В работе приводятся результаты влияния применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания в зависимости от изменения частоты вращения.
Ключевые слова:дизель, альтернативное топливо, метанол, сажа, двойная система топливоподачи.
На рисунке 1 представлено влияние применения метанола с ДСТ в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания в зависимости от изменения частоты вращения [1–18].
При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pzmax, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых. При низкой частоте вращения увеличивается время, отводимое на окисление частиц сажи, и как следствие, Свых уменьшается.
Из анализа графиков видно, что максимальное давление сгорание при работе на ДТ уменьшается с 7,15 МПа при n = 1200 мин-1 до 6,90 МПа при n = 2000 мин–1. Максимальная осреднённая температура газов в цилиндре возрастает с 1830 К при n = 1200 мин-1 до 2020 К при n = 2000 мин-1. Рост температуры составляет 190 К, или 9,4 %. Опытная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых ДТ возрастает с 0,28 г/м3 при n = 1200 мин-1 до 0,66 г/м3 n = 2000 мин-1. Увеличение составляет 0,38 г/м3 или в 2,4 раза. Расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых ДТ возрастает с 0,24 г/м3 при n = 1200 мин-1 до 0,62 г/м3 n = 2000 мин-1. Увеличение составляет 0,38 г/м3 или в 2,6 раза [19–24].
При работе на метаноле с ДСТ pzmax уменьшается с 7,6 МПа при n = 1200 мин-1 до 7,0 МПа при n = 2000 мин–1. Снижение составляет 0,6 МПа или 7,9 %. Тmax увеличивается от 1880 К при n = 1200 мин-1 до 2050 К при n = 2000 мин-1, т. е. на 9 %. Опытная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых М возрастает с 0,024 г/м3 при n = 1200 мин-1 до 0,039 г/м3 n = 2000 мин-1. Увеличение составляет 0,015 г/м3 или 62,5 %. Расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых М возрастает с 0,025 г/м3 при n = 1200 мин-1 до 0,037 г/м3 n = 2000 мин-1. Увеличение составляет 0,012 г/м3 или 48 %.
Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания в зависимости от изменения частоты вращения: —¾ — дизельный процесс; – – – ― метанол с запальным ДТ
Максимальное давление цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ при n = 1200 мин-1 больше, чем при работе дизеля на ДТ. Так, при n = 1200 мин-1 максимальное давление цикла увеличивается с pzmax = 7,15 МПа при работе дизеля на ДТ до pzmax = 7,6 МПа при работе дизеля на метаноле с ДСТ (на 6,3 %). С увеличением частоты вращения происходит снижение максимального давления сгорания, при n = 2000 мин-1 значение pzmax = 6,9 МПа при работе дизеля на ДТ, pzmax = 7,0 МПа при работе дизеля на метаноле с ДСТ (на 1,5 %). При увеличении частоты вращения до n = 2000 мин-1 коэффициент избытка воздуха увеличивается с α = 1,3 при работе на ДТ до значения α = 1,6 при работе на метаноле с ДСТ. При n = 1200 мин-1 Свых снижается с 0,28 г/м3 при работе на ДТ до 0,024 г/м3 при работе на метаноле с ДСТ. концентрация сажи уменьшается в 11,6 раз. При n = 2000 мин-1 Свых снижается с 0,66 г/м3 при работе на ДТ до 0,039 г/м3 при работе на метаноле с ДСТ, т. е. в 16,9 раз [25–33].
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что применение метанола с ДСТ в дизелях транспортных средств позволяет значительно снизить дымность ОГ, содержание канцерогенного бенз(α)пирена.
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.
