Исследование дымности отработавших газов дизелей при работе на альтернативном топливе

В работе приводятся результаты изменения дымности отработавших газов дизеля 2Ч 10,5/12 выполненных по результатам экспериментальных данных при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи.

Ключевые слова:дизель, альтернативное топливо, метанол, сажа, двойная система топливоподачи.

Целью наших исследований является — улучшение эффективных и экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с использованием двойной системы топливоподачи (ДСТ). Результаты стендовых испытаний по влиянию применения метанола с ДСТ на дымность ОГ представлены ниже [1–11].

На рисунке 1 представлена зависимость изменения дымности ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных углах опережения впрыскивания топлива (УОВТ) ДТ и метанола на номинальном режиме работы при n=1800 мин^-1 и режиме максимального крутящего момента при n=1400 мин^-1. Из графиков видно, что при увеличении углов впрыскивания метанола и ДТ дымность ОГ снижается из-за повышения максимальной температуры сгорания и времени, отводимого на процессы окисления продуктов сгорания.

Рассматривая дымность ОГ при работе на метаноле с ДСТ n=1800 мин^-1 при установочном УОВТ ДТ Θ_ДТ=26º можно отметить следующее. При увеличении угла впрыскивания метанола дымность ОГ снижается с 1,7 ед. при Θ_М = 22º до 1,1 ед. по шкале Bosch при Θ_М = 34º. Снижение составляет 0,6 ед. по шкале Bosch или 35,3 %. При увеличении угла впрыскивания ДТ до Θ_ДТ=30º дымность ОГ изменяется с 1,6 ед. при Θ_М = 22º до 0,95 ед. по шкале Bosch при Θ_М = 34º, т. е. снижается на 40,6 % [12–22].

Рассматривая дымность ОГ при работе на метаноле с ДСТ при угле впрыскивания ДТ Θ_ДТ=34º видно, что дымность ОГ изменяется с 1,45 ед. при Θ_М = 22º до 0,8 ед. по шкале Bosch при Θ_М = 38º. Снижение составляет 0,65 ед по шкале Bosch или 31,0 %. При увеличении угла впрыскивания ДТ до Θ_ДТ=38º дымность ОГ снижается с 1,3 ед. при Θ_М = 22º до 0,8 ед. по шкале Bosch при Θ_М = 38º, т. е. 0,5 ед. по шкале Bosch или на 38,4 %. При изменении угла впрыскивания ДТ до Θ_ДТ=42º дымность ОГ снижается с 1,1 ед. при Θ_М = 22º до 0,8 ед. по шкале Bosch при Θ_М = 38º, т. е. на 27,3 %.

а)

б)

Рис. 1. Влияние применение метанола с ДСТ на дымность ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ: а — при n = 1800 мин^-1 и p_е = 0,585 МПа, q_цдт = 6,6 мг/цикл; б — при n = 1400 мин^-1 и p_е = 0,594 МПа, q_цд = 6,0 мг/цикл

Рассматривая дымность ОГ при работе на метаноле с ДСТ при установочном УОВТ Θ_М = 22º можно сделать следующее выводы. При увеличении угла впрыскивания метанола Θ_М = 26º дымность ОГ изменяется с 1,6 ед. при Θ_ДТ = 26º до 1,0 ед. по шкале Bosch при Θ_ДТ = 42º, т. е. снижается на 0,6 ед. по шкале Bosch. При установочном УОВТ метанола Θ_М = 30º дымность ОГ снижается с 1,5 ед. при Θ_ДТ = 26º до 0,9 ед. по шкале Bosch при Θ_ДТ = 42º, т. е. на 40,0 %.

При увеличении угла впрыскивания метанола Θ_М = 34º дымность ОГ снижается с 1,1 ед. при Θ_ДТ = 26º до 0,8 ед. по шкале Bosch при Θ_ДТ = 42º, при этом минимальное значение достигается уже при угле впрыскивания ДТ Θ_ДТ = 34º. Снижение составляет 0,3 ед. по шкале Bosch или 27,3 %. При установочном угле впрыскивания метанола Θ_М = 38º видно, что дымность ОГ не меняется и равна 0,8 ед. по шкале Bosch на всех углах впрыскивания ДТ.

Изменение дымности ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ ДТ и метанола на режиме максимального крутящего момента при n = 1400 мин^-1 имеет тот же самый характер кривых, что и при работе на номинальном режиме работы n = 1800 мин^-1. Минимальное значение дымности ОГ достигается на тех же сочетаниях углов впрыскивания топлива [23–26].

Литература:

1.         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.

2.         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.

3.         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.

4.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.

5.Лиханов В. А., Россохин А. В., Чупраков А. И. Особенности работы автотранспортного дизеля на этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 9. с. 16–19.

6.Лиханов В. А., Россохин, А. В. Уточненная математическая модель образования и выгорания частиц сажи в цилиндре дизеля 4Ч 11,0 / 12,5 при работе на этаноло-топливной эмульсии // Молодой ученый. 2015. № 15 (95). с. 106–109.

7.         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.

8.         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.

9.         Лиханов В. А., Лопатин О. П., Олейник М. А., Дубинецкий В. Н. Особенности химизма и феноменологии образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на природном газе // Тракторы и сельхозмашины. 2006. № 11. С 13–16.

10.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей тракторного дизеля путем применения природного газа и рециркуляции отработавших газов, метаноло- и этаноло-топливных эмульсий // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 3. С. 3–6.

11.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха // Тракторы и сельхозмашины. 2011. № 2. С. 6–7.

12.     Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/Киров, 2009. — 184с.

13.     Анфилатов А. А., Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров, 2008. — 156 с.

14.     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.

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.     Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. с. 4–5.

17.     Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.

18.     Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 151–154.

19.     Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 142–145.

20.     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.

21.     Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11. С. 235–238.

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

23.     Анфилатов А. А. Исследование дымности в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 50–53.

24.     Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 45–47.

25.     Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.

26.     Анфилатов А. А. Эффективные показатели дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле в зависимости от частоты вращения // Потенциал современной науки. 2015. № 5 (13). С. 29–32.