Влияние применения метанола на мощностные и экономические показатели дизеля

В работе приводятся результаты влияния применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с двойной системой топливоподачи (ДСТ) при оптимальных значений установочных УОВТ на мощностные и экономические показатели дизеля при n = 1400 мин^-1.

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, мощностные и экономические показатели.

Влияние применения метанола с ДСТ на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ на режиме максимального крутящего момента при n = 1400 мин^-1 представлены на рисунке 1 [1–11].

Из графика видно, что при работе дизеля на ДТ при увеличении нагрузки увеличивается расход топлива от 1,4 кг/ч при p_е = 0,127 МПа до 4,75 кг/ч при p_е = 0,635 МПа. Увеличение составляет 3,35 кг/ч, или 70,5 %. Минимальное значение удельного эффективного расхода топлива достигается при p_е = 0,51 МПа и составляет g_e = 266 г/(кВт·ч). При нагрузке p_е = 0,594 МПа значение g_e = 282 г/(кВт·ч). Значение эффективного к. п.д при увеличении нагрузки увеличивается с  = 0,19 при p_е = 0,127 МПа до  = 0,285 при p_е = 0,635 МПа. Максимальное значение достигается при p_е = 0,51 МПа и составляет  = 0,32. При увеличении нагрузки также увеличивается температура ОГ. Так, у опытного дизеля при p_е = 0,127 МПа значение t_г = 215^оС и при увеличением нагрузки до максимальной при p_е = 0,635 МПа составляет t_г = 560^оС. Увеличение составляет 345^оС, или 61,6 %. Расход воздуха при p_е = 0,127 МПа составляет 87,5 кг/ч и уменьшается до 83,5 кг/ч при p_е = 0,635 МПа. Уменьшение составляет 4,6 %. Коэффициент избытка воздуха при работе дизеля на ДТ уменьшается с увеличением нагрузки с  = 4,35 при p_е = 0,127 МПа до значения  = 1,25 при p_е = 0,635 МПа. Снижение составляет 71,3 %. Коэффициент наполнения при малых нагрузках (p_е = 0,127 МПа) равен 0,855 и при максимальной нагрузке (p_е = 0,635 МПа) составляет 0,830. Снижение составляет 2,9 % [12–21].

Из кривых, представленных на рисунке 1, видно, что при работе дизеля 2Ч 10,5/12,0 на ДТ и на метаноле с ДСТ мощностные и экономические показатели изменяются во всём диапазоне изменения нагрузки. Из графика видно, что при работе дизеля на метаноле с ДСТ при увеличении нагрузки увеличивается суммарный расход топлива от 3,1 кг при p_е = 0,127 МПа до 8,0 кг при p_е = 0,635 МПа. Увеличение составляет 4,9 кг/ч, или 61,2 %. Минимальное значение суммарного удельного эффективного расхода топлива достигается при p_е = 0,55 МПа и составляет g_e∑ = 488 г/(кВт·ч). При нагрузке p_е = 0,594 МПа значение g_e = 490 г/(кВт·ч). Величина эффективного к. п.д. при увеличении нагрузки увеличивается с  = 0,16 при p_е = 0,127 МПа до  = 0,34 при p_е = 0,635 МПа, при этом максимальное значение достигается при p_е = 0,55 МПа и составляет  = 0,352. При увеличении нагрузки также увеличивается температура ОГ. Так, при работе дизеля на метаноле с ДСТ при p_е = 0,127 МПа значение t_г = 190^оС, а при увеличении нагрузки до максимальной при p_е = 0,635 МПа составляет t_г = 425^оС. Увеличение составляет 235^оС, или 55,3 %. Расход воздуха при p_е = 0,127 МПа составляет 90 кг/ч и уменьшается до 86,5 кг/ч при p_е = 0,635 МПа. Коэффициент избытка воздуха при работе дизеля на метаноле с ДСТ уменьшается с увеличением нагрузки с  = 3,5 при p_е = 0,127 МПа до значения  = 1,6 при p_е = 0,635 МПа. Снижение составляет 54,3 %. Коэффициент наполнения при малых нагрузках (p_е = 0,127 МПа) равен 0,87, а при максимальной нагрузке (p_е = 0,635 МПа) снижается до значения равного 0,85 [22–29].

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при n = 1400 мин^-1;

― — дизельный процесс, — - — - метанол с запальным ДТ

Литература:

1.         Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.

2.         Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.

3.                  Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на содержание токсичных компонентов в отработавших газах дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при работе на номинальной частоте вращения в зависимости от установочного угла опережения впрыскивания топлива // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 101–104.

4.                  Лопатин С. О., Скрябин М. Л. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки // Молодежная наука 2014: технологии, инновации. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. С. 96–98.

5.                  Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 6. С. 19–21.

6.                  Лиханов В. А., Гребнев А. В., Бузмаков Ю. Г., Скрябин М. Л. Улучшение токсических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2008. № 7. С. 6–7.

7.                  Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 202 с.

8.                  Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2009. — 18 с.

9.                  Скрябин М. Л. Разработка программы стендовых исследований газодизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 53–55.

10.              Скрябин М. Л. Особенности горения капли дизельного топлива в турбулентном потоке метано-воздушной смеси в цилиндре газодизеля // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 56–59.

11.              Скрябин М. Л. Исследование мощностных и экономических показателей газодизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 59–62.

12.              Скрябин М. Л. Влияние угла опережения впрыскивания топлива на экологические показатели газодизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 62–65.

13.              Скрябин М. Л. Снижение дымности отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). С. 430–433.

14.              Скрябин М. Л. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 433–436.

15.              Скрябин М. Л. Влияние установочного угла опережения впрыскивания топлива на токсичность отработавших газов дизеля 4ЧН 11,0/12,5 // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 436–439.

16.              Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 442–445.

17.              Скрябин М. Л. Влияние применение метанола на дымность отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11(91).С. 445–448.

18.     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.

19.     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.

20.     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.

21.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 2. С. 6–7.

22.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Транспорт на альтернативном топливе. 2012. № 4 (28). С. 70–73.

23.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 2. С. 6–7.

24.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля с турбонаддувом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 1. С. 11–13.

25.     Лиханов В. А., Лопатин О. П., Шишканов Е. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем их рециркуляции // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 9. С. 8–9.

26.     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.

27.     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.

28.     Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. С. 5–8.

29.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследования эффективных и экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на природном газе с рециркуляцией отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5. С. 22–25.