Автор: Лопатин Олег Петрович

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №6 (86) март-2 2015 г.

Дата публикации: 03.04.2015

Статья просмотрена: 21 раз

Библиографическое описание:

Лопатин О. П. Влияние применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий на содержание токсичных компонентов в отработавших газах тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 // Молодой ученый. — 2015. — №6.5. — С. 13-15.

В работе представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных на базе научно-исследовательской лаборатории кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов Вятской государственной сельскохозяйственной академии, по улучшению экологических показателей тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения компримированного природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий. Исследования проводились с целью определения и оптимизации основных параметров работы дизеля на вышеуказанных топливах.

Ключевые слова:дизель, природный газ, этаноло-топливная эмульсия, метаноло-топливная эмульсия, рециркуляция отработавших газов, токсичность.

Экспериментальная тормозная установка включала электротормозной стенд SAK-N670 с балансирной маятниковой машиной, дизель 4Ч 11,0/12,5, измерительную аппаратуру, газобаллонное оборудование, оборудование для приготовления эмульсий (гомогенизатор MPW-302), систему рециркуляции отработавших газав (РОГ). Отбор и анализ проб ОГ проводился на автоматической системе газового анализа АСГА-Т. Для проведения стендовых испытаний на компримированном природном газе (КПГ) была использована передвижная заправочная станция на базе тракторного прицепа 2ПТС-4 и газобаллонного оборудования автомобиля ЗИЛ-138А [1, 2].

Для всех исследуемых проб МТЭ и ЭТЭ определялась стабильность к процессу коалесценции, характеризующаяся временем до полного разделения пробы на углеводородную и спиртовую фазы. При этом пробирки с пробами смесей закрывались хорошо притертыми пробками. В процессе опыта выдерживалось равенство температурных режимов. По полученным данным также строились изотермы стабильности.

В результате проведенных исследований стабильности и первичных испытаний на двигателе в качестве оптимальных для тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 были приняты эмульсии следующего состава:

 - МТЭ: метанол - 25 %, моющее-диспергирующая присадка сукцинимид С-5А - 0,5 %, вода - 7 %, ДТ - 67,5 %;

- ЭТЭ: этанол - 25 %, моющее-диспергирующая присадка сукцинимид С-5А - 0,5 %, вода - 7 %, ДТ - 67,5 %.

Несмотря на высокие результаты стабильности при исследованиях МТЭ и ЭТЭ, использование эмульсий с большим содержанием метанола и этанола невозможно в связи с повышенной «жесткостью» и пропусками воспламенения при работе дизеля. Все дальнейшие испытания дизеля проводились на эмульсиях данного состава [3, 4].

Содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного угла опережения впрыскивания топлива для частоты вращения 2200 мин-1 представлено на рис. 1.

Рис. 1. Влияние применения КПГ и РОГ, МТЭ и ЭТЭ на содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 зависимости от изменения установочного угла опережения впрыскивания топлива при n = 2200 мин-1;  – дизельный процесс;

 – газодизельный процесс;  – газодизельный с РОГ 10 %;

 – газодизельный с РОГ 20 %;  - ЭТЭ;  - МТЭ

 

По результатам исследований влияния применение КПГ и РОГ, МТЭ и ЭТЭ на показатели токсичности и дымности ОГ тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 при сохранении мощностных параметров на номинальном режиме работы (pе = 0,64 МПа, n=2200 мин-1) и оптимальном установочном угле опережения впрыскивания топлива (Θвпр = 23º) можно сделать следующие выводы [5-8].

Применение КПГ приводит к снижению сажи в 6,4 раза, диоксида углерода СО2 на 48,6%, оксида углерода на 28,6% и увеличению оксидов азота NOх на 24,1%.

Применение КПГ и РОГ приводит к снижению сажи в 6,4 раза, диоксида углерода СО2 на 48,6%, оксида углерода на 28,6% и сохранению значений содержания оксидов азота NOх на уровне дизельного процесса.

Применение МТЭ приводит к снижению содержания оксидов азота NOх на 29,6%, сажи в 6,4 раза, диоксида углерода СО2 на 10,1% и оксида углерода на 47,6%.

Применение ЭТЭ приводит к снижению содержания оксидов азота NOх на 40,3%, сажи в 4,8 раза, диоксида углерода СО2 на 26,6% и оксида углерода на 28,6%.

 

Литература:

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

2.         Лопатин О.П., Лиханов В.А. 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.

3.         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.

4.         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.

5.         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.

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

7.Лопатин О.П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах тракторного дизеля 4Ч 11,0/12,5 (Д-240) при работе на природном газе путем применения рециркуляции отработавших газов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2004. - 18 с.

8.    Лиханов В.А. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля. Монография / В.А. Лиханов, О.П. Лопатин. Киров, 2004. – 106 с.

Основные термины (генерируются автоматически): оксидов азота, содержания оксидов азота, тракторного дизеля, Лопатин О.П, оксидов азота noх, Лиханов В.А, применения этаноло-топливной эмульсии, диоксида углерода СО2, Снижение содержания оксидов, газах тракторного дизеля, показателей тракторного дизеля, опережения впрыскивания топлива, снижению содержания оксидов, показателей дизеля, экологических показателей дизеля, Улучшение эксплуатационных показателей, Улучшение экологических показателей, ОГ дизеля, токсичных компонентов, природного газа.

Ключевые слова

дизель, токсичность, природный газ, рециркуляция отработавших газов, этаноло-топливная эмульсия, метаноло-топливная эмульсия

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос