Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле

В работе представлены исследования экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ дизельного топлива и метанола при n = 1800 мин^-1.

Ключевые слова: дизель, дизельное топливо, метанол, двойная система топливоподачи.

Исследования показали, что наилучшие результаты по расходу топлива получаются при одновременной подаче запальной порции дизельного топлива (ДТ) и метанола. Величина запальной порции ДТ при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи (ДСТ) определялась путем уменьшения подачи ДТ до начала появления пропусков воспламенения, после чего она несколько увеличивалась до достижения устойчивой работы дизеля. В дальнейшем цикловая подача запального топлива фиксировалась и оставалась постоянной, а изменение нагрузочного режима велось только путем изменения подачи метанола. На рисунке 1 представлены графики изменения экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ на номинальном режиме работы [1–8].

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_м = 34º, можно отметить следующее. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θ_дт = 26º и Θ_м = 34º значение возрастает до g_e∑ = 520 г/(кВт·ч), т. е. увеличение g_e∑ от полученного при оптимальных значениях углов впрыскивания топлива (Θ_дт = 34º и Θ_м = 34º) составляет уже 18 г/(кВт·ч), или 3,5 % [9–15].

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_м = 38º, можно отметить следующее. При уменьшении угла подачи ДТ Θ_дт = 34º и Θ_м = 38º значение g_e∑ = 506 г/(кВт·ч), т. е. увеличение g_e∑ от полученного при оптимальных значениях углов (Θ_дт = 38º и Θ_м = 38º) составляет лишь 1 г/(кВт·ч) [16–21].

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_м = 30º, можно отметить следующее. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θ_дт = 26º и Θ_м = 30º значение возрастает до g_e∑ = 532 г/(кВт·ч), т. е. увеличение g_e∑ от полученного при оптимальных значениях углов (Θ_дт = 34º и Θ_м = 30º) составляет уже 24 г/(кВт·ч), или 4,5 % [22–28].

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_м = 26º, можно отметить следующее. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θ_дт = 26º и Θ_м = 26º значение возрастает до g_e∑ = 550 г/(кВт·ч), т. е. увеличение g_e∑ от полученного при оптимальных значениях при углах (Θ_дт = 34º и Θ_м = 26º) составляет уже 26 г/(кВт·ч), или 4,7 %.

Рис. 1. Изменение экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ ДТ и метанола при n = 1800 мин^-1 и p_е = 0,585 МПа, q_цдт = 6,6 мг/цикл

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_м = 22º, можно отметить следующее. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θ_дт = 26º и Θ_м = 22º значение возрастает до g_e∑ = 580 г/(кВт·ч), т. е. увеличение g_e∑ от полученного при оптимальных значениях углов (Θ_дт = 38º и Θ_м = 22º) составляет уже 29 г/(кВт·ч), или 5 %.

Анализируя изменения показателей экономичности в зависимости от изменения установочных углов впрыскивания топлива при работе дизеля на метаноле с ДСТ, можно сделать следующие выводы. Оптимальными по суммарному удельному эффективному расходу топлива являются следующие значения установочных УОВТ: Θ_дт = 34º и Θ_м = 34º. При этих значениях углов значение составляет g_e∑ = 502 г/(кВт·ч).

Таким образом, при более позднем впрыскивании метанола (при уменьшении Θ_м) или при более раннем показатели экономичности ухудшаются. Причиной является нарушение процесса сгорания [29–33].

Литература:

1.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей тракторного дизеля путем применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 3. С. 3–6.

2.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2004. -106 с

3.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения природного газа и рециркуляции // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4 (40). С. 21–25.

4.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции на тракторном дизеле 4Ч 11,0/12,5 // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 6. С. 7–9.

5.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 2. С. 6–7.

6.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей тракторного дизеля Д-240 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Научно-практический журнал Пермский аграрный вестник: 2013. № 1 (1). С. 29–32.

7.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. С. 5–8.

8.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Транспорт на альтернативном топливе. 2012. № 4 (28). С. 70–73.

9.                  Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 2. С. 6–7.

10.              Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля с турбонаддувом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 1. С. 11–13.

11.              Лиханов В. А., Лопатин О. П., Шишканов Е. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем их рециркуляции // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 9. С. 8–9.

12.              Лиханов В. А., Лопатин О. П., Олейник М. А., Дубинецкий В. Н. Особенности химизма и феноменологии образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 11. С 13–16.

13.              Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 (Д-240) при работе на природном газе путем применения рециркуляции отработавших газов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2004. — 18 с.

14.              Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 (Д-240) при работе на природном газе путем применения рециркуляции отработавших газов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2004. — 200 с.

15.              Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование нагрузочного режима дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Потенциал современной науки. 2015. № 3 (11). С. 40–44.

16.              Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование скоростного режима дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 24–26.

17.              Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование экологических показателей дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 26–28.

18.              Лопатин О. П. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре газо-дизеля // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 28–30.

19.              Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции отработавших газов для снижения токсичности тракторного дизеля // Молодой ученый. 2015. № 6–5 (86). С. 11–13.

20.              Лопатин О. П. Влияние применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий на содержание токсичных ком-понентов в отработавших газах тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 // Молодой ученый. 2015. № 6–5 (86). С. 13–15.

21.              Лопатин О. П. Зонная модель процесса образования оксидов азота в цилиндре га-зодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 261–265.

22.              Лопатин О. П. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 265–268.

23.              Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.

24.              Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.

25.              Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на номинальной частоте вращения в зависимости от установочного угла опережения впрыскивания топлива // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 101–104.

26.              Лопатин С. О., Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 96–98.

27.              Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 6. С. 19–21.

28.              Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение токсических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 7. С. 6–7.

29.              Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 202 с.

30.              Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2009. — 18 с.

31.              Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). с. 151–154

32.              Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 139–142

33.              Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 142–145