CC BY
29
Оптимизация состава биотоплив с добавками метиловых эфиров рапсового и подсолнечного масел
B.А. Марков, профессор, заведующий кафедрой МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н.,
C.Н. Девянин, профессор, заведующий кафедрой Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева, д.т.н.,
С.А. Зыков, доцент Российского государственного аграрного университета -МСХА имени К.А. Тимирязева, к.т.н.
Рассмотрена возможность использования смесей нефтяного дизельного топлива с метиловыми эфирами рапсового и подсолнечного масел в качестве топлива для дизелей. Проведен анализ физико-химических свойств исследуемых смесевых биотоплив. Представлены результаты экспериментальных исследований дизеля Д-245.12С, работающего на дизельном топливе и смесевых биотопливах. Предложена методика оптимизации состава смесевых биотоплив. Проведены оптимизационные расчеты.
__Ключевые слова:
дизельный двигатель, нефтяное дизельное топливо, альтернативное топливо, метиловый эфир рапсового масла, метиловый эфир подсолнечного масла, смесевое биотопливо, оптимизация.
овременный этап развития энергетики характеризуется неизбежным истощением мировых запасов полезных ископаемых при одновременном увеличении энергопотребления. По прогнозам к 2020 г. потребление энергоресурсов составит 18...20 млрд т в год в нефтяном эквиваленте [1, 2]. Ожидается, что к середине нынешнего столетия рост потребления первичных ресурсов по сравнению с 2010 г. удвоится и составит около 28 млрд т в нефтяном эквиваленте. При этом возрастет роль возобновляемых энергетических ресурсов. Планируется, что через ближайшие 10 лет доля возобновляемых источников энергии в энергобалансе ведущих промышленных стран составит от 10 до 30 % [1, 2]. Так, в соответствии с данными работы [3] к 2019 г. объем рынка «чистых» технологий составит 325,9 млрд долл. США (рис. 1). При этом рынок биотоплив оценивается в 112,5 млрд долл. (около 30 % всех возобновляемых источников энергии).
В связи с указанной тенденцией в сравнительно недалекой перспективе сырьевая база для производства энергоносителей для мобильных и стационарных энергетических установок существенно расширится. Их будут производить не только из полезных ископаемых, но и из возобновляемых источников энергии (биомасса, растительные масла, спирты и др.).
Еще одним фактором, способствующим более широкому внедрению возобновляемых энергоносителей, является необходимость удовлетворения все более жестких требований к показателям токсичности отработавших газов (ОГ) энергетических
Рис. 1. Прогноз развития мирового рынка «чистых» технологий до 2019 г.: 1 - 2009 г.; 2 - 2019 г.
установок. В связи с непрерывным ужесточением норм на выбросы токсичных компонентов ОГ транспортных двигателей проводятся интенсивные поиски альтернативных энергоносителей для транспорта. В ряде стран для автомобильной техники уже достаточно широко применяются биотоплива - растительные масла, их производные (биодизельное топливо или «биодизель» - сложные эфиры растительных масел), биогаз, биоэтанол, животные жиры [4-6]. Привлекательность этих биотоплив заключается в практически неисчерпаемой возобновляемой сырьевой базе для производства этих энергоресурсов и возможности сокращения выбросов в атмосферу основного парникового газа - диоксида углерода (углекислый газ). В связи с этим такие моторные биотоплива находят все более широкое применение на транспорте, а также в сельском хозяйстве и стационарных энергетических установках. При этом для легковых автомобилей, оснащенных двигателями с искровым зажиганием, наибольшее использование в качестве топлива получил биоэтанол, а для транспортных средств с дизелями - топлива, получаемые из растительных масел и животных жиров.
Среди топлив растительного происхождения наибольшее практическое применение для автомобильных дизелей нашло биодизельное топливо - эфиры растительных масел [1, 7-9]. С химической точки зрения биодизельное топливо представляет собой смесь метиловых (также этиловых, бутиловых) эфиров насыщенных и ненасыщенных жирных кислот растительных и животных жиров. При этом основой сырьевой базы для его производства остаются следующие виды масел - рапсовое, подсолнечное, соевое и пальмовое. Динамика роста мирового производства и потребления биодизельного топлива представлена на рис. 2 и 3 [7].
Основой производства сложных эфиров растительных масел являются реакции переэтерификации (алкоголиз), представляющие собой реакции взаимодействия жирных кислот растительных масел со спиртами. Выход биодизельного топлива (сложные эфиры растительных масел) из исходного сырья, продолжительность технологического процесса его производства, состав и физико-химические свойства, а также цена в значительной степени определяются выбранной технологией его получения. Разработаны различные технологии производства биодизельного топлива из растительных масел [7].
Рис. 2. Динамика роста производства биодизельного топлива (эфиры растительных масел и животных жиров) в европейских странах: 1 - Бельгия; 2 - Франция; 3 - Италия; 4 - Польша; 5 - Литва
Рис. 3. Рост производства и потребления биодизельного топлива в 2010-2020 гг. по регионам:
1 - Азиатско-Тихоокеанский регион; 2 - Европейский союз; 3 - Латинская Америка; 4 - Северная Америка
Одной из наиболее перспективных технологий производства биодизельного топлива является переработка рапсового масла. Получение сложного метилового эфира из рапсового масла осуществляется путем его переэтерификации с добавкой метанола при температуре 80.. .90 °С в присутствии катализатора - едкого калия КОН (аналогично получают и метиловый эфир подсолнечного масла). Из семян рапса с 1 га посевов (в среднем 3 т) извлекают около 1 т масла. Затем масло подвергается переэтерификации, в результате чего получается около 1000 кг метилового эфира рапсового масла (МЭРМ).
Необходимо отметить, что эфиры растительных масел отличаются от самих масел меньшими плотностью и вязкостью, более высоким цетановым числом (ЦЧ), меньшей температурой воспламенения. В связи с этим при использовании чистых
эфиров растительных масел возможно заметное изменение характера рабочих процессов дизелей, что требует дополнительной регулировки двигателя. Поэтому более целесообразным представляется использование смесей нефтяного дизельного топлива и метиловых эфиров растительных масел. 15
Для оценки показателей отечественного дизеля типа Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5) при его работе на смесях нефтяного дизельного топлива с метиловым эфиром рапсового масла проведен цикл экспериментальных исследований специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана и МГАУ им. В.П. Горячкина [10, 11]. Этот дизель, производства Минского моторного завода (ММЗ), установлен на малотоннажных грузовых автомобилях ЗиЛ-5301 «Бычок», а его модификации - на автобусах Павловского автомобильного завода (ПАЗ) и тракторах «Беларусь» Минского тракторного завода (МТЗ). Некоторые параметры этого дизеля приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры дизеля типа Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5)
Параметры Значение
Тип двигателя Четырехтактный, рядный, дизельный
Число цилиндров 4
Диаметр цилиндра, мм 110
Ход поршня, мм 125
Общий рабочий объем, л 4,32
Степень сжатия 16,0
Система турбонаддува Турбокомпрессор ТКР-6 Борисовского завода автоагрегатов
Номинальная частота вращения, мин-1 2400
Номинальная мощность, кВт 80
Механизм газораспределения Клапанного типа с верхним расположением клапанов
Система питания Разделенного типа
Топливный насос высокого давления (ТНВД) Рядный типа PP4M10U1f фирмы Motorpal с всережимным центробежным регулятором
Диаметр плунжеров ТНВД, мм 10
Ход плунжеров ТНВД, мм 10
Длина нагнетательных топливопроводов, 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 1^=0,250 мм2
Давление начала впрыскивания форсунок, МПа 21,5
В дизеле Д-245.12С использована камера сгорания (КС) типа ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт) и организовано объемно-пленочное (пристеночное) смесеобразование с частичным попаданием топливных струй на горячие боковые стенки КС, прилегающие к горловине (рис. 4). Это позволяет обеспечить стабильное воспламенение биотоплив (биодизельное топливо и его смеси с нефтяным дизельным топливом), отличающихся от нефтяного дизельного топлива несколько худшей воспламеняемостью (пониженное цетановое число).
а б
Рис. 4. Камера сгорания дизеля типа Д-245.12С со схемой расположения форсунки (а) и ориентация струй распыливаемого топлива в КС (б): 1-5 - номера струй распыливаемого топлива Д/ф=10 мм
На указанном дизеле исследовались смесевые биотоплива с содержанием МЭРМ в дизельном топливе (ДТ) марки «Л» по ГОСТ 305-82 от 0 до 60 % (объемное содержание компонентов). Свойства исследуемых топлив приведены в табл. 2.
Таблица 2
Физико-химические свойства смесей нефтяного ДТ и МЭРМ
Свойства Топлива
ДТ МЭРМ 95% ДТ + 5% МЭРМ 90% ДТ + 10% МЭРМ 80% ДТ + 20% МЭРМ 60% ДТ + 40% МЭРМ 40% ДТ + 60% МЭРМ
Плотность при 20 °С, кг/м3 830 877 832 835 839 848 858
Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с 3,8 8,0 3,94 4,09 4,41 5,2 6,0
Коэффициент поверхностного натяжения при 20 °С, мН/м 27,1 30,7 - - - - -
Теплота сгорания низшая, МДж/кг 42,5 37,8 42,2 41,9 41,5 40,5 39,6
Цетановое число 45 48 - - - - -
Температура самовоспламенения, °С 250 230 - - - - -
Температура помутнения, °С -25 -13 - - - - -
Температура застывания, °С -35 -21 - - - - -
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, кг 14,3 12,6 14,2 14,1 14,0 13,6 13,3
Содержание, % по массе С Н О 87,0 12,6 0,4 77,6 12,2 10,2 86.5 12.6 0,9 86,1 12,5 1,4 85,1 12,5 2,4 83,2 12,4 4,4 81,4 12,3 6,3
Примечание: для смесевых топлив указано объемное процентное содержание в них ДТ и МЭРМ.
На первом этапе дизель Д-245.12С испытывался на режимах внешней скоростной характеристики (ВСХ) при его работе на ДТ и смеси 80 % ДТ и 20 % МЭРМ. Результаты этих исследований приведены на рис. 5 и в табл. 3, а также в работах [10, 11].
Таблица 3 17
Показатели дизеля Д-245.12С, работающего на смесях нефтяного ДТ и МЭРМ
Объемная концентрация МЭРМ
Показатели дизеля в смесевом биотопливе, %
0 5 10 20 40 60
Часовой расход топлива От, кг/ч
на режиме максимальной мощности 19,13 19,45 19,76 19,76 20,02 20,43
на режиме максимального крутящего момента 12,30 12,50 12,54 12,68 12,98 13,16
Крутящий момент Ме, Н-м
на режиме максимальной мощности 306 306 310 308 308 309
на режиме максимального крутящего момента 351 356 350 349 351 355
Дымность ОГ КХ, % по шкале Хартриджа
на режиме максимальной мощности 18,0 18,0 13,5 11,0 10,0 7,0
на режиме максимального крутящего момента 21,0 17,0 16,0 13,0 7,5 8,5
Удельный эффективный расход топлива &е, г/(кВт-ч)
на режиме максимальной мощности 249,2 252,9 253,8 255,3 258,5 262,2
на режиме максимального крутящего момента 223,2 223,7 228,0 230,6 234,7 236,0
Эффективный КПД дизеля г|е
на режиме максимальной мощности 0,340 0,337 0,337 0,339 0,343 0,346
на режиме максимального крутящего момента 0,379 0,381 0,376 0,376 0,378 0,384
Условные (средние) показатели топливной
экономичности дизеля на режимах
13-режимного цикла эффективный расход топлива &е усл, г/(кВт-ч) 245,76 249,20 253,62 256,54 261,28 265,00
эффективный КПД г|е усл 0,345 0,342 0,338 0,338 0,339 0,342
Интегральные удельные выбросы токсичных
компонентов на режимах 13-режимного цикла, г/(кВт-ч) оксиды азота еШх 7,286 6,894 6,718 6,542 7,441 7,759
монооксид углерода еСО 2,834 2,234 2,199 2,096 2,021 1,932
несгоревшие углеводороды еСН 0,713 0,626 0,658 0,727 0,692 0,681
На втором этапе испытаний дизель Д-245.12С исследован на режимах 13-ре-жимного испытательного цикла ЕСЕ Я49. Режимы этого цикла показаны на рис. 6, а результаты исследований дизеля на этих режимах представлены на рис. 7 и в табл. 3.
По приведенным на рис. 7б,в,г характеристикам содержания в ОГ нормируемых токсичных компонентов (оксиды азота N0^ монооксид углерода СО, несго-ревшие углеводороды СН) с использованием общепринятых методик рассчитаны их интегральные удельные массовые выбросы на режимах 13-режимного цикла (соответственно ^Ох, еСО, еСН). При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя на каждом режиме такого цикла определялись концентрации в ОГ токсичных компонентов (С^х, ССО, ССН, СТЧ) и рассчитывались их часовые массовые выбросы (ЕЖх, ЕСО, ЕСН, ЕТЧ). Полученные значения вредных выбросов суммировались за весь цикл по каждому компоненту (с учетом весовых коэффициентов К, отражающих долю времени каждого режима) и затем делением на условную среднюю мощность дизеля за испытательный цикл ^(Ы^-К) определялись удельные массовые выбросы вредных веществ по формулам [7, 12]:
К
13 13
Е ЕС0 г Кг X ЕСН г Кг
13
Е ЕТЧ 1 К г
— г=1
X N г К
— г=1
Е N г К
— г=1
Е N г К
— г=1
"ТЧ
£ N гКг
(1)
е
е
е
N0
С0
СН
=1
=1
=1
Рис. 5. Зависимость эффективной мощности Ые, крутящего момента М, часового расхода топлива От, коэффициента избытка воздуха а, дымности ОГ Кх и удельного эффективного расхода топлива от частоты вращения п коленчатого вала дизеля Д-245.12С на режимах ВСХ: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % МЭРМ
С использованием представленных на рис. 7а характеристик часового расхода топлива От определены значения удельного эффективного расхода топлива gе и эффективного КПД це по зависимостям [7, 12]:
Рис. 6. Испытательный 13-режимный цикл ЕСЕ К.49 для оценки токсичности ОГ дизелей в стендовых условиях. Около точки каждого режима указаны номер режима и доля этого режима в общем объеме времени работы; красным цветом выделены режимы максимальной мощности (№ 8) и максимального крутящего момента (№ 6)
1000 От 3600
& = л, т; п =-
(2)
N
где Ни - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Оценка эксплуатационного расхода топлива на режимах 13-режимного цикла проведена по среднему (условный) удельному эффективному расходу топлива, который определялся с использованием зависимости [7, 12]:
I ,К,
ёв уел
еуел 13
(3)
У N К
е
=1
где О^ - часовой расход топлива на г-м режиме.
1=1
вт, кг/ч 20
•-к.) о.....о. 2
/ ^ / // <
п=24 ООмин"1 У / /
у ¿г Г? =1500 мин"1
.¿р /7=875 мин'1 4
750
С„01Ю4,%
л =2400 мин"1
100 200 300 Мо,Н|
300 Мс. На
Ссо-104 % 500 -
Си-104,* 750
«=875 мин"1 л=1500 мин"1
\ \ \ \ \ V -лЗ--'' /
Чч------ Л=2400 мин*1 -
300 Н-м
Ссн'Ю1, №
750 -
С™,-10*,% 500
\
Л—2400 НИН"1
%=875 мин'1 0=1500 мин"'
100 200
г
300 М„.Н м
Рис. 7. Зависимость часового расхода топлива Gт (а), объемных концентраций в ОГ оксидов азота С^ (б), монооксида углерода Ссо (в) и несгоревших углеводородов Ссн (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ме дизеля Д-245.12С: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % МЭРМ
Для оценки топливной экономичности дизеля, работающего на смесевых биотопливах, желательно использовать эффективный КПД дизеля це. Причем для интегральной оценки работы дизеля на 13-режимном цикле использован условный эффективный КПД, определяемый из соотношения [7, 12]:
Пе уел
3600
--. (4)
Ни ёг уел
Результаты расчетов, проведенных по изложенной методике, представлены в табл. 3. Приведенные в ней данные подтверждают возможность заметного улучшения экологических показателей дизеля типа Д-245.12С при его переводе с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭРМ. Вместе с тем определенный интерес представляет вопрос о влиянии состава смесевого биотоплива на характеристики дизеля. С этой целью проведены исследования дизеля на чистом ДТ и смесевом биотопливе, содержащем от 0 до 60 % МЭРМ. Физико-химические свойства указанных смесей даны в табл. 2. Результаты этих исследований приведены на рис. 8 и в табл. 3.
б
а
в
<5Т> кг/ч де,г/(кВтч) е но*> есо, г/(кВт ч)
22 20 18 14 12 а 2,2 1,8 1,4 -1 ----2 260 Ме, 240 Н-м 360 220 340 320 300 кх,% 20 10 0 -1 ----2 7 Пе Ь 0,39 з 0,37 2 0,35 0,33 1 п \ ___ „. — 1 1
- \ ___
}9е
„о-о--- и—- ------ -------
-О- - -с
-------< _ _ —( >- ---
\ бсо \
)ме к;Ч
/ г- >Лв
г- / бен
_ 1
)а \ Кх —
--- К
20 40 СМЭрм,% 0 20 40 СМЭРГЛ,% 0 20 40 Смэрм,% а б в
Рис. 8. Зависимость часового расхода топлива Ст, крутящего момента Ме и коэффициента избытка воздуха а на режимах ВСХ (а), удельного эффективного расхода топлива эффективного КПД це и дымности ОГ Кх на режимах ВСХ (б), удельных массовых выбросов оксидов азота еыо%, монооксида углерода есо и несгоревших углеводородов есн с ОГ на режимах 13-режимного цикла (в) дизеля Д-245.12С от содержания МЭРМ в смесевом биотопливе СМЭРМ:
1 - на режиме максимальной мощности при и=2400 мин-1; 2 - на режиме максимального крутящего момента при и=1500 мин-1
Рис. 9. Зависимость эффективной мощности N крутящего момента Ме, часового расхода топлива От, коэффициента избытка воздуха а, дымности ОГ Кх и удельного эффективного расхода топлива от частоты вращения п коленчатого вала дизеля Д-245.12С на режимах ВСХ: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ
Проведенные испытания дизеля Д-245.12С продемонстрировали возможность значительного улучшения его показателей при работе на смесях ДТ и МЭРМ. Даже незначительная добавка МЭРМ в ДТ (5 или 10 %) позволяет заметно улучшить показатели токсичности ОГ дизелей практически без внесения в их конструкцию каких-либо изменений.
Как отмечено выше, в качестве топлива для дизелей используются сложные эфиры различных растительных масел. При этом в условиях европейской части России
привлекательным представляется производство и использование в качестве моторного топлива метилового эфира подсолнечного масла (МЭПМ). Для подтверждения возможности использования этих смесей в качестве моторного топлива проведены экспериментальные исследования упомянутого выше дизеля 21
Д-245.12С [13, 14]. При испытаниях использовано дизельное топливо марки «Л» по ГОСТ 305-82 и его смеси с МЭПМ, содержание которого изменялось в диапазоне от 0 до 40 %. Свойства исследуемых топлив приведены в табл. 4.
Таблица 4
Физико-химические свойства смесей нефтяного ДТ и МЭПМ
Свойства Топлива
ДТ МЭПМ 95% ДТ + 5% МЭПМ 90% ДТ + 10% МЭПМ 85% ДТ + 15% МЭПМ 80% ДТ + 20% МЭПМ 60% ДТ + 40% МЭПМ
Плотность при 20 °С, кг/м3 830 886 832,8 835,6 838,4 841,2 852,4
Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с 3,8 7,0 4,0 4,2 4,3 4,4 5,0
Теплота сгорания низшая, кДж/кг 42 500 37 200 42 200 41 900 41 700 41 400 40 400
Цетановое число 45 47 - - - - -
Температура помутнения, °С -25 -13 - - - - -
Температура застывания, °С -35 -17 - - - - -
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, кг 14,30 12,53 14,23 14,11 14,03 13,96 13,59
Содержание, % по массе С Н О 87,0 12,6 0,4 76,7 12,2 11,1 86.5 12.6 0,9 86,0 12,5 1,5 85,5 12,5 2,0 85,0 12,5 2,5 82,9 12,4 4,7
Примечание: «-» - свойства не определялись; для смесей указано объемное процентное содержание компонентов.
На первом этапе исследований проведены испытания дизеля Д-245.12С на чистом ДТ и на смеси 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режимах ВСХ. Результаты этих исследований представлены на рис. 9 и в табл. 5. На втором этапе дизель ис-пытывался на этих топливах на 13-режимном испытательном цикле ЕСЕ Я49. Результаты исследований дизеля на этих режимах представлены на рис. 10 и в табл. 5.
Представленные выше результаты испытаний дизеля Д-245.12С получены при его работе на смесевом биотопливе, содержащем 80 % ДТ и 20 % МЭПМ. Для оценки влияния состава смесевого биотоплива на характеристики дизеля проведены его аналогичные испытания и на смесях ДТ и МЭПМ другого состава (с объемным содержанием МЭПМ в смеси от 0 до 40 %). Результаты этих исследований приведены на рис. 11 и в табл. 5.
Проведенные экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С на смесях нефтяного ДТ с метиловыми эфирами рапсового и подсолнечного масел подтвердили возможность значительного улучшения экологических показателей дизеля, а также целесообразность оптимизации состава указанных смесе-вых биотоплив. Проведенный анализ показал, что задача выбора оптимального состава смесевого биотоплива достаточно сложна и не имеет однозначного решения.
Таблица 5 Показатели дизеля Д-245.12С, работающего на смесях нефтяного ДТ и МЭПМ
Вид топлива
Показатели дизеля ДТ 95% ДТ + 5% МЭПМ 90% ДТ + 10% МЭПМ 85% ДТ + 15% МЭПМ 80% ДТ + 20% МЭПМ 60% ДТ + 40% МЭПМ
Часовой расход топлива От, кг/ч на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 19,23 12,51 19,20 12,54 19,49 12,81 19,47 12,85 19,71 12,98 20,07 13,14
Крутящий момент дизеля Ме, Н-м на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 310 359 306 356 313 355 307 353 309 357 311 357
Удельный эффективный расход топлива ¡>„, г/(кВт-ч) на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 246,6 222,1 249,8 224,4 247,8 229,7 252,6 231,8 254,0 231,8 257,0 234,5
Эффективный КПД дизеля це на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 0,343 0,381 0,342 0,380 0,347 0,374 0,342 0,372 0,342 0,375 0,347 0,380
Дымность ОГ КХ, % по шкале Хартриджа на режиме максимальной мощности на режиме максимального крутящего момента 15,0 36,0 13,0 37,0 10,0 36,0 10,0 35,0 8,0 34,0 6,0 25,0
Интегральные на режимах 13-режимного цикла эффективный расход топлива gе усл, г/(кВт-ч) эффективный КПД г|е усл 241,32 0,351 250,40 0,341 251,31 0,342 252,75 0,342 255,07 0,341 258,49 0,345
Интегральные на режимах 13-режимного цикла удельный массовые выбросы, г/(кВт-ч) оксиды азота еыО1 монооксид углерода еСО несгоревшие углеводороды еСН 5,948 2,782 1,006 5,905 2,767 0,924 5,894 2,428 0,829 5,724 2,288 0,821 5,718 2,171 0,813 5,742 1,949 0,784
Это обусловлено тем, что работа дизеля характеризуется целым комплексом показателей (критерии) топливной экономичности и токсичности ОГ. Требования к выбору оптимального по данным критериям состава топлива часто противоречат друг другу. В результате задача выбора оптимального состава смесевого биотоплива становится многокритериальной оптимизационной задачей [7, 12, 15].
Известны различные методики решения многокритериальных задач оптимизации, которые классифицируются в зависимости от числа оптимизируемых параметров и критериев оптимальности, особенностей их задания и определения степени их значимости. Наиболее известными методиками являются оптимизация иерархической последовательности частных критериев, определение решения, основанное на том или ином виде компромисса, определение множества неулучшаемых точек [7, 15]. Разработаны и методики многокритериальной оптимизации различных параметров ДВС. Применительно к задаче оптимизации состава смесевых топлив можно использовать методики, приведенные в работах [16-18]. Они основаны на одном из наиболее эффективных методов оптимизации - методе свертки, при котором обобщенный критерий оптимальности формируется в виде суммы частных критериев.
Вт, ГЛ'Н 20 *
100 200
а
Сео-10* %
500
300 Ма.Нн
Сго-10],%
л= 900 мин"1 / / / /
& \ ч, ч /7=1500 мин'1 4
\\
у /7=2400 мин'1 -в—»
300 Л7с.Нм
Си»'«4,*
750 -
Си»-«4,*
л=2400 мин"1
100 200
б
Сен -10*г%
300 Мг.Нн
Сен -10',%
750 750
500 500
250 250
П=1500 мин"'
300 (Ис.Нм
Рис. 10. Зависимость часового расхода топлива Ст (а), объемных концентраций в ОГ оксидов азота С^ (б), монооксида углерода Ссо (в) и несгоревших углеводородов Ссн (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ме дизеля Д-245.12С: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ
В частности, в работе [16] предложена методика оптимизации состава смесе-вого биотоплива (смеси нефтяного дизельного топлива с рапсовым маслом), построенная на составлении обобщенного аддитивного критерия оптимальности (целевая функция) в виде суммы
•о апе • пе + aN0 х • N0 х + аСО• СО + аСН •СН
(5)
где /пе, /ЫОх, /со, /сн - частные критерии оптимальности соответственно по топливной
пе
экономичности (эффективный КПД пе), выбросам МОХ, СО, СН; апе, яКОх, асО, асн -весовые коэффициенты частных критериев оптимальности.
Частные критерии оптимальности, входящие в выражение (5), предлагается определять на каждом г-м режиме из следующих соотношений:
в
г
Л =Л,„' П„; J
N0
"N0
: ! ^одт ■; < со _ есо 1 ! есо дт ; < сн _ есн 1 ! есн дт , (6)
где пе г , еК0х 1 > еС0 i , еСн 1 - параметры дизеля, работающего на г-м топливе; Пе дт , еК0х дт , еС0 дт , еСн дт - параметры дизеля, работающего на нефтяном ДТ.
При решении оптимизационной задачи с использованием формулы (5) обобщенный критерий оптимальности /0 минимизируется. При этом удельные массовые выбросы токсичных компонентов ОГ еК0х,, еС0 ,, есн г (числители выражений для частных критериев /КОх, /со, /сн) минимизируются, а эффективный КПд це г (знаменатель выражения для частного критерия / ) - максимизируется.
Наиболее сложной проблемой использования этой методики является выбор значений весовых коэффициентов частных критериев оптимальности, который не имеет однозначного решения. Еще один недостаток данной методики заключается в том, что не учитывается такой важный показатель работы дизеля, как дымность ОГ. Следует также отметить и трудоемкость использования этой методики, обусловленную необходимостью расчетов сразу четырех частных критериев и их суммы - обобщенного критерия. Причем, каждый из частных критериев формулы (5) вычисляется как результат суммирования данных по соответствующим показателям на тринадцати режимах (в публикации [16] рассматривается работа дизеля на режимах 13-режимного цикла норм ЕСЕ Я49). При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя на режимах такого цикла проводится достаточно трудоемкий расчет удельных массовых выбросов вредных веществ по формулам (1).
(Зт^сг/ч
20 16 12
га 2,2
1,8 1,4
—1 ----2
\
}<5Т
/
1—о-
<
V
)«■
/
10 20 30 Смэпм,%
а
де, г/(кВт ч) 260
240
Щ, 220
Нм
380
340
зоо К*.
%
40 20 О
-1 ----2
^О--
о 5
ш — — 2-.—<
П -О*'" -Т-
)Ле
,
V 1
'— Ых
0,36 0,35
Ле
0,40 0,34 0,38 0,36 0,34
Ле
уел
вне*, еав> есн, г/(кВт ч)
10 20 30 Смэпм,%
б
Леуеп
енОк
есн* /
/
10
20 30 С„ЭПм,%
Рис. 11. Зависимость часового расхода топлива Ст, крутящего момента Ме и коэффициента избытка воздуха а на режимах ВСХ (а), удельного эффективного расхода топлива эффективного КПд це и дымности ОГ Кх на режимах ВСХ (б), условного эффективного КПд пе усл и удельных массовых выбросов оксидов азота еЫ0%, монооксида углерода еС0 и несгоревших углеводородов еСн с ОГ на 13-режимном цикле (в) дизеля д-245.12С от содержания МЭПМ в смесевом биотопливе СМЭПМ:
1 - на режиме максимальной мощности при и=2400 мин-1; 2 - на режиме максимального крутящего момента при и=1500 мин-1
в
С целью устранения указанных недостатков рассмотренной методики для оптимизации состава смесевых биотоплив предлагается использовать следующую методику. Во-первых, желательно сократить число частных критериев оптимальности выражения (5). При этом выше отмечена сравнительно слабая зависимость 25 эффективного КПД це исследуемого дизеля типа Д-245.12С от состава смесей нефтяного ДТ с МЭРМ (см. рис. 8б) и МЭПМ (см. рис. 11 б). Следует также отметить, что в связи с поэтапным введением все более жестких норм на выбросы вредных веществ с ОГ дизелей транспортного и автотракторного назначения и необходимостью выполнения этих ограничений экологические показатели ДВС становятся приоритетными. Поэтому реализация мероприятий по снижению токсичных выбросов зачастую сопровождается ухудшением показателей топливной экономичности.
При оптимизации состава смесевых биотоплив указанные факторы позволяют не учитывать частный критерий, характеризующий топливную экономичность исследуемого дизеля. Во-вторых, известно, что из газообразных нормируемых токсичных компонентов ОГ дизелей наиболее значимыми являются оксиды азота МОХ. Их доля в суммарных токсичных выбросах дизелей составляет от 30 до 80 % по массе и от 60 до 95 % по эквивалентной токсичности [12]. Другим важнейшим токсичным компонентом ОГ дизелей считаются твердые частицы (выброс сажи или дымность ОГ). Высокая потенциальная опасность этих частиц обусловлена их способностью аккумулировать на своей поверхности многие известные канцерогены и мутагены, а также незначительными размерами частиц, способствующими их проникновению в органы дыхания человека и накапливанию в них. Еще два нормируемых токсичных компонента - монооксид углерода СО и легкие несгорев-шие углеводороды СН - имеют значительно меньшую токсикологическую значимость. Так, в соответствии с данными работ [12] токсикологическая значимость СО, МОХ, СН, твердых частиц и оксидов серы 8ОХ оценивается как отношение 1 : 41,1 : 3,16 : 200 : 22. Кроме того, выброс СО и СН значительно снижается при использовании средств очистки ОГ (установка нейтрализаторов).
При формировании обобщенного критерия оптимальности указанные факторы позволяют использовать всего два основных частных критерия - эмиссию оксидов азота и твердых частиц (дымность ОГ).
Необходимо отметить, что определение концентрации в ОГ дизелей твердых частиц СТЧ является достаточно сложной и трудоемкой технической задачей. При этом используется дорогостоящее оборудование (тоннель), которое имеется лишь в нескольких исследовательских центрах России. Значительно проще и доступнее определение дымности ОГ с использованием недорогих и распространенных дымомеров. При этом известно, что на режимах работы дизеля с низкими коэффициентами избытка воздуха (а<1,2...1,3) сажа составляет большую часть массы твердых частиц (до 95.98 %).
В целом фракционный состав твердых частиц выглядит следующим образом: углеродная фракция (среднее содержание - 75 %, диапазон значений - 33.90 %), органическая фракция (19 %, 7.49 %), сульфаты, нитраты (1 %, 1.4 %), металлы и другие элементы (2 %, 1.5 %), прочее (3 %, 1.10 %) [19]. Это позволяет использовать зависимости, практически однозначно (с высоким коэффициентом корреляции) связывающие эмиссию твердых частиц и дымность ОГ. В связи с этим в предлагаемой методике оптимизации состава смесевого биотоплива в качестве двух основных частных критериев оптимизации приняты концентрации в ОГ оксидов азота и сажи (дымность ОГ).
При оценке токсичности ОГ дизелей используются испытательные циклы, в той или иной мере отражающие реальные распределения режимов работы двигателей. В Европе дизели грузовых автомобилей грузоподъемностью более 3,5 т 26 (для автобусов с числом посадочных мест свыше 9) до 2000 г. испытывались
в стендовых условиях на установившихся режимах, соответствующих режимам 13-режимного цикла ЕСЕ Я49 (см. рис. 6). Этот испытательный цикл включает 13 установившихся режимов: три режима холостого хода с минимальной частотой вращения п=0,25...0,3 пном (всего 25 % времени работы), пять нагрузочных режимов (10, 25, 50, 75, 100 % нагрузки) при номинальной частоте вращения пном и пять нагрузочных режимов (10, 25, 50, 75, 100 % нагрузки) при частоте вращения Пмтах=0,6.--0,7 пном, соответствующей максимальному крутящему моменту двигателя. Доля режима максимальной мощности (номинальный режим № 8 на рис. 6) составляет 10 % от общего времени работы двигателя, а доля режима максимального крутящего момента (режим № 6 на рис. 6) - 25 %.
В соответствии с ГОСТ 17.2.2.01-84 «Дымность отработавших газов дизелей» и Правилами ЕЭК Я 24-02 ООН дымность ОГ определяется только на режимах внешней скоростной характеристики. При этом наиболее важными являются режимы максимальной мощности и максимального крутящего момента. В испытательном цикле (см. рис. 9) режим холостого хода при минимальной частоте вращения (режимы № 1, 7, 13) имеет существенную значимость (доля этого режима составляет 25 % от общего времени работы). Но поскольку выброс ОГ на этом режиме значительно меньше, чем на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента, то и массовый выброс токсичных компонентов ОГ сравнительно невелик. Кроме того, дымность ОГ на этом режиме незначительна и не нормируется стандартами на токсичность ОГ.
С учетом изложенных факторов для решения задачи оптимизации состава смесевого биотоплива для дизеля Д-245.12С предложено использовать метод свертки, при котором частные критерии оптимальности сводятся к обобщенному критерию /о, определяемому в виде суммы основных частных критериев, характеризующих концентрацию в ОГ оксидов азота /КОХ и дымность ОГ по шкале Хартриджа /Кх, в соответствии с формулой
^о _ ^n0 + к . (7)
x
Проведенный выше анализ показал, что при оптимизации состава смесевого топлива в первую очередь целесообразно учитывать принятые основные показатели токсичности ОГ на двух основных режимах - максимальной мощности Nmax и максимального крутящего момента Mmax. Тогда выражение (7) принимает вид
J о _ JNO N + JNO M + JK N + JK M , (8)
x max x max x max x max
где JNOx Nmax« JNOx Mmax« JKx Nmax« JKX Mmax - частные критерии оптимальн°СГИ
(концентрация в ОГ оксидов азота и дымность ОГ по шкале Хартриджа) на указанных режимах.
Поскольку в предлагаемой методике в качестве частных критериев оптимальности выражения (8) использованы концентрация в ОГ оксидов азота CNOx и дымность ОГ по шкале Хартриджа Кх, имеющие различную размерность, целесообразно их использование в относительных величинах в следующем виде:
J = C / C ■
J NOxNmax ^ NOxNm,x i' ^ NOxNm,x ДТ '
J = C / C ■
J NOxMmax ^ NOxMmax i1 ^ NOxMmax ДТ
JKX Nmax = KNmax i / KNmax ДТ '
JKX M max = KXM max i / K XM max ДТ ' (9)
где параметры с индексом «ДТ» соответствуют работе на нефтяном дизельном топливе, а параметры с индексом «г» - работе на смесевом биотопливе г-го состава.
Обобщенный критерий оптимальности (8) также удобно использовать в относительном виде:
J о = J , J ДТ . (10)
Предложенная методика оптимизации смесевого биотоплива предполагает формирование обобщенного аддитивного критерия оптимальности в виде (8) или (10). Минимум этого обобщенного критерия соответствует оптимальному составу смесевого биотоплива. При этом частные критерии оптимизации, характеризующие концентрацию в ОГ оксидов азота Jnox и дымность ОГ по шкале Хартриджа JKX на двух основных режимах - максимальной мощности Nmax и максимального крутящего момента Mmax, определяются по выражениям (9). Эта методика не предполагает ранжирования (определение значимости) этих частных критериев оптимальности путем задания соответствующих весовых коэффициентов, как это принято в выражении (5). Кроме того, эта методика отличается от методики (5) существенно меньшим объемом вычислений.
Таким образом, для решения задачи оптимизации состава смесей нефтяного ДТ с МЭРМ и МЭПМ использованы разработанная методика оптимизации, предполагающая определение обобщенного критерия оптимальности по формулам (8), (9) и (10), и представленные выше экспериментальные данные по дизелю Д-245.12С, работающему на смесях ДТ с МЭРМ и МЭПМ. Результаты проведенных расчетных исследований сведены в табл. 6.
Рис. 12. Зависимость обобщенного критерия оптимальности ,/0 от содержания метилового эфира растительного масла в смеси с нефтяным дизельным топливом СМ: 1 - смесь нефтяного ДТ с МЭРМ; 2 - смесь нефтяного ДТ с МЭПМ
28
Таблица 6
Результаты оптимизации состава смесей нефтяного ДТ с метиловыми эфирами растительных масел для дизеля Д-245.12С
Вид топлива Показатели дизеля
С N0* «шах» ррт ^.та. С N0* Мтах> РРШ Кх «шах, % к Мтах> % 7" ./о
Смеси нефтяного дизельного топлива с метиловым эфиром рапсового масла
ДТ 550 1,000 610 1,000 18,0 1,000 21,0 1,000 4,000 1,000
95% ДТ+5% МЭРМ 550 1,000 650 1,066 18,0 1,000 17,0 0,810 3,876 0,969
90% ДТ+10% МЭРМ 500 0,909 675 1,107 13,5 0,750 16,0 0,762 3,528 0,882
80% ДТ+20% МЭРМ 510 0,927 600 0,984 11,0 0,611 13,0 0,619 3,141 0,785
60% ДТ+40% МЭРМ 575 1,045 635 1,041 10,0 0,556 7,5 0,357 2,999 0,750
40% ДТ+60% МЭРМ 575 1,045 700 1,148 7,0 0,389 8,5 0,405 2,987 0,747
Смеси нефтяного дизельного топлива с метиловым эфиром подсолнечного масла
ДТ 575 1,000 625 1,000 15,0 1,000 36,0 1,000 4,000 1,000
95% ДТ+5% МЭПМ 550 0,957 600 0,960 13,0 0,867 37,0 1,028 3,812 0,953
90% ДТ+10% МЭПМ 515 0,896 590 0,944 10,0 0,667 36,0 1,000 3,507 0,877
85% ДТ+15% МЭПМ 500 0,870 580 0,928 10,0 0,667 35,0 0,972 3,437 0,859
80% ДТ+20% МЭПМ 500 0,870 580 0,928 8,0 0,533 34,0 0,944 3,275 0,819
60% ДТ+40% МЭПМ 515 0,896 600 0,960 6,0 0,400 25,0 0,694 2,950 0,738
В соответствии с данными табл. 6 все рассматриваемые смесевые биотоплива заметно улучшают показатели токсичности ОГ дизеля Д-245.12С. Причем с увеличением содержания МЭРМ (СМЭРМ) и МЭПМ (СМЭПМ) в смесях с нефтяным ДТ обобщенный критерий оптимальности Jо монотонно уменьшается (при работе на нефтяном ДТ он равен единице, рис. 12). С точки зрения обобщенного критерия J0 предложенной методики наилучшие результаты достигнуты при использовании смесей 40%ДТ+60%МЭРМ (J о =0,747) и 60%ДТ+40%МЭПМ (J о =0,738).
Перевод дизеля Д-245.12С с нефтяного ДТ на первую из упомянутых смесей - смесь 40 % ДТ и 60 % МЭРМ на режиме максимальной мощности сопровождался снижением дымности ОГ Кх от 18,0 до 7,0 % по шкале Хартриджа, а на режиме максимального крутящего момента - от 21,0 до 8,5 % по той же шкале. При этом интегральный на режимах 13-режимного цикла удельный массовый выброс оксидов азота еКОх возрос с 7,286 до 7,759 г/(кВт-ч), удельный выброс монооксида углерода еСО снизился с 2,834 до 1,932 г/(кВт-ч), а удельный выброс несгоревших углеводородов еСН уменьшился с 0,713 до 0,681 г/(кВт-ч).
Перевод исследуемого дизеля с нефтяного ДТ на вторую из упомянутых смесей - смесь 60 % ДТ и 40 % МЭПМ на режиме максимальной мощности привел к снижению дымности ОГ Кх от 15,0 до 6,0 % по шкале Хартриджа, а на режиме максимального крутящего момента - от 36,0 до 25,0 % по той же шкале. При этом интегральный на режимах 13-режимного цикла удельный массовый выброс оксидов азота еКОх снизился с 5,949 до 5,742 г/(кВт-ч), удельный выброс монооксида углерода еСО - с 2,782 до 1,949 г/(кВт-ч), а удельный выброс несгоревших углеводородов еСН - с 1,006 до 0,784 г/(кВт-ч).
Согласно рис. 12, близкий характер протекания двух полученных характеристик J о =/ (СМЭРМ) и J о =/ (СМЭПМ) подтверждает близкие экологические качества этих двух видов биотоплив. Также следует отметить, что уменьшение значений обобщенного критерия оптимальности Jo наиболее заметно при небольших 29
концентрациях СМЭРМ и СМЭПМ. Это свидетельствует о том, что даже небольшая добавка МЭРМ и МЭПМ в нефтяное ДТ значительно улучшает показатели токсичности ОГ исследуемого дизеля. Проведенные оптимизационные расчеты и близость характеристик J о =/ (Смэрм) и J о =/ (Смэпм) подтвердили эффективность использования разработанной методики оптимизации состава смесевых топлив. Она может быть использована не только для оптимизации состава смесей нефтяного ДТ с МЭРМ и МЭПМ, но и для смесей ДТ с растительными маслами, другими эфирами, прочих смесевых топлив.
В целом проведенные исследования еще раз показали возможность эффективного использования смесей нефтяного ДТ с МЭРМ и МЭПМ в качестве топлива для отечественных дизелей. Широкомасштабное применение этих топливных смесей в дизелях позволит обеспечить частичное замещение нефтяного ДТ топливами, производимыми из альтернативных сырьевых ресурсов, а также заметно улучшить показатели дымности и токсичности ОГ дизелей.
_ Литература
1. Попель О.С., Фортов В.Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. -М.: Издательский дом МЭИ, 2015. - 450 с.
2. 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.
3. Инновационное развитие альтернативной энергетики: Часть 1 / В.Ф. Фе-доренко, Н.Т. Сорокин, Д.С. Буклагин и др. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2010. - 348 с.
4. Тепловые двигатели установок электро- и теплоснабжения, использующие биотоплива: Учеб. пособие для вузов / В.Ф. Каменев, М.Г. Шатров, А.С. Теренченко и др. - М.: Изд-во МАДИ, 2014. - 92 с.
5. Басков В.Н., Панцхава Е.С. Моторные биотоплива: состояние и перспективы развития технологии в мире и в России // Теплоэнергетика. - 2013. - № 4. -С. 43-47.
6. Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. - Луганск: Изд-во Восточноукраинского университета им. В. Даля, 2009. - 240 с.
7. 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»,
2011. - 536 с.
8. Myo T. The Effect of Fatty Acid Composition on the Combustion Characteristics of Biodiesel (A Dissertation Submitted to the Graduate School of Science and Engineering In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering). - Japan: Kagoshima University, 2008. - 171 p.
9. Knothe G., Van Gerpen J., Krahl J. et al. The Biodiesel Handbook. - Shampaign, Illinois: AOCS Press, 2005. - 286 p.
10. Марков В.А., Шустер А.Ю., Девянин С.Н. Работа дизелей на смесях дизельного
30
топлива и метилового эфира рапсового масла // Транспорт на альтернативном топливе. - 2009. - № 4. - С. 33-37.
11. Марков В.А., Шустер А.Ю., Девянин С.Н. Особенности применения метилового эфира рапсового масла в качестве топлива для дизелей // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Машиностроение. - 2010. - № 3. - С. 56-69.
12. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 376 с.
13. Марков В.А., Девянин С.Н., Нагорнов С.А. Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и метилового эфира рапсового масла // Транспорт на альтернативном топливе. - 2013. - № 3. - С. 56-62.
14. Марков В.А., Девянин С.Н., Улюкина Е.А. и др. Метиловый эфир подсолнечного масла как экологический компонент нефтяных моторных топлив // Транспорт на альтернативном топливе. - 2015. - № 4. - С. 29-41.
15. Васильев Ф.П. Методы оптимизации. - М.: Факториал Пресс, 2002. - 824 с.
16. Марков В.А., Маркова В.В., Сивачев В.М., Сивачев С.М. Определение оптимального состава смесевых биотоплив // Автомобильная промышленность. - 2015. - № 2. - С. 5-9.
17. Оптимизация состава смесевого биотоплива для транспортного дизеля / Н.А. Иващенко, В.А. Марков, А.А. Зенин и др. // Безопасность в техносфере. - 2007. -№ 5. - С. 22-25.
18. Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. - Харьков: Изд-во ХПИ, 2003. - 244 с.
19. Оценка и контроль выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей / В.А. Звонов, Г.С. Корнилов, А.В. Козлов и др. - М.: Изд-во «Прима-Пресс-М», 2005. - 312 с.
Требования по подготовке статей к опубликованию в журнале
В связи с тем, что Международный научно-технический журнал Национальной газомоторной ассоциации «Транспорт на альтернативном топливе» включен в обновленный Перечень ВАКа, просьба ко всем авторам строго выполнять следующие требования при подготовке статей к публикации:
1. Все научно-технические статьи должны иметь на русском и английском языках следующие составляющие:
заголовок, ФИО авторов полностью, их должности, ученая степень (при наличии), контакты (e-mail, телефоны), аннотации, ключевые слова.
2. Все английские тексты следует набирать только строчными буквами, сохраняя начальные прописные буквы в именах собственных.
3. Авторы остальных публикаций (информационных, рекламных и т.д.) представляют на русском и английском языках: заголовок, ФИО авторов полностью, их должности, адрес и контакты (e-mail, телефоны).
Редакция журнала также доводит до сведения авторов требования, которые необходимо соблюдать при подготовке статей для публикации.
Материалы статей должны быть представлены по электронной почте в программе WinWord. Объем статьи -не более 15 000 знаков с пробелами.
Представленный текстовый материал с иллюстрациями и таблицами должен иметь сквозную нумерацию. Графический материал должен быть выполнен в формате, обеспечивающем ясность всех деталей рисунков. Формулы и символы должны быть четкими и понятными. Все обозначения в формулах необходимо расшифровать. Нумеруются только те формулы, на которые сделаны ссылки в тексте. Обозначения физических величин и единиц измерений необходимо давать
в Международной системе единиц (СИ). Обязательно соблюдение действующих ГОСТов. Текст и таблицы должны быть выполнены в программе Word в формате doc, rtf. Фотографии и графические рисунки (не менее 300 dpi, CMYK) - в формате jpg, jpeg, tiff, pdf. Не следует форматировать текст самостоятельно.
При пересылке материалов по е-mail следует сопровождать их пояснительной запиской (от кого, перечень файлов и т.д.). Объемные файлы должны быть заархивированы. При подготовке статей к печати необходимо руководствоваться документами, определяющими правила передачи информации через СМИ. Авторский коллектив должен указать ответственное лицо, с которым редакция будет вести переговоры в процессе подготовки статьи к изданию. В список литературы включаются источники, на которые есть ссылки в статье. Ссылаться можно только на опубликованные работы. Список литературы составляется в порядке употребления. В нем приводятся следующие сведения: фамилия и инициалы авторов, название работы; для журнала - название, год издания, номер, страницы, на которых размещена статья; для книг - место и год издания, издательство, общее число страниц. Редакция оставляет за собой право редакторской правки и не несет ответственности за достоверность публикации. Все внесенные изменения и дополнения в представленную к изданию статью согласовываются с автором или представителем авторского коллектива.
Редакция оставляет за собой право размещать опубликованные статьи на сайтах журнала и Национальной газомоторной ассоциации. Редакция не передает и не продает материалы для публикации в других печатных и электронных изданиях без согласования с автором (представителем авторского коллектива).
