Лекция 8. ГК (Лекции), страница 2

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовРабота двигателя на газоконденсатныхтопливахСогласно ТУ 51-865-79 разработаны газоконденсатные широкофракционныетоплива: ГШЛ (летнее), ГШЗ (зимнее), ГША (арктическое)17Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовРабота двигателя на газоконденсатныхтопливахПримечание: ФГД – фракция газоконденсатного дизельного топлива18Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Работа двигателя на газоконденсатныхтопливахТоплива из газовых конденсатовСвойства дизельных топлив из газовых конденсатов (продолжение)19Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Работа двигателя на газоконденсатныхтопливахТоплива из газовых конденсатовЦель работы: оценка возможности работы дизелей на газоконденсатных топливах.Объект испытаний: одноцилиндровая установка на базе дизеля Д-108 (4 Ч 14,5/20,5)мощностью Ne = 82,4 кВт при n = 1070 мин-1.Топливо: ГК Соленинского месторождения (ГК парафино-нафтенового основания сЦЧ = 34).Результаты: При переходе с ДТ на ГК для сохранения постоянства часового расхода топливаGТ необходимо увеличить ход рейки ТНВД примерно на 2 мм в сторонуувеличения подачи топлива. Объемные цикловые подачи qц ГК оказались на 6-7% больше цикловых подач ДТ,что обусловлено меньшей плотностью исследуемого ГК. При работе дизеля на ГК продолжительность впрыскивания примерно на 1 °ПКВ. УОВТ при работе на ГК примерно на 1 °ПКВ меньше, чем при работе на ДТ, чтообъясняется меньшей вязкостью и большей сжимаемостью ГК.Источник: Использование газовых конденсатов Западной Сибири в качестветоплива для дизелей / А.П.

Ставров [и др.] // Химия и технология топлив и масел.1979. №5. С. 34-36.20Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовРабота двигателя на газоконденсатныхтопливахЗависимость показателей процесса топливоподачи дизеля Д-108 отчастоты вращения n при работе на режимах внешней скоростнойхарактеристики на различных топливах: ДТ (1), ГК (2)21Московский государственный технический университет им. Н.Э.

БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовРабота двигателя на газоконденсатныхтопливахабЗависимость показателей дизеля Д-108 от нагрузки (а) при n = 1070 мин-1 и отчастоты вращения (б) при работе на режимах внешней скоростнойхарактеристики на различных топливах: ДТ (1), ГК (2)22Московский государственный технический университет им. Н.Э.

БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Работа двигателя на газоконденсатныхтопливахТоплива из газовых конденсатовРезультаты (продолжение): При работе на ГК угол опережения воспламенения φвоспл примерно на 2 °ПКВменьше, чем при работе на ДТ (увеличен действительный угол ОВТ). Не смотря на это, на режимах с высокой нагрузкой (при pe > 0,5 МПа) удельныйэффективный расход топлива ge при работе дизеля на ГУ на 5-8 г/(кВт∙ч) меньше,чем при работе на ДТ за счет более высокой скорости сгорания и большиммаксимальным давлением pz. Температура ОГ практически одинакова на обоих видах топлива во всемдиапазоне нагрузок. Испытания на режимах скоростной характеристики показали, что при неизменнойисходной регулировке ТНВД при переходе на ГК часовой расход топливаснижается на все режимах работы двигателя, что объясняется меньшейплотностью и вязкостью ГК. Сгорание ГК характеризуется большей полнотой в сравнении с ДТ.23Московский государственный технический университет им. Н.Э.

БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовРабота двигателя на газоконденсатныхтопливахЗависимость показателей дизеля Д-108 от частотывращения n (режим ХХ) на различных топливах(tвх = +6 °С): 1 – ДТ; 2 – ГКЗависимость показателей дизеля Д-108 от нагрузки приn = 1070 мин-1 на различных топливах: 1 – ГК (tвх = 16,5°С); 2 – ГК (tвх = +2 °С); 3 – ДТ (tвх = 18 °С)24Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Смесевые топлива на основе газовыхконденсатовТоплива из газовых конденсатовОсобенности использования: Основная цель использования смесевых топлив на основе ГК – максимальноприблизить результирующее топливо по свойствам к нефтяным ДТ. Смеси ГК с нефтепродуктами отличаются химической стабильностью и подлежатдлительному хранению. При переводе дизеля на ГК или его смеси с ДТ и водой для минимизацииизменения характеристик топливоподачи целесообразно использование смесевыхтоплив, включающих тяжелые нефтяные или альтернативные топлива и легкие ГК.25Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовСмесевые топлива на основе газовыхконденсатовИзменение давления перед форсункой pф по углуповорота кулачкового вала ТНВД φкул при работесудового дизеля на различных топливах:1 – ДТ;2 – смесь 50% ДТ и 50% ГК;3 – ГК;4 – ВТЭ с 15% воды и 85% ГК;5 – ВТЭ с 50% воды и 50% ГКЗависимости среднего объемного диаметра капель d30(а) и отношения среднего арифметического диаметракапель d10 к диаметру распыливающего отверстия dр(б) от скорости W20 истечения различных топлив израспыливающего отверстия диаметром dр = 0,25 мм:1 – ДТ;2 – ГК;3 – смесь 15% ДТ и 85% ГК;4 – смесь 50% ДТ и 50% ГК26Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовСмесевые топлива на основе газовыхконденсатовИзменение скорости фронта струи топлива приего удалении от распыливающего отверстия дляразличных топлив:1 – ДТ;2 – ГК;3 – смесь 15% ДТ и 85% ГК4 – смесь 50% ДТ и 50% ГК;5 – ВТЭ с 15% воды и 85% ГКПримечание: W2 – текущая скорость движенияфронта струи; W20 – скорость струи на выходе израспыливающего отверстия.Зависимости угла конуса струи β распыливаемоготоплива от плотности ρв воздушного заряда дляразличных топлив:1 – ДТ;2 – ГК;3 – смесь 15% ДТ и 85% ГК;4 – смесь 50% ДТ и 50% ГК27Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Подача ГК во впускную систему двигателяТоплива из газовых конденсатовОсобенности: Работа дизелей на смесях различных топлив обеспечивается также при ихраздельной подаче.

Один из методов – подача тяжелого топлива непосредственно вКС, а легкого – во впускную систему. В этом случае обогатителем воздуха, поступающего в цилиндры, могут служитьразличные легкоиспаряющиеся нефтяные и альтернативные топлива – бензин,спирты и эфиры, сжиженный нефтяной газ, ГК.Объект исследований: дизель Владимирского тракторного завода Д21А1 (2 Ч 10,5/12)мощностью Ne = 18,5 кВт при n = 1800 мин-1.Цель исследования: определение оптимальных углов ОВТ для ДТ и оптимальноеколичество подаваемого во впускную систему ГК с использованием регулировочныххарактеристик дизеля.28Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Подача ГК во впускную систему двигателяТоплива из газовых конденсатовРезультаты: При работе с подачей ГК на впуске оптимальным является угол ОВТ (ДТ) = 22 °ПКВ до ВМТ,а оптимальное количество подаваемого ГК – 15% от общего расхода топлива. При одинаковом удельном расходе топлива мощность двигателя с обогащением всасываемоговоздуха на 15-17% больше мощности двигателя, работающего только на ДТ. При одинаковой мощности добавка ГК позволяет снизить удельный расход на 7% посравнению с работой без обогащения. На режимах с высокой нагрузкой отмечается рост коэффициента избытка воздуха (до 10%), намалых нагрузках – снижение α и ухудшение топливной экономичности.Регулировочная характеристика поустановочному углу ОВТ на номинальномрежиме дизеля Д21А1 при различномсоотношении подач ДТ и ГК:1 – 100% ДТ;2 – 90% ДТ + 10% ГК;3 – 85% ДТ + 15% ГК4 – 80% ДТ + 20% ГК;5 – 75% ДТ + 25% ГК29Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовПодача ГК во впускную систему двигателяабЗависимость мощностных и топливно-экономических показателей дизеля Д21А1 отнагрузки (среднего эффективного давления pe) при работе на скоростных режимах n =1700 мин-1 (а) и n = 1800 мин-1 (б):1 – только на ДТ2 – на ДТ с подачей ГК на впуске30Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Подача ГК во впускную систему двигателяТоплива из газовых конденсатовОбъект исследований: дизель Д21 (2 Ч 10,5/12) с комбинированнымсмесеобразованием (ДТ + ГК).Цель исследования: исследование возможности снижения износа деталей ЦПГвследствие высокого содержания серы в топливе за счет использования ДТ.Топливо: ГК из магистрального трубопровода Оренбург-Волгоград.Источник: Злотин Г.Н. Использование газового конденсата в дизеле Д21 при комбинированномсмесеобразовании / Г.Н.

Злотин, С.С. Кузнецов, В.А. Ожогин // Двигателестроение. 1989. №8. С. 31-33.31Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Топлива из газовых конденсатовПодача ГК во впускную систему двигателяЗависимость суммарного расхода топливаGТ, эффективного КПД двигателя ηe,максимальной скорости нарастаниядавления (dp/dφ)max, максимальногодавления сгорания pz и температуры ОГ tГот количества подаваемого во впускнойколлектор конденсата GГК при работедизеля Д21 на скоростном режиме n =1600 мин-1 и различных нагрузках:1 – Ne = 0,25∙Ne ном2 – Ne = 0,50∙Ne ном3 – Ne = 0,75∙Ne ном4 – Ne = Ne ном32Московский государственный технический университет им.

Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Подача ГК во впускную систему двигателяТоплива из газовых конденсатовРезультаты: Оптимальный угол ОВТ (ДТ) снижается в газодизельном режиме (ГК с запальной дозой ДТ)по сравнению с дизелем до 18 °ПКВ до ВМТ, что обусловлено снижением задержкивоспламенения впрыскиваемого ДТ при подаче ГК на впуске. При испытаниях отмечено, что увеличение количества подаваемого на впуск конденсата GГКприводит к некоторому снижению индикаторного КПД цикла. Это объясняется ростом работысжатия в цилиндре из-за тепловыделения на такте сжатия, вызванного частичным окислениемподанного на впуск ГК. Как следствие, по мере увеличения GГК отмечается незначительный рост суммарного расходатоплива GТΣ, несмотря на то, что Hu ГК несколько выше теплоты сгорания ДТ (43,3 и 42,7МДж/кг соответственно). При комбинированном смесеобразовании несколько больший расход топлива GТΣкомпенсируется дешевизной ГК. Достоинством комбинированного смесеобразования является снижение жесткости работыдвигателя. Рабочий процесс двигателя с подачей ГК на впуске характеризуется лучшимсмесеобразованием, и, как следствие, снижением токсичности ОГ.33Московский государственный технический университет им.