В данной статье рассмотрено влияние метаноло-топливных эмульсий на показатели работы дизеля Д-240 при Θвпр = 23º до ВМТ
Ключевые слова:отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, оксиды азота.
В настоящее время снижение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами автомобильного транспорта, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на человека и окружающую среду. Материальный ущерб, вызываемый загрязнением воздуха автомобильным транспортом, трудно оценить. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и окружающей среды. Одним из основных способов снижения токсичности отработавших газов является применение альтернативных видов топлив.
На рисунке 1 представлено влияние применения МТЭ на показатели сажесодержания, осредненную температуру газов и давление в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от угла поворота коленчатого вала на режиме максимального крутящего момента (n = 1700 мин-1, ре = 0,82 МПа) при Θвпр = 23º [1–13].
При работе на ДТ расчетная максимальная осредненная температура цикла Тzmax достигает своего максимального значения при φTz max = 6,5º п. к.в. после ВМТ и равна 2220 К. Максимальное давление сгорания рzmax достигает своего максимального значения при φрzmax = 5,0º п. к.в. после ВМТ и равно 8,46 МПа. Максимальное расчетное значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах расч в цилиндре при работе дизеля на ДТ составляет 832 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах расч составляет 1,20 г/м3, при φNOх мах расч = 9,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота rNOх вых расч в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых расч = 124,0º п. к.в. после в. м.т составляет 640 ppm, при массовой концентрации СNOх вых расч = 0,92 г/м3 [14–22].
При работе на МТЭ расчетная максимальная осредненная температура цикла Тzmax достигает своего максимального значения при φTzmax = 8,5º п. к.в. после ВМТ и равна 2390 К. Максимальное давление сгорания рzmax достигает своего максимального значения при φрzmax = 7,5º п. к.в. после ВМТ и равно 8,85 МПа. Увеличение максимальных значений объемного содержания rNOх мах расч и массовой концентрации СNOх мах расч оксидов азота в цилиндре составляет 345 ppm и 0,49 г/м3, или на 41,4 %. Увеличение значений объемного содержания rNOх вых расч и массовой концентрации СNOх вых расч оксидов азота в цилиндре при работе на МТЭ в момент открытия выпускного клапана составляет 266 ppm или 0,38 г/м3 или 49,3 % [18–23].
Рис. 1. Влияние применения МТЭ на показатели процесса сгорания, объемное содержание rNOх расч и массовую концентрацию СNOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения угла п. к.в двигателя при Θвпр = 23º до ВМТ: n = 1700 мин -1, ре = 0,82 МПа; ¾ — ДТ; ― ― — МТЭ
Максимальное значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах расч в цилиндре составляет 1177 ppm, максимальное значение массовой концентрации СNOх мах расч составляет 1,69 г/м3, при φNOх мах расч = 11,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота в цилиндре rNOх вых расч в момент открытия выпускного клапана φNOх вых расч = 124,0º п. к.в. после в. м.т составляет 906 ppm, при массовой концентрации оксидов азота СNOх вых расч 1,30 г/м3 [24–26].
Литература:
1. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эффективных показателей тракторного дизеля путем применения компримированного природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 7. С. 12–15.
2. 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.
3. 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.
4.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.
5.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.
6.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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 2. С. 6–7.
12. 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.
13. Анфилатов А. А., Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров, 2008. — 156 с.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 151–154.
19. 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.
20. 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.
21. Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 235–238.
22. Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). С. 123–125.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
