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

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 = 1400 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 n = 1400 мин^-1.

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 245 ppm при р_е = 0,127 МПа до 300 ppm при р_е = 0,55 МПа, а затем снижается до 280 ppm при р_е = 0,635 МПа. Увеличение составляет 18,3 %. Содержание сажи в ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ существенно снижается во всем диапазоне нагрузок. Содержание сажи в ОГ при р_е = 0,127 МПа составляет 0,1 единицы по шкале bosch, а при р_е = 0,635 МПа — 1,0 единицу по шкале bosch. Содержание сажи увеличивается в 10 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 составляяет 0,22 % и снижается до 0,10 % при р_е = 0,55 МПа, а затем возрастает до 0,14 % при р_е = 0,635 МПа. Колебания содержания СН_х составляют 54,5 %. Содержание СО в ОГ также изменяется по сложной зависимости: сначала снижается с 0,32 % при р_е = 0,127 МПа до 0,20 % при р_е = 0,50 МПа, а затем возрастает до 0,27 % при р_е = 0,635 МПа. Колебания содержания СО в ОГ составляют 37,5 %. Содержание СО₂ в ОГ при изменении нагрузки растет от 1,25 % при р_е = 0,127 МПа до 3,8 % при р_е = 0,635 МПа, или увеличивается в 3,04 раза.

Анализируя изменения значений содержания токсичных компонентов в ОГ дизеля в зависимости от изменения нагрузки при частоте вращения n = 1400 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 дизеля на ДТ, во всем диапазоне изменения нагрузки. Так, при р_е = 0,127 МПа содержание оксидов азота в ОГ снижается с 265 ppm при работе на ДТ до 245 ppm при работе на метаноле с ДСТ. При р_е = 0,53 МПа снижение содержания NO_x в ОГ еще более существенно. Если при работе дизеля на ДТ содержание NO_x в ОГ составляет 480 ppm, то при этой же нагрузке, но при работе дизеля на метаноле с ДСТ — только 300 ppm. Снижение составляет 37,5 %. При максимальных нагрузках (при р_е = 0,635 МПа) снижение NO_x в ОГ составляет от 430 ppm при работе дизеля на ДТ до 280 ppm при работе дизеля на метаноле с ДСТ, т. е. на 35 %.

Существенно снижается дымность ОГ при работе дизеля на метаноле с ДСТ во всем исследуемом диапазоне нагрузок. Так, при р_е = 0,127 МПа дымность ОГ снижается с 2,45 единицы по шкале bosch при работе дизеля на ДТ до 0,2 единицы по шкале bosch при работе дизеля на метаноле с ДСТ. Снижение составляет 12,2 раза. При р_е = 0,585 МПа снижение дымности ОГ также существенно. Если при работе дизеля на ДТ дымность ОГ составляет 4,15 единицы по шкале bosch, то при этой же нагрузке, но при работе дизеля на метаноле с ДСТ — только 0,75 единицы по шкале bosch. Снижение составляет 5,5 раза. При максимальных нагрузках (при р_е = 0,635 МПа) снижение составляет от 4,9 единицы по шкале bosch при работе дизеля на ДТ до 1,0 единицы по шкале bosch при работе дизеля на метаноле с ДСТ, или в 4,9 раза.

Анализируя содержание в ОГ суммарных углеводородов, можно константировать следующие закономерности: при работе дизеля на ДТ содержание СН_х при увеличении нагрузки растет, а при работе дизеля на метаноле с ДСТ содержание СН_х сначала снижается, а затем возрастает. При р_е = 0,127 МПа и работе дизеля на метаноле с ДСТ значение СН_х в ОГ составляяет 0,22 %, а при работе дизеля на ДТ — 0,06 %. Рост составляет 72,7 %. Содержания СН_х в ОГ при работе на ДТ и метаноле сравниваются и составляют 0,13 % при р_е = 0,37 МПа. Содержание СН_х в ОГ при работе на метаноле снижается до 0,10 % при р_е = 0,55 МПа, значение содержания СН_х при работе дизеля на ДТ составляет при этом 0,24 %, а затем возрастает до 0,14 % при р_е = 0,635 МПа, в то время как содержание СН_х при работе дизеля на ДТ составляет 0,36 %. Снижение составляет 61 %. 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 % р_е = 0,127МПа до 4,5 % р_е = 0,635 МПа, в то время как при работе дизеля на ДТ при этих же нагрузках содержание СО₂ в ОГ составляет 1,25 % и 3,8 % 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.