В работе приводятся результаты теоретических расчетов объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля Д-245.7 в зависимости от угла поворота коленчатого вала.
Ключевые слова: дизель, альтернативное топливо, природный газ, оксиды азота, объемное содержание и массовая концентрация оксидов азота, промежуточное охлаждение надувочного воздуха.
На основании модели воспламенения метановоздушной смеси были проведены теоретические расчеты объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на природном газе (ПГ) на всех скоростных и нагрузочных режимах работы [1–11].
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх теор и массовой концентрации С NOх теор оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на ДТ и ПГ в зависимости от угла п. к.в. для номинальной частоты вращения n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа и частоты вращения максимального крутящего момента n = 1700 мин-1, ре = 1,036 МПа при установочном УОВТ Θвпр = 7 º до в. м.т. представлены на рисунке 1.
Максимальное теоретическое значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах теор в цилиндре при работе дизеля на ДТ при n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа составляет 892 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах теор составляет 1,284 г/м3, при φNOх мах теор = 14,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота rNOх вых.теор. в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. составляет 684 ppm, при массовой концентрации СNOх вых теор 0,984 г/м3.
Максимальное теоретическое значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах теор в цилиндре при работе дизеля на ПГ при n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа составляет 941 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах теор составляет 1,355 г/м3, при φNOх мах теор = 15,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота rNOх вых теор в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. составляет 570 ppm, при массовой концентрации СNOх вых теор 0,820 г/м3. Снижение теоретического объемного содержания rNOх вых теор и теоретической массовой концентрации СNOх вых теор оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ПГ при φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. составляет 17 % [11–21].
а)
б)
Рис. 1. Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания rNOх теор и массовой концентрации СNOх теор оксидов азота в цилиндре дизеля Д-245.7 при работе на ДТ и ПГ в зависимости от изменения угла п. к.в. двигателя при Θвпр = 7º до в. м.т.: а — n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа; б — n = 1700 мин -1, ре = 1,036 МПа; —— — дизельный процесс, — – — — газодизельный процесс
Максимальное теоретическое значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах теор в цилиндре при работе дизеля на ДТ при n = 1700 мин -1, ре = 1,036 МПа составляет 913 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах теор составляет 1,314 г/м3, при φNOх мах теор = 8,0º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота rNOх вых теор в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. составляет 703 ppm, при массовой концентрации СNOх вых теор 1,012 г/м3.
Максимальное теоретическое значение объемного содержания оксидов азота rNOх мах теор в цилиндре при работе дизеля на ПГ при n = 1700 мин -1, ре = 1,036 МПа составляет 957 ppm, максимальная массовая концентрация СNOх мах теор составляет 1,378 г/м3, при φNOх мах теор = 9,5º п. к.в. после в. м.т. Объемное содержание оксидов азота rNOх вых теор в цилиндре в момент открытия выпускного клапана φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. (выходное теоретическое значение в момент открытия выпускного клапана) составляет 603 ppm, при массовой концентрации СNOх вых теор 0,868 г/м3. Снижение теоретического объемного содержания rNOх вых теор оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ПГ при φNOх вых теор = 130,0º п. к.в. после в. м.т. составляет 14,0 % [21–23].
По результатам экспериментальных исследований расчетами объемного содержания rNOх расч и массовой концентрации СNOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на ПГ подтверждена высокая сходимость полученных теоретических расчетов объемного содержания rNOх теор и массовой концентрации СNOх теор оксидов азота. Разница между теоретическими и расчетными данными не превышает 4 %. [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.
