Характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ

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.

На рисунке 1, а представлены совмещенные графики изменения показателей тепловыделения в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 при n = 2200 мин^-1 и р_е = 0,64 МПа при работе на ДТ на различных установочных УОВТ в зависимости от угла п. к.в [1–15].

Максимальная осредненная температура цикла Т_max при установочном УОВТ Θ_{впр ДТ} = 29º составляет 2240 К и наблюдается при угле j_Tmax = 4,0º п. к.в. после ВМТ. При уменьшении установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 26º значение Т_max снижается до 2199 К и наблюдается при угле j_Tmax = 5,0º п. к.в. после ВМТ. При дальнейшем снижении установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 23º значение Т_max понижается до 2115 К и наблюдается при угле j_Tmax = 7,0º п. к.в. после ВМТ. При Θ_{впр ДТ} = 23º Т_max=2076 К.

Анализируя графики тепловыделения, нужно отметить, что при переходе к более ранним значениям установочных УОВТ происходит уменьшение скорости тепловыделения dχ/dj и сдвиг максимума скорости влево вдоль оси j. При угле Θ_{впр ДТ} = 29º максимум скорости тепловыделения (dχ/dj)_max = 0,082 и наблюдается при угле j = -1,5º п. к.в. до ВМТ. При уменьшении значения установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 26º значение (dχ/dj)_max увеличивается до 0,093 и наблюдается при угле j = -0,5º п. к.в. до ВМТ. При значении установочного УОВТ Θ_{впр ДТ} = 23º значение (dχ/dj)_max увеличивается до 0,097 и наблюдается при угле j = 2,0º п. к.в. после ВМТ. При дальнейшем уменьшении значения установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 20º значение (dχ/dj)_max увеличивается до 0,106 и наблюдается при угле j = 4,5º п. к.в. после ВМТ. Кривые относительного выделения теплоты χ и активного тепловыделения χ_i при работе на более поздних установочных УОВТ быстрее достигают своего максимума, чем на более ранних, что связано с более ранним началом сгорания и увеличением скорости тепловыделения. На рисунке 1, б представлены совмещенные графики изменения показателей, характеризующих тепловыделение в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 при n = 1700 мин^-1 и р_е = 0,69 МПа при работе на ДТ на различных установочных УОВТ в зависимости от угла п. к.в. Зависимости изменения кривых показателей тепловыделения, как при n = 2200 мин^-1 и р_е = 0,64 МПа, сохраняются. Максимальная осредненная температура цикла Т_max при установочном УОВТ Θ_{впр ДТ} = 29º составляет 2285 К и наблюдается при угле j_Tmax = 1,5º п. к.в. после ВМТ.

а)

б)

Рис. 1. Совмещенные характеристики тепловыделения дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 при работе на ДТ при различных установочных УОВТ в зависимости от угла п. к.в.: а) n=2200 мин-1, pе =0,64 МПа; б) n=1700 мин-1, pе =0,69 МПа; ^{__. __ —} Θ_{впр ДТ} = 20º, ^_______ — Θ_{впр ДТ} = 23º, ^{__ __ __ —} Θ_{впр ДТ} = 26º,^{__.. __} — Θ_{впр ДТ} = 29º

При уменьшении установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 26º значение Т_max снижается до 2230 К и наблюдается при угле j_Tmax = 2,5º п. к.в. после ВМТ. При значении установочного УОВТ Θ_{впр ДТ} = 23º значение Т_max повышается до 2145 К и наблюдается при угле j_Tmax = 3,0º п. к.в. после ВМТ. Анализируя графики тепловыделения, можно сделать вывод, что при работе на более ранних установочных УОВТ характерно уменьшение скорости тепловыделения dχ/dj, точка максимума скорости сдвигается влево. При угле Θ_{впр ДТ} = 29º максимум скорости тепловыделения (dχ/dj)_max = 0,085 и наблюдается при угле j = — 3,5º п. к.в. до ВМТ. При уменьшении установочного УОВТ до Θ_{впр ДТ} = 26º значение (dχ/dj)_max увеличивается до 0,098 и наблюдается при угле j = -3,0º п. к.в. до ВМТ. При значении установочного УОВТ Θ_{впр ДТ} = 23º значение (dχ/dj)_max увеличивается до 0,106 и наблюдается при угле j = — 2,5º п. к.в. до ВМТ. Кривые относительного выделения теплоты χ и активного тепловыделения χ_i при работе на более поздних установочных УОВТ быстрее достигают своего максимума [16–27].

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., 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.

18.     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.

19.     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.

20.     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.

21.     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.

22.     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.

23.     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.

24.     Чувашев А. Н. Совмещённые индикаторные диаграммы дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ при установочном угле впрыскивания дизтоплива 34°. Молодой ученый. 2015. № 16 (96) С. 244–246.

25.     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.

26.     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.

27.     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.