В данной статье рассмотрено влияние применения природного газа на показатели процесса сгорания и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от угла поворота коленчатого вала при Θвпр = 7º до ВМТ при работе на номинальной частоте вращения.
Ключевые слова:отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, оксиды азота.
Графики объемного содержания rNOх расч, массовой концентрации СNOх расч оксидов азота, осредненной температуры и давления газов в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения угла п. к.в. при работе дизеля на ДТ и ПГ для частоты вращения n = 2400 мин -1 и Θвпр = 7º до в. м.т. представлены на рис. 1 [1–12].
Для сравнимости показателей содержания оксидов азота в цилиндре двигателя при переходе с ДТ на ПГ объемное содержание rNOх расч и массовая концентрация СNOх расч оксидов азота в цилиндре рассчитываются нами для максимальных и выходных значений в зависимости от угла п. к.в.
Как видно из графиков, максимальное расчетное значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах расч в цилиндре при работе дизеля на ДТ составляет 858 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах расч составляет 1,235 г/м3.Объемное содержание оксидов азота rNOх вых расч в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых расч = 130,0º п. к.в. после в. м.т составляет 660 ppm, при массовой концентрации СNOх вых расч = 0,950 г/м3 [13–27].
При работе дизеля на ПГ максимальное значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах расч в цилиндре составляет 905 ppm, максимальное значение массовой концентрации СNOх мах расч составляет 1,303 г/м3, при φNOх мах расч = 15,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота в цилиндре rNOх вых расч в момент открытия выпускного клапана φNOх вых расч = 130,0º п. к.в. после в. м.т составляет 548 ppm, при массовой концентрации оксидов азота СNOх вых расч 0,789 г/м3. Увеличение максимальных значений объемного содержания rNOх мах расч и массовой концентрации СNOх мах расч оксидов азота в цилиндре составляет 47 ppm и 0,067 г/м3, или на 5,5 %. Снижение значений объемного содержания rNOх вых расч и массовой концентрации СNOх вых расч оксидов азота в цилиндре в момент открытия выпускного клапана составляет 112 ppm или 0,161 г/м3 или 17,0 % [28–32].
Рис. 1. Влияние применения ПГ на показатели процесса сгорания, объемное содержание rNOх расч и массовую концентрацию СNOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения угла п. к.в двигателя при Θвпр = 7º до в. м.т.: n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа;—— — дизельный процесс, — – — — газодизельный процесс
Для сравнимости показателей содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при переходе с ДТ на ПГ рассмотрим значения объемного содержания rNOх теор и массовой концентрации СNOх теор оксидов азота в цилиндре для постоянного объема цилиндра, т. е. для одинакового положения коленчатого вала. При переходе на ПГ rNOх теор = 900 ppm, СNOх теор = 1,296 г/м3. Увеличение значений объемного содержания rNOх теор и массовой концентрации СNOх теор оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ПГ при φ = 14,5º п. к.в. после в. м.т. составляет 5,0 % [33–39].
Литература:
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 2. С. 6–7.
6. 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.
7. Лопатин О. П. Влияние степени рециркуляции отработавших газов на эффективные и экологические показатели дизеля // Приволжский научный вестник. 2015. № 5–1 (45). С. 90–92.
8. Лопатин О. П. Результаты индицирования рабочего процесса газодизеля на режиме максимального крутящего момента // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 5 (18). С. 8–9.
9. Лопатин О. П. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 265–268.
10. Лопатин О. П. Влияние рециркуляции отработавших газов на показатели процесса сгорания газодизеля // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 255–257.
11. Лопатин О. П. Расчет степени рециркуляции газодизеля при подаче газа во впускной коллектор // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 383–385.
12. Лопатин О. П. Разработка программы по применению оборудования для испытания газодизелей // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 229–232.
13. Лопатин О. П. Динамика тепловыделения газодизеля при работе с рециркуляцией // Молодой ученый. 2015. № 13. С. 141–144.
14. Лопатин О. П. Разработка программы по применению оборудования для испытания газодизелей // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 229–232.
15. Лопатин О. П. Влияние степени рециркуляции на характеристики процесса сгорания тракторного газодизеля // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 166–168.
16. Лопатин О. П. Динамика образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом при УОВТ 8 градусов до ВМТ // Молодой ученый. 2015. № 15. С. 117–120.
17. 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.
18. Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. с. 5–8.
19. Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. с. 4–5.
20. Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.
21. Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 151–154.
22. Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 142–145.
23. Анфилатов А. А. Исследование токсичности на скоростном режиме дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 47–50.
24. Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 235–238.
25. Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 123–125.
26. Анфилатов А. А. Исследование дымности в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 50–53.
27. Анфилатов А. А. Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). С. 87–90.
28. Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 45–47.
29. Анфилатов А. А. Изменения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 15. C. 75–78.
30. Анфилатов А. А. Эффективные характеристики дизеля при работе на метаноле и N = 1800 мин-1 // Потенциал современной науки. 2015. № 5 (13). С. 25–28.
31. Анфилатов А. А. Содержание токсичных компонентов дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 14. С. 120–123.
32. Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.
33. Анфилатов А. А. Эффективные показатели дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле в зависимости от частоты вращения // Потенциал современной науки. 2015. № 5 (13). С. 29–32.
34. 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.
35. 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.
36. Лиханов В. А., Россохин А. В., Полевщиков А. С. Влияние этанола на показатели дизеля Д21А1 // Автомобильная промышленность. 2011. № 12. с. 26–27.
37. . 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.
38. 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.
39. Лиханов В. А., Россохин, А. В. Уточненная математическая модель образования и выгорания частиц сажи в цилиндре дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 при работе на этаноло-топливной эмульсии // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 106–109.
