CC BY
31Использование в дизелях смесевых биотоплив с добавками соевого масла
I
B.А. Марков, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н.,
C.Н. Девянин, профессор, зав. кафедрой МГАУ им. В.П. Горячкина, д.т.н., В.А. Неверов, студент МГТУ им. Н.Э. Баумана
Рассмотрены особенности применения в дизелях биотоплив, получаемых с использованием соевого масла. Представлены результаты экспериментальных исследований транспортного дизеля типа Д-245.12С, работающего на смесях дизельного топлива и соевого масла. Показана зависимость показателей топливной экономичности и токсичности отработавших газов от состава смесевого биотоплива.
__Ключевые слова:
дизельный двигатель, дизельное топливо, соевое масло, смесевое биотопливо.
2000 г. в России потребление моторных топлив составило более 100 млн т, из них автомобильного бензина израсходовано 35 млн, дизельного топлива - около 55 млн, авиационного керосина - 10 млн т. При этом автомобильный транспорт является одним из основных потребителей нефтепродуктов - в 2000 г. на его долю пришлось около 65 млн т моторного топлива. Транспортные двигатели останутся главными потребителями моторных топлив и на период до 2040-2050 гг. В ближайшей перспективе ожидается увеличение спроса на нефтепродукты при примерно постоянных объемах их производства, что вызовет нарастающий дефицит моторных топлив.
Указанные факторы привели к необходимости реконструкции топливно-энергетического комплекса путем более глубокой переработки нефти, применения энергосберегающих технологий,
перехода на менее дорогостоящие виды топлива. Поэтому одним из наиболее перспективных направлений совершенствования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является их адаптация к работе на альтернативных топливах [1].
Все более широкое использование различных альтернативных топлив в ДВС обеспечивает постепенное замещение топлив нефтяного происхождения, значительно расширяет сырьевую базу для производства энергоносителей, облегчает решение вопросов снабжения ими транспортных средств и стационарных установок. Возможность получения альтернативных топлив с требуемыми физико-химическими свойствами позволяет целенаправленно совершенствовать рабочие процессы дизелей и тем самым улучшать показатели их топливной экономичности и токсичности отработавших газов. При этом особое значение имеют альтернативные топлива из
возобновляемых источников энергии (растительные масла, отходы сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, биомасса), использование которых решает проблему снижения выбросов в атмосферу углекислого газа [2, 3].
Применительно к дизельным двигателям автотракторного типа в качестве перспективных энергоносителей рассматриваются топлива, производимые из растительных масел [4-6]. Это объясняется простотой и экологичностью процесса получения растительных масел, их сравнительно невысокой стоимостью и приемлемой воспламеняемостью в условиях камеры сгорания (КС) дизеля. В связи с этим возможна работа дизелей на указанных биотопливах без существенных конструктивных изменений двигателей и их систем.
Источником растительных масел являются масличные растения, содержащие в различных своих частях (главным образом в семенах или плодах) растительные жиры. К масличным культурам относится более 150 видов растений, способных вырабатывать масла. Различают собственно масличные растения (соя, подсолнечник, рапс) и растения, масло которых является побочным продуктом при их промышленном использовании (хлопчатник, лен-долгунец, конопля). Масличные культуры занимают значительное место
Соя
204 226 тыс.
Рапс
255 тыс. т
Хлопок 44 039 тыс. т
Подсолнечник 26 108 тыс. т Пальма Прочие 8 300 тыс. т
в сельскохозяйственном производстве. Причем, вырабатываются как пищевые растительные масла, так и те, что используются для различных технических целей. Наиболее значимы следующие виды масел: пальмовое, соевое, рапсовое, подсолнечное, кукурузное и др. (рис. 1, 2) [6].
Рис. 1. Валовой сбор маслосемян в мире в 2004 г.
Рис. 2. Мировое производство основных видов масел и жиров (данные 2006 г., %)
В последние годы рынок растительных масел отличался высокой динами кой. К 2000 г. мировой объем производства растительных масел достиг уровня 80 млн т/год, а к 2013 г. он вырос до 150 млн т. Причем суммарное производство трех видов масел - соевого, рапсового и подсолнечного - составило около 80 млн т/год (рис. 3) [7]. К ведущим производителям сои относятся США, Бразилия, Аргентина и Китай. Рапс выращивается в западной и центральной Европе (Австрия, Германия, Франция, Чехия, Россия), в некоторых районах Азии (в первую очередь в Китае и Индии) и в Канаде. Подсолнечник культивируют в России, Украине, Испании, Австрии, США и Канаде.
Российский рынок растительных масел имеет некоторые особенности. В нашей стране наиболее распространенным традиционно является подсолнечное масло (рис. 4) [8]. Объем его производства составляет около 70 % общего
Млн т 1 2 3
40
30
20
10
33 35 37 29 31 31 Н 1 1 38 36 38 41
1 1 1 1 | И 20 21 23 23
^ Ч Ч И16! "Я "8! ■ннн . , ,
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Годы
Рис. 3. Динамика мирового производства соевого (1), рапсового (2) и подсолнечного (3) масел
объема вырабатываемых растительных масел. В 2000 г. в РФ под этой сельскохозяйственной культурой было занято около 4,6 млн га, а валовой сбор семян подсолнечника составил около 4 млн т при средней урожайности 9,0 ц с гектара [6]. В настоящее время в России производство подсолнечного масла достигло уровня 3 млн т/год. Соевое и рапсовое масла пока вырабатываются в существенно меньших объемах, но налицо тенденция существенного увеличения их производства, вызванная, кроме прочего, и увеличением
Рис. 4. Динамика производства соевого (1), рапсового (2) и подсолнечного (3) масел в России
производства альтернативных моторных топлив, получаемых из этих масел.
Сравнительный анализ возможностей использования соевого, рапсового и подсолнечного масел в качестве моторных топлив показывает, что по урожайности эти масличные культуры весьма схожи: с 1 га посевных площадей собирают до 3 т семян рапса, 1,6...2,7 т сои (в зависимости от региона выращивания), 2,4.3,2 т семян подсолнечника [6]. На мировом рынке цена соевого масла (СМ) немного ниже цены рапсового и подсолнечного масел (в конце 2010 г. на рынке Северной Европы эти цены составляли соответственно 1300, 1400 и 1450 долл. США за тонну). Следует отметить тенденцию резкого увеличения выработки соевого масла в России: если в 2007 г. его было произведено лишь около 50 тыс. т, то в 2012 г. уже 320 тыс. т, то есть за пять лет производство этого вида растительного масла возросло более чем в шесть раз.
Как отмечено выше соевое масло занимает ведущее место в мировом производстве растительных масел. Оно широко применяется в пищевой промышленности - с его использованием в промышленных масштабах производят массу различных пищевых продуктов. Высокая температура начала дымообра-зования соевого масла позволяет употреблять его для жарки. Ценным компонентом, извлекаемым из семян сои вместе с жирным маслом, является лецитин, который отделяют для использования в кондитерской и фармацевтической промышленности. Масло может применяться и при обогащении кормов для животных.
Соевое масло представляет собой жидкий продукт, получаемый из семян сои (Glycine max). Существует два технологических способа его получения: механический (холодный и горячий отжим) и экстракционный (растворение масел органическими растворителями - бензином, гексаном, этанолом -
0
и их последующая очистка) [6, 9]. Во втором случае обычно получают техническое растительное масло, которое может применяться для производства биотоплива. Для технического использования подходят растительные масла, выработанные из маслосе-мян, выращенных в неблагоприятных экологических условиях (рядом с автомобильными трассами, нефтехранилищами, экологически вредными производствами и др.). В качестве сырья для получения моторных топлив могут служить низкокачественные и просроченные растительные масла, а также фри-тюрные растительные масла, являющиеся отходами пищевой промышленности и объектов общественного питания.
По своим физико-химическим свойствам соевое масло близко к другим растительным маслам [6, 10-13]. В обычных условиях оно имеет плотность от 915 до 930 кг/м3, кинематическую вязкость при 20 °С от 59 до 72 мм2/с, температуру застывания от -15 до -18 °С, йодное число от 120 до 141. Многие свойства этого масла близки к свойствам нефтяных дизельных топлив, что позволяет использовать его в качестве моторного топлива без внесения существенных изменений в конструкцию двигателя. В качестве топлива для дизелей возможно применение чистого соевого масла или его смесей с нефтяным дизельным топливом (ДТ). Из соевого масла получают метиловый, этиловый или бутиловый эфиры, которые используют в качестве самостоятельных топлив или в смесях с нефтяными топливами [14, 15]. В сельской местности, где отсутствует инфраструктура для производства указанных эфиров, наиболее привлекательным способом применения этого масла в качестве моторного топлива представляется работа дизеля на смесях ДТ и СМ с небольшим содержанием последнего. Эти два компонента хорошо смешиваются в любых пропорциях, образуя стабильные смеси.
Известны зарубежные исследования дизелей, работающих на соевом масле и его смесях с нефтяным дизельным топливом, проведенные некоторыми зарубежными двигателестроитель-ными фирмами [16-21]. Вместе с тем, проблема использования СМ в качестве экологической добавки к нефтяным топливам для отечественных дизелей является недостаточно изученной. При этом использование в качестве моторного топлива смесей ДТ и СМ с небольшим содержанием последнего имеет ряд преимуществ по сравнению с работой дизеля на чистом соевом масле. В частности, подбором состава этих смесей можно обеспечить физико-химические свойства, близкие к свойствам стандартного ДТ.
Для оценки возможности использования соевого масла в качестве экологической добавки к нефтяному дизельному топливу проведены экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5) (табл. 1) Минского моторного завода, устанавливаемого на малотоннажные грузовые автомобили ЗиЛ-5301 «Бычок».
Дизель исследован на моторном стенде АМО «ЗиЛ» на режимах внешней скоростной характеристики и 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН с установочным углом опережения впрыскивания топлива (УОВТ) 0=13 °ПКВ до верхней мертвой точки (ВМТ) и неизменным положением упора дозирующей рейки (упор максимальной подачи топлива). Моторный стенд был оборудован комплектом необходимой измерительной аппаратуры. Дымность ОГ измерялась с помощью ручного дымомера МК-3 фирмы НагШёде (Великобритания) с погрешностью измерения ±1%. Концентрации N0^ СО, СН в ОГ определялись газоанализатором 8АБ-7532 фирмы Yanaco (Япония) с погрешностями измерения указанных компонентов ±1%.
Таблица 1
Параметры дизеля Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5)
Параметры Значение
Тип двигателя Четырехтактный, рядный, дизельный
Число цилиндров 4
Диаметр цилиндра й, мм 110
Ход поршня 5, мм 125
Общий рабочий объем {Ун, л 4,32
Степень сжатия £ 16,0
Система турбонаддува Турбокомпрессор ТКР-6 Борисовского завода автоагрегатов
Тип камеры сгорания / способ смесеобразования ЦНИДИ / объемно-пленочное
Номинальная частота вращения п, мин1 2400
Номинальная мощность Ие, кВт 80
Механизм газораспределения Клапанного типа с верхним расположением клапанов
Система охлаждения Водяная, принудительная
Система смазки Принудительная, с разбрызгиванием
Фильтр масляный Сетчатый
Насос масляный Шестеренчатый
Система питания Разделенного типа
Топливный насос высокого давления (ТНВД) Рядный типа PP4M10U1f фирмы Motorpal с всережимным центробежным регулятором
Диаметр плунжеров ТНВД йпл, мм 10
Ход плунжеров ТНВД кпп, мм 10
Длина нагнетательных топливопроводов 1т, мм 540
Форсунки Типа ФДМ-22 производства ОАО «Куроаппаратура» (г. Вильнюс)
Распылители форсунок Фирмы Motorpal типа DOP 119S534 с пятью сопловыми отверстиями диаметром ¿р=0,34 мм и проходным сечением ИХ=0,250 мм2
Давление начала впрыскивания форсунок рф, МПа 21,5
Исследовались товарное дизельное топливо и его смеси с соевым маслом, содержащие до 20 % СМ (табл. 2).
На первом этапе исследований проведены испытания дизеля Д-245.12С на чистом дизельном топливе и на смеси 80 % ДТ и 20 % СМ на режимах внешней скоростной характеристики. Это смесе-вое биотопливо имеет физические свойства, приближающиеся к свойствам ДТ. Но его плотность и вязкость все-таки несколько выше аналогичных свойств ДТ (см. табл. 2). Поэтому при переходе от ДТ к исследуемому смесевому биотопливу отмечено небольшое увеличение часового расхода топлива Ст
и некоторое уменьшение коэффициента избытка воздуха а. Однако, крутящий момент двигателя и его эффективная мощность изменились незначительно (рис. 5 и табл. 3).
Из-за наличия в молекулах СМ атомов кислорода теплотворная способность смесевого биотоплива оказалась несколько ниже теплотворной способности ДТ. Это привело к тому, что на большинстве исследуемых режимов при использовании смеси 80 % ДТ и 20 % СМ удельный эффективный расход топлива gе оказался несколько выше, чем при работе на ДТ. В частности, при переходе с ДТ на указанное смесевое
биотопливо на режиме максимальной мощности с частотой вращения коленчатого вала п=2400 мин1 удельный эффективный расход топлива gе увеличился от 248,4 до 253,0 г/(кВт-ч), а на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 - от 226,2 до 232,2 г/(кВт-ч) (см. рис. 5 и табл. 3). Но при этом эффективный КПД дизеля пе на этих режимах не уменьшился, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 даже несколько возрос (см. табл. 3).
Рис. 5. Зависимость эффективной мощности Ые , крутящего момента Ме , часового расхода топлива Ст , коэффициента избытка воздуха а, дымности ОГ Кх и удельного эффективного расхода топлива ge от частоты вращения п коленчатого вала дизеля Д-245.12С на режимах внешней скоростной характеристики при использовании различных топлив: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % СМ
Таблица 2
Физико-химические свойства исследуемых топлив
Топливо
Свойства ДТ Соевое масло Смесь 91% ДТ и 9% СМ Смесь 87% ДТ и 13% СМ Смесь 80% ДТ и 20% СМ
Плотность при 20 °С, кг/м3 830 923 838,4 842,1 848,6
Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с 3,8 65,0 5,0 6,0 8,0
Коэффициент поверхностного натяжения при 20 °С, мН/м 27,1 33,0 - - -
Теплота сгорания низшая, кДж/кг 42 500 37 300 42 030 41 820 41 460
Цетановое число 45 38 - - -
Температура, °С самовоспламенения помутнения застывания 250 -25 -35 310 -10 -18 - - -
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг вещества, кг 14,16 12,38 14,13 14,04 13,93
Содержание, % по массе С Н О 87,0 12,6 0,4 77,5 11,5 11,0 86,1 12,5 1,4 85,8 12,4 1,8 85,1 12,4 2,5
Общее содержание серы, % по массе 0,20 0,005 0,182 0,175 0,161
Примечание: «-» - свойства не определялись; для смесей указано объемное процентное содержание компонентов.
Таблица 3
Показатели дизеля Д-245.12С, работающего на нефтяном ДТ и его смесях с СМ
Показатели дизеля Топливо
ДТ Смесь 91% ДТ и 9% СМ Смесь 87% ДТ и 13% СМ Смесь 80% ДТ и 20% СМ
Часовой расход топлива От , кг/ч на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 20,10 13,10 20,40 13,01 20,19 13,09 20,39 13,47
Крутящий момент дизеля Ме , Н-м на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 322 368 320 361 318 362 320 368
Удельный эффективный расход топлива gе , г/(кВт-ч) на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 248,4 226,2 253,6 229,1 253,1 230,9 253,0 232,2
Эффективный КПД дизеля г|е на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 0,341 0,374 0,338 0,374 0,340 0,373 0,343 0,374
Дымность ОГ Кх на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 16 43 10 31 9 28 8 27
Интегральные на режимах 13-ступенчатого цикла эффективные показатели двигателя эффективный расход топлива gе усл , г/(кВт-ч) эффективный КПД г|е усл 247,97 0,342 251,42 0,341 252,30 0,341 255,15 0,340
Интегральные на режимах 13-ступенчатого цикла удельные массовые выбросы, г/(кВт-ч) оксидов азота еЫОх монооксида углерода еСО несгоревших углеводородов еСН 7,018 1,723 0,788 5,896 1,548 0,762 5,815 1,492 0,730 5,683 1,535 0,715
Наличие в молекулах СМ атомов кислорода привело к заметному уменьшению дымности ОГ при работе дизеля на исследуемом смесевом биотопливе. Так, на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 переход с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % СМ сопровождался снижением дымности ОГ Кх от 16 до 8 % по шкале Хартриджа, а на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 - от 43 до 27 % по шкале Хартриджа (см. рис. 5 и табл. 3).
Результаты экспериментальных исследований Д-245.12С на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН представлены на рис. 6. Как отмечено выше, использование рассматриваемого смесевого биотоплива привело к незначительному увеличению часового расхода топлива Ст. Так, при переводе дизеля с ДТ на смесь
80 % ДТ и 20 % СМ на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 величина Ст возросла от 19,84 до 20,15 кг/ч, а на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 -от 13,20 до 13,47 кг/ч (рис. 6а).
При использовании смесевого биотоплива отмечено значительное снижение концентрации в ОГ оксидов азота СЫОх (рис. 6б). Так, перевод дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % СМ на режиме холостого хода при п=880 мин1 сопровождался уменьшением концентрации СЫОх от 0,0100 до 0,0080 %, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 - от 0,0700 до 0,0590 %, на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 - от 0,0605 до 0,0515 %.
При использовании смесевого биотоплива на большинстве исследованных режимов отмечена тенденция снижения
Рис. 6. Зависимость часового расхода топлива 0т (а), объемных концентраций в ОГ оксидов азота СЫОх (б), монооксида углерода СсО (в) и газообразных углеводородов Ссн (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ме дизеля Д-245.12С при использовании различных топлив: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % СМ
содержания в ОГ монооксида углерода ССО (рис. 6в). Если на режиме холостого хода при п=880 мин1 перевод дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % СМ сопровождался увеличением значения ССО от 0,0240 до 0,0260 %, то на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 концентрация монооксида углерода в ОГ снизилась от 0,0330 до 0,0240 %, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 - от 0,0102 до 0,0090 %.
Применение исследуемого биотоплива оказывает положительное влияние и на концентрацию в ОГ
несгоревших углеводородов ССН (рис. 6г). Наиболее заметно оно на режимах со средними и большими нагрузками. Так, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1 перевод дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % СМ сопровождался снижением ССН от 0,0170 до 0,0130 %, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин1 - от 0,0108 до 0,0090 %. Лишь на режиме холостого хода при п=880 мин1 и на режимах с малыми нагрузками содержание не-сгоревших углеводородов в ОГ оказалось примерно одинаковым при работе на этих двух видах топлива.
По приведенным на рис. 6 б,в,г характеристикам содержания в ОГ газообразных нормируемых токсичных компонентов ^Ох , СО, СН) с использованием общепринятых методик рассчитаны их интегральные удельные массовые выбросы на режимах 13-ступенчатого цикла (соответственно еЖх , еСО , еСН). Оценка эксплуатационного расхода топлива на режимах 13-ступенчатого цикла проведена по среднему (условный) удельному эффективному расходу топлива, который определялся с использованием рис. 6а и зависимости [6]
ёв уел
еуел 13
I N ,К,
1=1
где Gтi и N - часовой расход топлива и эффективная мощность двигателя на г-м режиме; К - доля времени работы двигателя на этом режиме.
Поскольку исследуемые смесевые биотоплива имеют меньшую теплотворную способность, топливная экономичность дизеля при работе на этих топливах оценивалась не только удельным эффективным расходом топлива gе , но и эффективным КПД дизеля пе . Причем, для интегральной оценки работы дизеля на режимах 13-ступенчатого цикла использован условный эффективный КПД, определяемый из соотношения = 3600
П уел = н _ >
'^й! УСЛ
где Иц - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Результаты расчетов указанных параметров представлены в табл. 3. Они подтверждают возможность улучшения экологических показателей дизеля Д-245.12С при его переводе с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % СМ. Так, на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента при подаче в КС дизеля смеси 80 % ДТ и 20 % СМ дымность ОГ снизилась на 37.50 % по сравнению с использованием стандартного ДТ.
При исследованиях дизеля на указанной смеси отмечено снижение интегральных на режимах 13-ступенчатого цикла удельных массовых выбросов всех трех газообразных нормируемых токсичных компонентов ОГ ^Ох, СО, СН). Выброс оксидов азота еЖх уменьшился с 7,018 до 5,683 г/(кВт-ч) - на 19,0 %, выброс монооксида углерода еСО снизился с 1,723 до 1,535 г/(кВт-ч) - на 10,9 %, выброс несгоревших углеводородов еСН сократился с 0,788 до 0,715 г/(кВт-ч) - на 9,3 %. При этом условный эффективный КПД дизеля пе усл остался практически неизменным - он уменьшился от 0,342 до 0,340, что соизмеримо с точностью его определения (см. табл. 3).
Представленные на рис. 5 и 6 характеристики получены при испытаниях дизеля Д-245.12С на ДТ и смеси 80 % ДТ и 20 % СМ. Аналогичные характеристики определены и при испытаниях этого дизеля на смесях 91 % ДТ с 9 % СМ и 87 % ДТ с 13 % СМ. По результатам этих исследований определены интегральные на режимах 13-ступенчатого цикла показатели топливной экономичности и удельные массовые выбросы токсичных компонентов ОГ. Результаты проведенных расчетов приведены на рис. 7 и в табл. 3.
В диапазоне изменения содержания СМ в смесевом биотопливе ССМ от 0 до 20 % отмечено увеличение удельного эффективного расхода топлива gе , составившее на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента Д§е=4...6 г/(кВт-ч) (рис. 7а). Это вызвано меньшей теплотворной способностью исследуемых смесевых биотоплив по сравнению с ДТ. Однако при этом эффективный КПД дизеля пе изменялся очень незначительно.
В рассматриваемом диапазоне изменения содержания СМ в смесевом биотопливе ССМ отмечено значительное снижение дымности ОГ Кх , составившее на режимах максимальной мощноти и максимального крутящего момента соответственно 8 и 16 % по шкале Хартриджа (см. рис. 7а).
¿=1
Рис. 7. Зависимость удельного эффективного расхода топлива gе , эффективного КПД це дизеля Д-245.12С и дымности ОГ Кх от содержания СМ в смесевом биотопливе ССМ на режимах внешней скоростной характеристики (а) и зависимость удельных массовых выбросов оксидов азота еЫОх , монооксида углерода есО и несгоревших углеводородов есн с ОГ дизеля Д-245.12С от содержания СМ в смесевом биотопливе ССМ на режимах 13-ступенчатого цикла (б):
1 - на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1; 2 - на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1
Значения удельных массовых выбро-
сов токсичных компонентов ек
, есО , ес
(см. рис. 7б и табл. 3) подтверждают их зависимость от концентрации СМ в смеси ССМ. При этом отмечено монотонное снижение этих выбросов во всем диапазоне увеличения ССМ. Лишь в диапазоне изменения ССМ от 13 до 20 % отмечено небольшое увеличение удельного массового выброса монооксида углерода ССО от 1,492 до 1,535 г/(кВт-ч).
В заключение необходимо отметить, что указанное улучшение экологических показателей при использовании смесей ДТ и СМ получено без изменения конструктивных и регулировочных параметров дизеля Д-245.12С. Для достижения еще большего снижения выбросов
токсичных компонентов ОГ и улучшения показателей топливной экономичности двигателя при его адаптации к работе на биотопливах необходимо совершенствование конструкции. В частности целесообразно совершенствование проточной части распылителей форсунок для уменьшения длины струй топлива и их согласование с формой КС, а также уточнение регулировочных параметров дизеля (в первую очередь уточнение значений УОВТ и организация его регулирования при изменении свойств применяемого топлива).
В целом, проведенные исследования подтвердили возможность эффективного использования смесей дизельного топлива и соевого масла в качестве топлива для отечественных дизелей.
Литература
1. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания / А.А. Александров, И.А. Архаров, В.А. Марков и др. Под ред. А.А. Александрова, В.А. Маркова. - М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. - 791 с.
2. Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. - Луганск: Изд-во Восточноукраинского ун-та им. В. Даля, 2009. - 240 с.
3. Семёнов В.Г. Биодизель. Физико-химические показатели и эколого-экономические характеристики работы дизельного двигателя. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2002. - 186 с.
4. Биоэнергетика: Мировой опыт и прогнозы развития / Л.С. Орсик, Н.Т. Сорокин, В.Ф. Федоренко и др. Под ред. В.Ф. Федоренко. - М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2008. - 404 с.
5. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. - М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. - 311 с.
6. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях / В.А. Марков, С.Н. Девянин, В.Г. Семенов и др. - М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. - 536 с.
7. Ивашура С.В. Рынок масличных в новом столетии // Масла и жиры. - 2011.
- № 2. - С. 4-7.
8. Морозов Ю.Н. Анализ масложирового рынка России и возможные перспективы развития // Масла и жиры. - 2012. - № 7. - С. 4-6.
9. Смирнов А.Ф. Переработка соевых бобов // Масла и жиры. - 2011. - № 3. -С. 12-13.
10. Кулиев Р.Ш., Ширинов Ф.Р., Кулиев Ф.А. Физико-химические свойства некоторых растительных масел // Химия и технология топлив и масел. - 1999. - № 4.
- С. 36-37.
11. Малашенков К. Альтернативный рапс // Сельский механизатор. - 2007. -№ 1. - С. 26-27.
12. Горбачев М. Альтернативные источники энергии для АПК // Сельский механизатор. - 2007. - № 4. - С. 6-7.
13. Goering C.E. Fuel Properties of Eleven Oil Fuels // SAE Technical Paper Series. -1981. - № 813579. - 7 p.
14. Wagner L.E., Clark S.J., Schrock M.D. Effects of Soybean Oil Esters on the Performance, Lubricating Oil, and Water of Diesel Engine // sAe Technical Paper Series. -1984. - № 841385. - P. 57-72.
15. Clark S.J., Wagner L., Schrock M.D., Piennaar P.G. Methyl and Ethyl Soybean Esters as Renewable Fuels for Diesel Engines // Journal of the American Oil Chemists' Society. - 1984. - Vol. 61. - № 10. - P. 1632-1638.
16. Zaher F.A. Vegetable Oil as Alternative Fuel for Diesel Engines: a Review // Grasas y Aceites. - 1990. - Vol. 41. - № 1. - P. 82-91.
17. Fishinger M.K.C., Engelman H.W., Guenther D.A. Service Trial of Waste Vegetable Oil as a Diesel Fuel Supplement // SAE Technical Paper Series. - 1981. - № 811215.
- 6 p.
18. Ziemke M.C., Peters J.F., Schroer B. Long-Term Operator of a Turbocharged Diesel Engine on Soybean Oil Fuel Blends // SAE Technical Paper Series. - 1983. -№ 831222. - P. 93-103.
19. Varde K.S. Soy Oil Sprays and Effects on Engine Performance // Transactions of the ASAE. - 1984. - Vol. 27. - № 2. - P. 326-330, 336.
20. Mazed M.A., Summers J.D., Batchelder D.G. Peanut, Soybean and Cottonseed Oil as Diesel Fuels // Transactions of the ASAE. - 1985. - Vol. 28. - № 5. - P. 1375-1377.
21. Schlautman N.J., Schinstock J.L., Hanna M.A. Unrefined Expelled Soybean Oil Performance in a Diesel Engine // Transactions of the ASAE. - 1986. - Vol. 29. - № 1. -P. 70-73, 80.
