Исследование скоростного режима дизелей Минского моторного завода при работе на природном газе

3 / 17

Исследование скоростного режима дизелей Минского моторного завода…
Инженерный журнал: наука и инновации # 1·2017 3
ной мощности и крутящего момента. Так, применение 20%-ной ре-
циркуляции при n = 1400 мин–1 приводит к падению эффективной
мощности на 2,5 % относительно чисто газодизельного процесса.
При увеличении частоты вращения с 1 400 до 2 400 мин–1 удельный
эффективный расход топлива g е снижается с 204 при n = 1 400 мин–1 до
198 г/(кВт · ч) при n = 1 700 мин–1, а затем растет до 213 г/(кВт · ч) при
n = 2 400 мин–1. При работе на природном газе с 10 и 20 %-ной рецирку-
ляцией ОГ gе изменяется в пределах 207… 218 и 214…224 г/(кВт · ч),
соответственно. Таким образом, применение 10 и 20 %-ной рециркуля-
ции в диапазоне значений частоты вращения коленчатого вала
1 400…2 400 мин–1 приводит к увеличению gе до 1,5…2,4 и 4,9…5,2 %
соответственно. Значение эффективного КПД ηe, максимум которого
достигается при частоте, соответствующей максимальному крутяще-
му моменту, в случае газодизельного процесса составляет 0,37, а в
случае газодизельного с 10 и 20%-ной рециркуляцией — соответ-
ственно 0,36 и 0,35, что ниже на 2,7 и 5,4 %.
При работе газодизеля с рециркуляцией часовой расход воздуха и
G в и коэффициент избытка воздуха α уменьшаются пропорционально
увеличению степени рециркуляции. Температура ОГ tг при работе с ре-
циркуляцией снижается незначительно с увеличением степени рецир-
куляции. Температура рециркулируемых газов tр.г в случае 20%-ной ре-
циркуляции на всех скоростных режимах не превышает 67 оС. Часовой
расход Gт.зап запального дизельного топлива возрастает с увеличением n.
Содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 на
установочном угле опережения впрыскивания топлива Θвпр = 23° в
зависимости от частоты вращения представлено на рис. 2.
Анализируя графики содержания токсичных компонентов при
работе по газодизельным процессам с рециркуляцией и без рецирку-
ляции ОГ, можно отметить, что характер кривых соответствует ди-
зельному процессу, при этом изменяются лишь числовые значения
рассматриваемых параметров.
Так, в случае газодизельного процесса с 20%-ной рециркуляцией
при увеличении частоты вращения с 1 400 до 2 400 мин –1 содержание
оксидов азота снижается с 900 до 700 ppm, или на 22,2 %, что ниже,
чем в случае дизельного процесса, на 30,8 и 30,0 % соответственно. Со-
держание суммарных углеводородов (СН x) увеличивается как при по-
вышении частоты вращения, так и при использовании природного газа.
Применение природного газа при изменении частоты вращения с
1 400 до 2 400 мин–1 приводит к увеличению содержания СНх в ОГ в
6,8 и 4,0 раза соответственно, а использование на газодизеле 10%-ной
рециркуляции — к его снижению на 11,8 и 9,1 % соответственно.
Однако применение уже 20%-ной рециркуляции на газодизеле вызы-
вает увеличение содержания СНх в ОГ на 8,8 и 15,9 % для частот
вращения 1 400 до 2 400 мин–1 соответственно.