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 полученных результатов.
Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи.
Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 1, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе дизеля на метаноле с ДСТ [1–4].
Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при n = 1400 мин-1: ¾ — дизельный процесс; - - - - метанол с запальным ДТ
В первой фазе сгорания, до рzmax, выгорание топлива начинается позднее, скорость тепловыделения выше, чем у опытного дизеля. Так, χi = 0,44, соответствующее максимальному давлению сгорания при работе дизеля на ДТ, достигается при угле j = 6,0º после в. м.т., а при работе дизеля на метаноле с ДСТ при максимальном давлении рzmax значение χi равно 0,63, но уже при угле j = 7,8º после в. м.т. Соответственно, и скорость тепловыделения для опытного дизеля составляет 0,051, а при работе дизеля наметаноле с ДСТ — 0,061. Во второй фазе сгорания процесс активизируется, скорость тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ, начиная с угла j = 3º после в. м.т., выше, осредненная температура цикла достигает максимального значения уже при угле j = 18º после в. м.т., что на 2 градуса п. к.в. позднее, чем у опытного дизеля.
Анализируя график активного тепловыделения, можно сделать вывод, что по мере развития процесса сгорания величина активного тепловыделения возрастает, и если бы отсутствовала теплоотдача в стенки и сгорание было полным, то в некоторый момент, соответствующий завершению сгорания и рекомбинации диссоциированных молекул, значение активного тепловыделения χi составило бы 100 %. Но из-за наличия теплоотдачи, а также некоторой неполноты сгорания рабочего заряда в цилиндре, в частности в пристеночных слоях, кривая активного тепловыделения расположена ниже. В некоторой точке она достигает максимума, отвечающего равенству скоростей тепловыделения и теплоотвода, после чего значение активного тепловыделения χi начинает уменьшаться из-за того, что превалирует теплоотдача. При этом при работе дизеля на метаноле с ДСТ этот максимум расположен выше, чем при работе дизеля на ДТ. [5–15].
Таким образом, при применении метанола в качестве моторного топлива с использованием ДСТ максимальная «жесткость» процесса сгорания снижается, при этом тепловыделение во второй фазе идет более активно, т. е. увеличение процентного выгорания топлива 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. Также следует отметить, что интенсивность тепловыделения в период быстрого горения, определяющая величину максимальной «жесткости» (dр/dj)max, зависит от массовой скорости выгорания топлива. Так как процесс воспламенения топлива в дизеле имеет многоочаговый характер, массовая скорость выгорания топлива обусловливается концентрацией активных продуктов — промоутеров, инициирующих воспламенение, и объемом испарившегося топлива [16–33].
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. 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.
4. 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.
5. Лиханов, В. А., Россохин, А. В. Исследование процессов сажеобразования и сажесодержания в цилиндре быстроходного дизеля с турбонаддувом Д-245.12С при работе на компримированном природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 223–226.
6. Лиханов, В. А., Россохин А. В. Оценка влияния режимов работы дизеля Д-245.12С на дымность отработавших газов при работе на нефтяном и альтернативных топливах // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 226–229.
7. Софронов, М. В., Россохин А. В. Влияние применения этаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 в зависимости от нагрузки // Сборник: молодежная наука 2014: технологии, инновации материалы всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. с. 104–107.
8. Софронов, М. В., Тимшин Д. И., Россохин А. В. Влияние применения ЭТЭ на эффективные показатели дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 в зависимости от частоты вращения коленчатого вала // Сборник: молодежная наука 2014: технологии, инновации материалы всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. с. 107–109.
9. Россохин, А. В. Показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ в зависимости от угла поворота коленчатого вала // Сборник: молодежная наука 2014: технологии, инновации материалы всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. с. 98–101.
10. Лиханов, В. А., Россохин А. В. Особенности теплообмена излучением в цилиндре дизелей при работе на газомоторном топливе // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 10–1. с. 14–17.
11. Кузьмин, В. А., Заграй И. А., Россохин А. В., Рукавишникова Р. В. Определение размеров частиц сажи на различных участках системы выпуска дизеля // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 11–12. с. 3–10.
12. 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.
13. 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.
14. Лиханов, В. А., Россохин А. В., Полевщиков А. С. Влияние этанола на показатели дизеля Д21А1 // Автомобильная промышленность. 2011. № 12. с. 26–27.
15. Россохин, А. В. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0 / 12,5 при работе на природном газе путем снижения дымности отработавших газов // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2006.
16. Россохин, А. В. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0 / 12,5 при работе на природном газе путем снижения дымности отработавших газов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киров, 2006.
17. Лиханов, В. А., Лопарев А. А., Рудаков Л. В., Россохин А. В. Улучшение эффективных показателей дизеля с турбонаддувом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 12. с. 15–19.
18. 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.
19. Лиханов, В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт-Петербург, 1999.
20. Лиханов, В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Киров, 1999.
21. Лиханов, В. А., Фоминых А. В., Копчиков В. Н. Работа дизеля на метаноле и рапсовом масле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 1. с. 3–5.
22. Лиханов, В. А., Копчиков В. Н., Фоминых А. В. Влияние углов опережения метанола и метилового эфира рапсового масла на образование оксидов азота в цилиндре дизеля // Транспорт на альтернативном топливе. 2015. № 3 (45). с. 51–54.
23. Лиханов, В. А., Полевщиков А. С. Определение оптимальных углов опережения впрыскивания топлив при работе дизеля на этаноле // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 5 (41). с. 62–64.
24. 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.
25. Исследование рабочих процессов в цилиндре газодизеля 4Ч 11,0 / 12,5. Монография / В. А. Лиханов [и др.]; под общ. ред. В. А. Лиханова. Киров, 2004.
26. Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 226–229.
27. Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 232–235.
28. 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.
29. Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 238–241.
30. Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 117–120.
31. Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальную осредненную температуру цикла в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 120–123.
32. Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 123–125.
33. Анфилатов А. А. Изменение объемного содержания оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 125–128.
