Экологические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки

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.

Рис. 1. Влияние применения метанола с ДСТ на содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при n = 1800 мин^–1: ¾ — дизельный процесс; — - — - метанол с запальным ДТ

На рисунке 1 представлено влияние применения метанола с ДСТ на содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n = 1800 мин^-1 [1–30]. Из кривых видно, что при работе дизеля 2Ч 10,5/12,0 на метаноле с ДСТ содержание токсичных компонентов в ОГ существенно снижается во всем диапазоне изменения нагрузки. Из графиков видно, что при увеличении нагрузки содержание оксидов азота в ОГ возрастает от 215 ppm при р_е = 0,127 МПа до 285 ppm при р_е = 0,55 МПа, а затем снижается до 250 ppm при р_е = 0,650 МПа. Увеличение составляет 24,6 %. Относительное содержание сажи в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ также существенно снижается во всем диапазоне нагрузок по сравнению с работой на ДТ, хотя и возрастает при увеличении нагрузки. Содержание сажи в ОГ при р_е = 0,127 МПа составляет 0,1 единицы по шкале bosch, а при р_е = 0,650 МПа — 1,3 единицы по шкале bosch. Содержание сажи увеличивается в 13 раз. Содержание СН_х в ОГ меняется по сложной зависимости. При р_е = 0,127 МПа и работе дизеля на метаноле с ДСТ значение СН_х в ОГ составляяет 0,28 % и снижается до 0,12 % при р_е = 0,47 МПа, а затем возрастает до 0,23 % при р_е = 0,65 МПа. Колебания содержания СН_х составляют 57 %. Содержание СО в ОГ также изменяется по сложной зависимости: сначала снижается с 0,28 % при р_е = 0,127 МПа до 0,20 % при р_е = 0,5 МПа, а затем возрастает до 0,35 % при р_е = 0,65 МПа. Колебания содержания СО в ОГ составляют 43 %. Содержание СО₂ в ОГ при изменении нагрузки растет от 0,80 % р_е = 0,127 МПа до 4,0 % при р_е = 0,65 МПа, или увеличивается в 5 раз.

Анализируя изменения значений содержания токсичных компонентов в ОГ дизеля в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n = 1800 мин^-1 и оптимальных установочных УОВТ, можно отметить следующее. Содержание оксидов азота в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ существенно ниже, чем при работе на ДТ во всем диапазоне изменения нагрузки. Так, при р_е = 0,127 МПа содержание оксидов азота в ОГ снижается с 225 ppm при работе на ДТ до 215 ppm при работе на метаноле с ДСТ, или на 4,4 %. При р_е = 0,55 МПа снижение содержания NO_x в ОГ еще более существенно.

Если при работе на ДТ содержание NO_x в ОГ составляет 420 ppm, то при этой же нагрузке, но при работе на метаноле с ДСТ — только 285 ppm. Снижение составляет 32 %. При максимальных нагрузках (при р_е = 0,65 МПа) снижение составляет от 380 ppm при работе дизеля на ДТ, до 250 ppm при работе дизеля на метаноле с ДСТ, или 34,2 %.

Существенно снижается в ОГ содержание сажи при работе дизеля на метаноле с ДСТ во всем исследуемом диапазоне нагрузок. Так, при р_е = 0,127 МПа содержание сажи в ОГ снижается с 2,1 единицы по шкале bosch при работе дизеля на ДТ до 0,1 единицы по шкале bosch при работе дизеля на метаноле с ДСТ. При максимальных нагрузках (при р_е = 0,65 МПа) содержание сажи в ОГ снижается от 6,5 единицы по шкале bosch при работе на ДТ до 1,3 единицы по шкале bosch при работе дизеля на метаноле с ДСТ, или в 5 раз.

Анализируя содержание в ОГ суммарных углеводородов, можно констатировать следующие закономерности: содержание СН_х при работе дизеля на ДТ при увеличении нагрузки растет, а при работе на метаноле содержание СН_х сначала снижается, а затем возрастает и имеет значения выше, чем при работе на ДТ во всем диапазоне нагрузок. При р_е = 0,127 МПа и работе дизеля на метаноле с ДСТ значение СН_х в ОГ составляяет 0,28 %, а при работе на ДТ — 0,03 %. Затем содержание СН_х при работе дизеля на метаноле с ДСТ снижается до 0,12 % при р_е = 0,47 МПа. Значение содержания СН_х при работе на ДТ составляет при этом 0,07 %. Затем величина СН_х возрастает до 0,23 % при р_е = 0,65 МПа, в то время как при работе дизеля на ДТ содержание СН_х составляет лишь 0,19 %.

Вместе с тем необходимо отметить, что при работе дизеля на метаноле с ДСТ возрастает содержание СО в ОГ на малых и средних нагрузках (до р_е = 0,55 МПа). При работе дизеля на метаноле с ДСТ и р_е = 0,127 МПа содержание СО в ОГ составляет 0,28 %, а при работе на ДТ — 0,08 %. Происходит увеличение в 3,5 раза. Однако с увеличением нагрузки содержание СО при работе на метаноле в ОГ дизеля снижается и при значении р_е = 0,55 МПа сравнивается со значениями содержания СО в ОГ при работе дизеля на ДТ и составляет 0,21 %. Содержание СО₂ в ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при изменении нагрузки мало зависит от вида топлива и изменяется практически по одной зависимости, хотя значения СО₂ при работе дизеля на метаноле с ДСТ во всем диапазоне выше значений содержания СО₂ в ОГ при работе дизеля на ДТ и растут от 1,80 % при р_е = 0,127 МПа до 4,6 % при р_е = 0,65 МПа, в то время как при работе дизеля на ДТ при этих же нагрузках содержание СО₂ в ОГ составляет 0,8 % и 4,0 % соответственно. Происходит увеличение в 2,25 и 1,15 раза соответственно.

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.