Показатели процессов сгорания и сажеобразования в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле

На рис. 1, а 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 номинальном режиме работы (n = 1800 мин^-1, р_е= 0,585 МПа) при Θ_ДТ = 34º.

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 4,2 г/м³, а r_{max дт расч.}= 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 1920 К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 34º и метанола Θ_М = 30º массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 11º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,473 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,311 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.} =0,031 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 90,5 %.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 34º и метанола Θ_М = 34º массовая и относительная концентрации достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 10º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,356 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,235 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 93,0 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tmax =21,0º п. к.в. после ВМТ и равна 1960 К.

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 34º и метанола Θ_М = 38º массовая и относительная концентрации достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 9º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,327 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,283 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= 140,0 º 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 2050 К.

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.} = 0,473 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º до С_{max м расч.} = 0,327 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 38º. Снижение составляет 30,9 %. Относительная концентрация снижается с r_{max м расч.}= 0,311 г/кг при Θ_М = 30º до r_{max м расч.} = 0,283 г/кг при Θ_М = 38º. Концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана при увеличении установочного УОВТ тоже снижается. Массовая концентрация снижается с С_{вых м расч.} =0,045 г/м³ при Θ_М = 30º до С_{вых м расч.} = 0,028 г/м³ при Θ_М = 38º. Снижение равно 37,8 %. Относительная концентрация снижается с r_{вых м расч.} =0,031 г/кг при установочном УОВТ метанола Θ_М =30º до r_{вых м расч.} = 0,019 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 = 34º.

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= 34º и метанола Θ_М = 30º массовая и относительная концентрации сажи достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 4º п. к.в. после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,412 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,28 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 93,0 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 19,0º п. к.в. после ВМТ и равна 1900К.

а)

б)

Рис. 1. Влияние применения метанола на показатели сажесодержания и температуру в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала при Θ_ДТ = 34º: а) при n = 1800 мин^-1; б) при n= 1400 мин^-1; ¾¾ дизельный процесс; ― ∙ ― ∙― метанол с запальным ДТ, Θ_м = 38º; ― ― ― метанол с запальным ДТ, Θ_м = 34º; ―∙ ∙ ― ∙ ∙ ― метанол с запальным ДТ, Θ_м = 30º

При работе дизеля на метаноле с ДСТ при установочных УОВТ ДТ Θ_ДТ= 34º и метанола Θ_М = 34º массовая и относительная концентрации достигают своего максимального значения через φ_{Cmax м расч} = 3,0º после ВМТ. С_{max м расч.} имеет значение 0,307 г/м³, а r_{max м расч.} = 0,213 г/кг. Далее процесс выгорания сажевых частиц начинает преобладать над процессом образования сажи, и концентрация сажи снижается до С_{вых м расч.} =0,018 г/м³ и r_{вых м расч.} =0,012 г/кг (φ_Cвых= 140,0 º п. к.в. после ВМТ). Концентрации снижаются на 93,0 %. Максимальная осредненная температура цикла достигает своего максимального значения при φ_Tzmax = 18,0º п. к.в. после ВМТ и равна 1900 К.

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.} = 0,412 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º до С_{max м расч.} = 0,307 г/м³ при установочном УОВТ метанола Θ_М = 34º. Снижение составляет 25,5 %. А относительная концентрация снижается с r_{м расч. max}= 0,28 г/кг при Θ_М = 30º до r_{max м расч.} = 0,213 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.} = 0,028 г/м³ при Θ_М = 30º до С_{вых м расч.}= 0,018 г/м³ при Θ_М = 38º. Снижение равно 15,1 %. Относительная концентрация снижается с r_{вых м расч.} = 0,019 г/кг при установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º до r_{вых м расч.} = 0,012 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.         Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 226–229.

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

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

11.     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.

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

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

14.     Россохин, А. В. Результаты исследований влияния применения этаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и отработавших газах дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 в зависимости от нагрузки // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 171–174.

15.     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.

16.     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.