Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на режиме максимального крутящего момента

В Вятской ГСХА на базе кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов осуществлена разработка дизеля 2Ч 10,5/12,0 для работы на метаноле с использованием двойной системы топливоподачи. В работе приводится анализ характеристик тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки.

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи

На рисунке 1 представлено изменение характеристик тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 от изменения нагрузки при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ на частоте вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту. При работе дизеля на ДТ при увеличении нагрузки снижается максимум скорости активного тепловыделения с (dχ/dφ)_max = 0,106 при p_е = 0,127 МПа до значения (dχ/dφ)_max = 0,042 при p_е = 0,635 МПа. Снижение составляет 60,4 %. При этом кривая активного выделения теплоты, соответствующая максимальному давлению сгорания, также снижается при увеличении нагрузки с 0,73 при p_е = 0,127 МПа до значения 0,39 при p_е = 0,635 МПа при работе дизеля на ДТ. Снижение составляет 46,6 %. Активное выделение теплоты, соответствующее максимальной температуре цикла, при увеличении нагрузки также снижается. Так, при p_е = 0,127 МПа значение χ_i,Tzmax = 0,88 и при увеличении нагрузки до p_е = 0,635 МПа снижается до χ_i,Tzmax = 0,53. Снижение составляет 39,8 %. Угол, соответствующий максимальной температуре цикла φ_Tzmax, при p_е = 0,127 МПа равен 11^о после в. м.т. и при увеличении нагрузки до p_е = 0,635 МПа увеличивается до 17^о после в. м.т. Увеличение составляет 6^о п^. к^.в., или 35,3 %.

Из кривых, представленных на рисунке, видно, что при работе дизеля на метаноле с ДСТ характеристики тепловыделения несколько отличаются от характеристик опытного дизеля [1–5]. При работе дизеля на метаноле с ДСТ при увеличении нагрузки максимум скорости активного тепловыделения снижается с (dχ/dφ)_max = 0,069 при p_е = 0,127 МПа до значения (dχ/dφ)_max = 0,058 при p_е = 0,635 МПа. Снижение составляет 15,9 %. При этом кривая активного выделения теплоты, соответствующая максимальному давлению сгорания, увеличивается при увеличении нагрузки с 0,45 при p_е = 0,127 МПа до значения 0,68 при p_е = 0,46 МПа при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Увеличение составляет 33,8 %. Затем происходит снижение активного тепловыделения, соответствующего максимальному давлению сгорания, до значения χ_i,Рzmax = 0,58. Снижение составляет 14,7 %. Кривая активного выделения теплоты, соответствующая максимальной температуре, при работе дизеля на метаноле с ДСТ повышается при увеличении нагрузки с 0,65 при p_е = 0,127 МПа до значения 0,83 при p_е = 0,46 МПа. Увеличение составляет 21,7 %. Угол, соответствующий максимальной температуре цикла φ_Tzmax, при p_е = 0,127 МПа равен 13^о после в. м.т. и при увеличении нагрузки до p_е = 0,635 МПа увеличивается до 19^о после в. м.т. Снижение составляет 31,6 %.

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики тепловыделения в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при n = 1400 мин^-1;

¾ — дизельный процесс; — - — - метанол с запальным ДТ

Анализируя изменения значений показателей процесса тепловыделения в зависимости от нагрузки при частоте вращения n = 1400 мин^-1 и оптимальных установочных УОВТ можно отметить следующее [6–12]. Максимум скорости активного тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ. Так, при p_е = 0,127 МПа максимум скорости активного тепловыделения снижается с (dχ/dφ)_max = 0,106 при работе на ДТ до значения (dχ/dφ)_max = 0,069 при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 34,9 %. С увеличением нагрузки происходит увеличение максимума скорости активного тепловыделения. Так, при p_е = 0,635 МПа значение (dχ/dφ)_max = 0,042 при работе дизеля на ДТ, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ (dχ/dφ)_max = 0,058. Увеличение составляет 27,6 %. Активное выделение теплоты, соответствующее максимальной температуре сгорания на малых нагрузках, при p_е = 0,127 МПа равно 0,88 — при работе дизеля на ДТ и 0,65 — при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 26,1 %. При увеличении нагрузки до p_е = 0,635 МПа значение χ_i,Tzmax по сравнению с опытным дизелем увеличивается и составляет χ_i,Tzmax = 0,53 для ДТ и χ_i,Tzmax = 0,79 при работе дизеля на метаноле c ДСТ. Увеличение составляет 32,9 %. Величина активного выделения теплоты, соответствующая максимальному давлению сгорания при малых нагрузках, при работе на метаноле с ДСТ ниже, чем при работе на ДТ. Так, при p_е = 0,127 МПа величина χ_i,Рzmax = 0,73 при работе дизеля на ДТ и χ_i,Tzmax = 0,45 при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 38,4 %. Угол, соответствующий максимальной температуре цикла, при p_е = 0,127 МПа равен 11^о после в. м.т. при работе дизеля на ДТ и 13^о после в. м.т. при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Увеличение составляет 2^о п^. к^.в. При увеличении нагрузки до p_е = 0,635 МПа значения угла, соответствующего максимальной температуре цикла, при работе дизеля на ДТ составляет 17^о после в. м.т., а при работе дизеля на метаноле с ДСТ 19^о после в. м.т. Увеличение составляет 2^о п^. к^.в.

Литература:

1.       Лиханов В. А., Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2007. — 129 с.

2.       Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Анфилатов А. А., Глухов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография / Под общ. ред. В. А. Лиханова. — Киров: Вятская ГСХА, 2009. — 334 с.

3.       Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Полевщиков А. С., Долгих М. А., Верстаков С. А. Эффективные и экологические показатели дизеля с двойной системой топливоподачи. Тракторы и сельхозмашины, 2011. — № 10, с.8–10.

4.       Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле / В. А. Лиханов, А. Н. Чувашев, А. А. Глухов, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2007. — № 3. — С. 8–11.

5.       Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле / В. А. Лиханов, А. Н. Чувашев, А. А. Глухов, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2007. — № 4. — С. 10–13.

6.       Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербург, 2007. — 18 с.

7.       Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2007. — 167 с.

8.       Чувашев А. Н. Исследование показателей рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от значений установочных углов опережения впрыскивания топлив. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 340–343.

9.       Чувашев А. Н. Особенности процесса сгорания в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 343–346.

10.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на частоте вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 347–348.

11.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения коленчатого вала. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 349–350.

12.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 351–352.