Воспламенение рабочей смеси от сжатия, используемое в дизелях,
осуществить в газовых двигателях не удается из-за высокой температуры
самовоспламенения газа (680... 750 °С) в конце такта сжатия, значительно
превышающей температуру самовоспламенения дизельного топлива (320 ...
380 °С). Поэтому в цилиндр двигателя необходимо подавать небольшую
порцию запального дизельного топлива. Очаги воспламенения жидкого
топлива в цилиндре обеспечивают надежное воспламенение даже сильно
обедненного заряда горючей смеси. В дизелях для автомобильного
транспорта запальная доза топлива составляет около 20%. Дизели,
работающие на СНГ и СПГ, различаются по принципу работы. Хранение СПГ
(по сравнению с СНГ) не требует установки перед двигателем испарителей,
снижающих наполнение цилиндров двигателя и мощность. По сравнению с
бензиновым двигателем при работе на газе в диапазоне малых и средних
нагрузок уменьшается уровень шума, а на режимах холостого хода
повышается устойчивость работы. Кроме того, в этих дизелях при
переобеднении смеси не происходит пропусков вспышек, в результате
которых повышается токсичность отработавших газов и снижается
эффективная мощность бензинового двигателя. Работа дизеля на метане
более стабильна, чем на пропане, вероятность детонации при равном
коэффициенте избытка воздуха зависит от угла опережения зажигания.
Однако задержка воспламенения горючей смеси при работе на газовом
топливе характерна и для дизеля. В этом случае для предотвращения
чрезмерной задержки воспламенения увеличивают запальную дозу, применяют
дросселирование воздуха на впуске для концентрации газа в заряде,
подогрев воздуха на впуске, рециркуляцию отработавших газов и более
раннее двухфазное впрыскивание запальной дозы топлива.
При увеличении дозы запального топлива повышается устойчивость процесса
сгорания, при этом образуется большее количество очагов воспламенения.
Воспламеняемость запальной дозы топлива, оцениваемая цетановым числом,
незначительно влияет на параметры дизеля.
На режимах малых нагрузок удельный расход теплоты, введенной в цилиндр с
газом (пропан или метан) и запальным топливом, больше, чем в обычном
дизеле. Если в цилиндр двигателя поступает обогащенная горючая смесь
(а<1), то удельный расход теплоты также больше по сравнению с режимом
больших нагрузок.
Бедная смесь при работе на пропане характеризуется лучшими показателями
использования теплоты сгорания и большими пределами воспламеняемости по
сравнению со смесью при работе на метане. Однако на больших нагрузках
дизеля, когда а<1, удельные расходы теплоты для сравниваемых газов малы
и примерно одинаковы. При оценке газовых топлив необходимо учитывать,
что надежная и экономичная работа газовых двигателей (особенно с
турбонаддувом) достигается на газовом топливе с высокими
антидетонационными качествами.