Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха в зависимости от изменения установочного УОВТ при n = 1700 мин -1

В данной статье рассмотрено влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха.

Ключевые слова:отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, экологические показатели.

Содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ для частоты вращения максимального крутящего момента (n = 1700 мин ^-1, р_е = 1,036 МПа) представлено на рис. 1 [1–12].

При Θ_впр = 7º до в. м.т., n = 1700 мин ^-1, р_е = 1,036 МПа при работе дизеля на ПГ содержание СО в ОГ составляет 0,082 %. При работе дизеля на ДТ — 0,025 %. Увеличение содержания СО при работе на ПГ составляет 0,057 %. Содержание СО₂ в ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 5,25 %, при работе дизеля на ДТ — 4,7 %. Увеличение содержания СО₂ при работе на ПГ равно 0,55 %. Содержание СН_х в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 0,105 %, при работе дизеля на ДТ — 0,017 %. Увеличение СН_х в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 0,087 %. Содержание NO_x в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 528 ppm, при работе дизеля на ДТ — 615 ppm. Снижение содержания NO_x в ОГ при работе дизеля на ПГ равно 87 ppm или 14 %. Дымность ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 0,10 единицы по шкале Bosch, при работе дизеля на ДТ — 1,17 единицы по шкале Bosch. Снижение дымности ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 91 %. Для установочного УОВТ Θ_впр = 7º до в. м.т. характерна устойчивая работа, «жесткость» рабочего процесса (dр/dφ)_max находится в пределах допустимых значений и составляет менее 1,0 МПа/град [13–21].

При Θ_впр = 9º до в. м.т., n = 2400 мин ^-1, р_е = 0,947 МПа при работе дизеля на ПГ содержание СО в ОГ составляет 0,115 %, при работе дизеля на ДТ — 0,029 %. Увеличение содержание СО в ОГ при работе дизеля на ПГ равно 0,086 %. Содержание СО₂ в ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 4,70 %, при работе дизеля на ДТ — 3,75 %. Увеличение содержание СО₂ при работе дизеля на ПГ равно 0,95 %. Содержание СН_х в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 0,19 %, при работе дизеля на ДТ — 0,007 %. Увеличение содержания СН_х при работе дизеля на ПГ равно 0,183 %. Содержание NO_x в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 525 ppm, при работе дизеля на ДТ — 650 ppm. Таким образом, снижение содержания оксидов азота при работе дизеля на ПГ на установочном УОВТ Θ_впр = 9º до в. м.т., n = 2400 мин ^-1 равно 125 ppm или 19 %. Дымность ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 0,6 единицы по шкале Bosch, при работе дизеля на ДТ — 1,95 единицы по шкале Bosch. Снижение дымности ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ равно 69 % [22–27].

Рис. 1. Влияние применения ПГ на содержание токсичных компонентов ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ: n = 1700 мин ^-1, р_е = 0,947 МПа; —— — дизельный процесс, - - -  — газодизельный процесс

При Θ_впр = 9º до в. м.т., n = 1700 мин ^-1, р_е = 1,036 МПа при работе дизеля на ПГ содержание СО в ОГ составляет 0,12 %. При работе дизеля на ДТ — 0,015 %. Увеличение содержания СО в ОГ при работе дизеля на ПГ равно 0,105 %. Содержание СО₂ в ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 5,15 %, при работе дизеля на ДТ — 4,5 %. Увеличение содержания СО₂ в ОГ при работе дизеля на ПГ равно 0,65 %. Содержание СН_х в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 0,081 %, при работе дизеля на ДТ — 0,016 %. Увеличение содержания СН_х в ОГ при работе дизеля на ПГ равно 0,065 %. Содержание NO_x в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 550 ppm, при работе дизеля на ДТ — 700 ppm. Снижение содержания оксидов азота в ОГ при работе дизеля на ПГ на установочном УОВТ Θ_впр = 9º до в. м.т., n = 1700 мин ^-1, р_е = 0,947 МПа равно 150 ppm или 21 %. Дымность ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 0,05 единицы по шкале Bosch, при работе дизеля на ДТ — 1,10 единицы по шкале Bosch. Снижение дымности ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 95 %. Для Θ_впр = 9º до в. м.т. характерна устойчивая работа, но «жесткость» рабочего процесса (dр/dφ)_max при газодизельном процессе превышает 1 МПа/град.

Таким образом, установочный УОВТ оказывает значительное влияние на содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ как при работе дизеля на ДТ, так и при работе дизеля на ПГ. Поэтому с точки зрения снижения содержания оксидов азота необходимо уменьшать значение установочного УОВТ. Для снижения дымности ОГ необходимо увеличивать значение установочного УОВТ, но при этом необходимо учитывать значения показателей процесса сгорания и, прежде всего, «жесткости» процесса сгорания [18–33].

Литература:

1.         Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 226–229.

2.         Анфилатов А. А. Особенности расчета периода задержки воспламенения при работе дизеля на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 229–232.

3.         Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 232–235.

4.         Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 235–238.

5.         Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 238–241.

6.         Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 117–120.

7.         Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальную осредненную температуру цикла в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 120–123.

8.         Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 123–125.

9.         Анфилатов А. А. Изменение объемного содержания оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 125–128.

10.     Анфилатов А. А. Индицирование тепловыделения в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 128–131.

11.     Анфилатов А. А. Методика исследований дизеля 2Ч 10,5/12,0 по снижению содержания оксидов азота при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 131–134.

12.     Анфилатов А. А. Обработка полученных результатов исследований дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 134–136.

13.     Анфилатов А. А. Объемное содержание оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 136–139.

14.     Анфилатов А. А. Расчет выбросов вредных газообразных веществ с отработавшими газами дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 139–141.

15.     Анфилатов А. А. Содержание оксидов азота в дизеле при работе на метаноле в зависимости от изменения установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 141–144.

16.     Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на мощностные и экономические показатели дизеля // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 73–76.

17.     Анфилатов А. А. Изменение массовой концентрации оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 76–79.

18.     Анфилатов А. А. Изменение мощностных и экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 79–82.

19.     Анфилатов А. А. Массовая концентрация оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 82–85.

20.     Анфилатов А. А. Мощностные и экономические показатели дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 85–87.

21.     Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/Киров, 2009. — 184с.

22.     Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. с. 3–5.

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

24.     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.

25.     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.

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

27.     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.

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

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

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

31.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Киров, 1999.

32.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт-Петербург, 1999.

33.     Лиханов В. А., Полевщиков А. С. Особенности развития топливных факелов в цилиндре дизеля при работе дизеля на этаноле // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 1 (31). С. 62–65.