В работе приводятся результаты теоретических расчетов объемного содержания r NOхоксидов азота, в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на дизельном топливе (ДТ) и на метаноле с двойной системой топливоподачи (ДСТ) в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала (п.к.в.) для номинальной частоты вращения 1800 мин-1.
Ключевые слова: дизель, альтернативное топливо, метанол, оксиды азота, объемное содержание оксидов азота, двойная система топливоподачи.
На основе математической модели были проведены теоретические расчеты объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ в зависимости от угла п. к.в на режиме номинальной нагрузки для номинальной частоты вращения n = 1800 мин — 1. Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ в зависимости от угла п. к.в. для номинальной частоты вращения 1800 мин-1 при значениях установочных УОВТ Θдт = 30 º; Θм = 30 представлены на рисунке 1, а [1–3].
Из представленных на графиках кривых видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ составляет 602 ppm при φ = 22,0 º п. к.в. после в. м.т.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 464 ppm.
Из графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 402 ppm при φ = 27,5 ºп.к.в. после в. м.т. Снижение составляет 33,2 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 310 ppm. Снижение составляет 33,2 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 30 º; Θм = 34 º п. к.в. также представлены на рисунке 1, а.
Из представленных графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 426 ppm при φ = 28,5 º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 29,2 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 328 ppm. Снижение составляет 29,2 %.
Результаты расчетов по изменению теоретического объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 38 º; Θм = 30 º п. к.в. представлены на рисунке 1, б.
Из представленных на графиках кривых видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ составляет 602 ppm при φ = 22,0 º п. к.в. после в. м.т.
Значение теоретического расчетного объемного содержания rNOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 464 ppm.
Из графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх max расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 411 ppm при φ = 26,0º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 31,7 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 316 ppm. Снижение составляет 31,8 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 38 º; Θм = 34 º также представлены на рисунке 1, б.
Из графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 380 ppm при φ = 24,0 º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 36,8 %.
а)
б)
Рис. 1. Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от угла п. к.в. при n = 1800 мин–1: ¾¾ - дизельный процесс; а – - - - - Θдт = 30º, Θм = 30º; - · ‑ ·- Θдт = 30º, Θм = 34º; б – - - - - Θдт = 38º, Θм = 30º; - · ‑ ·- Θдт = 38º, Θм = 34º; - ·· ‑ ··- Θдт = 38º, Θм = 38º
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 293 ppm. Снижение составляет 36,8 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 38 º; Θм = 38 º также представлены на рисунке 1, б.
Из представленных графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 425 ppm при φ = 22,5 º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 29,4 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 327 ppm. Снижение составляет 29,5 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 34 º; Θм = 30 º представлены на рисунке 2.
Из представленных графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ составляет 602 ppm при φ = 22,0 º п. к.в. после в. м.т.
Значение теоретического расчетного объемного содержания rNOх оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на ДТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 464 ppm.
Из представленных на графиках кривых видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 415 ppm при φ = 27,5 º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 31,0 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 319 ppm. Снижение составляет 31,2 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 34 º; Θм = 34 º также представлены на рисунке 2.
Из графиков видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NO х max расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 399 ppm при φ = 25,0° п.к.в. после в. м.т. Снижение составляет 33,9 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 307 ppm. Снижение составляет 33,8 %.
Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла п. к.в. при работе на метаноле с ДСТ для частоты вращения 1800 мин-1 при Θдт = 34 º; Θм = 38 º также представлены на рисунке 2.
Рис. 2. Результаты теоретических расчетов по изменению объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от угла п. к.в. при n = 1800 мин–1: ¾¾ - дизельный процесс; - - - - Θдт = 34 º, Θм = 30 º; - · ‑ ·- Θдт = 34 º, Θм = 34 º; - ·· ‑ ··- Θдт = 34 º, Θм = 38 º
Из представленных на графиках кривых видно, что максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх maxрасч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ составляет 476 ppm при φ = 24,0 º п. к.в. после в. м.т. Снижение составляет 20,9 %.
Значение теоретического расчетного объемного содержания r NOх расч оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле с ДСТ при φ = 140,0 º п. к.в. после в. м.т. (выходное расчетное значение r NOх вых расч в момент открытия выпускного клапана) составляет 367 ppm. Снижение составляет 20,9 % [4–7].
Литература:
1. 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.
2. 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: Вятская ГСХА, 2008. — 154 с.
3. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле / В. А. Лиханов, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. С. 3–5.
4. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи / В. А. Лиханов, О. П. Лопатин, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. С. 5–8.
5. Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2009. — 18 с.
6. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле / В. А. Лиханов, А. Н. Чувашев, А. А. Глухов, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. С. 4–5.
7. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле / В. А. Лиханов, А. Н. Чувашев, А. А. Глухов, А. А. Анфилатов // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. С. 10–13.
