Совершенствование энергетических и экологических качеств дизеля типа Д-240 добавкой этанола к основному топливу тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат технических наук Фернандо Имал Даржанаприя Кумара Патабендиге

• Фернандо Имал Даржанаприя Кумара Патабендиге
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фернандо Имал Даржанаприя Кумара Патабендиге

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых обозначений и сокращений

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Анализ работ, посвященных проблеме совершенствования энергетических и экологических качеств дизелей применением спиртовых топ-лив, как добавок к основному

1.1. Применение спиртов, как альтернативных топлив

1.2. Спирты, как топлива для замены нефтяных топлив и спирты, как добавки к основным топливам для улучшения их качества

1.3. Решения проблем повышения эффективности, экономичности и экологичности дизеля

1.4. Анализ применимости спиртовых топлив в дизелях

1.5. Анализ методов и средств, обеспечивающих применение этанола в

дизелях

Выводы по главе 1

Постановка цели и задач исследования

Глава 2. Основные теоретические положения разработки метода и средств повышения эффективности и экологичности дизеля

2.1. Обоснование выбора этанола, как альтернативного топлива -добавки к основному дизельному

2.2. Основные физико-химические и моторные свойства этанола, его смесей с дизельным топливом и горючих смесей на их основе

2.3. Анализ теплоты, затраченной на парообразование при работе на спирте - дизельном топливе

2.4. Определение цетановых чисел смесевых спирто - дизельных топлив с разным содержанием этанола

2.5. Сравнительная оценка выбросов двуокиси углерода при работе на разных топливах

2.6. Анализ возможности форсирования дизеля по составу смеси добавкой этанола к основному топливу

2.7. Математическая модель разгона дизеля в штатном и опытном исполнениях

2.8. Модернизация системы топливоподачи для ввода в дизельное топливо этанола

2.9. Организация безреечного регулирования работы спирто - дизеля

Выводы по главе 2

Глава 3. Стенды для испытаний дизеля и его топливной аппаратуры, методики исследований, погрешности измерений и статистическая обработка результатов измерений

3.1. Стенд для исследования модернизированной топливной аппаратуры дизеля с системой подачи этанола, как добавки к основному дизельному топливу

3.2. Стенд для исследования дизеля с системой подачи этанола через клапан регулирования начального давления

3.3. Погрешности измерений

3.4. Статистическая обработка результатов повторных реализаций режимов разгонов

3.5. Методика определения динамической внешней скоростной

характеристики (ДВСХ) спирто - дизеля

Выводы по главе 3

Глава 4. Результаты расчётных и экспериментальных исследований

4.1. Исследования и регулировки топливной аппаратуры для ввода этанола в линии высокого давления перед штатной форсункой

4.2. Парниковые газы при применении смесевого спирто - дизельного топлива (.ЭТ+ДТ)

4.3. Влияние изменения физико - химических и моторных свойств топлива на рабочий процесс дизеля

4.4. Форсирование по моменту

4.5. Совершенствование динамических режимов

4.6. Регулирование спирто - дизеля методом отключения - включения цилиндров или циклов

4.7. Экономия дизельного топлива

Общие выводы

Список литературы

Приложения

Список принятых обозначений и сокращений

АВСХ- абсолютная внешняя скоростная характеристика, БиоЭт - биоэтанол,

ВСХ - внешняя скоростная характеристика,

ДВСХ- динамическая внешняя скоростная характеристика,

ЛВД - линия высокого давления топлива,

ЛНД - линия низкого давления топлива,

ПзВТ - период задержки воспламенения топлива,

РНД - регулирование начального давления,

СОЦЦ- система отключения цилиндров и циклов,

СП - спирт,

СпТЭ - спирто - топливная эмульсия, ФХР - физико - химическое регулирование, ЭТ- этанол,

ЭТЭ - этаноло - топливная эмульсия, Ме - эффективный крутящий момент двигателя (Нм), Мс - момент сопротивления вращению вала дизеля (Нм), рг - текущее давление газов в цилиндре (МПа),

Рн, РнРф. - давление топлива в насосе, в штуцере насоса, в штуцере форсунки (МПа),

Ме - мощность дизеля (КВт),

- мощность потребителя (сопротивления) (КВт), Рнач., Рост., - начальное и остаточное давления в ЛВД (МПа), Рг, Тг - текущие давление и температура в цилиндре (МПа, К), Тс - температура в цилиндре в конце сжатия (К),

С. ст - удельные теплоёмкости воздуха, топлива (кДж/(кг-К)),/2м, к рнд -ход иглы форсунки, ход клапана РНД, К.рнд - ограничение хода клапана РНД, t ~ температура (°С),

г - теплота парообразования (кДж/кг),

tnp - время приёмистости (с),

п, - частота вращения (1/мин),

со - угловая скорость вращения вала (рад/с),

еР., £в. - угловые ускорения разгона и выбега (рад/с ),

(р, (р1 - угол поворота коленчатого вала в градусах поворота коленчатого вала (град. п. к. в.),

коэффициент теплоиспользования (активного тепловыделения), (р - скорость теплоиспользования (0п.к.в.-1), г, - время (с),

т,- - период задержки воспламенения в единицах времени (с).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование энергетических и экологических качеств дизеля типа Д-240 добавкой этанола к основному топливу»

ВВЕДЕНИЕ

В глобальном масштабе, если говорить о сырьевых ресурсах, то главным природным ресурсом XXI века будет скорее всего пресная вода, а вовсе не углеводородное сырьё, нефть и газ, как это было в XX веке. Однако, в энергетическом плане, конечно важнейшим сырьём является углеводородное [10]. Прогнозы преувеличивают опасность скорого истощения запасов нефти. Однако технология добычи существенно усложняется. Усложняется и удорожает переработка более «грязной» нефти. Неизбежно повышение стоимости традиционных нефтяных топлив, особенно дизельных, отвечающих требованиям ЕВРО - 5, с содержанием серы менее 10 ч. н. м. (по оценке Международного энергетического агентства (МЭА) к 2030 г. мировые потребности в энергоносителях вырастут на 50%). На общегосударственном уровне Европа к 2020 году на 23% заменит традиционные топлива альтернативными.

Шри - Ланка - страна с ограниченными запасами традиционных энергоресурсов для производства моторных топлив. Страна существенно зависит от экспорта сырой нефти, газа, бензинов и дизельных топлив.

В то же время сельскохозяйственная направленность страны определяет наличие большого объёма биоресурсов, применимых для производства био - спиртов, био - газов, вообще, био - топлив. Биотоплива относятся к возобновляемым источникам энергии. Применение био - топлив в стране актуально как с точки зрения энергообеспечения, так и с точки зрения снижения экологической нагрузки на природу, атмосферу, особенно в крупных населённых пунктах. При этом следует учитывать особенности климата страны (жаркий тропический), который усложняет экологическую обстановку.

Шри - Ланка практически не имеет собственного достаточно объёмного производства двигателей внутреннего сгорания автотранспортного назначения. В связи с этим, применение различных методов и средств ре-

шения энергетических и экологических проблем должно идти по пути модернизации существующих ДВС, по пути приспособления существующих рабочих процессов и конструкций ДВС к новым техническим решениям.

Одним их альтернативных топлив, обеспечивающих по меньшей мере частичное решение задач энергоснабжения и повышения экологического качества окружающей среды, для Шри - Ланка является спиртовое топливо биологического происхождения, причём, именно био - этанол (нежелательность применения метанола связана как с его ядовитостью, так и с его коррозионной агрессивностью).

Внедрению спиртов в качестве моторного топлива способствуют хорошо отработанные промышленные технологии производства, что позволило, например, в Бразилии, где в качестве сырья для получения спирта используются отходы производства сахарного тростника, перевести часть транспорта на спиртовое топливо. В настоящее время в Бразилии этиловый спирт, произведенный из сахарного тростника, составляет около 40% горючего для автомобилей. В США примерно 20% урожая кукурузы перерабатываются в этиловый спирт, который смешивается с бензином в пропорции 1:9 для получения так называемого реформулированного (более чистого) бензина. Согласно закону о национальной политике в области энергетики США планируют к 2012 г. удвоить производство этилового спирта (в настоящее время он составляет 2% от общего объема потребления топлива) [95]. Цена этилового спирта в таком случае зависит от затрат удобрений, воды, природного газа и электроэнергии, используемых при производстве этилового спирта из кукурузы. Более эффективным является получение этилового спирта из целлюлозной биомассы (стерни и отходов растений, не используемых в качестве корма для животных). Очевидно, что производить в промышленном масштабе такое топливо могут позволить себе только страны, имеющие соответствующие климатические условия и стабильно производящие продукцию растениеводства.

Применение этанола (ЭТ) в двигателях с искровым зажиганием (ДсИЗ) не является новым для страны, которая достаточно активно изучает и внедряет опыт применения спирто - бензиновых смесевых топлив в таких двигателях. В то же время в стране растёт число единиц автотранспорта, оснащённых дизелями. Необходимо учитывать высокую экономичность и экологичность таких двигателей. Целесообразность применения дизелей в легковом и особенно грузовом автотранспорте подтверждается тем, что в странах, например, Евросоюза, количество легковых автомобилей с дизелями превысило 50 % их общего числа. А грузовых достигло 75 %.

В то же время известна сложность организации рабочих процессов и создания новых конструкций дизелей, работающих на чистом спиртовом топливе. Проще решается задача частичного замещения традиционного дизельного топлива (ДТ) этанолом, т. е. использования смесевого спирто -дизельного топлива. В то же время известна сложность и высокая стоимость создания устойчивых спирто - дизельных эмульсий (СпДЭ). Поэтому одним из эффективных методов организации рабочих процессов спирто - дизелей является создание эмульсии во время работы дизеля вводом этанола в дизельное топливо в линии высокого давления вблизи форсунки с использованием штатной топливной системы, оснащённой клапанами регулирования начального давления (.РНД). Такие системы называют также системами с импульсной подачей добавок к топливу.

Недостатком таких систем является зависимость количества подаваемой добавки (в данном случае спирта) от характеристики изменения остаточного давления (Рост.) штатной топливной аппаратуры и, как правило, возрастание количества добавки со снижением нагрузки и частоты вращения вала дизеля. Этим нарушается рациональность, возможная оптимальность количества вводимого ЭТ.

Ранее было показано существенное снижение дымности ОГ дизеля при добавке к ДТ этанола, чему способствует прежде всего высокое содержание кислорода в молекулах ЭТ. В литературе существует ограниченная

информация о возможности снижения токсичности выбросов спирто - дизеля, работающего на смесевом спирто - дизельном топливе, а также о влиянии добавки спирта на выброс парниковых газов, прежде всего С02. Недостаточна информация о количественных показателях изменения эффективности дизеля при работе на СпДЭ.

В работе поставлена цель повышения эффективности, экономичности и экологических качеств автотракторного дизеля использованием этанола в качестве добавки к дизельному топливу.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи.

• Подбор элементов топливной аппаратуры для организации процесса спирто - дизеля.

• Расчётно - экспериментальный анализ физико - химических и моторных свойств смесевых спирто - дизельных топлив (этанол + дизельное топливо).

• Анализ возможностей снижения токсичности выбросов, в том числе составляющей парниковых газов С02.

• Организация работы спирто - дизеля на режимах малых нагрузок и холостых ходов.

• Определение возможных количественных показателей экономии дизельного топлива замещением его этанолом.

• Определение возможных показателей совершенствования динамических качеств автодизеля при замещении части дизельного топлива этанолом.

Научная новизна работы заключается в следующем. Подтверждена возможность совершенствования энергетических и экологических качеств дизеля типа Д-240 добавкой этанола к основному топливу.

Предложены рекомендации по модернизации топливной аппаратуры дизеля типа Д-240, с целью применения этанола, как добавки к основному топливу.

Проведены уточнения ряда физико - химических, моторных, тепло-физических свойств смесевых спирто - дизельных топлив с различным содержанием этанола в них и горючих смесей на их основе.

Проведена оценка возможностей снижения выбросов СО2 при работе на смесевых топливах с разным содержанием этанола.

Разработан метод регулирования работы спирто - дизеля в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов путём «безреечного» регулирования (отключением - включением части цилиндров или циклов).

Получены количественные показатели экономии дизельного топлива частичным замещением его этанолом при реализации типичного ездового испытательного цикла.

Показана эффективность метода ввода этанола в дизельное топливо для форсирования дизеля при реализации неустановившихся режимов разгонов и получены количественные показатели.

Практическая ценность работы, особенно для Шри - Ланка, заключается в возможности модернизационным путём внедрить в дизели автотракторного назначения, оснащённые топливными системами разделённого типа, использование этанола для экономии традиционных топлив, повышения экологических качеств дизелей и улучшения их динамических качеств.

Практическая ценность работы заключается также в том, что реализация разработанных мероприятий по управлению дизелем безреечным методом позволяет повысить долю замещения дизельного топлива спиртовым - этанолом.

Практической ценностью обладают также предложенные уточняющие аппроксимирующие зависимости определения цетановых чисел смесевых спирто - дизельных топлив (ЭТ + ДТ).

Работа содержит введение, четыре главы основного содержания, выводы по главам и основные выводы и рекомендации по работе, приложе-

ние, список источников информации из 97 наименований. Работа изложена на 148 страницах, из которых 110 страниц основного машинописного текста, 76 иллюстраций, 8 таблиц.

Основные результаты работы изложены в четырёх статьях, ещё две статьи находятся в печати (все - в изданиях по списку ВАК РФ), а именно:

1 .Патрахальцев, Н. Н. Применение сжиженного нефтяного газа для расширения ресурсов дизельного топлива / Н. Н. Патрахальцев, С. А. Казаков, И. Д. Фернандо Кумара Патабандиге // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. - 2009, № 3 (45). - С. 3 - 6.

2. Патрахальцев, Н. Н., Казаков С. А., Фернандо Кумара П. И. Д. Регулирование рабочего процесса дизеля изменением физико - химических свойств топлива / Н. Н. Патрахальцев, С. А. Казаков, П. И. Д. Фернандо Кумара (Тезисы доклада на 84-м Всероссийском научно - техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. проф. В. И. Крутова. МГТУ им. Н.Э. Баумана.) // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». - 2009, № 4 (77).-С 118-119.

3. Зауави, Джавад. Регулирование рабочего процесса дизеля добавкой этанола к дизельному топливу / Джавад Зауави, М. В. Эммиль, Н. Н. Патрахальцев, Фернандо Кумара Патабандиге И. Д. // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. - 2010, № 5 (53). - С. 38 - 41.

4. Патрахальцев, Н. Н. Показатели качества протекания неустановившихся режимов разгонов дизеля после пусков (Тезисы доклада на 84-м Всероссийском научно - техническом семинаре по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. проф. В. И. Крутова. МГТУ им. Н.Э. Баумана.) / Н. Н. Патрахальцев, С. А. Казаков, П. И. Д. Фернандо Кумара // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». - 2010, № 3 (80). - С. 119.

5. Патрахальцев, Н. Н. Показатели качества протекания неустановившихся режимов разгонов дизеля после пусков / Н. Н. Патрахальцев, С. А.

Казаков, Фернандо Кумара П. И. Д. // Автомобильная промышленность. -2011, - № ... .(в печати).

б.Патрахальцев, Н. Н., Казаков С. А., Фернандо Кумара Патабандиге И. Д. ЛВЖ как инструмент повышения качества разгонов дизеля после пуска / Н. Н. Патрахальцев, С. А. Казаков, И. Д. Фернандо Кумара Патабандиге // Автомобильная промышленность. - 2011. - №......(в печати).

Основные результаты работы докладывались на ежегодных научно — технических конференциях инженерного факультета РУДН в 2008, в 2009 и 2010 годах, а также на 84-м и 85-м Всероссийских научно - технических семинарах по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок им. проф. В. И. Крутова в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2009 и 2010 г. г.

Заключение диссертации по теме «Тепловые двигатели», Фернандо Имал Даржанаприя Кумара Патабендиге

Общие выводы

В целом по работе могут быть сделаны следующие выводы.

1. Первым этапом освоения спирта, как альтернативного топлива для дизелей, может стать применение метода «физико - химического» регулирования (ФХР). Целью его является не столько экономия традиционных нефтяных топлив замещением их альтернативными, сколько воздействие на протекание рабочих процессов для повышения экономических, экологических, мощностных и прочих показателей дизелей. Проведено исследование и показана возможность повышения энергетических и экологических качеств дизеля типа Д-240 добавкой к основному топливу этанола в количестве порядка 30 - 40% массовых. Подтверждена возможность повышения мощностных показателей двигателя на величину порядка 10% без превышения допустимого уровня дымности (предела дымления). Достигнута возможность экономии до 10 - 20% нефтяного дизельного топлива замещением его спиртовым (этанолом) при одновременном снижении выбросов сажи в 1,5-2,5 раза. Доказана возможность повышения динамических качеств двигателя типа Д-240 и установки с ним путём применения системы добавки этанола к основному топливу одновременно с регулированием двигателя методом включения - отключения части цилиндров или циклов.

2. Разработаны рекомендации по модернизации топливной аппаратуры дизеля типа Д-240, с целью применения этанола, как добавки к основному топливу. Они заключаются в увеличении разгружающей способности нагнетательных клапанов топливного насоса высокого давления (ТНВД) с 52 до 82 мм3, установке клапана регулирования начального давления (РНД) вблизи штатной форсунки и оснащении клапана электромагнитной катушкой для управления отключением - включением цилиндров или циклов.

3. Проведены уточнения ряда физико - химических, моторных, теплофи-зических свойств смесевых топлив с различным содержанием этанола в них. Показана высокая погрешность определения цетановых чисел (ЦЧ) смесевых спирто - дизельных топлив использованием закона аддитивности. На основании опубликованной информации подобраны уравнения для определения ЦЧ смесевых топлив в зависимости от содержания этанола в смесевом топливе и от ЦЧ базового ДТ. Показано, что, например, для сме-севого топлива с содержанием ЭТ 30 - 40 % предложенные уравнения дают погрешность не более +2 - (-5) %, в то время, как уравнение аддитивности - до -25 %.

4. Проведена оценка возможностей снижения выбросов С02 при работе на смесевых топливах с разным содержанием этанола. Показано, что при допущении идентичности законов тепловыделения при сгорании дизельного и спирто - дизельного (60 % - ЭТ) топлив, одинаковой энергоёмкости подач и при коэффициенте избытка воздуха а, равном, в среднем для условий эксплуатации, 3,0 для дизеля и спирто - дизеля, снижение массового выброса СО2 составляет около 3 %. При этом выброс трёхатомных газов возрастает на 4,9 %. Массовый расход смесевого топлива возрастает до 27 %.

5. Разработан метод регулирования работы спирто - дизеля в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов путём «безреечного» регулирования (отключением - включением части цилиндров или циклов). Показано, что при условии допустимости снижения ЦЧ смесевого топлива не ниже 35, содержание ЭТ в смесевом топливе не должно превышать 25 - 30 %. Поскольку при снижении частоты вращения и нагрузки доля ЭТ в смесевом топливе возрастает до 80 % при нагрузке 25 %, то рекомендовано проводить отключение цилиндров или циклов при нагрузке не ниже 25 -30 %.

6. Получены количественные показатели экономии дизельного топлива замещением его этанолом. Показано, что экономия ДТ замещением его этанолом может достигать 10 - 15 % без применения безреечного регулирования и 25 - 30 % - при использовании метода отключения цилиндров или циклов (безреечное регулирование мощности двигателя).

7. Показана эффективность и получены количественные показатели метода ввода этанола в дизельное топливо для форсирования дизеля при реализации неустановившихся режимов разгонов. Так, время приёмистости при разгонах двигателей от птЫ до ппот без потребителя или с потребителем у спирто - дизеля сокращается до 9 %>, благодаря возможности форсирования двигателя по составу смеси без превышения установленного предела дымления. Часовой выброс сажи в исследованных режимах разгонов снижается до 40 - 45%. При этом часовой расход топлива возрастает до 10 -15%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фернандо Имал Даржанаприя Кумара Патабендиге, 2011 год

Список литературы

1. Краснощёков, Н. В. Адаптация тракторов и автомобилей к работе на биотопливе. / Н. В. Краснощёков, Г. Г. Савельев, А. Д. Шапкайц и др. // Тракторы и сельхозмашины. - 1994, № 12. - С. 1 - 4.

2. Азев, В. С., Энергетические характеристики современных нефтяных дизельных топлив / В. С. Азев, А. И. Купреев // Двигателестроение. -1988, №5.-С. 25 -26.

3. Арапов, В. В. Определение достоверной характеристики при исследовании неустановившегося режима работы дизеля / В. В. Арапов, Л. М. Павлович, Н. Н. Патрахальцев // Сб. науч. трудов. «Повышение эффективности использования процессов в тепловых двигателях». - М. Изд-во УДН. - 1985.-С. 77-82.

4. Базаров, Б. И. Энергоэкологическая эффективность альтернативных моторных топлив / Б. И. Базаров // Автомобильная промышленность. -2006, № 6. - С. 20 - 22.

5. Базаров, Б. И. Расчёт о моделирование внешних скоростных характеристик ДВС на альтернативном топливе / Б. И. Базаров // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005, № 12. - С. 20 - 23.

6. Белов, Е. А. Трибологические аспекты работы топливной аппаратуры дизеля на эмульгированном топливе / Е. А. Белов, И. Г. Мироненко, В. Б. Ломухин // Двигателестроение. 2004, № 1. - С. 38 - 40.

7. Валеев, Д. X. Возможности улучшения экономических и экологических свойств дизелей КАМАЗ-740 отключением цилиндров и циклов на режимах холостых ходов и малых нагрузок / Д. X. Валеев, В. А. Гергенре-дер., И. Ю. Олесов //Двигателестроение. - 1991, №8, 9. - С. 62 - 69.

8. Жегалин, О. И. Вероятностная оценка режимов работы тракторного двигателя /О. И. Жегалин и др. //Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1985, № 9. - С. 8 - 10.

9. Патрахальцев, Н. Н. Возможности форсирования дизеля изменением физико - химических свойств топлива / Н. Н. Патрахальцев, А. К. Сини-цын, А. А. Бадеев, А. Ф. Архипов // Строительные и дорожные машины. -2005, №4. - С. 33 -35.

10. Виноградский, В. Л. Регулирование дизеля изменением физико - химических свойств топлива добавкой сжиженного нефтяного газа / В. Л. Виноградский. Диссертация на соиск....канд. техн. наук. - М. - 2002. - 158 с.

11. Гайворонский, А. И. Использование природного газа и других альтернативных топлив в дизельных двигателях / А. И. Гайворонский, В. А. Марков, Ю. В. Илатовский. - М.: ООО «ИРЦ Газпром». - 2007. - 650 с.

12. Голубков, Л. Н. Расчетное исследование топливной системы дизеля при ее работе на диметилэфире / Л. Н. Голубков, Е. М. Померанцев, С. Д. Скороделов // Науч. труды Университета «Ангел Кынчев». Г. Руссе. -1999. - Т. 37, сер. 4. - С. 92 - 96.

13. Голубков, Л. Н. Метод и устройства для безразборного раскоксовы-вания распылителей форсунок дизелей / Л. Н. Голубков, В. П. Василевский, Гази Рамадан Бакир // Вопросы проектирования и эксплуатации автотранспортных средств и систем: Известия Тул. ГУ. - Тула, 1995. - С. 84 -93.

14. Горбунов, В. В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. В. Горбунов, Н. Н. Патрахальцев // М.: Изд. РУДН, 1998. - 214 с. - С. 157 — 177.

15. Грехов, Л. В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей / Л. В. Грехов, Н. А. Иващенко, В. А. Марков. - М.: Изд-во «Легион - Автодата», 2004. - 344 с.

16. Вырубов, Д. Н. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д. Н. Вырубов, Н. А. Иващенко, В. И.

Ивин и др.; Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 372 е., ил. - С. 170 - 176, 285 - 288.

17. Орлин, А. С. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. Орлина А. С. и Круглова М. Г. -М.: Машиностроение, 1985. - 456 с. - С. 219 - 240.

18. Луканин, В. Н. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для ВУЗов/В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян и др.; Под ред. В. Н. Луканина. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 2005. - 479 е.: илл.

19. Демьяненко, Д. В. Особенности рабочего процесса дизеля при работе на смесевом топливе / Д. В. Демьяненко // Вестник РУДН, сер. Тепловые двигатели. - 1996, № 1. - С. 15 - 18.

20. Ерохов, В. И. Новая концепция применения спиртов в качестве альтернативного моторного топлива / В. И. Ерохов // Транспорт на альтернативном топливе. - 2010, № 3 (15). - С. 55 - 61.

21. Ерохов, В. И. Газодизельные автомобили (конструкция, расчет, эксплуатация): Учеб. пособие. / В. И. Ерохов, А. Л. Карунин. - М.: Граф -Пресс, 2006. - 560 с.

22. Жегалин, О. И. Совершенствование процессов топливоподачи в широком диапазоне режимов путем регулирования начального давления / О. И. Жегалин, В. А. Куцевалов, Н. Н. Патрахальцев // Двигателестроение. -1987, № 1.-С. 15 - 18.

23. Звонов, В. А. Токсичность ДВС / В. А. Звонов. - М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

24. Лернер, М. О. Химические регуляторы горения моторных топлив / М. О. Лернер. -М.: Химия, 1979. - 202 с.

25. Зиняев, А. Б. Возможности повышения топливной экономичности дизелей типа ЯМЗ-238 отключением цилиндров и циклов / А. Б. Зиняев, Г. С. Корнилов и др // Двигателестроение. - 1991, №3. - С. 39 - 41.

26. Иванов, В. К. Результаты исследования корректирующей способности дизельной топливной аппаратуры с регулированием начального давления / В. К. Иванов, Ж. Ч. Ихеначо, Н. Н. Патрахальцев // Двигателестрое-ние. - 1986, № 5. - С. 25 -29.

27. Из выступления академика В. И. Субботина // Сб. науч. докл. IV ме-ждународн. совещ. по проблемам энергоаккумулирования и экологии в машиностроении, энергетике и на транспорте. - М.: ИМАШ РАН, 2004. -С. 4-9.

28. Кавтарадзе, Р. 3. Теория поршневых двигателей. Специальные главы / Р. 3. Кавтарадзе. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана. - 2008. - 720 с. - С. 427 -510.

29. Казначевский, В. Л. Повышение энергетических, экономических и экологических качеств дизеля 8 413/14 регулированием физико - химических свойств топлива / В. Л. Казначевский. - Автореферат дисс. ...канд. техн. наук. М. - 2006 - 16 с.

30. Камышников, О. В. Применение сжиженного нефтяного газа для организации газодизельного процесса с внутренним смесеобразованием / О. В. Камышников. - Автореферат дисс.....канд. техн. наук. М. - 2004. - 19 с.

31. Камышников, О. В. Топливная система дизеля с отключением цилиндров / О. В. Камышников, Н. Н. Патрахальцев, М. В. Эммиль, В. А. Зудин. - Авт. св. № 1694955. Бюл. «Открытия...». -1991, № 44.

32. Камфер, Г. М. Расчётная оценка цетановых чисел спирто - топливных смесей / Г. М. Камфер, А. К. Болотов, С. А. Плотников // Сб. Трудов МАДИ. «Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей». - 1990. - М.: МАДИ. - С. 59 - 64.

33. Костиков, А. В. Методы повышения динамических свойств дизель -генераторов / А. В. Костиков, Н. Н. Патрахальцев // Строительные и дорожные машины. - 2001. - № 4. - С. 16 - 19.

34. Лапидус, А. Л. Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода / А. Л. Лапидус // Химическая промышленность. - 1983, № 5. - С. 26 - 27.

35. Лиханов, В. А. Работа дизеля на метаноле с двойной системой топ-ливоподачи / В. А. Лиханов, В. М. Попов // Двигателестроение. - 1986, № 8.-С. 47- 50.

36. Льотко, В. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / В. Льотко, В. Н. Луканин, А. С. Хачиян. - М.: МАДИ (ТУ). -2000.-311 с.

37. Малов, Р. В. Некоторые особенности применения метанола в дизелях / Р. В. Малов, И. В. Ксенофонтов // Двигателестроение. - 1989, № 8. - С. 30 -31.

38. Марков, В. А. Спиртовые топлива для дизельных двигателей / В. А. Марков, Н. Н. Патрахальцев // Транспорт на альтернативном топливе. -2009, № 6 (12). - С. 40-47.

39. Малов, Р. В. Механизм воспламенения низкоцетановых дизельных топлив / Р. В. Малов //Автомобильная промышленность. - 1994, № 10. - С. 11-14.

40. Малов, Р. В. К вопросу о механизме внутрикапельного распылива-ния эмульсий / Р.В. Малов //Двигателестроение. -1991, № 4. - С. 12 - 13.

41. Морозова, В. С. Бессливной процесс топливоподачи для эффективного использования в дизелях различны углеводородных топлив / В. С. Морозова. - Автореф. дисс. ...докт. техн. наук. - М. - 1996. - 32 с.

42. Новиков, Л. А. Проблемы и перспективы создания малотоксичных дизелей / Л. А. Новиков, Н. А. Вольская // Двигателестроение. - 1993, № 1 -2. - С. 49-53.

43. Олесов, И. Ю. Повышение экономических, эффективных и экологических качеств автотракторного дизеля использованием метода отключения - включения цилиндров и циклов / И. Ю. Олесов. - Автореферат дисс. канд. техн. наук. - 1993. - 16 с.

44. Хачиян, А. С. Оценка возможности повышения экономичности дизелей с использованием расчётных циклов / А. С. Хачиян, В. В. Синявский,

В. А. Гергенредер и др. // Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания и их агрегатах: Сб. науч. тр. МАДИ. - М. - 1987.

45. Патрахальцев, Н. Н. Повышение экономических и экологических качеств двигателей внутреннего сгорания на основе применения альтернативных топлив. (Учебное пособие)/ H.H. Патрахальцев. - М.: РУДН. -2008. - 267 е.: ил.

46. Патрахальцев, Н. Н. Неустановившиеся режимы работы ДВС / Н. Н. Птрахальцев. М.: РУДН. - 2009. - 330 с.

47. Патрахальцев, H.H. Неустановившиеся режимы работы ДВС /учебн. пособие / H.H. Патрахальцев. - М.: - УДН. - 1981. - 24 с.

48. Патрахальцев Н. Н. Дизельные системы топливоподачи с регулированием начального давления // Двигателестроение. - 1980. - №10. - С. 33 -38.

49. Патрахальцев, Н. Н. Повышение устойчивости равновесных режимов работы дизелей / Н. Н. Патрахальцев //Повыш. экономичн. и эффек-тивн. поршн. и газотурб. двигателей. Сб. науч. труд. УДН. - 1981. - С. 55 -60.

50. Патрахальцев, Н. Н. Влияние переходных процессов в топливной аппаратуре на динамические свойства дизеля / Н. Н. ПАтрахальцев // Известия ВУЗов. Машиностроение. - 1987, №4. - С. 65 - 70.

51. Патрахальцев, Н. Н. От отключения цилиндров -к отключению циклов / Н. Н. Патрахальцев, А. Вальдеррама, X. Градос. // Автомобильная промышленность. - 1995, № 11. - С. 23 - 24.

52. Патрахальцев, Н. Н. Повышение динамических и экологических качеств дизеля при его регулировании изменением физико - химических свойств топлива / Н. Н. Патрахальцев, В. J1. Виноградский, М. Н. Пономарёв М. Н. // Вестник РУДН. - 2003, № 1. - С. 22 - 26.

53. Патрахальцев, Н. Н. Топлива, рабочие тела и их свойства. Задачи и решения / Н. Н. Патрахальцев, В. П. Шкаликова. Учебное пособие. М. -2002.- 67 е., ил.

54. Патрахальцев, Н. Н. Применение альтернативных топлив для регулирования рабочего процесса дизеля изменением физико-химических свойств топлива (статья) / Н. Н. Патрахальцев, В. Л. Казначевский, А. А. Бадеев // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. -2006, №2. -С. 72 -75.

55. Патрахальцев, Н. Н. Регулирование дизеля изменением физико - химических свойств топлива / Н. Н. Патрахальцев, В. Л. Казначевский, Е. Л. Силин Е. Л. // Известия ВУЗов. Сер. «Машиностроение». - 2008, № 6. - С. 43 - 49.

56. Патрахальцев, Н. Н. Возможности повышения динамических качеств дизель - генераторов применением метода отключения цилиндров и циклов / Н. Н. Патрахальцев, А. В. Костиков, А. Вальдеррама. // Автомобильная промышленность. - 2001, № 8. - С 14 - 16.

57. Патрахальцев, Н. Н. Использование отходов биохимических, химических микробиологических производств в качестве альтернативных топлив для дизелей / Н. Н. Патрахальцев, Сааде Юсеф Жебраэль. // Двигате-лестроение. - 1995. - С. 68 - 69.

58. Патрахальцев, Н. Н. Способ организации рабочего процесса спирто -дизеля / Н. Н. Патрахальцев, Ю. Ж. Сааде // Известия вузов. Машиностроение. - 1993, № 7 - 9. - С. 105 - 109.

59. Патрахальцев, Н. Н. Пути развития топливных систем для подачи в цилиндр нетрадиционных топлив / Н. Н. Патрахальцев, Л. В. Санчес // Двигателестроение. - 1988, № 3. - С. 11 - 13.

60. Патрахальцев, Н. Н. О возможности расширения ресурса дизельных топлив и регулирования рабочего процесса дизеля изменением состава топлива / Н. Н. Патрахальцев, Л. В. Санчес, В. П. Шкаликова // ДВС. Республиканок. межвед. науч.-техн. сб. - Харьков: Вища школа. - 1988. - Вып. 48.-С. 73 -79.

61. Патрахальцев, Н. Н. Повышение эффективности холодного пуска дизеля / Н. Н. Патрахальцев, А. В. Фомин, Д. X. Валеев // Двигателестрое-ние. - 1995, №2.-С. 79-80.

62. Патрахальцев, Н. Н. Экспериментальное исследование дизеля В-31, оснащённого системой отключения цилиндров / Н. Н. Патрахальцев, М. В. Эммиль, В. И. Козлов // ВЕСТНИК РУДН. - 2004, № 1. - С. 34 - 37.

63. Перспективные автомобильные топлива / Пер. с англ. - М.: Транспорт. - 1982.-210 с.

64. Марков, В. А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах. / В. А. Марков, А. И. Гайворонский, Л. В. Грехов, Н. А. Иващенко. - М.: Изд-во «Легион-Автодата». - 2008. - 464 с.

65. Санчес, Л. В. А. Расширение ресурса дизельных топлив и совершенствование рабочего процесса дизеля применением альтернативных топлив, присадок и добавок к топливу / Л. В. А. Санчес. - Автореферат дисс. ...канд. техн. наук. - 1988. - 16 с.

66. Санчес, Л. В. А. Установка для определения цетанового числа дизельного топлива с добавками и присадками / Л. В. А. Санчес, Н. Н. Патрахальцев, В. П. Шкаликова // Авт. св-во № 1455259 - 1989. - Бюлл. № 4.

67. РПатрахальцев, Н. Н. Система управления двигателем внутреннего сгорания бульдозера/ Патрахальцев Н. Н., Поликер Б. Е., Мазепов Н. Ф., Михальский Л. Л., Олесов И. Ю. // Авт. св. № 1757929. Бюл. «Открытия...» 1992, № 32.

68. Сомов, В. А. Физико-химическое регулирование процесса сгорания в дизеле путем оптимизации состава топлива / В. А. Сомов, А. П. Лесников // Тез. докл. науч.-техн. конф. Перспективы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания и двигателей новых схем и топлив. — М. -1980.-С. 75.

69. Харитонов, В. В. Повышение эффективности пуска автотракторного дизеля в условиях низких температур окружающего воздуха / В. В. Харит онов. - Автореферат дисс.....канд. техн. наук. - М. - 2005. - РУДН. - 16 с.

70. Хачиян, А. С. Применение различных топлив и энергетических установок в автомобилях будущего / А. С. Хачиян // Двигателестроение. 2004, № 1.С. 28-31.

71. Хачиян, А. С. Применение спиртов в дизелях / А. С. Хачиян // Двигателестроение. - 1984, № 8. - С. 30 - 34.

72. Хачиян, А. С. Сравнительная оценка выбросов двуокиси углерода различными двигателями / А. С. Хачиян // Сб. науч. трудов 1УГАДИ (ГТУ) «Перспективы развития энергетических установок для автотранспортного комплекса». М. - 2005. - С. 4 - 9.

73. Хачиян, А. С. Мир накануне резкого увеличения применения альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / А. С. Хачиян, В. Кузнецов, И. Шишлов // АГЗК+АТ. - 2006. - № 1 (25). - С. 34 - 35.

74. Хачиян, А. С., Синявский В. В. Дизели современных легковых автомобилей. Особенности рабочих роцессов и систем. Монография / А. С. Хачиян, В. В. Синявский. М. - Техполиграфцентр. - 2009. - 128 с.

75. Чулков, П. В. Моторные топлива: ресурсы, качества, заменители: Справочник / П. В. Чулков. - М.: - Политехника. - 1998. - 416 с.

76. Шкаликова, В. П., Патрахальцев Н. Н. Применение нетрадиционных топлив в дизелях. Изд. 2 -е, доп. / В. П. Шкаликова, Н. Н. Патрахальцев М.: Изд.-во РУДН. - 1993.-63 с.

77. Шкаликова, В. П. Эксплуатационные материалы: топлива: Учебное пособие / В. П. Шкаликова. - М.: Изд УДН. - 1984. - 62 с.

78. Adelman, Н. Alcohols in Diesel Engines. A Revieu / H. Adelman, // SAE Techn. Paper Ser. 1979, 56. - 9 p.

79. Adelman, H. G. Utilization of Pure Alcohol Fuels in a Diesel Engine by Spark Ignition / H. G. Adelman, R. K. Pefley // Paper В - 34. - P.p. 453 - 456.

80. Chen, Y. Diesel Alcohol Injection Stadies / Y. Chen, D. Gussert, X. Gao ets. // Automotive Engines. - 1981, 89. - № 4. - P. 50-53.

81. Fleisch, Т. A new clean technology: Demonstration of ULEV Emission on a Navistar Diesel engine fueled with Dimethyl Ether / T. Fleisch, C. McCarthy, A. Basu // SAE Paper 950061. - 1995.

82. Goetz, W. A. Performance and emissions of propane and natural gas and methanol fuelled bus engines / W. A. Goetz, D . Petherick., T. Topaloglu // SAE Technical pap. Ser. - 1988. - № 880494. - P. 1 - 12.

83. Gorbunov, V. V., Patrakhaltsev N. N. Toxicidad de los motores de combustion interna / V. V. Gorbunov, N. N. Patrakhaltsev. Peru. Arrequipa. - 1994. -200 p.p.

84. Horn, R. W. Engine Technology for Alternative Fuels / R. W. Horn // SAE Techn. Pap. Ser. 1980. - № 800663. - 8 p.p.

85. Ishii, Y. Application of emulsified fuels for a small diesel ngine / Y. Ishii, R. Takeuchi // Transactions ASAE. - 1974, 17; № 5. - P. 864 - 866.

86. Mabley, P. B. Additives for compression ignition fuels / P. B. Mabley, , A. Y. Milles //State of the art.-XXI Fisita congress. Belgrade. - 1986, V.l. -№865157.-P. 1391 - 1396.

87. Mori M. Ethanol Blended Fuels for Diesel Engine // Paper В - 54. - P.p. 595-602.

88. Moses, S. A. Experiments with Alcohol/Diesel Fuel Blends in Compression Ignition Engines / S. A. Moses, T. W. Ryan, W. E. Zikos // Paper В - 40. -P. 493 -501.

89. Starke, K. W. Ethanol as an Alternative Fuel for Diesel Engines / K. W. Starke, K. Oppenlaender // Fourth Intern. Symp. On Alcohol Fuels Technology. - Brasil. - Paper В - 59. - P.p. 635 - 639.

90. HTTP;//GIZMOD.RU/AUTO МОТО/

91. Шатров, M. Г. Применение систем подачи смесевого топлива конструкции МАДИ для подачи кислородосодержащих топлив в камеру сгорания дизеля /М. Г. Шатров, В. И. Мальчук, А. Ю. Дунин и А. А. Езжев // Сб. науч. трудов международной конференции «Двигатель 2010», посвящён-

ной 180 - летию МГТУ им. Н. Э. Баумана. Под ред. Н. А. Иващенко, В. А. Вагнера, Л. В. Грехова. М. 2010. - С. 359 - 364.

92. Шаромов, И. М. Анализ свойств этаноло - топливных эмульсий / И. М. Шаромов, А. В. Зонов, А. И. Чупраков // Сб. науч. трудов международной конференции «Двигатель 2010», посвященной 180 - летию МГТУ им. Н. Э. Баумана. Под ред. Н. А. Иващенко, В. А. Вагнера, Л. В. Грехова. М. 2010.-С. 416-420.

93. Зонов, А. В., Чупраков А. И., Шаромов И. М. Влияние применения этаноло-топливной эмульсии в дизеле 44 11/12,5 (Д-243) на мощностные и экономические показатели в зависимости от изменения нагрузки / А. В. Зонов, А. И. Чупраков, И. М. Шаромов // Сб. науч. трудов международной конференции «Двигатель 2010», посвященной 180 - летию МГТУ им. Н. Э. Баумана. Под ред. Н. А. Иващенко, В. А. Вагнера, Л. В. Грехова. М. 2010.-С. 390-395.

94. Кавтарадзе, 3. Р., Кавтарадзе Р. 3. Перспективы применения поршневых двигателей на альтернативных моторных топливах / 3. Р. Кавтарадзе, Р. 3. Кавтарадзе // Транспорт на альтернативном топливе. - 2009, № 6 (12). -С. 59-65.

95. Хэйвуд, Дж. Горючее будущего / Дж. Хэйвуд, // В мире науки. 2007, № 1. - С. 28-31.

96. Савельев, Г. Альтернативное топливо в сельском хозяйстве / Г. Савельев // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. -2006, № 1 (25).-С. 64-70.

97. Вайнштейн, Г. Я., Крепе Л. И. Влияние колебаний нагрузки ... / Г. Я. Вайнштейн, Л. И. Крепе // Двигателестроение. - 1982, № 7. - С. 35 - 37.

Приложения Выдержки из книги Льотко и др.

Некоторые физико - химические свойства этанола и дизельного топлива

Свойства Этанол ДТ

Химическая формула СН3СН2ОН cnHmor

Молекулярная масса, кг/моль 46,07 180-200

Температура кипения, °С. 78 180-370

Давление насыщенных паров, МПа 0,35 при 38°С 0,069 при 38 °С

Вязкость кинематическая при 20°С, мм2/с 1,00 3-6

Плотность рт при 20°С, кг/м3, жидкой фазы при г=20 °С, Р=1бар. 810 840

Низшая теплота сгорания, Нн, МДж/кг 25 42,5

Взрывоопасное объёмное содержание, % 3,5- 15 0,6-6,5

Пределы воспламенения, % по объёму 4,3-19 1,58-8,2

Температура самовоспламенения, °С 420 200-220 (280)

Температура вспышки, °С 21 75

Стехиометрическое число, /0, кг/кг 9,0 14,6

Н„Д0, МДж/кг 2,78 2,95

Теплота испарения (парообразования), при 1,013 -105 Па, КДж/кг 904 250

Содержание в долях, С Н О 0,522 0,13 0,348 0,86 0,136 0,004

Водородное число, Н/С 0,249 0,158

Теплотворная способность стехиометри-ческой смеси при Т=293 К и Р=Т05 Па, о кДж/м (внутреннее смесеобразование) 3514 3461

Содержание трёхатомных газов в теоретических продуктах сгорания стехиомет-рической смеси, % 30,5 - 30,7 26-28

Теоретический коэффициент молекулярного изменения (/¿0) при сгорании сте-хиометрической смеси (внутреннее смесеобразование) 1Д4 1,065

Цетановое число 8 40-55

Скорость звука, м/с, при 20 °С 1260

Смешиваемость с водой хорошая плохая

Смешиваемость с углеводородными топ-ливами плохая хорошая

Относительный объёмный расход топлива 1,69 1,0

Модуль упругости, Н/м2' при 20°С 1340х106

кДж/кмолъ; ()см=(2Н/(22,4М{) = <2Н/(22,4аМ0);

Низшая теплота сгорания стехиометрических горючих смесей (Нн.г.см) различных топлив отличаются в существенно меньшей степени, чем теплота сгорания (Нн ) топлив. Отличие низшей теплоты сгорания ЭТ (Нн.эт.) от теплоты сгорания ДТ (Нн дт) составляет 41,2 %, а отличие теплоты сгорания стехиометрической этаноло - воздушной горючей смеси (Нн.г.см.эт) отличается от аналогичного показателя горючей смеси на базе ДТ (Нн^смдт) - лишь на 1, 53 %. Связано это с повышенным содержанием в ЭТ кислорода, принимающего участие в сгорании и снижающего величину стехиометрического количества воздуха 10. Кроме того, повышенное содержание водорода в ДТ повышает теплоту сгорания топлива и одновременно увеличивает стехиометрическое количество воздуха. Эти факты важны при оценке удельных мощностных показателей двигателей при использовании разных топлив в соответствии с соотношением

.V ■цу-цм-рк-п. [кВт/л], (....)

уи) т 10 а

в котором теплота сгорания находится в числителе, а стехиометрическое число - в знаменателе.

Высокие значения теоретического коэффициента молекулярного изменения (д0) при сгорании ЭТ связаны с высоким содержанием кислорода, который при горении топлива переходит в газообразное состояние, что способствует достижению больших значений средних давлений цикла.

Использование низкоцетанового этанола в дизеле требует применения специальных решений, нередко усложняющих конструкцию дизеля.

Содержание трёхатомных газов (С02, Н20) оказывает влияние на теплоёмкость продуктов сгорания. Их процентное содержание для ЭТ оказывается на 2,65 % выше, чем при сгорании ДТ. Это может оказать отрица-

тельное влияние на экономичность и эффективность соответствующих циклов.

По сравнению с продуктами сгорания ДТ процентное содержание С02 в продуктах сгорания ЭТ оказывается на 1,65 % меньше (при сгорании стехиометрической смеси). Это оказывает положительное влияние на снижение парникового эффекта.

Таблица

Содержание и состав продуктов сгорания в кг/кг и в % в случае стехиометрической смеси

Топливо со2 Кг/кг н2о Кг/кг со2+н2о Кг/кг n2 Кг/кг Е Кг/кг %зх атомных газов % со2 % Н20

Дизельное 3,19 1,134 4,324 11,126 15,45 28 20,65 7,35

Этанол 1,914 1Д7 3,084 6,976 10,06 30,65 19 11,65

При сравнении двух циклов (спирто - дизеля и дизеля) при условии одинаковых коэффициентов избытка воздуха и одинаковых параметрах, характеризующих тепловыделение, показано некоторое снижение экономичности и среднего давления цикла при использовании ЭТ по сравнению с использованием ДТ. Эти ухудшения качеств цикла связаны прежде всего с теплофизическими свойствами этанола.

Итак, одни факторы улучшают показатели цикла с ЭТ по сравнению с циклом на ДТ, а другие - ухудшают.

В случае испарения топлива за счёт теплосодержания заряда цикл с этанолом при а = idem уступает базовому циклу при работе на ДТ как по экономичности, так и по среднему давлению цикла. Если испарение этанола происходит в пристеночной зоне, то скрытая теплота парообразования снижает температуру стенок и уменьшает потери теплоты на теплоотвод. В этом случае, если происходит уменьшение теплопотерь в систему охлаждения, то ухудшение показателей цикла с ЭТ будет меньше, а улучшение - больше.

Опыты по применению этанола при высоких нагрузках на развёрнутых дизелях (М-процесс), а также и в случаях объёмного смесеобразования свидетельствуют о несколько лучших показателях цикла, чем с дизельным топливом. Таким образом, применение этанола обеспечивает более высокое совершенство процессов смесеобразования и тепловыделения.

Достоинством применения ЭТ как добавки к ДТ является существенное снижение дымности ОГ. Это связано в значительной степени с повышенным водородным числом ЭТ, которое на 57, 6 % превышает аналогичный показатель ДТ. Одним из ограничительных параметров работы дизеля является дымность ОГ, как показатель технического состояния, качества рабочего процесса (а не только как экологический показатель). Если принять за допустимый уровень дымности предел дымления базового процесса на ДТ, то цикл спирто - дизеля можно форсировать по коэффициенту избытка воздуха, принимая аэт. < адт. Другим параметром, который должен быть выбран до начала сравнения циклов спирто - дизеля и дизеля, является концентрация ЭТ в смесевом топливе. Этот параметр целесообразно выбирать по уровню допустимого снижения цетанового числа смесевого топлива (ЦЧсмт).

Таблица 3.5.

Определение погрешности среднего результата повторных прямых измерений времени приёмистости дизеля

Выборочное Относительная средн. погрешность

Номер Время, Откло- квадратич. результатов

измер. с, нение Квад- отклонение дел.п'

[ приём. рат 5 п 2,482

н-и Н-Н

н ср ср 0,1315 или

1 2,25 -0,01 1Е-04 2,50%

2 2,32 0,06 0,0036 Надёжн.

3 2,26 0 0 0,95

4 2,4 0,14 0,0196

5 2,18 -0,08 0,0064 Коэф.Стъю.К

6 2,22 -0,04 0,0016 2

7 2,31 0,05 0,0025

8 2,25 -0,01 1Е-04 Доверит.

9 2,16 -0,1 0,01 интервал

10 2,21 -0,05 0,0025 делта

11 2,26 0 0 сигма

12 2,05 -0,21 0,0441 0,2631

13 2,21 -0,05 0,0025

14 1,98 -0,28 0,0784 Относит, ср.

15 2,52 0,26 0,0676 квадратич.

16 2,47 0,21 0,0441 погрешн.

17 2,34 0,08 0,0064 дельта п

18 2,25 -0,01 1Е-04 0,1164

19 2,16 -од 0,01

20 2,45 0,19 0,0361 Погрешн.

21 2,35 0,09 0,0081 среднего

22 2,12 -0,14 0,0196 результата

Сумма 49,72 0,3634 серии

X1 ср 2,26 Сумма повторных

квадр. прямых 0,3634 результатов измерений дел.п 0,0561

Таким образом, если при сравнении результатов расчёта времени приёмистости со временем, полученным экспериментально, их разница не превышает плюс - минус 2,5 %, то можно говорить о сходимости результатов.

Определение погрешности среднего результата повторных прямых измерений времени приёмистости дизеля

Выборочное Относительная средн. погрешность

Номер Время, Откло- квадратич. результатов

измер. с, нение Квад- отклонение дел.п1

{ приём. рат 5 л 5,74

Н 1Н1 ср 11-1 [ ср 0,3125 или

1 3,4 0,12 0,01 5,70%

2 зд -0,18 0,03 Надёжн.

3 3,6 0,32 0,10 0,95

4 3 -0,28 0,08

5 2,9 -0,38 0,15 Коэф.Стъю.К

6 3,7 0,42 0,17 2

7 3,1 -0,18 0,03

8 3,4 0,12 0,01 Доверит.

9 3,5 0,22 0,05 интервал

10 2,8 -0,48 0,23 делта

11 3,6 0,32 0,10 сигма

Сумма 36,1 0,98 0,6249

11 ср 3,282

Относит.ср. квадратич. погреши, дельта п 0,1904

Погреши, среднего результата серии повторных прямых Сумма результатов квадр. измерений 0,3634 дел.п 0,1884

Таким образом, если при сравнении результатов расчёта времени приёмистости со временем, полученным экспериментально, их разница не

превышает плюс - минус 5,7, то можно говорить о сходимости результатов.

Определение погрешности среднего результата повторных прямых измерений времени приёмистости

дизеля Выборочное средн. Относительная погрешность

Номер Время, Откло- квадратич. результатов

измер. с, нение Квад- отклонение дел.п'

1 приём. и-и рат п 8,15

н ср ср 0,2915 или

1 3,4 0,20 0,04 8,15%

2 зд -0,10 0,01 Надёжн.

3 3,6 0,40 0,16 0,95

4 3 -0,20 0,04

5 2,9 -0,30 0,09 Коэф.Стъю.К

Сумма 16 0,34 2

11 ср 3,200

Доверит, интервал делта сигма 0,5831

Относит.ср.

квадратич.

погрешн.

дельта п п 1 С99

Погрешн. среднего результата

серии повторных

прямых результатов измерений дел.п 0,2608

Таким образом, если при сравнении результатов расчёта времени приёмистости со временем, полученным экспериментально, их разница не превышает плюс - минус 8,15 %, то можно говорить о сходимости результатов.

Таким образом, уменьшение количества повторных реализаций разгонов, повторных измерений приводит к следующим возрастаниям относительных погрешностей измерений (рис. П.З).

Число тмер&тй} N

Рис. П.З. Снижение погрешности измерений с ростом числа реализаций измерений.

Бош

Рис. П. 3. Зависимость концентрации сажи ( Сс) в ОГ дизеля от показаний дымомера Бош (ед. Бош).

700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100

п, 1/мин

Рис.4. Сравнение значений относительных моментов дизеля, газодизеля в разных регулировках и дизеля с наддувом (для сравнения)

п,1/мин

Рис. 4....Скоростные характеристики изменения удельных моментов дизеля ЯМЗ-2Э8 в разных комплектациях