Особенности процесса сгорания в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

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

Дата публикации: 10.06.2015

Статья просмотрена: 55 раз

Библиографическое описание:

Чувашев А. Н. Особенности процесса сгорания в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи // Молодой ученый. — 2015. — №12. — С. 343-347. — URL https://moluch.ru/archive/92/20101/ (дата обращения: 16.07.2018).

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 показателей, особенности процессов сгорания и тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на дизельном топливе и на метаноле с двойной системой топливоподачи.

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

 

Для изучения особенностей протекания процесса сгорания в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в соответствии с целью, задачами исследований и методикой нами проводилось индицирование на номинальном скоростном режиме при частоте вращения n = 1800 мин-1 и на режиме максимального крутящего момента при n = 1400 мин-1. Индикаторные диаграммы снимались на оптимальных установочных УОВТ, при постоянной цикловой подаче ДТ и цикловой подаче метанола, обеспечивающей поддержание значения среднего эффективного давления на том уровне, при котором проводилось индицирование опытного дизеля [1–3].

На рисунке 1,а приведены индикаторные диаграммы опытного дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на ДТ и при работе на метаноле с ДСТ при частоте вращения n = 1800 мин-1 и pе = 0,585 МПа. Результаты индицирования показывают некоторое увеличение максимального давления сгорания рzmax. Так, у опытного дизеля значение рzд max = 6,97 МПа, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ значение возрастает до рzм max = 7,09 МПа. Соответственно значения максимальной «жесткости» процесса сгорания (dp/dj)max составляют для опытного дизеля 0,490 МПа/градус, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 0,290 МПа/градус. При этом следует отметить, что процесс сгорания при работе дизеля на метаноле с ДСТ несколько сдвигается на линию расширения. Если для опытного дизеля максимальное давление цикла рzmax достигается при значении угла j = 7,0° после в. м.т., то при работе дизеля на метаноле с ДСТ при j = 10,1° после в. м.т. Аналогичные выводы можно сделать и из анализа индикаторной диаграммы, снятой на частоте вращения n = 1400 мин-1 (рис. 1,б).

1800

а)

1400

б)

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0: а — при n = 1800 мин-1; б — при n = 1400 мин-1: ― — дизельный процесс, — - — - метанол с запальным ДТ

 

Для опытного дизеля при ре = 0,594 МПа рzд max = 7,03 МПа, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ и тех же значениях среднего эффективного давления рzм max = 7,42 МПа. Значения максимальной «жесткости» (dp/dj)max при работе дизеля на метаноле с ДСТ снижаются и на этом скоростном режиме. Так, (dp/dj)max = 0,581 МПа/градус у опытного дизеля, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ (dp/dj)max = 0,372 МПа/градус. Процесс сгорания при работе дизеля на метаноле с ДСТ также сдвигается на линию расширения. Максимальное давление цикла у опытного дизеля достигается при угле j = 6,0º после в. м.т., а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — при угле j = 7,8º после в. м.т.

Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 2, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе дизеля на метаноле с ДСТ [4–7]. Так, при частоте вращения n = 1800 мин-1 и ре = 0,585 МПа (рис. 2,а) максимальная осредненная температура цикла Тmax для опытного дизеля составляет 1920 К и наблюдается при угле j = 18,5º после в. м.т., при работе дизеля на метаноле с ДСТ значение Тmax = 1960 К достигается при угле j = 21º после в. м.т.

Анализируя графики тепловыделения, можно сделать выводы, что первоначально скорость тепловыделения в результате экзотермических реакций окисления мала и преобладает скорость отвода теплоты. Поэтому результирующая скорость тепловыделения до определенного момента отрицательна. В дальнейшем скорость выделения теплоты в результате экзотермических реакций начинает превышать скорость стока теплоты, и результирующая скорость тепловыделения становится положительной. При этом при работе на метаноле с ДСТ характерно увеличение скорости тепловыделения и сдвиг максимума скорости вправо от в. м.т. Если для опытного дизеля максимум скорости тепловыделения (dχ/dj)max = 0,050 и наблюдается в в. м.т., то при работе дизеля на метаноле с ДСТ значение (dχ/dj)max = 0,059 и достигается при угле j = 9º после в. м.т. Из графика выделения теплоты χ, активного тепловыделения χi и динамики использования теплоты видно, что величина активного тепловыделения χi = 0,425, соответствующая максимальному давлению сгорания рzmax, для опытного дизеля достигается при угле j = 7,0º после в. м.т.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при этом значении угла j величина χi составляет уже 0,52 от общего тепловыделения, т. е. скорость тепловыделения нарастает более интенсивно. При угле j = 10,1º после в. м.т., соответствующем рzм max, активное тепловыделение χi достигает значения 0,60.

1

а)

2

б)

Рис. 2. Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0: а — при n = 1800 мин-1; б — при n = 1400 мин-1; ¾ — дизельный процесс; — - — - метанол с запальным ДТ

 

Во второй фазе тепловыделения при угле j = 18,5º после в. м.т., соответствующем максимальной осредненной температуре цикла Tmax для опытного дизеля, χi = 0,57. При работе дизеля на метаноле с ДСТ значение максимальной осреднённой температуры достигается уже при угле j = 21º после в. м.т., а значение активного тепловыделения составляет χi = 0,79, т. е. тепловыделение идет в данном случае более активно. Это также подтверждается и тем, что скорость тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ выше, чем у опытного дизеля, начиная с угла j = 2º после в. м.т.

На частоте вращения n = 1400 мин-1 (рис. 2,б) прослеживаются аналогичные особенности протекания процесса сгорания при работе дизеля на метаноле с ДСТ. В первой фазе сгорания, до рzmax, выгорание топлива начинается позднее, скорость тепловыделения выше, чем у опытного дизеля. Так, χi = 0,44, соответствующее максимальному давлению сгорания при работе дизеля на ДТ, достигается при угле j = 6,0º после в. м.т., а при работе дизеля на метаноле с ДСТ при максимальном давлении рzmax значение χi равно 0,63, но уже при угле j = 7,8º после в. м.т. Соответственно, и скорость тепловыделения для опытного дизеля составляет 0,051, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 0,061. Во второй фазе сгорания процесс активизируется, скорость тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ, начиная с угла j = 3º после в. м.т., выше, осредненная температура цикла достигает максимального значения уже при угле j = 18º после в. м.т., что на 2 градуса п. к.в. позднее, чем у опытного дизеля.

Анализируя график активного тепловыделения, можно сделать вывод, что по мере развития процесса сгорания величина активного тепловыделения возрастает, и если бы отсутствовала теплоотдача в стенки и сгорание было полным, то в некоторый момент, соответствующий завершению сгорания и рекомбинации диссоциированных молекул, значение активного тепловыделения χi составило бы 100 %. Но из-за наличия теплоотдачи, а также некоторой неполноты сгорания рабочего заряда в цилиндре, в частности в пристеночных слоях, кривая активного тепловыделения расположена ниже. В некоторой точке она достигает максимума, отвечающего равенству скоростей тепловыделения и теплоотвода, после чего значение активного тепловыделения χi начинает уменьшаться из-за того, что превалирует теплоотдача. При этом при работе дизеля на метаноле с ДСТ этот максимум расположен выше, чем при работе дизеля на ДТ.

Таким образом, при применении метанола в качестве моторного топлива с использованием ДСТ максимальная «жесткость» процесса сгорания снижается, при этом тепловыделение во второй фазе идет более активно, т. е. увеличение процентного выгорания топлива приводит к снижению доли потерь теплоты в этот период. Это вызывает увеличение коэффициента активного тепловыделения, что предопределяет более эффективное использование теплоты в цилиндре дизеля в начальный период сгорания основной части топлива. Также следует отметить, что интенсивность тепловыделения в период быстрого горения, определяющая величину максимальной «жесткости» (dр/dj)max, зависит от массовой скорости выгорания топлива. Так как процесс воспламенения топлива в дизеле имеет многоочаговый характер, массовая скорость выгорания топлива обусловливается концентрацией активных продуктов — промоутеров, инициирующих воспламенение, и объемом испарившегося топлива.

 

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): работа дизеля, опытный дизель, активное тепловыделение, метанол, скорость тепловыделения, частота вращения, угол, двойная система, максимальная осредненная температура, максимальное давление сгорания.


Похожие статьи

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

работа дизеля, максимальная осредненная температура, активное тепловыделение, цилиндр дизеля, работа, максимальное давление сгорания, основная часть топлива, рабочий заряд...

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи. Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 1, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

работа дизеля, опытный дизель, активное тепловыделение, метанол, максимальная осредненная температура, скорость тепловыделения, угол, двойная система, результирующая скорость тепловыделения.

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

Максимум скорости активного тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ.

При увеличении нагрузки до pе = 0,65 МПа величина активного тепловыделения при максимальной осредненной температуре...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

Максимальная осредненная температура цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ при n = 1200 мин-1 составляет 1880 К, а при работе дизеля на ДТ Tmax — 1830 К. Снижение составляет 50 К, или 2,7 %. При увеличении частоты вращения до n = 2000...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

Максимальная осредненная температура цикла Тmax при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 29º составляет 2635 К и наблюдается при угле j Tmax

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, повышение давления, изменение нагрузки, увеличение, двойная система, максимальное давление сгорания, частота вращения, максимальная осредненная...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

работа дизеля, максимальная осредненная температура, активное тепловыделение, цилиндр дизеля, работа, максимальное давление сгорания, основная часть топлива, рабочий заряд...

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи. Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 1, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

работа дизеля, опытный дизель, активное тепловыделение, метанол, максимальная осредненная температура, скорость тепловыделения, угол, двойная система, результирующая скорость тепловыделения.

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

Максимум скорости активного тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ.

При увеличении нагрузки до pе = 0,65 МПа величина активного тепловыделения при максимальной осредненной температуре...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

Максимальная осредненная температура цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ при n = 1200 мин-1 составляет 1880 К, а при работе дизеля на ДТ Tmax — 1830 К. Снижение составляет 50 К, или 2,7 %. При увеличении частоты вращения до n = 2000...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

Максимальная осредненная температура цикла Тmax при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 29º составляет 2635 К и наблюдается при угле j Tmax

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, повышение давления, изменение нагрузки, увеличение, двойная система, максимальное давление сгорания, частота вращения, максимальная осредненная...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

работа дизеля, максимальная осредненная температура, активное тепловыделение, цилиндр дизеля, работа, максимальное давление сгорания, основная часть топлива, рабочий заряд...

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи. Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 1, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

работа дизеля, опытный дизель, активное тепловыделение, метанол, максимальная осредненная температура, скорость тепловыделения, угол, двойная система, результирующая скорость тепловыделения.

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

Максимум скорости активного тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ.

При увеличении нагрузки до pе = 0,65 МПа величина активного тепловыделения при максимальной осредненной температуре...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

Максимальная осредненная температура цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ при n = 1200 мин-1 составляет 1880 К, а при работе дизеля на ДТ Tmax — 1830 К. Снижение составляет 50 К, или 2,7 %. При увеличении частоты вращения до n = 2000...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

Максимальная осредненная температура цикла Тmax при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 29º составляет 2635 К и наблюдается при угле j Tmax

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, повышение давления, изменение нагрузки, увеличение, двойная система, максимальное давление сгорания, частота вращения, максимальная осредненная...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

работа дизеля, максимальная осредненная температура, активное тепловыделение, цилиндр дизеля, работа, максимальное давление сгорания, основная часть топлива, рабочий заряд...

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи. Из результатов обработки индикаторных диаграмм, представленных на рисунке 1, видно, что характеристики тепловыделения и осредненная температура газов в цилиндре изменяются при работе...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Влияние применения метанола с ДСТ на характеристики...

работа дизеля, опытный дизель, активное тепловыделение, метанол, максимальная осредненная температура, скорость тепловыделения, угол, двойная система, результирующая скорость тепловыделения.

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

Максимум скорости активного тепловыделения при работе дизеля на метаноле с ДСТ на малых нагрузках меньше, чем при работе дизеля на ДТ.

При увеличении нагрузки до pе = 0,65 МПа величина активного тепловыделения при максимальной осредненной температуре...

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе...

В Вятской ГСХА 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.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

Максимальная осредненная температура цикла при работе дизеля на метаноле с ДСТ при n = 1200 мин-1 составляет 1880 К, а при работе дизеля на ДТ Tmax — 1830 К. Снижение составляет 50 К, или 2,7 %. При увеличении частоты вращения до n = 2000...

Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе...

Максимальная осредненная температура цикла Тmax при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 29º составляет 2635 К и наблюдается при угле j Tmax

Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения.

Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, повышение давления, изменение нагрузки, увеличение, двойная система, максимальное давление сгорания, частота вращения, максимальная осредненная...

Задать вопрос