Исследование эффективности использования биотоплива в дизельных двигателях | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Попов К. С., Юнусов А. Ф., Кашапов Р. Р., Никишин В. Н. Исследование эффективности использования биотоплива в дизельных двигателях [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2015 г.). — Пермь: Зебра, 2015. — С. 97-99. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/125/7870/ (дата обращения: 25.09.2018).

Введение.

«Во всем мире идут интенсивные исследования по поиску альтернативных источников энергии. Весьма привлекательным является использование метанола в качестве топлива для дизелей. Это объясняется наличием сырья, отлаженного производства и относительной дешевизной метанола. Если для бензиновых двигателей использование метанола как добавки к бензину (15 %) не представляет проблемы, то при использовании метанола в дизелях возникают трудности. Основная причина это то, что дизельное топливо без специальных присадок не смешивается с метанолом, что исключает его подачу в смеси с дизельным топливом в камеру сгорания.» [1].

Цель задачи и исследования.

-        непосредственная подача во впускной патрубок;

-        подача непосредственно в камеру сгорания.

-        Проведение испытаний и выявление изменение показателей работы двигателя.

Основная часть.

Испытания проводились на двигателе КАМАЗ 8ЧН 120/130 объемом 11,67 л.

Была организована следующая подача топлива в двигатель (рис. 1).

Рис. 1. Схема двухтопливной системы топливоподачи в цилиндр дизеля (основное топливо — метанол, запальное топливо — ДТ): 1 — топливный бак для ДТ; 2 — топливопровод для ДТ; 3 — топливный насос для подачи ДТ; 4 — форсунка для подачи ДТ; 5 — цилиндр дизеля; 6 — топливный бак для метанола; 7 — топливопровод для метанола; 8 — топливный насос для метанола; 9 — форсунка для подачи метанола

 

Это позволяет при соответствующей разнице установочных углов опережения впрыскивания дизельного топлива и метанола подавать метанол в факел распыленного дизельного топлива и способствует лучшей организации воспламенения метанола в цилиндре.

«При работе на метаноле с воспламенением от запальной порции дизельного топлива снижается максимальное давление сгорания и жесткость процесса сгорания. Это объясняется тем, что метанол впрыскивается в уже горящий факел запального топлива и воспламеняется сразу же при соприкосновении с ним, сгорая постепенно по мере впрыскивания и поступления в цилиндр.» [2].

«Применение биодизельного топлива в сравнении с нефтяным дизельным топливом в полном жизненном цикле позволяет снизить расход невозобновляемых природных ресурсов на 55 — 65 %; уменьшить выбросы парниковых газов в 3,5—4,6 раза; снизить ущерб окружающей среде на 15—16 %; уменьшить затраты с учетом экологического ущерба на 40 %.В то же время применение биодизельного топлива связано с увеличением затрат энергии в полном жизненном цикле на 10—20 % по сравнению с дизельным топливом.» [2].

Для нормальной работы двигателя необходимо подавать не менее 10 % запальной дозы топлива. Это позволяет обеспечить экономию 80 % дизельного топлива.

При этом наблюдается снижение NOx в 3,25 раза и сажи на 38 %.

Была организована следующая подача воздуха в двигатель, так как это наиболее хорошо конструктивно реализуется на разрабатываемом дизельном двигателе. (рис. 2).

Рис. 2. Подача воздуха в двигатель

 

Способ обеспечивает подачу метанола через центрально расположенный многодырчатый распылитель при закрутке воздушного потока. В данном случае обеспечивается снижение максимального давления сгорания, NOx , CO и CH.

Содержание метанола в метаноло-дизельной эмульсии не должно превышать 25 % объема с целью обеспечения нормальной долговечности работы двигателя.

Следует отметить, что должен использоваться обезвоженный метанол и учитываться, что со временем происходит поглощение влаги из атмосферы, что приводит к расслоению смесей.

Таблица 1

Результаты испытаний спиртов на дизеле 8ЧН 120/130

 

Как и следовало ожидать, добавка к дизельному топливу энергоносителя с меньшей теплотой сгорания увеличила расход топливной смеси. Однако не в том отношении, в каком уменьшилась ее расчетная Qн. Последнее объясняется эффектом утилизации теплоты и улучшением организации процесса сгорания, увеличением его термического и индикаторного КПД, уменьшением индикаторного расхода энергоносителя. Жесткость работы сохранялась при первоначальном незначительном увеличение скорости нарастания давления и неизменном положении точки максимального давления по углу поворота коленчатого вала. Концентрация сажи при добавлении 50 % метанола снизилась в 3 раза, расход ДТ в среднем на 20 %, в 3–4 раза CH при некотором росте CO. Выбросы NOx, по мнению авторов, не изменились.

При таком способе реализации питания двигателя и применении метаноло-дизельной смеси ( в соотношении 90:10) были достигнуты следующие эффективные показатели:

Ne max = 223,6 (кВт) — Максимальная эффективная мощность при nN = 1900 мин-1.

Me max =1334,4 (Н×м) — Максимальный эффективный крутящий момент при nM = 1200 мин-1.

Pe max = 1,425 (МПа) — Максимальное эффективное давление при nM = 1200 мин-1.

ge min = 233,7 (г/кВт×ч) — минимальный удельный эффективный расход топлива при nM = 1200 мин-1.

 

Литература:

 

1.      Звонов В.А., Козлов А.В., Кутенев В.Ф. Экологическая безопасность автомобиля в полном жизненном цикле. М.: НАМИ, 2001, 248 с.

2.      Звонов В.А., Козлов А.В., Теренченко А.С. Методика оценки эффективности применения альтернативных топлив на автотранспорте в полном жизненном цикле. Сб. науч. тр. Моск. семинара по газохимии 2004—2005. М.: ФГУП Изд- во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006, с. 114—129.

Основные термины (генерируются автоматически): дизельное топливо, использование метанола, двигатель, камера сгорания, максимальное давление сгорания, подача воздуха, полный жизненный цикл.

Похожие статьи

дизельное топливо, использование метанола, двигатель...

Исследование эффективности использования биотоплива... дизельное топливо, использование метанола, двигатель, камера сгорания, максимальное давление сгорания, подача воздуха, полный жизненный цикл.

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Рис. 1. Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от различных установочных УОВТ при n = 1800 мин-1 на максимальное давление сгорания в цилиндре (pе = 0,585 МПа, qцдт = 6,6 мг/цикл).

Камеры сгорания дизелей с двойным впрыскиванием топлива

Способы подачи метанола в цилиндр дизеля, влияющие на содержание токсичных компонентов в ОГ, мало чем отличаются один от другого. Общие закономерности сохраняются: с увеличением доли подачи метанола существенно снижается содержание NO х в ОГ...

Перспективы применения метанола в дизелях

В продуктах сгорания метанола практически нет и сернистых соединений.

20. Скрябин М. Л. Особенности горения капли дизельного топлива в турбулентном потоке метано-воздушной смеси в цилиндре газодизеля

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания.

Влияние применения метанола на показатели процессов...

3. Скрябин М. Л. Особенности горения капли дизельного топлива в турбулентном потоке

При увеличении частоты вращения происходит увеличение максимального давления сгорания

На рис. 1, а представлено влияние применения метанола на максимальную осредненную...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Рис. 1. Влияние применение метанола с ДСТ на максимальное значение давления сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ при n = 1400 мин-1 и pе = 0,594 МПа, qцд = 6,0 мг/цикл.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, работа, коэффициент избытка воздуха, показатель процесса сгорания, момент открытия, массовая концентрация сажи, выпускной клапан, снижение.

Влияние применения метанола на максимальное давление...

максимальное значение давления газов, дизельное топливо, установочный угол впрыскивания, максимальное значение давления, угол впрыскивания, увеличение, двойная система... Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Способы подачи метанола в камеру сгорания | Статья в журнале...

Способы подачи метанола вкамеру сгорания. Анфилатов Антон Анатольевич, кандидат технических наук, доцент. Вятская государственная сельскохозяйственная академия (г. Киров). Возможность использования метанола в качестве топлива для автотракторных дизелей...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

дизельное топливо, использование метанола, двигатель...

Исследование эффективности использования биотоплива... дизельное топливо, использование метанола, двигатель, камера сгорания, максимальное давление сгорания, подача воздуха, полный жизненный цикл.

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Рис. 1. Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от различных установочных УОВТ при n = 1800 мин-1 на максимальное давление сгорания в цилиндре (pе = 0,585 МПа, qцдт = 6,6 мг/цикл).

Камеры сгорания дизелей с двойным впрыскиванием топлива

Способы подачи метанола в цилиндр дизеля, влияющие на содержание токсичных компонентов в ОГ, мало чем отличаются один от другого. Общие закономерности сохраняются: с увеличением доли подачи метанола существенно снижается содержание NO х в ОГ...

Перспективы применения метанола в дизелях

В продуктах сгорания метанола практически нет и сернистых соединений.

20. Скрябин М. Л. Особенности горения капли дизельного топлива в турбулентном потоке метано-воздушной смеси в цилиндре газодизеля

Анализ горючих материалов двигателя внутреннего сгорания.

Влияние применения метанола на показатели процессов...

3. Скрябин М. Л. Особенности горения капли дизельного топлива в турбулентном потоке

При увеличении частоты вращения происходит увеличение максимального давления сгорания

На рис. 1, а представлено влияние применения метанола на максимальную осредненную...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Рис. 1. Влияние применение метанола с ДСТ на максимальное значение давления сгорания дизеля 2Ч 10,5/12,0 при различных установочных УОВТ при n = 1400 мин-1 и pе = 0,594 МПа, qцд = 6,0 мг/цикл.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

работа дизеля, увеличение нагрузки, метанол, работа, коэффициент избытка воздуха, показатель процесса сгорания, момент открытия, массовая концентрация сажи, выпускной клапан, снижение.

Влияние применения метанола на максимальное давление...

максимальное значение давления газов, дизельное топливо, установочный угол впрыскивания, максимальное значение давления, угол впрыскивания, увеличение, двойная система... Влияние метанола на максимальное давление сгорания...

Способы подачи метанола в камеру сгорания | Статья в журнале...

Способы подачи метанола вкамеру сгорания. Анфилатов Антон Анатольевич, кандидат технических наук, доцент. Вятская государственная сельскохозяйственная академия (г. Киров). Возможность использования метанола в качестве топлива для автотракторных дизелей...

Задать вопрос