Исследование показателей рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от значений установочных углов опережения впрыскивания топлива | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 июня, печатный экземпляр отправим 5 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №12 (92) июнь-2 2015 г.

Дата публикации: 10.06.2015

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Чувашев А. Н. Исследование показателей рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от значений установочных углов опережения впрыскивания топлива // Молодой ученый. — 2015. — №12. — С. 340-343. — URL https://moluch.ru/archive/92/20040/ (дата обращения: 23.05.2019).

В Вятской государственной сельскохозяйственной академии на базе кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов осуществлена разработка дизеля 2Ч 10,5/12,0 для работы на метаноле с использованием двойной системы топливоподачи. В работе приводится анализ индикаторных диаграмм дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на дизельном топливе и на метаноле с двойной системой топливоподачи. Аргументирован выбор оптимальных установочных углов подачи топлив.

Ключевые слова: дизель, альтернативное топливо, метанол, двойная система топливоподачи.

 

Из-за низкой способности метанола к самовоспламенению необходимо инициировать его воспламенение с помощью запальной порции дизельного топлива (ДТ). Отличительной особенностью наших исследований явилось применение многоструйного распылителя для подачи запальной порции ДТ [3,4]. По результатам проведенных нами теоретических расчетов на Ногинском заводе топливной аппаратуры (НЗТА) были изготовлены распылители с измененной геометрией углов распыливания и различными диаметрами сопловых отверстий. Измененная геометрия сопловых отверстий распылителя необходима для того, чтобы метанол впрыскивался в горящий факел ДТ. Графическое изображение пересечения факелов запальной порции ДТ и метанола в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 представлено на рисунке 1 [5,6].

В соответствии с целью, задачами и методикой исследований были проведены стендовые испытания [1,2,3]. Исследования показали, что наилучшие результаты по расходу топлива получаются при одновременной подаче запальной порции ДТ и метанола. Величина запальной порции ДТ при работе на метаноле с ДСТ определялась путем уменьшения подачи ДТ до начала появления пропусков воспламенения, после чего она несколько увеличивалась до достижения устойчивой работы дизеля. В дальнейшем цикловая подача запального топлива фиксировалась и оставалась постоянной, а изменение нагрузочного режима велось только путем изменения подачи метанола. На рисунке 2 представлены графики изменения экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ на номинальном режиме работы [7].

1

Рис. 1. Графическое изображение пересечения факелов запальной порции ДТ и метанола в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0

 

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θм = 34º, можно отметить следующее. Минимальное значение ge при подаче метанола на установочном УОВТ Θм = 34º наблюдается при впрыскивании ДТ при установочном УОВТ Θдт = 34º (ge = 502 г/(кВт·ч). При изменении угла впрыскивания ДТ Θдт в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются. Так, при установочных УОВТ Θдт = 38º и Θм = 34º значение составляет ge = 510 г/(кВт·ч). При дальнейшем увеличении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 42º и Θм = 34º значение ge = 532 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет 30 г/(кВт·ч), или 5,6 %. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 30º и Θм = 34º значение составляет ge = 506 г/(кВт·ч). При дальнейшем уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 26º и Θм = 34º значение возрастает до ge = 520 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов впрыскивания топлива (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет уже 18 г/(кВт·ч), или 3,5 %. Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θм = 38º, можно отметить следующее. Минимальное значение ge при подаче метанола при угле Θм = 38º наблюдается при впрыскивании ДТ Θдт = 38º и имеет значение ge = 505 г/(кВт·ч). При изменении угла впрыскивания Θдт в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются.

3

Рис. 2. Изменение экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ ДТ и метанола при n = 1800 мин-1 и pе = 0,585 МПа, qцдт = 6,6 мг/цикл

 

При увеличении угла подачи ДТ до значения Θдт = 42º и Θм = 38º величина ge = 515 г/(кВт·ч)ч, т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 38º и Θм = 38º) составляет 10 г/(кВт·ч). При уменьшении угла подачи ДТ Θдт = 34º и Θм = 38º значение ge = 506 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 38º и Θм = 38º) составляет лишь 1 г/(кВт·ч).

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θм = 30º, можно отметить следующее. Минимальное значение ge при подаче метанола при установочном УОВТ Θм = 30º наблюдается при угле впрыскивания ДТ Θдт = 34º и составляет ge = 508 г/(кВт·ч). При изменении установочного УОВТ Θдт в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются. Так, при установочных УОВТ Θдт = 38º и Θм = 30º значение составляет ge = 511 г/(кВт·ч). При дальнейшем увеличении угла впрыскивания ДТ Θдт = 42º и Θм = 30º значение ge = 528 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 30º и Θм = 34º) составляет 20 г/(кВт·ч), или 3,8 %. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 30º и Θм = 30º значение составляет ge = 513 г/(кВт·ч). При дальнейшем уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 26º и Θм = 30º значение возрастает до ge = 532 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 30º) составляет уже 24 г/(кВт·ч), или 4,5 %.

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θм = 26º, можно отметить следующее. Минимальное значение ge при подаче метанола при установочном УОВТ Θм = 26º наблюдается при впрыскивании ДТ при установочном УОВТ Θдт = 34º и имеет значение ge = 524 г/(кВт·ч). При изменении угла впрыскивания ДТ Θдт в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются. Так, при установочных УОВТ Θдт = 38º и Θм = 26º значение составляет ge = 528 г/(кВт·ч). При дальнейшем увеличении угла впрыскивания ДТ Θдт = 42º и Θм = 26º значение ge = 557 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 26º) составляет 33 г/(кВт·ч), или 5,9 %. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 30º и Θм = 26º значение составляет ge = 533 г/(кВт·ч). При дальнейшем уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 26º и Θм = 26º значение возрастает до ge = 550 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях при углах (Θдт = 34º и Θм = 26º) составляет уже 26 г/(кВт·ч), или 4,7 %.

Рассматривая экономичность дизеля при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θм = 22º, можно отметить следующее. Минимальное значение ge при подаче метанола при установочном УОВТ Θм = 22º наблюдается при впрыскивании ДТ при установочном УОВТ Θдт = 38º и имеет значение ge = 551 г/(кВт·ч). При изменении угла впрыскивания ДТ Θдт в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются. Так, при установочных УОВТ Θдт = 42º и Θм = 22º значение составляет ge = 577 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 38º и Θм = 22º) составляет 26 г/(кВт·ч), или 4,5 %. При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 34º и Θм = 22º значение составляет ge = 552 г/(кВт·ч). При уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 30º и Θм = 22º значение возрастает до ge = 560 г/(кВт·ч). При дальнейшем уменьшении угла впрыскивания ДТ до Θдт = 26º и Θм = 22º значение возрастает до ge = 580 г/(кВт·ч), т. е. увеличение ge от полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 38º и Θм = 22º) составляет уже 29 г/(кВт·ч), или 5 %.

Анализируя изменения показателей экономичности в зависимости от изменения установочных углов впрыскивания топлива при работе дизеля на метаноле с ДСТ, можно сделать следующие выводы. Оптимальными по суммарному удельному эффективному расходу топлива являются следующие значения установочных УОВТ: Θдт = 34º и Θм = 34º. При этих значениях углов значение составляет ge = 502 г/(кВт·ч). При изменении угла впрыскивания Θм в ту или иную сторону показатели экономичности ухудшаются. Сравнивая минимальные значения ge при различных углах впрыскивания метанола Θм получается, что при угле впрыскивания Θм = 38º минимальное значение составляет ge = 505 г/(кВт·ч) и достигается при впрыскивании ДТ Θдт = 38º. Увеличение ge по сравнению с полученным при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет 3 г/(кВт·ч). При установочном угле впрыскивания метанола Θм = 30о минимальное значение составляет ge = 508 г/(кВт·ч) и достигается при впрыскивании ДТ Θдт = 34º. Увеличение ge полученного при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет 6 г/(кВт·ч). При установочном угле впрыскивания метанола Θм = 26º минимальное значение ge = 524 г/кВт·ч и достигается при впрыскивания ДТ при Θдт = 34º. Увеличение ge по сравнению с полученным при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет 22 г/(кВт·ч), или 4,2 %. При установочном угле впрыскивания метанола Θм = 22º минимальное значение ge = 551 г/кВт·ч и достигается при впрыскивании ДТ при Θдт = 38º. Увеличение ge по сравнению с полученным при оптимальных значениях углов (Θдт = 34º и Θм = 34º) составляет 49 г/(кВт·ч), или 8,9 %.

Таким образом, при более позднем впрыскивании метанола (при уменьшении Θм) или при более раннем показатели экономичности ухудшаются. Причиной является нарушение процесса сгорания.

Поэтому величины углов впрыскивания топлива Θдт = 34º и Θм = 34º были приняты за оптимальные, и все дальнейшие исследования проводились при этих значениях углов.

 

Литература:

 

1.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2007. — 129 с.

2.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Анфилатов А. А., Глухов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: Монография / Под общ. ред. В. А. Лиханова. — Киров: Вятская ГСХА, 2009. — 334 с.

3.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Полевщиков А. С., Долгих М. А., Верстаков С. А. Эффективные и экологические показатели дизеля с двойной системой топливоподачи. Тракторы и сельхозмашины, 2011. — № 10, с.8–10.

4.         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 сельскохозяйственные машины. — 2007. — № 3. — С. 8–11.

5.         Улучшение эффективных и 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 сельскохозяйственные машины. — 2007. — № 4. — С. 10–13.

6.         Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербург, 2007. — 18 с.

7.         Чувашев А. Н. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2007. — 167 с.

Основные термины (генерируются автоматически): оптимальное значение углов, минимальное значение, показатель экономичности, запальная порция, экономичность дизеля, уменьшение угла впрыскивания, подача метанола, изменение угла впрыскивания, увеличение, метанол.


Похожие статьи

Изменение экономических показателей дизеля при работе на...

экономичность дизеля, метанол, уменьшение угла впрыскивания, дизельное топливо, экономический показатель дизеля, оптимальное значение углов, увеличение, работа, запальная порция, двойная система.

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

угол впрыскивания, индикаторная диаграмма дизеля, метанол, установочный угол опережения впрыскивания метанола, запальная порция, двойная система.

Экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

оптимальное значение углов, показатель экономичности, минимальное значение, изменение угла впрыскивания, подача метанола, увеличение, уменьшение угла впрыскивания...

Влияние применения метанола на удельный эффективный расход...

Минимальное значение ge∑ наблюдается при подаче метанола на установочном УОВТ ΘМ = 34º и впрыскивании ДТ при установочном УОВТ ΘДТ = 34º и равняется ge∑ = 502 г/(кВт·ч). При изменении установочных УОВТ как для ДТ ΘДТ...

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

При увеличении угла впрыскивания метанола до ΘМ=38º и ΘДТ=34º значение удельного эффективного расхода увеличивается до ge∑=506 г/(кВт·ч).

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

мощность дизеля, ухудшается экономичность.

Основные термины (генерируются автоматически): индикаторная диаграмма дизеля, двойная система, запальная порция, максимальное давление газов, установочный угол опережения впрыскивания метанола...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

цилиндр дизеля, максимальное значение давления газов, угол впрыскивания метанола, угол впрыскивания, увеличение, процесс сгорания, метанол, максимальное давление сгорания, максимальное давление газов, двойная...

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

двойная система, запальная порция, метанол, установочный угол опережения.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

С уменьшением угла впрыскивания метанола до ΘМ=30º и ΘДТ=34º значение ge∑ увеличивается до ge∑=502 г/(кВт·ч).

Похожие статьи

Изменение экономических показателей дизеля при работе на...

экономичность дизеля, метанол, уменьшение угла впрыскивания, дизельное топливо, экономический показатель дизеля, оптимальное значение углов, увеличение, работа, запальная порция, двойная система.

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

угол впрыскивания, индикаторная диаграмма дизеля, метанол, установочный угол опережения впрыскивания метанола, запальная порция, двойная система.

Экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

оптимальное значение углов, показатель экономичности, минимальное значение, изменение угла впрыскивания, подача метанола, увеличение, уменьшение угла впрыскивания...

Влияние применения метанола на удельный эффективный расход...

Минимальное значение ge∑ наблюдается при подаче метанола на установочном УОВТ ΘМ = 34º и впрыскивании ДТ при установочном УОВТ ΘДТ = 34º и равняется ge∑ = 502 г/(кВт·ч). При изменении установочных УОВТ как для ДТ ΘДТ...

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

При увеличении угла впрыскивания метанола до ΘМ=38º и ΘДТ=34º значение удельного эффективного расхода увеличивается до ge∑=506 г/(кВт·ч).

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

мощность дизеля, ухудшается экономичность.

Основные термины (генерируются автоматически): индикаторная диаграмма дизеля, двойная система, запальная порция, максимальное давление газов, установочный угол опережения впрыскивания метанола...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

цилиндр дизеля, максимальное значение давления газов, угол впрыскивания метанола, угол впрыскивания, увеличение, процесс сгорания, метанол, максимальное давление сгорания, максимальное давление газов, двойная...

Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при...

двойная система, запальная порция, метанол, установочный угол опережения.

Удельный эффективный расход топлива дизеля при работе на...

С уменьшением угла впрыскивания метанола до ΘМ=30º и ΘДТ=34º значение ge∑ увеличивается до ge∑=502 г/(кВт·ч).

Задать вопрос