CC BY
7УДК 621.43.03
Тагиров Р.И.
магистр кафедры автомобилей и машинно-тракторных комплексов Башкирский государственный аграрный университет
(Россия, г. УФА)
Мыльникова Е.В.
студент кафедры автомобилей и машинно-тракторных комплексов Башкирский государственный аграрный университет
(Россия, г. УФА)
Байгильдина А.Д.
студент кафедры автомобилей и машинно-тракторных комплексов Башкирский государственный аграрный университет
(Россия, г. УФА)
Хинкиладзе Д.Р.
студент кафедры теплоэнергетики и физики Башкирский государственный аграрный университет
(Россия, г. УФА)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА БИОТОПЛИВА
Аннотация: рассмотрен вопрос по возможности замены дизельного топлива рапсовым
маслом.
Ключевые слова: двигатель дизельный, топливо дизельное, масло рапсовое.
Введение. При конструировании двигателей в качестве топлива рассматривались продукты нефтеперегонки. В настоящее время в качестве сырья для топлива все больше
рассматривают ресурсы растительного происхождения, связанное с возрастанием стоимости топлива нефтяного происхождения и ухудшения экологической ситуации [1].
Растительные масла широко применяются в промышленности (некоторые предприятия в мире используют его в своей деятельности), в сельском хозяйстве (к примеру, для поддержания температуры в теплицах), в коммунальном хозяйстве (в котлах и печах для обогрева помещений).
Все растительные масла совместимы между собой. Важнейшим их свойством является возможность смешивания в любых пропорциях с нефтепродуктами, в том числе с дизельным топливом. Однако использование растительных масел в качестве топлива в двигателях усложняется из-за их повышенной вязкости и плотности. Заметно снизить это можно путем использования растительного масла в смеси с дизельным топливом.
Цель исследования. Определение оптимального процентного соотношения рапсового масла (РМ) и дизельного топлива (ДТ).
Методика и материалы исследования. При испытаниях использовался дизельный двигатель 4Ч11/13 на базе электротормозного обкаточного стенда КИ-1363. Двигатель 4Ч11/13 имеет номинальные частоту вращения коленчатого вала ин=1750 мин'1 и мощность N=45,6 кВт. В качестве топлива использовались РМ и ДТ, в следующих соотношениях: 80% РМ и 20% ДТ (80/20); 90% РМ и 10% ДТ (90/10).
Результаты исследований. Испытания дизельного двигателя проводились согласно требованиям ГОСТу Р 52914-2008 «Двигатели тракторные и комбайновые. Виброакустические показатели и методы испытаний», в котором регламентируются условия и объем испытаний, требования к испытательным стендам и измерительной аппаратуре.
В процессе испытаний определялись следующие показатели работы двигателя: часовой От и удельный расходы топлива и эффективная мощность Ые.
Подача смеси РМ с ДТ осуществлялась штатной системой топливоподачи
двигателя без конструктивных изменений. Известно, что на качество работы двигателя
влияет техническое состояние его топливной аппаратуры [2,3]. Она предварительно
96
была отрегулирована с использованием устройств разработанных Башкирским ГАУ [4,5]. Пуск и прогрев двигателя производился на «чистом» ДТ. Рабочая температура двигателя была в пределах 89... 92 °С.
Испытания проводились при атмосферном давлении 748 мм рт. ст. и температуре окружающей среды /=20 °С. После прогрева двигатель работал на выбранных для испытаний соотношениях РМ и ДТ.
Измерение расхода топлива производился весовым методом с использованием электронных весов. В процессе испытаний замерялось время расхода контрольной порции топлива, составляющей 500 гр.
ge, г/кВт ч
525-
450
375
300
225
кг/ч 14
12
10
\ \ \
\ \ \ \ \ \ \ , о \
\ \ \ \ а: \\ % Л 9- . —- о 0 е
~------
/ / / / / / V г
ч \ \ / /у / / / ' / , / / / / / / / / е
\ \ а. о \ О., р/ / У У > / / У /
20
25
30 35
40
45 Ые, кВт
Рисунок 1 Нагрузочная характеристика дизеля 4Ч11/13: «-» «чистое» ДТ; «-
» смесь 80/20; «-----» смесь 90/10; «-------» 100% РМ
Часовой расход топлива определялся по выражению
е. = ^, (1)
где G0 - расход топлива за опыт, гр.;
t - время замера, с; а удельный эффективный расход топлива
- ^. (2)
Испытания двигателя 4Ч11/13 на режимах нагрузочной характеристики показали заметные изменения часового От и удельного расходов топлива.
Результаты испытаний представлены в виде графических зависимостей на рисунке
1.
По рисунку 1 видно, что с увеличением содержания в топливе рапсового масла экономические показатели двигателя ухудшаются. Так, при номинальной мощности Ые = 45,1 кВт часовой расход Ст при работе 100% РМ составил 16,8 кг/ч, что на 21,4 % больше, чем при работе на ДТ (От= 13,2 кг/ч), а удельный эффективный расход топлива при этом увеличился на 21,5 % (с 255 г/кВтч до 325 г/кВтч).
Вывод. По результатам испытаний можно рекомендовать смесь РМ с ДТ в соотношении 80/20. При этом достигается наиболее высокие технико-экономические показатели работы двигателя. При работе двигателя на ДТ часовой расход топлива равен Gm=13,2 кг/ч, при этом затраты при часе работы дизеля составят 731,5 руб. Часовой расход топлива при работе на смеси в соотношении 80/20 хоть и возрастает до 14,7 кг/ч, но затраты снизятся до 443,9 руб. за счет более низкой цены РМ. Экономия в денежном выражении составляет почти 40%.
Список литературы:
Баширов, Р.М. Диагностирование технического состояния тракторных дизелей: рекомендации [Текст] / Р.М. Баширов, К.В. Костарев, А.В. Неговора, С.З. Инсафуддинов, Э.М. Гайсин, Ф.Р. Сафин, Д.Д. Харисов, Р.Ж. Магафуров, Р.Р. Юльбердин // Уфа: Башкирский ГАУ, 2017.- 27 с. Баширов, Р.М. Анализ систем и оборудования спутникового мониторинга качества работы мобильной сельскохозяйственной техники [Текст] / Р.М. Баширов, Ф.Р. Сафин, Р.Ж. Магафуров, Р.Р. Юльбердин // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2018. - Вып.№1(69). - С. 9799.
Баширов, Р.М. Методика диагностирования и регулирования топливной аппаратуры тракторных дизелей в полевых условиях / Р.М. Баширов, Ф.Р. Сафин, Р.Р. Юльбердин // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. - 2018. - Вып.№4 (48). - С. 118-123.
Баширов, Р.М. Способ диагностирования и регулирования дизельной топливной аппаратуры на двигателе // Р.М. Баширов, Ф.Р. Сафин, Р.Ж. Магафуров, Р.Р. Юльбердин, М.Ф. Туктаров, патент на изобретение №2668589 от 30.01.2018г.
Баширов, Р.М. Определение механического КПД дизеля методом пропуска впрысков топлива // Р.М. Баширов, Ф.Р. Сафин, Р.Р. Юльбердин, И.Д. Ахметьянов, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2018616015 от 05.04.2018г.
