на базе дизелей, двигателей, питаемых природном газом / А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, В.Ф. Водейко, И.Г. Шишлов // Международная конференция «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов». Тезисы докладов. – М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2005 г. – С. -71
    
19. Широкое использование природного газа как первый этап повышния энергетической и экологической безопасности автомобильного транспорта страны./ А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, И.Г. Шишлов // Сборник докладов II Международная конференция «Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов». Тезисы докладов.– М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2006 г. — С. -46-47.
    
20. Мир накануне резкого увеличения применения альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / А.С. Хачиян, В.Е. Кузнецов, И.Г. Шишлов // Автогазозаправочный комплекс+альтернативное топливо" — 2006 — №1(25). — С. 34-35.
    

Авторские свидетельства:

21. Пат. 2140011 РФ МКИ F 02 Р 3/00. Система зажигания газового двигателя внутреннего сгорания / Маловичко Н.С., Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Федоров В.М., Шишлов И.Г. – Опубл. 20.10.1999, Бюл. № 29.
    
22. Свид-во на пол. модель 19877 РФ МКИ F 02 В 43/00. Газовый двигатель /Луканин В.Н., Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Шишлов И.Г., Геков С.А. – Опубл. 10.10.2001, Бюл. № 28.
    
23. Свид-во на пол. модель 27331 РФ МКИ F 02 М 21/02. Система питания газового двигателя внутреннего сгорания /Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Шишлов И.Г. – Опубл. 20.01.2003, Бюл. № 2.
    
24. Свид-во на пол. модель 28195 РФ МКИ F 02 Р 3/00. Микропроцессорная система зажигания газового двигателя /Геков С.А., Хачиян А.С., Шишлов И.Г., Хамидуллин Р.Х., Сретенский В.В. – Опубл. 10.03.2003, Бюл. № 7.
    
25. Свидетельство на полезную модель №28383. РФ МКИ F 02 М 21/02. Газовоздушный блок для газового двигателя /Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Шишлов И.Г., Хорьков В.И. – Опубл. 20.03.2003, Бюл. № 8.
    
26. Свид-во на пол. модель 28895 РФ МКИ F 02 В 43/00. Газовый двигатель с наддувом /Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Водейко В.Ф., Шишлов И.Г., Хамидуллин Р.Х – Опубл. 20.04.2003, Бюл. № 11.
    
27. Пат. на пол. модель 470541 РФ МКИ F 02 М 21/02. Система питания газового двигателя/Хачиян А.С., Кузнецов В.Е., Шишлов И.Г. – Опубл. 10.08.2005, Бюл. № 22.