Индикаторные показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ



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 приведены совмещенные индикаторные диаграммы дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и на ЭТЭ при номинальной частоте вращения n = 2200 мин^-1 и установленным среднем эффективном давлении p_е = 0,64 МПа. На данном рисунке рассмотрены индикаторные диаграммы на оптимальных установочных УОВТ, которые для дизеля работающего на ДТ установлены заводом изготовителем и составляет Θ_{впр ДТ} = 23º, для дизеля работающего на ЭТЭ был принят Θ_{впр ЭТЭ} = 23º. Результаты индицирования показывают некоторое увеличение давления сгорания р_zmax. Так, при работе на ДТ значение р_{zmax ДТ} = 8,4 МПа, а при работе дизеля на ЭТЭ значение возрастает до р_{zmax ЭТЭ} = 8,4 МПа, т. е. увеличение составляет 0,5 МПа, или 6,0 %. Точка начала видимого сгорания при работе на ДТ при значении угла  _{с ДТ} = 1º п. к.в., располагается до ВМТ на индикаторной диаграмме, а при работе на ЭТЭ при  _{с ЭТЭ} = 5,0º п. к.в. после ВМТ. Таким образом, с учетом установочного УОВТ, ПЗВ при работе на ДТ составляет  _{i ДТ} = 22,0º, а при работе на ЭТЭ —  _{i ЭТЭ} = 28,0º. Следует отметить, что процесс сгорания при работе дизеля на ЭТЭ несколько сдвигается вправо от ВМТ.

Таким образом закономерности изменения давления газов в цилиндре дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ЭТЭ сохраняются. При увеличении установочного угла происходит увеличение p_zmax [1–15].

На рисунке 2 изображены совмещенные индикаторные диаграммы снятые на частоте вращения n = 1700 мин^-1 и p_е = 0,69 МПа. При анализе данных диаграмм можно сделать вывод о сохранении закономерностей наблюдаемых при номинальной частоте вращения. Значение р_zmax при переходе дизеля на работу на ЭТЭ повышается. При работе дизеля на ДТ р_{zmax ДТ} = 8,7 МПа, а при работе дизеля на ЭТЭ р_{zmax ЭТЭ} = 9,2 МПа, при этом увеличение составляет 0,5 МПа или 5,7 %. Точка начала видимого сгорания лежит на линии сжатия индикаторной диаграммы угол  _{с ДТ} = 5,5º п. к.в. до ВМТ, а при работе на ЭТЭ при  _{с ЭТЭ} = 2,4º п. к.в. после ВМТ. На основании вышеизложенного ПЗВ при работе на ДТ составляет  _{i ДТ} = 17,5º, а при работе на ЭТЭ —  _{i ЭТЭ} = 25,4º.

Рис. 1. Индикаторные показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5 при Θ_{впр ДТ,ЭТЭ} = 23º и работе на ЭТЭ при n = 2200 мин-1, pе = 0,64 МПа; ------ — ДТ; — — — — — ЭТЭ

б)

Рис. 2. Индикаторные показатели дизеля 4Ч 11,0/12,5 при Θ_{впр ДТ,ЭТЭ} = 23º и работе на ЭТЭ при n = 1700 мин-1, pе =0,69 Мпа; ------ — ДТ; — — — — — ЭТЭ

Таким образом, при переходе дизеля на работу на ЭТЭ наблюдается некоторое увеличение значений р_zmax, а также увеличение ПЗВ, что приводит к увеличению времени нахождения топлива в камере сгорания до момента воспламенения, увеличению активных радикалов и очагов воспламенения. Это способствует увеличению скорости нарастания давления, а, следовательно, и увеличению жесткости работы дизеля [16–27].

Литература:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. 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.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. 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.
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. 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.