Содержание токсичных компонентов в отработавших газах (ОГ) газодизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного угла опережения впрыскивания топлива (УОВТ) для частоты вращения 2200 мин-1 представлено на рис. 1, а. Из графиков видно, что при изменении установочного УОВТ содержание оксидов азота при работе по газодизельному с рециркуляцией отработавших газов (РОГ) процессу изменяется по зависимости, аналогичной зависимости дизельного процесса, то есть при увеличении угла выход оксидов азота возрастает [1–5].
Рис. 1. Регулировочные характеристики содержания токсичных компонентов в ОГ газодизеля при работе с РОГ в зависимости от изменения установочного УОВТ: а — n = 2200 мин-1; б — n = 1700 мин-1; 
— дизельный процесс; 
— газодизельный процесс; 
— рециркуляция 10 %; 
— рециркуляция 20 %
Так, при работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 26о содержание NOх в ОГ составляет 0,13 %, что ниже на 21,2 % газодизельного процесса и ниже на 3,7 % дизельного процесса. При работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 23о содержание NOх в ОГ составляет 0,11 %, что ниже на 24,1 % газодизельного процесса, соответствует дизельному процессу и ниже на 15,4 % при работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 26о. Дальнейшее увеличение степени РОГ приводит к ещё большему снижению оксидов азота, но вызывает рост продуктов неполного сгорания. Газодизельный процесс сопровождается увеличением выбросов суммарных углеводородов — их содержание в отработавших газах выше в 4…5 раз, по сравнению с дизельным процессом. Изменение концентрации СnНm в зависимости от установочного угла опережения впрыскивания топлива при газодизельном процессе с РОГ и без неё уменьшается при увеличении установочного угла. При работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 26о содержание СnНm в ОГ составляет 0,32 %, что ниже на 5,9 % газодизельного процесса. При работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 23о содержание СnНm в ОГ составляет 0,36 %, что ниже на 9,9 % газодизельного процесса. Применение 20 %-ной РОГ приводит к увеличению СnНm до величин, превышающих значения чисто газодизельного процесса.
Анализ содержания сажи в отработавших газах при работе по газодизельному процессу с РОГ и без неё показывает, что при увеличении установочного угла опережения впрыскивания топлива содержание сажи практически не возрастает. Применение РОГ приводит к незначительному росту сажи, в то время как при работе по дизельному процессу содержание сажи существенно возрастает. Дымность ОГ при газодизельном процессе с РОГ и без неё ниже дизельного процесса в 4…5 раз [6–10].
Содержание СО при увеличении угла при работе по газодизельному процессу с РОГ также уменьшается. При работе по газодизельному процессу с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 23о содержание СО в ОГ выше на 6,3 % газодизельного процесса, ниже на 25,6 % дизельного процесса и выше на 23,1 % при работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 26о. Содержание СО2 при увеличении угла при работе по газодизельному с РОГ процессу уменьшается, и при увеличении рециркуляции уменьшение происходит в большей степени. Так, при работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 23о содержание СО2 в ОГ выше на 5,1 % газодизельного процесса, ниже на 45,4 % дизельного процесса и выше на 3,4 % при работе газодизеля с 10 %-ной РОГ при Θвпр = 26о [11–17].
Содержание токсичных компонентов в ОГ газодизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного угла опережения впрыскивания топлива для частоты вращения 1700 мин-1 представлено на рис. 1, б. При этом при работе по газодизельному и газодизельному с РОГ процессам закономерности изменения содержания токсичных компонентов в ОГ аналогичны закономерностям при частоте вращения 2200 мин-1. Содержание СО в ОГ в данном случае с увеличением установочного угла опережения впрыскивания топлива практически не изменяется [18–23].
Таким образом, по результатам регулировочных характеристик в зависимости от изменения установочного УОВТ, влиянию его на мощностные и экономические показатели [24–26], на содержание токсичных компонентов в ОГ и содержание оксидов азота в цилиндре, параметры процесса сгорания и тепловыделения [27–29], для частот вращения 2200 мин-1 и 1700 мин-1 был выбран в качестве оптимального для газодизельного с РОГ процесса установочный УОВТ 23о до верхней мертвой точки. Поскольку двигатель не имеет какого-либо устройства для быстрого изменения установочного угла, это же значение рекомендовано и для дизельного процесса.
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. — 184 с.
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, 2008. — 156 с.
3. Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. С. 3–5.
4. Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // 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. Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. С. 4–5.
7. Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.
8. Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 151–154.
9. Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 139–142.
10. Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 142–145.
11. Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.
12. Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 45–47.
13. Анфилатов А. А. Исследование токсичности на скоростном режиме дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 47–50.
14. Анфилатов А. А. Исследование дымности в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 50–53.
15. Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.
16. Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.
17. 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.
18. 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.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт-Петербург, 1999.
28. Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Киров, 1999.
29. Лиханов В. А., Попов В. М. Работа дизеля на метаноле с двойной системой топливоподачи // Двигателестроение. 1986. № 8. С. 47.
