В Вятской ГСХА на базе кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов осуществлена разработка дизеля для работы на этаноло-топливной эмульсии. В работе приводится анализ полученных результатов.
Ключевые слова: дизель, эмульсия.
Анализируя графики дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ на номинальной частоте вращения коленчатого вала n=2200 мин-1 и при постоянном значении часового расхода GЭТЭ = 16,3 кг/ч можно сделать следующие выводы: на данной точке эффективная мощность составляет Ne = 55,8 кВт и достигается при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 23º. Часовой расход ДТ в составе ЭТЭ составляет GДТ прив = 11,0 кг/ч. Значение удельного расхода ЭТЭ составляет geЭТЭ = 297 г/кВт·ч, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ составляет geДТ прив. = 197,2 г/кВт. При применении ЭТЭ происходит увеличение расхода альтернативного топлива — это связано с меньшей теплотой сгорания ЭТЭ. При увеличении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 26º эффективная мощность снижается до значения Ne = 54,4 кВт или на 4,6 %, значение удельного расхода ЭТЭ возрастает до geЭТЭ = 306 г/кВт·ч, что составляет 3,0 %, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ возрастает до geДТ прив. = 202,2 г/кВт, увеличение составляет 3,0 %. При дальнейшем увеличении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 29º тенденция падения эффективной мощности и увеличения удельного расхода ЭТЭ сохраняется и составляет при этом Ne = 52,0 кВт, уменьшение составляет 6,4 %, geЭТЭ = 316 г/кВт·ч, увеличение составляет 6,4 %, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ возрастает до geДТ прив. = 211,5 г/кВт, увеличение составляет 6,4 %. При уменьшении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 20º эффективная мощность снижается до Ne = 55,2 кВт, снижение составляет 0,9 %, а удельный эффективный расход увеличивается до geЭТЭ = 300 г/кВт·ч, увеличение составляет 1,0 %. Значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ возрастает до geДТ прив. = 199,3 г/кВт, увеличение составляет 1,0 % [1–15].
Анализируя графики дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ на частоте вращения коленчатого вала соответствующей максимальному крутящему моменту n=1700 мин-1 и при постоянном значении часового расхода GЭТЭ = 13,1 кг/ч можно сделать следующие выводы: на данной точке эффективная мощность составляет Ne = 47,2 кВт и достигается при установочном УОВТ Θвпр ЭТЭ = 23º. Часовой расход ДТ в составе ЭТЭ составляет GДТ прив = 8,6 кг/ч. Значение удельного расхода ЭТЭ составляет geЭТЭ = 287 г/кВт·ч, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ составляет geДТ прив. = 182,2 г/кВт. При увеличении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 26º эффективная мощность снижается до значения Ne = 46,2 кВт или на 3,2 %, значение удельного расхода ЭТЭ возрастает до geЭТЭ = 296 г/кВт·ч, что составляет 3,1 %, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ возрастает до geДТ прив. = 186,1 г/кВт, увеличение составляет 3,1 %. При дальнейшем увеличении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 29º тенденция падения эффективной мощности и увеличения удельного расхода ЭТЭ сохраняется и составляет при этом Ne = 44,2 кВт, уменьшение составляет 6,5 %, geЭТЭ = 303,0 г/кВт·ч, увеличение составляет 5,6 %, а значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ возрастает до geДТ прив. = 194,6 г/кВт, увеличение составляет 5,6 %. При уменьшении значения установочного УОВТ до Θвпр ЭТЭ = 20º эффективная мощность снижается до Ne = 46,7 кВт, снижение составляет 1,1 %, а удельный эффективный расход увеличивается до geЭТЭ = 286,1 г/кВт·ч, увеличение составляет 0,3 %. Значение удельного эффективного расхода ДТ в составе ЭТЭ снижается до geДТ прив. = 184,2 г/кВт, уменьшение составляет 0,3 %.
Рис. 1. Эффективные показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ при работе на ЭТЭ: —— — ДТ; — - — - ЭТЭ
После проведенного анализа регулировочной характеристики дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ можно сделать вывод о значительном влиянии установочного УОВТ на мощностные и экономические показатели. Исходя из минимального удельного расхода ge был выбран оптимальный установочный УОВТ, который для дизеля, работающего на ДТ и ЭТЭ составил Θвпр ДТ, ЭТЭ = 23º. При увеличении значения установочного УОВТ происходит увеличение «жесткости» работы, что увеличивает напряжения в ЦПГ и может привести к его разрушению. При поздних установочных углах происходит повышение температуры охлаждающей жидкости, что может привести к перегреву дизеля [16–29].
Литература:
1. Лиханов, В.А., Россохин, А. В. Исследование процессов сажеобразования и сажесодержания в цилиндре быстроходного дизеля с турбонаддувом Д-245.12С при работе на компримированном природном газе // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 223–226.
2. Софронов М. В., Россохин А. В. Влияние применения этаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки // Сборник: молодежная наука 2014: технологии, инновации материалы всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. с. 104–107.
3. Россохин А. В. Показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ в зависимости от угла поворота коленчатого вала // Сборник: молодежная наука 2014: технологии, инновации материалы всероссийской научно-практической конференции, молодых ученых, аспирантов и студентов. Пермь, 2014. с. 98–101.
4. Лиханов В. А., Россохин А. В. Особенности теплообмена излучением в цилиндре дизелей при работе на газомоторном топливе // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 10–1. с. 14–17.
5. Кузьмин В. А., Заграй И. А., Россохин А. В., Рукавишникова Р. В. Определение размеров частиц сажи на различных участках системы выпуска дизеля // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2013. № 11–12. с. 3–10.
6. Лиханов В. А., Россохин А. В., Чупраков А. И. Снижение выбросов сажи с отработавшими газами дизелей путем применения альтернативных топлив // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 9. с. 13–16.
7. Лиханов В. А., Россохин А. В., Полевщиков А. С. Влияние этанола на показатели дизеля Д21А1 // Автомобильная промышленность. 2011. № 12. с. 26–27.
8. Россохин А. В. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем снижения дымности отработавших газов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Киров, 2006.
9. Лиханов В. А., Лопарев А. А., Рудаков Л. В., Россохин А. В. Улучшение эффективных показателей дизеля с турбонаддувом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 12. с. 15–19.
10. Лиханов В. А., Россохин А. В., Олейник М. А., Рудаков Л. В. Улучшение экологических показателей дизеля с турбонaддyвом путем применения природного газа // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 9. с. 8–10.
11. Россохин, А. В. Влияние применения альтернативных топлив на процессы образования и окисления сажевых частиц в цилиндре дизеля с камерой сгорания типа ЦНИДИ // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 152–154.
12. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эффективных показателей тракторного дизеля путем применения компримированного природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 7. С. 12–15.
13. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Влияние применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий на содержание токсичных компонентов в ОГ // Транспорт на альтернативном топливе. 2015. № 4 (46). С. 42–47.
14. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследования эффективных и экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на природном газе с рециркуляцией отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 5–1. С. 22–25.
15. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Известия Международной академии аграрного образования. 2013. Т. 4. № 16. С. 170–173.
16. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование эффективных показателей дизеля при работе на природном газе, метаноло- и этаноло-топливных эмульсиях // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 4–1 (35). С. 79–81.
17. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование экологических показателей дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 3 (16). С. 26–28.
18. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование показателей процесса сгорания газодизеля при работе с рециркуляцией отработавших газов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 33–36.
19. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Результаты исследований содержания оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 5–1. С. 66–68.
20. Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование нагрузочного режима дизеля при работе на природном газе с рециркуляцией, метаноло- и этаноло топливных эмульсиях // Потенциал современной науки. 2015. № 3 (11). С. 40–44.
21. Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. с. 3–5.
22. Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. с. 5–8.
23. Анфилатов А. А. Исследование токсичности на скоростном режиме дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 47–50.
24. Чупраков А. И. Возможность использования оксигенатных топлив в дизельных двигателях. // Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-2009»: Материалы V Всероссийской научно-технической конференции. — Казань: КГУ им. А. Н. Туполева, 2009. — С.58–62.
25. Зонов А. В., Чупраков А. И., Шаромов И. М. Влияние применения этаноло-топливной эмульсии в дизеле 4Ч 11,0/12,5 на мощностные и экономические показатели в зависимости от изменения нагрузки // Сборник научных трудов международной конференции Двигатель-2010, посвященной 180-летию МГТУ им. Н. Э. Баумана — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — С. 390–392.
26. Шаромов И. М., Зонов А. В., Чупраков А. И. Анализ свойств этаноло-топливных эмульсий // Сборник научных трудов международной конференции Двигатель-2010, посвященной 180-летию МГТУ им. Н. Э. Баумана — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — С. 416–420.
27. Лиханов В. А., Чупраков А. И., Зонов А. В., Шаромов И. М. Влияние применения этаноло-топливных эмульсий на индикаторные, экологические показатели и характеристики тепловыделения дизеля. // Тракторы и сельхозмашины: Ежемесячный научно-практический журнал. — М: Редакция журнала «ТСМ», 2011. — Вып. № 9. — С.13–16.
28. Лиханов В. А., Чупраков А. И., Зонов А. В., Шаромов И. М. Влияние применения этаноло-топливных эмульсий на эффективные показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5. // Транспорт на альтернативном топливе: журнал. — М, август 2011. — Вып. № 4. — С.50–53.
29. Лиханов В. А., Чупраков А. И., Зонов А. В., Шаромов И. М. Этаноло-топливная эмульсия и ее влияние на характеристики дизеля Д-240 // Автомобильная промышленность, 2012, № 3. — С.28–29.
