Экологизация ДВСДля смесевых топлив как на основе ДТ, так ина основе РМ наблюдается увеличением удельногоиндикаторного расхода топлива, связанное суменьшением низшей теплоты сгорания, обусловленноеналичием в топливе кислорода. В зависимостиот состава топлива и режима работы двигателярасход может увеличиваться до 35 %.Таблица 1. Физико-химические свойства топливДТ РМ Этанол RME RME(55)+Э(20)+ДТ(25) RME(55)+Э(30)+ДТ(15) RME(55)+Э(20)+РМ(25) RME(55)+Э(30)+РМ(15)Молекулярнаямасса230 932 46 310 237,2 218,8 412,7 324,1Элементныйсостав: С 87 77,9 52,1 77,5 74,8 71,3 72,5 69,9Н 12,6 11,8 13,04 12 12,4 12,4 12,2 12,3О 0,4 10,3 34,8 10,5 12,8 16,3 15,3 17,8Плотность при20 °С, кг/м3830 915 794 877,75 849 845 870 858Цетановоечисло48,5 40 8 48 32,4 26,8 30,6 25,9Низшаятеплотасгорания,42,5 37,5 27,4 37,6 36,8 35,3 35,5 34,5МДж/кгТеоретическинеобходимоеколичествовоздуха для14,5 12,7 9,1 12,7 12,4 11,9 12,0 11,6окисления 1 кгтоплива, кгкмоль 0,499 0,438 0,313 0,439 0,429 0,410 0,414 0,401Теплосодержаниетоплива,МДж2,752 2,741 2,719 2,742 2,741 2,738 2,738 2,736Сравнивая индикаторный КПД, можно наблюдатьего меньшие значения для смесевых топливпо сравнению с нефтяным ДТ, что объясняетсяразличным цетановым числом топлив и настройкойтопливной аппаратуры дизеля на работу на ДТ. Сувеличением доли спирта в смесевых топливах наблюдаетсяувеличение η i . Это объясняется лучшимсмесеобразованием, что предопределяет уменьшениепродолжительности сгорания.Для смесевых топлив на основе РМ индикаторныйКПД имеет меньшие значения по сравнениюс топливами на основе ДТ из-за различия физико-химическихсвойств ДТ и РМ.Анализ коэффициента избытка воздуха α итемпературы ОГ, даёт понять насколько качественнопроходит процесс сгорания того или иного топлива.Топлива на основе РМ имеют большую теплотусгорания смеси по сравнению с топливами наоснове ДТ, но отличие физико-химических свойствРМ приводят к увеличению продолжительностисгорания, а, соответственно, к уменьшению индикаторногоКПД и возрастанию температуры ОГ.Для компенсации вышеозначенных потерь теплотыприходится увеличивать количество введеннойтеплоты за счет уменьшения α. Вследствие чего αполучается на 3-4 % меньше, а в сравнении с дизельнымтопливом разница достигает 25%. В то жевремя, работа при более низких значениях коэффициентаизбытка воздуха говорит о более качественномсмесеобразовании для смесевых топлив.Так как регулировки топливной аппаратурынастроены для работы на ДТ, а воспламеняемостьдля смесевых топлив хуже, то процесс сгораниясдвигается на линию расширения, в результате чегоухудшается индикаторный КПД и увеличиваетсятемпература ОГ.Выполнен анализ эмиссии токсичных компонентов,характеризующихся различными механизмамиобразования в цилиндре дизеля: продуктовнеполного окисления топлива на примере СО инаиболее токсичного компонента в ОГ дизеля –NO x . Термохимический механизм образования NO xв цилиндре дизеля обуславливает прямую взаимосвязьэмиссии NO x с максимальной температуройцикла, либо максимальных температур в локальныхзонах.Так как при сгорании смеси топлива на основеРМ температура в локальных зонах будет выше засчет худшего смесеобразования, чем при смеси наоснове дизельного топлива, то и концентрация NO xв целом будет выше.Отличительной особенностью работы на смесис РМ является различие закономерности изменениявыбросов NO x по сравнению с работой наДТ. На малых нагрузках выбросы NO x в 1,5 – 2 разаменьше чем при работе на ДТ. но с увеличениемнагрузки ухудшается качество смесеобразованиявследствие больших значений максимального дав-ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010 97
Экологизация ДВСления топлива и выбросы окислов азота резко возрастают.При номинальной нагрузке работа на смесевыхтопливах сопровождается более высокой концентрациейNO x . Увеличение составляет порядка11 – 15 %.При сгорании смеси на основе ДТ NO x выбрасываетсяв среднем на 30 % меньше по сравнениюс чистым ДТ, что объясняется более качественнымсмесеобразованием и меньшей максимальной температуройцикла вследствие неоптимального подводатеплоты в цикле.Рис. 1. Показатели смеси на основе дизельноготоплива98Рис. 2. Показатели смеси на основе рапсовогомаслаПри работе на малых и средних нагрузках выбросыСО остаются примерно на одном уровненезависимо от выбора топлива. С дальнейшим увеличениемнагрузки при сгорании смеси на основеДТ прослеживается уменьшение выбросов СО, обусловленноелучшим использованием воздушногозаряда вследствие улучшения смесеобразования.По сравнению с ДТ и смесями на основе РМ, смесьДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010