Изменение мощностных и экономических показателей дизеля при работе на метаноле

В работе приводятся результаты влияния применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с двойной системой топливоподачи (ДСТ) при оптимальных значений установочных УОВТ на мощностные и экономические показатели дизеля при n = 1800 мин^-1.

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи, мощностные и экономические показатели.

Влияние применения метанола на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения коленчатого вала (n = 1800 мин^-1) и оптимальных значений установочных УОВТ представлены на рисунке 1 [1–9].

Анализируя изменения значений мощностных и экономических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n = 1800 мин^-1 и оптимальных установочных УОВТ, можно отметить следующее. Расход топлива при работе дизеля на метаноле с ДСТ значительно выше, чем при работе дизеля на ДТ. Так, при p_е = 0,127 МПа расход топлива при работе дизеля на ДТ составляет 1,85 кг/ч, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 3,95 кг/ч. Увеличение составляет 2,13 раза [10–18].

При p_е = 0,65 МПа расход метанола также выше, чем при работе дизеля на ДТ. Если при работе на ДТ расход топлива равен 7,15 кг/ч, то при этой же нагрузке, но при работе на метаноле с ДСТ расход равен 10,6 кг/ч. Увеличение составляет 48,3 %. Увеличение расхода топлива связано с тем, что метанол обладает меньшей теплотворной способностью, и для сохранения мощностных показателей на уровне дизеля, работающего на ДТ, метанол нужно подавать в большем количестве. Удельный расход топлива при работе дизеля на метаноле с ДСТ соответственно также выше, чем при работе дизеля на ДТ. На номинальном режиме значение g_e = 273 г/(кВт·ч) при работе дизеля на ДТ, при работе дизеля на метаноле с ДСТ и этой же нагрузке составляет g_e∑ = 502 г/(кВт·ч). Увеличение составляет 83,9 %. Значение эффективного к. п.д. при p_е = 0,127 МПа и работе дизеля на ДТ составляет 0,185, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 0,16. Снижение составляет 13,5 %. При увеличении нагрузки до p_е = 0,65 МПа значение  для дизеля при работе на ДТ составляет 0,266, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 0,320 [19–25].

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 Θ_дт = 34º и Θ_м = 34º в зависимости от изменения нагрузки при n = 1800 мин^-1: ― — дизельный процесс, — - — - метанол с запальным ДТ

Увеличение составляет 20,3 %. Температура ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ во всём диапазоне изменения нагрузки меньше, чем у дизеля, работающего на ДТ. Так, при p_е = 0,127 МПа t_г = 235^оС при работе дизеля на ДТ, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ t_г = 220^оС. Снижение составляет 6,4 %. При увеличении нагрузки до p_е = 0,65 МПа значение t_г = 645^оС при работе дизеля на ДТ и t_г = 535^оС при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 110^оС, или 17 %. Расход воздуха на малых нагрузках при работе дизеля на различных топливах имеет одинаковое значение. При увеличении нагрузки (p_е = 0,65 МПа) расход воздуха для дизеля, работающего на ДТ, составляет 112 кг/ч, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 115 кг/ч, увеличение составляет 2,7 %. Коэффициент избытка воздуха при p_е = 0,127 МПа и работе дизеля на ДТ составляет 4,45, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ  = 3,6. Снижение составляет 19,1 %. При p_е = 0,65 МПа значение  при работе дизеля на ДТ составляет 1,15, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ  = 1,5. Увеличение составляет 30,4 %. Коэффициент наполнения при p_е = 0,127 МПа и работе дизеля на ДТ составляет 0,90, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ  = 0,86. Снижение составляет 4,4 %. При p_е = 0,65 МПа значение  для дизеля, работающего на ДТ, составляет 0,865, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ  = 0,86. [26–30].

Литература:

1.         Скрябин М. Л. Исследование эффективных показателей газодизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 312–315.

2.         Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения природного газа и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 315–318.

3.                  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.

4.                  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.

5.                  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.

6.                  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.

7.                  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.

8.                  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.

9.                  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.

10.              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.

11.              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.

12.              Скрябин М. Л. Снижение дымности отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). С. 430–433.

13.              Скрябин М. Л. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 433–436.

14.              Скрябин М. Л. Влияние установочного угла опережения впрыскивания топлива на токсичность отработавших газов дизеля 4ЧН 11,0/12,5 // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 436–439.

15.              Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 442–445.

16.              Скрябин М. Л. Влияние применение метанола на дымность отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 // Молодой ученый. 2015. № 11(91).С. 445–448.

17.              Скрябин М. Л. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и показатели сажесодержания // Молодой ученый. 2015. № 11(91). С. 442–445.

18.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей тракторного дизеля путем применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 3. С. 3–6.

19.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения природного газа и рециркуляции // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4 (40). С. 21–25.

20.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции на тракторном дизеле 4Ч 11,0/12,5 // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 6. С. 7–9.

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

22.     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.

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

24.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля с турбонаддувом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2010. № 1. С. 11–13.

25.     Лиханов В. А., Лопатин О. П., Шишканов Е. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путем их рециркуляции // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 9. С. 8–9.

26.     Лиханов В. А., Лопатин О. П., Олейник М. А., Дубинецкий В. Н. Особенности химизма и феноменологии образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 11. С 13–16.

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

28.     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.

29.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследования эффективных и экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на природном газе с рециркуляцией отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5. С. 22–25.

30.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование эффективных показателей дизеля при работе на природном газе, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 4–1 (35). С. 79–81.