Изменение показателей процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала

На рис. 1, а представлено влияние применения метанола с ДСТ на показатели сажесодержания и осредненную температуру газов в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от угла поворота коленчатого вала на номинальном режиме работы (n = 1800 мин^-1, р_е= 0,585 МПа) при Θ_ДТ = 30º.

При работе дизеля на ДТ массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax дт расч.} = 12º п. к.в. после ВМТ. С_{max дт расч.} имеет значение 4,2г/м³, а r_{дт расч. max} = 2,95 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых дт расч.} = 0,471 г/м³ и r_{вых дт расч.} = 0,287 г/кг (φ_Cвых=140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 88,8 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax =18º п. к.в. после ВМТ и равна 1920К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 30º и метанола Θ_М = 30º массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 12º п. к.в.после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,65 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,45 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых м расч.} =0,053 г/м³ и r_{вых м расч.} =0,037 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 91,8 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 23,5º п. к.в. после ВМТ и равна 2030К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 30º и метанола Θ_М = 34º массовая и относительная концентрации достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 11º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,6 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,415 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых м расч.} =0,045 г/м³ и r_{вых м расч.} =0,032 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 92,5 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 24,5º п. к.в. после ВМТ и равна 2110К.

Как видно из графиков, установочный УОВТ оказывает существенное влияние на показатели сажесодержания. При увеличении установочного УОВТ максимальная массовая концентрация сажи уменьшается с С_{max м расч.} = 0,65 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º до С_{max м расч.} = 0,6 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 34º. Снижение составляет 7,7 %. Относительная концентрация снижается с r_{max м расч.} = 0,45 г/кг при Θ_М =30º до r_{maxм расч.} = 0,415 г/кг при Θ_М= 34º. Концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана при увеличении установочного УОВТ тоже снижается. Массовая концентрация снижается с С_{вых м расч.} = 0,053 г/м³ при Θ_М = 30º до С_{вых м расч.} =0,045 г/м³ при Θ_М = 34º. Снижение равно 15,1 %. Относительная концентрация снижается с r_{вых м расч.} = 0,037 г/кг при угле впрыскивания метанола Θ_М = 30º до r_{вых м расч.} =0,032 г/кг при установочном УОВТ метанола Θ_М =34º.

На рис. 1, б представлено влияние применения метанола на показатели сажесодержания и осредненную температуру газов в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала на режиме максимального крутящего момента (n = 1400 мин^-1, р_е= 0,594 МПа) при Θ_ДТ = 30º.

При работе дизеля на ДТ массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax дт расч.} = 13,6º п. к.в. после ВМТ. С_{max дт расч.} имеет значение 2,2 г/м³, а r_{max дт расч.} = 1,50 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых дт расч.} =0,260 г/м³ и r_{вых дт расч.} = 0,180 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 88,2 ^%. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 16º п. к.в. после ВМТ и равна 1850 К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 30º и метанола Θ_М = 30º массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч.} = 5º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,455 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,312 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых м расч.} =0,033 г/м³ и r_{вых м расч.} =0,023 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 92,7 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 21,0º п. к.в. после ВМТ и равна 1900 К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 30º и метанола Θ_М = 34º массовая и относительная концентрации достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч.} = 4º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,44 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,306 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых м расч.}= 0,028 г/м³ и r_{вых м расч.}= 0,019 г/кг (φ_Cвых= 140,0º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 92,5 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 20,0º п. к.в. после ВМТ и равна 2020 К.

а)

б)

Рис. 1. Влияние применения метанола на показатели сажесодержания и осредненную температуру газов в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала при Θ_ДТ = 30º: а) при n = 1800 мин^-1; б) при n = 1400 мин^-1; ¾¾ дизельный процесс; ― ∙∙ ― ∙ ∙ ― метанол с запальным ДТ, Θ_м = 30º; ― ― ― метанол с запальным ДТ, Θ_м = 34º

Как видно из графиков, установочный УОВТ оказывает существенное влияние на показатели сажесодержания. При увеличении установочного УОВТ максимальная массовая концентрация сажи уменьшается с С_{max м расч.} = 0,455 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º до С_{max м расч.} = 0,44 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 34º. Снижение составляет 3,3 %. А относительная концентрация снижается с r_{max м расч.} = 0,312 г/кг при Θ_М= 30º до r_{max м расч.} = 0,306 г/кг при Θ_М = 34º. Концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана при увеличении установочного УОВТ тоже снижается. Массовая концентрация снижается с С_{м расч. вых} =0,033 г/м³ при Θ_М = 30º до С_{м расч. вых} = 0,028 г/м³ при Θ_М= 34º. Снижение равно 15,1 %. Относительная концентрация снижается с r_{м расч. вых} = 0,023 г/кг при угле впрыскивания метанола Θ_М = 30º до r_{м расч. вых} = 0,019 г/кг при установочном УОВТ метанола Θ_М = 34º.

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., 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.

3.         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.

4.         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. -167с.

5.         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) С. 340–343.

6.         Чувашев А. Н. Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на режиме максимального крутящего момента Молодой ученый. 2015. № 14 (94) С. 203–205.

7.         Лиханов В. А., Чувашев А. Н. Показатели процесса сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения частоты вращения Молодой ученый. 2015. № 15 (95) С. 109–111.

8.         Чувашев А. Н. Характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки на номинальной частоте вращения коленчатого вала. Технические науки: проблемы и перспективы: материалы III Mеждунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2015 г.). — СПб.: Свое издательство, 2015. — С. 77–78.

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

10.     Анфилатов А. А. Особенности расчета периода задержки воспламенения при работе дизеля на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 229–232.

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

12.     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.

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

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

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

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

17.     Россохин, А. В. Влияние применения этаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 в зависимости от нагрузки // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 165–167.

18.     Россохин, А. В. Показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 при работе на дизельном топливе и этаноло-топливной эмульсии в зависимости от угла поворота коленчатого вала // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 168–171.