Мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения

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. В работе приводится анализ полученных результатов.

Ключевые слова: дизель, метанол, двойная система топливоподачи.

На рисунке 1 представлено влияние применения метанола с ДСТ на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при работе на ДТ и на метаноле с ДСТ на номинальной частоте вращения коленчатого вала [1–30]. Из кривых видно, что при работе дизеля 2Ч 10,5/12,0 на метаноле с ДСТ мощностные и экономические показатели изменяются во всём диапазоне изменения нагрузки. Из графика видно, что при работе дизеля на метаноле с использованием ДСТ при увеличении нагрузки увеличивается суммарный расход топлива от 3,95 кг при p_е = 0,127 МПа до 10,6 кг при p_е = 0,65 МПа. Увеличение составляет 6,65 кг/ч, или 62,7 %. Минимальное значение суммарного удельного эффективного расхода топлива достигается при p_е = 0,54 МПа и составляет g_e∑ = 490 г/(кВт·ч). При номинальной нагрузке (p_е = 0,585 МПа) значение g_e = 502 г/(кВт·ч). Величина эффективного к. п.д. при увеличении нагрузки увеличивается с  = 0,16 при p_е = 0,127 МПа до  = 0,320 при p_е = 0,65 МПа, при этом максимальное значение достигается при p_е = 0,54 МПа и составляет  = 0,34. При увеличении нагрузки также увеличивается температура ОГ. Так, при работе дизеля на метаноле с ДСТ при p_е = 0,127 МПа значение t_г = 220^оС, а при увеличением нагрузки до максимальной при p_е = 0,65 МПа возрастает до t_г = 535^оС. Увеличение составляет 315^оС, или 58,9 %. Расход воздуха при p_е = 0,127 МПа составляет 116 кг/ч и уменьшается до 115 кг/ч при p_е = 0,65 МПа. Коэффициент избытка воздуха при работе дизеля на метаноле с ДСТ уменьшается с увеличением нагрузки с  = 3,6 при p_е = 0,127 МПа до значения  = 1,5 при p_е = 0,65 МПа. Снижение составляет 58,3 %. Коэффициент наполнения при малых нагрузках (p_е = 0,127 МПа) равен 0,86 и при максимальной нагрузке (p_е = 0,65 МПа) не изменяется и составляет также 0,86.

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 зна-чительно 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 53,2 %. При p_е = 0,65 МПа расход метанола также выше, чем при работе дизеля на ДТ.

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при n = 1800 мин^-1; ― — дизельный процесс, — - — - метанол с запальным 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 32,5 %. Увеличение расхода топлива связано с тем, что метанол обладает меньшей теплотворной способностью, и для сохранения мощностных показателей на уровне опытного дизеля метанол нужно подавать в больших количествах. 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 45,6 %. 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 опытного дизеля составляет 0,266, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 0,320. Увеличение составляет 16,8 %. Температура ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ во всём диапазоне изменения нагрузки меньше, чем у опытного дизеля. 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 опытного дизеля составляет 112 кг/ч, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ — 115 кг/ч, увеличение составляет 2,6 %. 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 23,3 %. 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 опытного дизеля составляет 0,865, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ  = 0,86.

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.

8.       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 топлив. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 340–343.

9.       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 (92) часть III. С. 343–346.

10.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на частоте вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 347–348.

11.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения коленчатого вала. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 349–350.

12.   Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала. Молодой ученый. 2015. № 12 (92) часть III. С. 351–352.

13.   Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 226–229.

14.   Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 232–235.

15.   Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 235–238.

16.   Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91) С. 238–241.

17.   Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 117–120.

18.   Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальную осредненную температуру цикла в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 120–123.

19.   Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 123–125.

20.   Анфилатов А. А. Изменение объемного содержания оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 125–128.

21.   Анфилатов А. А. Индицирование тепловыделения в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 128–131.

22.   Анфилатов А. А. Методика исследований дизеля 2Ч 10,5/12,0 по снижению содержания оксидов азота при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 131–134.

23.   Анфилатов А. А. Обработка полученных результатов исследований дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 134–136.

24.   Анфилатов А. А. Объемное содержание оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 136–139.

25.   Анфилатов А. А. Расчет выбросов вредных газообразных веществ с отработавшими газами дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 139–141.

26.   Анфилатов А. А. Содержание оксидов азота в дизеле при работе на метаноле в зависимости от изменения установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92) С. 141–144.

27.   Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на мощностные и экономические показатели дизеля // Молодой ученый. 2015. № 13 (93) С. 73–76.

28.   Анфилатов А. А. Изменение массовой концентрации оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93) С. 76–79.

29.   Анфилатов А. А. Изменение мощностных и экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93) С. 79–82.

30.   Анфилатов А. А. Массовая концентрация оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93) С. 82–85.