В работе приводятся результаты влияния применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с двойной системой топливоподачи (ДСТ) при оптимальных значений установочных УОВТ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах при n = 1800 мин-1.
Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, объемное содержание, массовая концентрация.
Увеличение процентного выгорания топлива в начальный период при работе дизеля 2Ч 10,5/12,0 на метаноле с ДСТ приводит к снижению доли потерь теплоты в этот период. Это вызывает увеличение коэффициента активного тепловыделения, что предопределяет более эффективное использование теплоты в цилиндре дизеля в начальный период сгорания основной части топлива [1–9].
Графики объемного содержания r NOх расч, массовой концентрации С NOх расч оксидов азота в ОГ, рассчитанных по результатам экспериментальных данных, и rNOх опыт, полученное по результатам газового анализа ОГ, осредненной температуры и давления газов в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на ДТ и метаноле с ДСТ, в зависимости от изменения нагрузки для номинальной частоты вращения 1800 мин-1 представлены на рисунке 1.
Анализируя изменения значений показателей процесса сгорания в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при n = 1800 мин-1 и оптимальных УОВТ, можно отметить следующее. Максимальное давление цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ. Так, при pе = 0,127 МПа максимальное давление цикла снижается с pzmax = 5,8 МПа при работе дизеля на ДТ до pzmax = 5,2 МПа при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 10,3 %. С увеличением нагрузки происходит увеличение максимального давления сгорания. Так, при pе = 0,65 МПа pzmax = 7,2 МПа при работе дизеля на ДТ, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — pzmax = 7,3 МПа. Увеличение составляет 1,39 % [10–19].
Максимальная осредненная температура цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках (pе = 0,127 МПа) снижается и составляет 1360 К по сравнению с максимальной температурой при работе дизеля на ДТ, которая составляет 1540 К. Снижение составляет 180 К, или 11,7 %. При увеличении нагрузки до pе = 0,65 МПа максимальная осреднённая температура цикла при работе дизеля на метаноле с использованием ДСТ возрастает и составляет 2040 К по сравнению с Тmax при работе на ДТ, которая равна 2020 К. Увеличение составляет 20 К.
Рис. 1. Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в ОГ, показатели процесса сгорания в цилиндре в зависимости от изменения нагрузки при Θдт = 34 º, Θм = 34 º: n = 1800 мин-1; 
— дизельный процесс; 
— метанол с запальным ДТ
Анализируя изменения значений объемного содержания r NOх опыт оксидов азота в ОГ дизеля в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n= 1800 мин-1 и оптимальных установочных УОВТ, можно отметить следующее. Объемное содержание r NOх опыт оксидов азота в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ существенно ниже, чем при работе на ДТ во всем диапазоне изменения нагрузки. Так, при ре = 0,127 МПа объемное содержание r NOх опыт оксидов азота в ОГ снижается с 225 ppm при работе на ДТ до 215 ppm при работе на метаноле с ДСТ, или на 4,4 %.
При ре = 0,55 МПа объемное содержание r NOх опыт оксидов азота в ОГ еще более существенно. Если при работе на ДТ объемное содержание r NOх опыт оксидов азота в ОГ составляет 420 ppm, то при этой же нагрузке, но при работе на метаноле с ДСТ — только 285 ppm. Снижение составляет 32 %. При максимальных нагрузках (при ре = 0,65 МПа) снижение объемного содержания rNOх опыт оксидов азота в ОГ составляет от 380 ppm при работе дизеля на ДТ до 250 ppm при работе дизеля на метаноле с ДСТ, или 34,2 % [20–27].
Анализируя изменения значений объемного содержания r NOх расч оксидов азота в ОГ дизеля в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n= 1800 мин-1 и оптимальных установочных УОВТ, можно отметить следующее. Объемное содержание r NOх расч оксидов азота в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ существенно ниже, чем при работе на ДТ во всем диапазоне изменения нагрузки. Так, при ре = 0,127 МПа объемное содержание r NOх расч оксидов азота в ОГ снижается с 242 ppm при работе на ДТ до 236 ppm при работе на метаноле с ДСТ, т. е. на 6 ppm, или 2,5 %. При ре = 0,55 МПа объемное содержание r NOх расч оксидов азота в ОГ еще более существенно. Если при работе на ДТ объемное содержание r NOх расч оксидов азота в ОГ составляет 465 ppm, то при этой же нагрузке, но при работе на метаноле с ДСТ — только 320 ppm. Снижение составляет 145 ppm, или 31,2 %. При максимальных нагрузках (при ре = 0,65 МПа) снижение объемного содержания r NOх расч оксидов азота в ОГ составляет от 420 ppm при работе дизеля на ДТ до 275 ppm при работе дизеля на метаноле с ДСТ, т. е. на 145 ppm, или на 31,2 %.
Анализируя изменения значений массовой концентрации С NOх расч оксидов азота в ОГ дизеля в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n= 1800 мин-1 и оптимальных установочных УОВТ, можно отметить следующее. Массовая концентрация С NOх расч оксидов азота в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ существенно ниже, чем при работе на ДТ во всем диапазоне изменения нагрузки. Так, при ре = 0,127 МПа массовая концентрация С NOх расч оксидов азота в ОГ снижается с 0,35 г/м3 при работе на ДТ до 0,34 г/м3 при работе на метаноле с ДСТ. При ре = 0,55 МПа массовая концентрация С NOх расч оксидов азота в ОГ еще более существенно снижается. Если при работе на ДТ массовая концентрация С NOх расч оксидов азота в ОГ составляет 0,67 г/м3, то при этой же нагрузке, но при работе на метаноле с ДСТ — только 0,45 г/м3. Снижение составляет 0,22 г/м3, или 32,8 %. При максимальных нагрузках (при ре = 0,65 МПа) снижение массовой концентрации С NOх расч оксидов азота в ОГ составляет от 0,58 г/м3 при работе дизеля на ДТ до 0,40 г/м3 при работе дизеля на метаноле с ДСТ, т. е. на 0,18 г/м3, или на 31,1 % [28–34].
Литература:
1. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Влияние применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий на содержание токсичных компонентов в ОГ // Транспорт на альтернативном топливе. 2015. № 4 (46). С. 42–47.
2. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Результаты исследований содержания оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 5–1. С. 66–68.
3. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследования эффективных и экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на природном газе с рециркуляцией отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5–1. С. 22–25.
4. 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.
5. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Влияние рециркуляции отработавших газов на индикаторные показатели газодизеля // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 31–33.
6. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование показателей процесса сгорания газодизеля при работе с рециркуляцией отработавших газов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 33–36.
7. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование эффективных показателей дизеля при работе на природном газе, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 4–1 (35). С. 79–81.
8. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Известия Международной академии аграрного образования. 2013. Т. 4. № 16. С. 170–173.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
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. 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.
14. 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.
15. 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.
16. Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на содержание оксидов азота в отработавших газах 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 439–442.
17. Скрябин М. Л. Влияние применение метанола на дымность отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11(91).С. 445–448.
18. Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 442–445.
19. Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки на номинальной частоте вращения // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 301–303.
20. Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на массовую концентрацию оксидов азота в отработавших газах 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки на частоте вращения максимального крутящего момента // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 298–301.
21. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на общую токсичность дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 323–326.
22. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на частоте вращения максимального крутящего момента // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 312–314.
23. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 317–320.
24. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 320–323.
25. Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения нагрузки // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 314–317.
26. Скрябин М. Л. Математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 4 ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 309–312.
27. Скрябин М. Л. Особенности методики стендовых исследований работы дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха при работе на природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 306–309.
28. Скрябин М. Л. Особенности расчета констант скорости реакций термической диссоциации в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12(92). С. 303–306.
29. Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.
30. Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.
31. Лиханов В. А., Россохин А. В., Чупраков А. И. Снижение выбросов сажи с отработавшими газами дизелей путем применения альтернативных топлив // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 9. с. 13–16.
32. Лиханов В. А., Россохин А. В., Чупраков А. И. Особенности работы автотранспортного дизеля на этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 9. с. 16–19.
33. Лиханов В. А., Россохин А. В., Полевщиков А. С. Влияние этанола на показатели дизеля Д21А1 // Автомобильная промышленность. 2011. № 12. с. 26–27.
34. Лиханов В. А., Россохин А. В., Олейник М. А., Рудаков Л. В. Улучшение экологических показателей дизеля с турбонaддyвом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 9. с. 8–10.
