CC BY
173
Транспортное и энергетическое машиностроение
УДК 621.436 DOI 10.18698/0536-1044-2016-7-28-44
Оптимизация состава смесей нефтяного дизельного топлива с растительными маслами
В.А. Марков1, С.Н. Девянин2, С.И. Каськов1
1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 105005, Москва, Российская Федерация, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1
2 Российский государственный аграрный университет (РГАУ) — МСХА им. К.А. Тимирязева, 127550, Москва, Российская Федерация, Тимирязевская ул., д. 58
Optimization of the Composition of Oil Diesel Fuels with Plant Oils
V.A. Markov1, S.N. Devyanin2, S.I. Kaskov1
1 BMSTU, 105005, Moscow, Russian Federation, 2nd Baumanskaya St., Bldg. 5, Block 1
2 Russian State Agrarian University (RSAU) — Timiryazev Moscow Agricultural Academy, 127550, Moscow, Russian Federation, Timiryazevskaya St., Bldg. 58
e-mail: vladimir.markov58@yandex.ru, devta@rambler.ru, kaskov_si@mail.ru
Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого применения альтернативных моторных топлив и решения обостряющихся экологических проблем. Проанализированы преимущества и проблемы применения в дизелях альтернативных топлив, получаемых из возобновляемого сырья — растительных масел. Использование альтернативных моторных топлив, производимых из растительного сырья, позволяет не только обеспечить замещение нефтяных моторных топлив, но и уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами дизелей. Показана целесообразность применения смесевых биотоплив — смесей нефтяного дизельного топлива и растительных масел. Проведено исследование, направленное на оптимизацию состава таких биотоплив. Рассмотрены смеси нефтяного дизельного топлива с рапсовым и подсолнечным маслами. Предложена методика оптимизации состава этих смесей, базирующаяся на определении обобщенного критерия оптимальности, вычисляемого в виде суммы частных критериев, характеризующих концентрацию в отработавших газах оксидов азота и сажи — дымность этих газов. Проведены оптимизационные расчеты состава биотоплива для дизеля типа Д-245.12С. Показано, что с увеличением содержания рапсового и подсолнечного масел в смеси с нефтяным дизельным топливом параметры токсичности отработавших газов дизеля улучшаются, причем даже небольшая добавка растительного масла в нефтяное дизельное топливо значительно улучшает эти параметры в исследуемом дизеле.
Ключевые слова: дизельный двигатель, нефтяное дизельное топливо, альтернативное топливо, рапсовое масло, подсолнечное масло, смесевое биотопливо, оптимизация.
This article is necessitated by the need to increase the use of alternative motor fuels to solve the deteriorating environmental issues. The advantages and drawbacks of using alternative
diesel fuels obtained from renewable sources such as plant oils, are analyzed in this article. The use of alternative plant-based motor fuels can not only provide a replacement for oil motor fuels but also reduce emission of harmful substances present in exhaust diesel fumes. The viability of mixed biofuels (mixtures of oil diesel fuels and plant oils) are shown. A study aimed at optimizing the composition of such biofuels is carried out. Oil diesel fuel mixtures with rapeseed and sunflower oils are considered. The method of optimization of the mixture composition is proposed, which is based on determining a unified criterion of optimization calculated as the sum of partial criteria that describe the concentration of nitrogen oxides and carbon soot (smoke opacity) in the exhaust fumes. Optimization calculations of the biofuel composition for the D-245.12S type diesel are performed. It is shown that with the increase of the rapeseed and sunflower oil content in the oil diesel fuel mixture, the toxicity parameters of the exhaust fumes are improved, and even a small addition of the plant oil to the oil diesel fuel significantly improves these parameters in the studied diesel engine.
Keywords: diesel engine, oil diesel fuel, alternative fuel, rapeseed oil, sunflower oil, biofuel mixture, optimization.
Нефтяные топлива до настоящего времени остаются основным видом моторных топлив для мобильных энергетических установок [1]. При эксплуатации различных транспортных средств на территории Российской Федерации
ежегодно сжигается около 110___115 млн т
нефтяных моторных топлив (автомобильного бензина — 35_40 млн т, дизельного топлива (ДТ) — 55_60 млн т, авиационного керосина — 10_15 млн т) [2]. При их сжигании образуются вредные вещества, на долю которых приходится значительная часть всех токсичных выбросов в атмосферу [3]. Основным потребителем нефтепродуктов является транспорт (прежде всего — автомобильный), за которым следует сельское хозяйство.
По данным работы [4], на долю сельскохозяйственных и лесопромышленных машин приходится 23,5 % всего потребляемого в России моторного топлива и 17,8 % выбросов вредных веществ в атмосферу. Следует отметить, что в структуре затрат на производство сельскохозяйственной продукции доля стоимости ДТ уже превышает 30 %, а в ряде случаев достигает 50 % [5]. В связи с этим в настоящее время все шире внедряются технологии использования в сельском хозяйстве различных альтернативных топлив [6-8]. При этом наиболее перспективными представляются топлива, получаемые из возобновляемого растительного сырья [4, 7, 9]. Государственная программа России по развитию сельского хозяйства и регулированию рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. предусматривает дальнейшее развитие биотехнологий — доведение
к 2020 г. удельного веса отходов сельскохозяйственного производства, переработанного методами биотехнологий, до 12 % [7]. Так, в дизельных двигателях различных транспортных средств и сельскохозяйственной техники уже применяют топлива, получаемые из растительных масел (РастМ).
РастМ как моторные топлива можно использовать как в чистом виде, так и в смеси с дизельным и другими нефтяными топливами, а также с газовыми конденсатами, спиртами, эфирами и другими альтернативными топли-вами. Для заправки сельскохозяйственной техники применяют сложные метиловые, этиловые и бутиловые эфиры РастМ, называемые биодизельным топливом. Возможна работа дизелей на микроэмульсиях РастМ и их производных со спиртами и водой, а также при введении парообразных производных РастМ во впускную систему как дополнение к впрыскиванию ДТ. Разработаны технологии получения фракций моторного топлива с использованием крекинга РастМ [4, 6, 10].
Источником РастМ служат масличные культуры, в разных частях которых (главным образом в семенах или плодах) содержатся растительные жиры. К масличным относится более 150 видов растений, из которых вырабатывают РастМ. В последние годы рынок РастМ отличался высоким динамизмом: так, к 2000 г. мировой объем их ежегодного производства достиг 80 млн т, а к 2013 г. — 150 млн т. К наиболее значимым РастМ относятся рапсовое (РМ) и подсолнечное (ПМ) масла, суммарное мировое производство которых достигло 40 млн т в год (рис. 1) [11].
Объем производства масел, млн т
25
-24—
□ i Ш2
23
23
23
20
20
21
18 18
15 -14-
15
16
10 -
5 -
13
9-
12
9-
10
9 -
11
11
И IM IM IM IM IM IM IM IM IM IM II
10
13
12
21
12
14-
15
16
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Годы
Рис. 1. Динамика мирового производства РМ (1) и ПМ (2)
Структура производства РастМ в России такова: доля подсолнечного масла в общем объеме производства РастМ составляет 86,84 %, соевого — 7,96 %, рапсового — 4,84 %, горчичного — 0,11 %, остальных масел (кукурузного, льняного и др.) — 0,25 % [12]. Таким образом, основными масличными культурами в России являются подсолнечник и рапс: их суммарное производство превысило 3 млн т в год (рис. 2) [13]. Под рапс отведено более 700 тыс. га пахотных земель, под подсолнечник — 6 529 тыс. га [4].
Следует отметить, что использование РастМ в качестве сырья для производства биотоплив практически не оказывает влияния на сектор их производства для пищевых целей. В качестве моторного топлива могут быть использованы технические РастМ, полученные путем экстрагирования семян масличных культур или предварительно отжатого жмыха бензином, гексаном или другими экстрагентами. Для технического применения подходят низкокачественные и просроченные РастМ. Значительной сырьевой базой для производства биотоплив являются
Объем производства масел, млн т
3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
□ i Ш2
2,51
2,82
0,24
2,09
0,28
0,25
2,90-
2,55
0,25
2,49
— 0,40-
— 0,39
_L
2007 2008
2011 2012
2009 2010
Годы
Рис. 2. Динамика производства РМ (1) и ПМ (2) в России
использованные для жарки фритюрные масла [4]. Масличные культуры, предназначенные для производства биотоплива, можно выращивать на территориях, непригодных для производства продуктов питания (в районах с неблагоприятной экологической обстановкой, на участках, прилегающих к автомобильным магистралям и промышленным предприятиям).
Следует отметить, что для условий сельской местности, где отсутствует инфраструктура для производства эфиров РастМ, наиболее привлекательным моторным топливом для дизельного двигателя являются смеси нефтяного ДТ с РМ или ПМ с небольшим содержанием РастМ [4, 14]. Эти компоненты хорошо смешиваются в любых пропорциях, образуя стабильные смеси, а по физико-химическим и эксплуатационным свойствам они достаточно близки нефтяным ДТ [4, 15]. В связи с этим возможна работа дизелей на указанных биотопливах без существенных конструкционных изменений двигателей и их систем.
Известны отечественные и зарубежные исследования дизелей, работающих на РМ и ПМ и их смесях с нефтяным ДТ [4, 6, 9, 16, 17]. При этом недостаточно изученной остается проблема определения оптимального состава указанных смесей, обеспечивающего наилучшие показатели топливной экономичности и токсичности отработавших газов (ОГ). При разработке методики решения такой оптимизационной задачи и проведении оптимизационных расчетов использованы результаты испытаний дизеля типа Д-245.12С (4 ЧН 11/12,5), приведенные
в работе [4]. Этот двигатель производства Минского моторного завода установлен на малотоннажных грузовых автомобилях ЗИЛ-5301 «Бычок», а его модификации — на автобусах Павловского автомобильного завода и тракторах «Беларусь» Минского тракторного завода.
Основные параметры дизеля Д-245.12С
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........ 2 400
Номинальная мощность, кВт....................80
Система питания...............Разделенного типа
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
Тип форсунок.....ФДМ-22 ОАО «Куроаппаратура»
(г. Вильнюс)
Тип распылителей форсунок..........DOP 119S534
(фирмы Motorpal) с пятью сопловыми отверстиями диаметром dp = 0,34 мм и проходным сечением ^f = 0,250 мм2 Давление начала впрыскивания форсунок, МПа...............................21,5
Примечание. ТНВД — топливный насос высокого давления.
Рис. 3. Камера сгорания дизеля Д-245.12С со схемой расположения форсунки (а) и ориентация струй (1-5)
распыливаемого топлива (б)
В дизеле Д-245.12С использована камера сгорания типа ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт) и организовано объемно-пленочное (пристеночное) смесеобразование с частичным попаданием топливных струй на горячие боковые стенки камеры сгорания, прилегающие к горловине (рис. 3). Это обеспечивает стабильное воспламенение биотоплив (РМ, ПМ и их смесей с ДТ), отличающихся от нефтяного ДТ худшей воспламеняемостью.
Цель работы — оценка показателей дизельного двигателя при его работе на смесевых био-топливах различного состава.
На первом этапе экспериментальных исследований дизеля Д-245.12С его испытывали на чистом ДТ марки «Л» по ГОСТ 305-82 и смесях ДТ и РМ с содержанием последнего от 0 до 60 %. Свойства этих топлив приведены в табл. 1.
Дизель Д-245.12С исследовали на режимах внешней скоростной характеристики (ВСХ) и
Ж,, кВт
60 40 20
кг/ч 18
14
10
6
Кх,% 30
10
л —д
ГА.1
Ж
¥е
✓ ✓ а У / / 'у """■с
х ; 1 > - \. Ч Ч
/ / V \ с
сЗ
О?
ж
✓ ✓ / /
> ✓ СГ
а
У \ г"
\ —X > г"
1
о. ) :■---
«О и 1
Ч \ 8е
\ X ,---- Ц -
\ х—> Г
\
Ме, Н м
360
320
280
240
а 2,4
2,0
1,6
8е>
кВт/ч
260 240 220
1000
1400
1800
2200 п, мин
-1
Рис. 4. 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 дизельного двигателя Д-245.12С на режимах ВСХ: --ДТ;----смесь 80 % ДТ и 20 % РМ
13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН (цикл ЕСЕ Я49) с установочным углом опережения впрыскивания топлива 9 = 13° поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки и неизменным положением упора дозирующей рейки ТНВД. Дымность ОГ измеряли дымомером типа MK-3 фирмы Hartridgе (Великобритания) с погрешностью ±1 %. Концентрации ЫОх, СО, СНх в ОГ определяли газоанализатором SAE-7532 японской фирмы Yanaco с погрешностью ±1 %. Сначала дизель испытывали на режимах ВСХ на нефтяном ДТ и смесевом биотопливе, содержащем 80 % ДТ (по объему) и 20 % РМ. Результаты этих испытаний приведены на рис. 4 и в табл. 2. Затем дизель исследовали на режимах 13-ступенчатого цикла ЕСЕ Я.49 на той же смеси. Режимы этого цикла показаны на рис. 5, а результаты исследований — на рис. 6 и в табл. 2.
По приведенным на рис. 6, б, в, г характеристикам содержания в ОГ нормируемых токсичных компонентов (оксидов азота ЫОх, монооксида углерода СО, углеводородов СНх) рассчитаны их интегральные удельные массовые выбросы (соответственно емох, еСО, еСНх) на 13 режимах цикла ЕСЕ Я49. При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя на каждом режиме определены концентрации в ОГ токсичных компонентов Смох, ССО, ССНх
М„, %
80
60
40
20
№6 25 %
О
№5 8%
№4
8%
№3 8%
№ 1, 7,13 25%
1
№8 10%
№9 2%
№ 10
2%
'№ 11
2%
№ 12
2%
40
60
80
п,%
Рис. 5. Испытательный 13-режимный цикл ЕСЕ Я49
для оценки токсичности ОГ дизелей в стендовых условиях (около точки каждого режима указаны его номер и доля времени К в общем времени работы)
Таблица 1
Физико-химические свойства нефтяного ДТ и смесей ДТ и РМ
Свойство ДТ РМ Вид топлива 80 % ДТ + 60 % ДТ + 20 % РМ 40 % РМ 40 % ДТ + 60 % РМ
Плотность при 20 °С, кг/м3 830 916 848 865 882
Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с 3,8 75,0 9,0 19,0 30,0
Коэффициент поверхностного натяжения при 20 °С, мН/м 27,1 33,2 — — —
Теплота сгорания низшая, кДж/кг 42 500 37 300 41 500 40 400 39 400
Цетановое число 45 36 — — —
Температура самовоспламенения, °С 250 318 — — —
Температура помутнения, °С -25 -9 — — —
Температура застывания, °С -35 -20 — — —
Количество воздуха, необходимое для сгора- 14,3 12,5 14,0 13,6 13,2
ния 1 кг вещества, кг
Массовое содержание, %: С 87,0 77,0 85,0 83,0 81,0
Н 12,6 12,0 12,5 12,4 12,2
О 0,4 11,0 2,5 4,6 6,8
Примечание. Прочерк «—» означает, что свойство не определялось; для смеси ДТ и РМ указано объемное процентное содержание компонентов.
Таблица 2
Показатели дизельного двигателя Д-245.12С, работающего на смесях ДТ и РМ
Показатель Объемное содержание РМ в смеси с ДТ, %
0 20 40 60
Часовой расход топлива Gт, кг/ч 18,81 12,10 19,94 13,24 20,30 13,71 20,70 13,73
Крутящий момент Ме, Н-м 301 341 311 364 313 364 311 360
Дымность ОГ ^ по шкале Хартриджа, % 11,0 25,0 80 16,5 7,0 13,0
Удельный эффективный расход топлива gе, г/(кВт-ч) 249,0 225,8 255,1 231,8 258,1 239,8 265,1 243,1
Эффективный КПД дизеля 0,340 0,375 0,340 0,374 0,345 0,372 0,345 0,376
Условные (средние) показатели топливной экономичности дизеля
на режимах 13-ступенчатого цикла: эффективный расход gе усл топлива, г/(кВт-ч) эффективный КПД г|е усл 247,20 0,343 254,38 0,341 259,40 0,343 272,23 0,336
Интегральные удельные выбросы токсичных компонентов на режимах 13-ступенчатого цикла, г/(кВт-ч): оксидов азота б№Эх монооксида углерода еСО несгоревших углеводородов вснх 7,442 3,482 1,519 7,159 3,814 0,965 7,031 3,880 0,949 6,597 3,772 1,075
Примечание. В числителе приведены значения для режима максимальной мощности, в знаменателе — максимального крутящего момента.
GT, кг/ч 20
15
10
n = 2 400 мин"1 / / .X
A / // // // /s ✓ S Л гУ // /У
У s? /V n = 1500 мш Г1
-------- X n 850 мив -1
100
200 а
300 М„, H • м
Ссо-10 , %
300 М„, H ■ м
Cno,,. кг/4 1000
750
500
250
n = 1500 мин"1 \ -•■О—^ ✓ s / / / ------- // n s n ч ^ n \ \ ^ ч о
i /у < р
✓ / / / / / / ¿у s У ' // ''"У п = 2400 ми еГ1
< /У п = 850 ми ï-1
0
100
200 б
300 М„,Н-м
Ссо'Ю, % ССНх-Ю, % п = 1500 мин"1
750 750
500 500
250 250
300 М„, H • м
Рис. 6. Зависимости часового расхода топлива Ст (я), объемных концентраций в ОГ оксидов азота СNox (б), монооксида углерода Сш (в) и углеводородов Сшл (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ме дизельного двигателя Д-245.12С при использовании различных топлив: --ДТ;----смесь 80 % ДТ и 20 % РМ
и рассчитаны их часовые массовые выбросы (Enox, Eco, Echx) Полученные значения вредных выбросов суммированы за весь цикл по каждому компоненту (с учетом весовых коэффициентов Ki, отражающих долю времени каждого режима) и затем делением на условную среднюю мощность дизеля за испытательный цикл I^(NeiK) определены удельные массовые выбросы вредных веществ по формулам [3, 4]:
eNOx -
13
X ENOx iKi i-1
X NeKi i-1
; eco -
13
X ECO iKi i-1
eCHx - 13
13
X NetKt
13 i-1 (1)
X ECHx iKi i-1
X NeiKi i-1
GT, кг/ч
20 18 14 12
£е,г/(кВт-ч)
2,2 2,0 1,8 1,6
)GT
/ _______
у г s гГ \
)к
/
\
)а
U.------к -----------
270
260
ме, н м 250
360 240
340 230
320 220
300 кх, %
30 20 10
) 8е
>** г"
!> Пе
3. Кх
уЛ 1 < ----
L/
Че
0,38 0,36 0,34
0
20
40
СРМ, %
20
40
СРМ, %
Рис. 7. Зависимости часового расхода топлива Ст, крутящего момента Ме, коэффициента избытка воздуха а (а), удельного эффективного расхода топлива gе, эффективного КПД и дымности ОГ КХ (б)
дизельного двигателя Д-245.12С от содержания РМ в смеси СРМ на режимах ВСХ: --максимальной мощности при п = 2400 мин-1;----максимального крутящего момента при п = 1500 мин-1
С использованием характеристик часового расхода топлива От (см. рис. 6, а) определены значения удельного эффективного расхода топлива gе и эффективного КПД це по зависимостям [3, 4]
1000GT Ne
Ц =
3600 Höge
(2)
где Ни — низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Оценка интегрального расхода топлива на режимах рассматриваемого цикла проведена по среднему (условному) удельному эффективному расходу топлива, определенному с использованием зависимости [3, 4]
13
X GTiKi
у = ±1_
>е усл 13
X NeiKi i=1
(3)
где 0Т1 — часовой расход топлива на г-м режиме.
Для интегральной оценки топливной экономичности дизеля, работающего на смесевых
биотопливах на режимах 13-ступенчатого цикла, использован также условный эффективный КПД, определяемый из соотношения [3, 4]:
Ц
3600
е усл
Hög,
(4)
е усл
eNOx' еСО> еСНх> г/(кВт • ч)
20
40
-РМ>
%
Рис. 8. Зависимость удельных массовых выбросов оксидов азота б№Эх (1), монооксида углерода есо (2) и углеводородов еснх (3) от содержания РМ в смеси СРМ при работе дизельного двигателя Д-245.12С на режимах 13-ступенчатого цикла
e
Результаты проведенных по формулам (1)-(4) расчетов параметров дизеля Д-245.12С, работающего на смеси 80 % ДТ и 20 % РМ, представлены в табл. 2. Исследованы также смеси, содержащие 40 и 60 % РМ. Результаты этих исследований приведены на рис. 7, 8 и в табл. 2.
На втором этапе экспериментальных исследований дизеля Д-245.12С его испытывали на чистом ДТ марки «Л» по ГОСТ 305-82 и на смесях ДТ и ПМ с содержанием последнего от 0 до 20 %. Свойства этих топлив приведены в табл. 3.
Результаты испытаний дизельного двигателя Д-245.12С на нефтяном ДТ и смеси 80 % ДТ и 20 % ПМ на режимах ВСХ приведены на рис. 9 и в табл. 4, а на режимах 13-ступенчатого цикла ЕСЕ R49 — на рис. 10 и в табл. 4.
Кроме того, были проведены исследования дизеля Д-245.12С на смесях ДТ и ПМ другого состава, результаты которых представлены в табл. 4 и на рис. 11, 12.
Ж,, кВт
*е> 80
60
40
20
(?т,
кг/ч 18
14
10
6
Кх,% 30
10
Ц'
и
У
Г ме
л ■у"""" р
у/ X/
X
и*
<г
а
V
О-
\
Очх V КХ
(
8е Г /
сг Г"-- >--о--с — -с Г'"
Ме, Н -м
360
320
280 а
2,4 2,0 1,6
1000
1400
1800
2200
кВт-ч 260
240
220 ипст"!
Рис. 9. Зависимость эффективной мощности крутящего момента Me, расхода топлива Gт, коэффициента избытка воздуха а, дымности ОГ КХ
и удельного эффективного расхода топлива ge от частоты вращения п коленчатого вала дизельного двигателя Д-245.12С на режимах ВСХ: --ДТ;----смесь 80 % ДТ и 20 % ПМ
Проведенные испытания дизельного двигателя Д-245.12С на смесях нефтяного ДТ с РМ и ПМ подтвердили возможность значительного улучшения его экологических показателей, а также целесообразность оптимизации состава указанных смесевых биотоплив. Задача выбора оптимального состава смесевого биотоплива достаточно сложна и не имеет однозначного решения. Это обусловлено тем, что работа дизеля характеризуется целым комплексом показателей (критериев) 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 [3, 4, 18].
Известны различные методики решения многокритериальных задач оптимизации, которые классифицируют в зависимости от числа оптимизируемых параметров, количества критериев оптимальности, особенностей их задания и определения степени их значимости. Наиболее известными являются: оптимизация иерархической последовательности частных критериев; определение решения, основанное на том или ином виде компромисса, определение множества неулучшаемых точек [3, 19]. Разработаны и методики многокритериальной оптимизации различных параметров двигателей внутреннего сгорания. Применительно к задаче оптимизации состава смесевых топлив можно использовать методики, приведенные в работах [3, 18-20]. Они основаны на одном из самых эффективных методов оптимизации — методе свертки, при котором обобщенный критерий оптимальности формируется в виде суммы частных критериев. В частности, в работе [19] предложена методика оптимизации состава смесевого биотоплива — смесей нефтяного ДТ с РМ, построенная на составлении обобщенного аддитивного критерия оптимальности в виде суммы
Jо = areJr^e + а№Сх J№Сх + аСОJCO + аСНх JCHх , (5)
где JЦе, JJco, Jcнx — частные критерии оптимальности соответственно по топливной экономичности (эффективному КПД Пе), выбросам NOx, СО, СНх; а%, aNox, aco, Оснх — весовые коэффициенты частных критериев оптимальности. Частные критерии оптимальности, входящие в выражение (5), предлагается определять на каждом г-м режиме из соотношений
Таблица 3
Физико-химические свойства нефтяного ДТ и смесей ДТ и ПМ
Вид топлива
Свойство ДТ ПМ 95 % ДТ + 5 % ПМ 90 % ДТ + 10 % ПМ 80 % ДТ + 20 % ПМ
Плотность при 20 °С, кг/м3 830 923 834,7 839,3 848,6
Вязкость кинематическая при 20 °С, мм2/с 3,8 72,0 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 37 000 42 100 41 900 41 400
Цетановое число 45 33 — — —
Температура самовоспламенения, °С 250 320 — — —
Температура помутнения, °С -25 -7 — — —
Температура застывания, °С -35 -18 — — —
Количество воздуха, необходимое для сгора- 14,3 12,4 14,2 14,1 13,9
ния 1 кг топлива, кг
Массовое содержание, %: С 87,0 77,6 86,5 86,1 85,1
Н 12,6 11,5 12,5 12,5 12,4
О 0,4 10,9 1,0 1,4 2,5
Примечание. Прочерк «—» означает, что свойство не определялось; для смеси ДТ и ПМ указано объемное про-
центное содержание компонентов.
Таблица 4
Показатели дизельного двигателя Д-245.12С, работающего на смесях ДТ и ПМ
Показатель Объемное содержание ПМ в смеси с ДТ, %
0 5 10 20
Часовой расход топлива Gn кг/ч 19,70 13,72 19,78 13,84 19.96 13.97 20,20 14,10
Крутящий момент Ме, Н-м 317 368 318 368 316 367 313 364
Дымность ОГ Kx по шкале Хартриджа, % 14,5 20,0 12,5 16,5 12,0 15,0 11,0 14,0
Удельный эффективный расход топлива ge, г/(кВт-ч) 246,8 222,6 248,1 224,6 251,3 226,9 256,2 231,1
Эффективный КПД дизеля 0,343 0,381 0,345 0,386 0,342 0,379 0,339 0,376
Условные (средние) показатели топливной экономичности дизеля
на режимах 13-ступенчатого цикла: эффективный расход топлива gn усл, г/(кВт-ч) эффективный КПД г|е усл 230,52 0,367 245,91 0,353 246,09 0,349 248,94 0,349
Интегральные удельные выбросы токсичных компонентов на режимах 13-ступенчатого цикла, г/(кВт-ч): оксидов азота 6nox монооксидов углерода eco несгоревших углеводородов бснх 6,630 2,210 0,580 6,626 2,146 0,563 6,649 2,091 0,580 6,078 2,257 0,647
Примечание. В числителе приведены значения для режима максимальной мощности, в знаменателе — максималь-
ного крутящего момента.
Сгт, кг/ч
СШх- Ю", %
Ото/ Ю, %
20
15
10
и = 240 Омин 1 /V1 // // у /х
Л У // // // // <у // // // // // //
//X // // // л' я = 1600 мш Г1
п = 900 мр ш"1
750
500
250
И = 1600 мин-1 \ / / / / / / / / / Ч / ' у' / / / \ ' "-о
/ / / / / ✓ / О / / / / / / / / / / / / / /
и = 900 мин -1 / /' / / Л<— / X ^
л = 2400 м [ИН-1
1000
750
500
250
100
200 а
300 Ме, Н • м
100
200 300 Ме, Н • м
Ссо-Ю, %
Ою'Ю> % Ссн-10ч,%
250
и ,= 900 мин" -1 « = 1600 мин-1
у .................
V /о / /
V /у
V
V
N /г = 2400 мин -1
500 750
Ссн-10,%
250
250 500
100
200 в
0
300 М„, Н • м
250
100
200
г
300 М„, Н • м
Рис. 10. Зависимости часового расхода топлива Ст (а), объемных концентраций в ОГ оксидов азота С^эх (б), монооксида углерода Ссо (в) и углеводородов Сснх (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ме
дизеля Д-245.12С: --ДТ;----смесь 80 % ДТ и 20 % ПМ
1% -Ле ДТ/Лег ; 1 МОх - ^Ох ¡/^Ох ДТ ; /со - еСО 1/еСО ДТ ; 1СНх - еСНх г/ еСНх ДТ :
(6)
где Ли', емОх 1, 1, еснх ' — параметры дизеля, работающего на г'-м топливе; Ле дТ, дТ, еСО дт, есНх дТ — параметры дизеля, работающего на нефтяном ДТ.
При решении оптимизационной задачи с использованием формул (5) и (6) обобщенный критерий оптимальности /о минимизируется. При этом удельные массовые выбросы токсич-
ных компонентов ОГ емох г, еСО г, есНх г (числители выражений для частных критериев 1шх , 1 со , 1снх) минимизируются, а эффективный КПД цег (знаменатель выражения для частного критерия 1Ле) — максимизируется.
Наиболее сложной проблемой применения этой методики является выбор значений весовых коэффициентов частных критериев оптимальности, который не имеет однозначного решения. Другим недостатком методики является то, что она не учитывает такой важный показатель работы дизеля, как дымность ОГ.
GT, кг/ч
ge, г/(кВт • ч)
18 14
10
6
а
2,2
1,8
\
/ GT
/
\
)ме
/
р- ---О
___О
^-
У...
Ме, Н -м
360 340 320 300
250 240 230 220
К,
10
15
"ПМ>
%
X, % 20 15 10
)ge ___о
_____ О-- и— э------
>-___
)Пе
о-- /
-и
""■с
---О
Пе
0,40 0,38 0,36 0,34
0
10
б
15
"ПМ>
%
Рис. 11. Зависимость часового расхода топлива Ст, крутящего момента Ме, коэффициента избытка воздуха а (а), удельного эффективного расхода топлива gе, эффективного КПД и дымности ОГ КХ (б)
дизеля Д-245.12С от содержания ПМ в смеси Спм на режимах ВСХ: --максимальной мощности при п = 2400 мин-1;----максимального крутящего момента при п = 1600 мин-1
Следует также отметить и трудоемкость ее использования, обусловленную необходимостью расчетов сразу четырех частных критериев и их суммы — обобщенного критерия. Причем каждый из частных критериев формулы (5) вычисляют как результат суммирования данных по соответствующим показателям на 13 режимах [19]. При оценке интегральной токсичности ОГ двигателя на режимах такого цикла проводят достаточно трудоемкий расчет удельных массовых выбросов вредных веществ по формулам (1).
С целью устранения указанных недостатков для оптимизации состава смесевых биотоплив предложено использовать следующую методику. Во-первых, желательно сократить число частных критериев оптимальности выражения (5). При этом выше отмечена сравнительно слабая зависимость эффективного КПД исследуемого дизеля Д-245.12С от состава смесей нефтяного ДТ с РМ (см. рис. 7, б) и ПМ (см. рис. 11, б). При оптимизации состава смесевых биотоплив это обстоятельство позволяет не учитывать частный критерий, характеризующий топливную экономичность исследуемого дизеля. Во-вторых, известно, что из нормируемых газообразных токсичных компонентов ОГ дизелей наиболее значимыми являются оксиды
азота ЫОх. Их доля в суммарных токсичных выбросах дизелей составляет от 30 до 80 % по массе и от 60 до 95 % по эквивалентной токсичности [3].
Другой важнейший токсичный компонент ОГ дизелей — 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, позволяющими им проникать в органы дыхания человека и накапливаться в них. Еще два
«мох> есо< еснх> г/СкВт"ч) 6
пм>
%
Рис. 12. Зависимость удельных массовых выбросов оксидов азота 6nox (1), монооксида углерода eco (2) и углеводородов еснх (3) от содержания ПМ в смеси СПМ при работе дизеля Д-245.12С на режимах 13-ступенчатого цикла
нормируемых токсичных компонента — монооксид углерода СО и углеводороды СНх — имеют значительно меньшую токсикологическую значимость. Так, в соответствии с данными работы [3], токсикологическую значимость СО, ЫОх, СНх, твердых частиц и оксидов серы 8Ох оценивают как отношение 1:41,1:3,16:200:22. Следует отметить, что выброс твердых частиц с ОГ характеризуется выбросом сажи или дым-ностью ОГ, но определение дымности ОГ значительно проще, чем измерение выбросов твердых частиц. 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 дизельных двигателей применяют испытательные циклы, в той или иной мере отражающие реальные распределения режимов их работы. В Европе дизели грузовых автомобилей грузоподъемностью более 3,5 т (для автобусов с числом посадочных мест свыше 9) до 2000 г. испытывали в стендовых условиях на 13 установившихся режимах см. рис. 5) цикла ЕСЕ Я49. При этом доля времени режима максимальной мощности (см. рис. 5, № 8) составляет 10 % от общего времени работы двигателя, а доля режима максимального крутящего момента (см. рис. 5, № 6) — 25 %. В соответствии с ГОСТ 17.2.2.01-84 («Дым-ность отработавших газов дизелей») и Правилами ЕЭК Я 24-02 ООН дымность ОГ определяют только на режимах ВСХ. При этом наиболее важными являются режимы максимальной мощности и максимального крутящего момента.
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. Последний определяют в виде суммы основных частных критериев, характеризующих концентрацию в ОГ оксидов азота /МОх и дымность ОГ по шкале Хартриджа /кх :
/о = /мох + /кх . (7)
Проведенный анализ показал, что при оптимизации состава исследуемых смесей целесообразно учитывать принятые основные показатели токсичности ОГ на двух основных режимах — максимальной мощности Ытах и макси-
мального крутящего момента Мтах. Тогда выражение (7) принимает вид
/о = /МОх Nтах + /МОх Мтах + /Кх Мтах + /Кх Мтах , (8) где / МОх Мтах, / МОх Мтах и /Кх Мтах, /Кх Мтах —
соответственно концентрация в ОГ оксидов азота и дымность ОГ по шкале Хартриджа на указанных режимах (частные критерии оптимальности).
Поскольку в качестве частных критериев оптимальности выражения (8) приняты концентрация в ОГ оксидов азота СМОх и дымность ОГ по шкале Хартриджа Кх, имеющие различную размерность, представляется целесообразным их использование в относительных величинах:
/МОх Мтах = СМОх Мтах СМОх Мтах ДТ ;
/№Ох Мтах = СМОх Мтах >/СМОх Мтах ДТ ;
/к х Мтах = КХ Мтах ,/КХ Мтах ДТ ; (9)
/к х Мтах = КХ Мтах I /КХ Мтах ДТ ,
где параметры с индексом «ДТ» соответствуют работе на нефтяном ДТ, а параметры с индексом «г» — работе на смесевом биотопливе г-го состава.
Обобщенный критерий оптимальности (8) также удобно использовать в относительном виде:
/ о = / о,//о ДТ. (10)
Таким образом, предложенная методика оптимизации смесевого биотоплива предполагает формирование обобщенного критерия оптимальности в виде выражения (8) или (10). Минимум обобщенного критерия соответствует оптимальному составу смесевого биотоплива. При этом частные критерии оптимизации, характеризующие концентрацию в ОГ оксидов азота /МОх и дымность ОГ по шкале Хартриджа /кх на двух основных режимах — максимальной мощности Мтах и максимального крутящего момента Мтах, определяют по выражениям (9). Такая методика не предполагает ранжирования (определения значимости) этих частных критериев оптимальности путем задания соответствующих весовых коэффициентов, как это принято в выражении (5). Кроме того, она отличается от методики (5) существенно меньшим объемом вычислений.
Предложенная методика применена для оптимизации состава смесей нефтяного ДТ с РМ и
Таблица 5
Оптимизация состава смесей нефтяного ДТ с РМ и ПМ для дизельного двигателя Д-245.12С
Показатели дизеля
Вид топлива Сж>х мта1, ррт ] NOх Мтах С№Ох Мтах , РРт ]Жх Мтах К Х Мтах, % ]К Х N тах К Х Мтах % ]Кх Мтах ]о ]о
Смеси нефтяного ДТ и РМ
ДТ 675 1,000 800 1,000 11,0 1,000 25,0 1,000 4,000 1,000
80 % ДТ + 20 % РМ 650 0,963 770 0,963 8,0 0,727 16,5 0,660 3,313 0,828
60 % ДТ + 40 % РМ 640 0,948 750 0,938 7,0 0,636 13,0 0,520 3,042 0,761
40 % ДТ + 60 % РМ 550 0,815 770 0,963 8,0 0,727 11,0 0,440 2,945 0,736
Смеси нефтяного ДТ и ПМ
ДТ 605 1,000 680 1,000 14,5 1,000 20,0 1,000 4,000 1,000
95 % ДТ + 5 % ПМ 600 0,992 685 1,007 12,5 0,862 16,5 0,825 3,686 0,922
90 % ДТ + 10 % ПМ 580 0,959 675 0,993 12,0 0,828 15,0 0,750 3,530 0,883
80 % ДТ + 20 % ПМ 550 0,909 615 0,904 11,0 0,759 14,0 0,700 3,272 0,818
ПМ для дизельного двигателя Д-245.12С. При этом использованы представленные выше экспериментальные данные. Результаты вычислений частных критериев оптимальности по выражениям (9) и обобщенного критерия оптимальности по формулам (8) и (10) приведены в табл. 5.
Полученные результаты оптимизации свидетельствуют о том, что для дизеля Д-245.12С, работающего на смесевых биотопливах, при росте содержания рассматриваемых масел в смеси с нефтяным ДТ значения обобщенного критерия оптимальности ] о монотонно уменьшаются. Оптимальное в соответствии с выражениями (8) и (10) содержание РастМ в указанных смесях соответствует максимальному (в рассматриваемом диапазоне) содержанию РастМ. Для смесей нефтяного ДТ и РМ минимум обобщенного критерия оптимальности (]о = 0,736) получен при содержании масла в смеси См = 60 %, а для смесей нефтяного ДТ и ПМ этот минимум (] о = 0,818) отмечен при См = 20 %. При работе на нефтяном ДТ обобщенный критерий оптимальности равен единице (см. табл. 5 и рис. 13).
Следует отметить небольшие различия значений обобщенного критерия оптимальности ] о для смесей ДТ с РМ и ПМ (см. рис. 13), т. е. близкий характер протекания двух рассматриваемых характеристик ] о = / (См), что подтверждает близкие экологические качества РМ и ПМ. По мере увеличения содержания РастМ в
смеси с нефтяным ДТ обобщенный критерий оптимальности ]о постоянно уменьшается, но его снижение наиболее заметно при небольшом содержании масла в смесевом биотопливе (см. рис. 13). В частности, при переводе исследуемого дизеля с нефтяного ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % РМ дымность ОГ снижается с 11,0 до 8,0 % и с 25,0 до 16,5 % по шкале Хартриджа на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента соответственно. При этом на режимах 13-ступенчатого цикла интегральный выброс оксидов азота снизился с 7,442 до 7,159 г/(кВт-ч), а выброс углеводородов — с 1,519 до 0,965 г/(кВт-ч) при незначительном росте выброса монооксида углерода (см. табл. 3). Это свидетельствует о том, что даже небольшая добавка РастМ в нефтяное ДТ
оптимальности ]о от содержания растительных масел См в смесях нефтяного ДТ с РМ (1) и ПМ (2)
значительно улучшает показатели токсичности ОГ исследуемого дизеля.
Выводы
1. Показано, что применение в качестве моторного топлива растительных масел — РМ и ПМ — в смесях с нефтяным ДТ позволяет существенно улучшить показатели токсичности ОГ.
2. Предложена методика оптимизации этих смесей, базирующаяся на определении обобщенного критерия оптимальности, вычисляемого в виде суммы частных критериев, характеризующих концентрацию в ОГ оксидов азота и сажи — дымность ОГ на режимах максимальной мощности и максильного крутящего момента.
3. Анализ результатов оптимизационного расчета состава биотоплива для дизеля типа Д-245.12С показал, что с увеличением содержа-
Литература
ния РМ и ПМ в смеси с нефтяным ДТ токсичность ОГ уменьшается и даже небольшая добавка РМ в ДТ значительно улучшает параметры токсичности. В частности, при переводе исследуемого дизеля с нефтяного ДТ на его смесь с 20 % РМ дымность ОГ снижается с 11,0 до 8,0 % и с 25,0 до 16,5 % по шкале Хартриджа на режимах соответственно максимальной мощности и максимального крутящего момента. При этом на режимах 13-ступенчатого цикла интегральный выброс оксидов азота уменьшился с 7,442 до 7,159 г/(кВт-ч).
4. Расчетно-экспериментальные исследования подтвердили эффективность использования предложенной методики оптимизации состава рассматриваемых смесевых биотоплив, а также информативность методики при оценке экологических качеств различных топлив и сравнительно небольшой объем расчетных исследований.
[1] Русаков В.В., Лапидус А.Л., Крылов И.Ф., Емельянов В.Е. Углеводородные и альтерна-
тивные топлива на основе природного газа. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. 188 с.
[2] Александров А.А., Архаров И.А., Багров В.В., Девянин С.Н., Ксенофонтов Б.С.,
Лобанов Б.С., Марков В.А., Середа А.В., Шарин Е.А., Шпак А.В. Нефтяные моторные топлива: экологические аспекты применения. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2014. 691 с.
[3] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей.
Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.
[4] Марков В.А., Девянин С.Н., Семенов В.Г., Шахов А.В., Багров В.В. Использование
растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2011. 536 с.
[5] Коцарь Ю.А., Головащенко Г.А., Плужников С.В., Коростышевский И.М. Новые
источники сырья для биодизеля. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2011, № 4, с. 23-24.
[6] Александров А.А., Архаров И.А., Багров В.В., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Девянин
С.Н., Иващенко Н.А., Марков В.А. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, НИЦ «Инженер», Онико-М, 2012. 791 с.
[7] Федоренко В.Ф., Сорокин Н.Т., Буклагин Д.С., Тихонравов В.С. Инновационное разви-
тие альтернативной энергетики. Ч. 1. Москва, Росинформагротех, 2010. 348 с.
[8] Марков В.А., Девянин С.Н., Спиридонова Л.В. Перспективы использования биотоплив
в дизелях. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2015, № 7, с. 31-38.
[9] Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и эко-
номические показатели дизеля. Луганск, Изд-во Восточноукраинского университета им. В. Даля, 2009. 240 с.
[10] Тиу Д., Фан С., Дзоу Х. Производство биодизеля из непищевого сырья. Химия и технология топлив и масел, 2011, № 2, с. 17-22.
[11] Ивашура С.В. Рынок масличных в новом столетии. Масла и жиры, 2011, № 2, с. 4-7.
[12] Година Е.Д. Определение степени теплоты сгорания дизельного смесевого топлива из соевого масла. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Ам-мосова, 2013, т. 10, № 5, с. 25-29.
[13] Морозов Ю.Н. Анализ масложирового рынка России и возможные перспективы развития. Масла и жиры, 2012, № 7, с. 4-6.
[14] Уханов А.П., Уханов Д.А., Шеменев Д.С. Дизельное смесевое топливо. Пенза, РИО ПГСХА, 2012. 147 с.
[15] Горбачев М. Альтернативные источники энергии для АПК. Сельский механизатор, 2007, № 4, с. 6-7.
[16] Rakopoulos C.D., Rakopoulos D.C., Giakoumis E.G., Dimaratos A.M., Founti M.A. Comparative environmental behavior of bus engine operating on blends of diesel fuel with four straight vegetable oils of Greek origin: sunflower, cottonseed, corn and olive. Fuel, 2011, vol. 90, pp. 3439-3446.
[17] Onyestyak G., Harnos S., Szegedi A., Kallo D. Sunflower oil to green diesel over Raney-type Ni-catalyst. Fuel, 2012, vol. 102, pp. 282-288.
[18] Марков В.А., Девянин С.Н., Неверова В.В. Показатели токсичности отработавших газов дизельного двигателя, работающего на многокомпонентных смесевых биотопли-вах. Безопасность в техносфере, 2015, № 5, с. 15-27.
[19] Васильев Ф.П. Методы оптимизации. Москва, Факториал Пресс, 2002. 824 с.
[20] Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. Харьков, Изд-во ХПИ, 2003. 244 с.
References
[1] Rusakov V.V., Lapidus A.L., Krylov I.F., Emel'ianov V.E. Uglevodorodnye i al'ternativnye top-
liva na osnove prirodnogo gaza [The hydrocarbon and alternative hydrocarbon fuels from natural gas]. Moscow, RGU nefti i gaza im. I.M. Gubkina publ., 2004. 188 p.
[2] Aleksandrov A.A., Arkharov I.A., Bagrov V.V., Devianin S.N., Ksenofontov B.S., Lobanov
B.S., Markov V.A., Sereda A.V., Sharin E.A., Shpak A.V. Neftianye motornye topliva: ekologicheskie aspekty primeneniia [Oil fuel: environmental aspects of the use]. Moscow, NITs «Inzhener» publ., Oniko-M publ., 2014. 691 p.
[3] Markov V.A., Bashirov R.M., Gabitov I.I. Toksichnost' otrabotavshikh gazov dizelei [Exhaust
emissions of diesel engines]. Moscow, Bauman Press, 2002. 376 p.
[4] Markov V.A., Devianin S.N., Semenov V.G., Shakhov A.V., Bagrov V.V. Ispol'zovanie ras-
titel'nykh masel i topliv na ikh osnove v dizel'nykh dvigateliakh [The use of vegetable oils and fuels based on their diesel engines]. Moscow, NITs «Inzhener» publ., Oniko-M publ., 2011. 536 p.
[5] Kotsar' Iu.A., Golovashchenko G.A., Pluzhnikov S.V., Korostyshevskii I.M. Novye istochniki
syr'ia dlia biodizelia [The new sources for bio-diesel]. Avtogazozapravochnyi kompleks + al'ternativnoe toplivo [Autogas Complex + Alternative Fuel]. 2011, no. 4, pp. 23-24.
[6] Aleksandrov A.A., Arkharov I.A., Bagrov V.V., Gaivoronskii A.I., Grekhov L.V., Devianin
S.N., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Al'ternativnye topliva dlia dvigatelei vnutrennego sgoraniia [Alternative fuels for internal combustion engines]. Moscow, NITs «Inzhener» publ., Oniko-M publ., 2012. 791 p.
[7] Fedorenko V.F., Sorokin N.T., Buklagin D.S., Tikhonravov V.S. Innovatsionnoe razvitie
al'ternativnoi energetiki. Ch. 1 [Innovative development of alternative energy: Part 1]. Moscow, Rosinformagrotekh publ., 2010. 348 p.
[8] Markov V.A., Devianin S.N., Spiridonova L.V. Perspektivy ispol'zovaniia biotopliv v
dizeliakh [Prospects for the use of biofuels in diesel engines]. Avtogazozapravochnyi kompleks + Al'ternativnoe toplivo [Autogas Complex + Alternative Fuel]. 2015, no. 7, pp. 31-38.
[9] Vasil'ev I.P. Vliianie topliv rastitel'nogo proiskhozhdeniia na ekologicheskie i ekonomicheskie
pokazateli dizelia [Effect of plant fuels for environmental and economic performance of the diesel engine]. Lugansk, Vostochnoukrainskii universitet im. V. Dalia publ., 2009. 240 p.
[10] Tiu D., Fan S., Dzou Kh. Proizvodstvo biodizelia iz nepishchevogo syr'ia [Production of Biodiesel from inedible feedstock]. Khimiia i tekhnologiia topliv i masel [Chemistry and Technology of Fuels and Oils]. 2011, no. 2, pp. 17-22.
[11] Ivashura S.V. Rynok maslichnykh v novom stoletii [Oilseeds market in the new century]. Masla i zhiry [Oils and fats]. 2011, no. 2, pp. 4-7.
[12] Godina E.D. Opredelenie stepeni teploty sgoraniia dizel'nogo smesevogo topliva iz soevogo masla [The Determination of the calorific value degree of diesel composite propellant from soybean oil]. Vestnik Severo-Vostochnogo federal'nogo universiteta im. M.K. Ammosova [Herald of the NEFU named after M.K. Ammosov]. 2013, vol. 10, no. 5, pp. 25-29.
[13] Morozov Iu.N. Analiz maslozhirovogo rynka Rossii i vozmozhnye perspektivy razvitiia
[Analysis of fats and oils market in Russia and the possible prospects of development]. Masla i zhiry [Oils and fats]. 2012, no. 7, pp. 4-6.
[14] Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Shemenev D.S. Dizel'noe smesevoe toplivo [Diesel mixed fuel]. Penza, RIO PGSKhA publ., 2012. 147 p.
[15] Gorbachev M. Al'ternativnye istochniki energii dlia APK [Alternative energy sources for agriculture]. Sel'skii mekhanizator [Rural mechanic]. 2007, no. 4, pp. 6-7.
[16] Rakopoulos C.D., Rakopoulos D.C., Giakoumis E.G., Dimaratos A.M., Founti M.A. Comparative environmental behavior of bus engine operating on blends of diesel fuel with four straight vegetable oils of Greek origin: sunflower, cottonseed, corn and olive. Fuel, 2011, vol. 90, pp. 3439-3446.
[17] Onyestyak G., Harnos S., Szegedi A., Kallo D. Sunflower oil to green diesel over Raney-type Ni-catalyst. Fuel, 2012, vol. 102, pp. 282-288.
[18] Markov V.A., Devianin S.N., Neverova V.V. Pokazateli toksichnosti otrabotavshikh gazov dizel'nogo dvigatelia, rabotaiushchego na mnogokomponentnykh smesevykh biotoplivakh [Toxicity parameters of exhaust gases of diesel engine running on mixed composition biofuels]. Bezopasnost' v tekhnosfere [Safety in Technosphere]. 2015, no. 5, pp. 15-27.
[19] Vasil'ev F.P. Metody optimizatsii [Optimization methods]. Moscow, Faktorial Press, 2002. 824 p.
[20] Parsadanov I.V. Povyshenie kachestva i konkurentosposobnosti dizelei na osnove kom-pleksnogo toplivno-ekologicheskogo kriteriia [Improving the quality and competitiveness of diesel engines based on an integrated fuel and environmental criteria]. Khar'kov, KhPI publ., 2003. 244 p.
Информация об авторах
МАРКОВ Владимир Анатольевич (Москва) — доктор технических наук, профессор кафедры «Теплофизика». МГТУ им. Н.Э. Баумана (105005, Москва, Российская Федерация, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1, e-mail: vladimir.markov58@yandex.ru).
ДЕВЯНИН Сергей Николаевич (Москва) — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Тракторы и автомобили». Российский государственный аграрный университет (РГАУ) — МСХА имени К.А. Тимирязева (127550, Москва, Российская Федерация, Тимирязевская ул., д. 58, e-mail: devta@rambler.ru).
КАСЬКОВ Сергей Иосифович (Москва) — старший преподаватель кафедры «Теплофизика». МГТУ им. Н.Э. Баумана (105005, Москва, Российская Федерация, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1, e-mail: kaskov_si@mail.ru).
Статья поступила в редакцию 08.04.2016 Information about the authors
MARKOV Vladimir Anatolievich (Moscow) — Doctor of Science (Eng.), Professor, Department of Thermophysics. Bauman Moscow State Technical University (105005, Moscow, Russian Federation, 2nd Baumanskaya St., Bldg. 5, Block 1, e-mail: vladimir.markov58@yandex.ru).
DEVYANIN Sergey Nikolaevich (Moscow) — Doctor of Science (Eng.), Professor, Head of Trucks and Tractors Department. Russian State Agrarian University (RSAU) — Timirya-zev Moscow Agricultural Academy (127550, Moscow, Russian Federation, Timiryazevskaya St., Bldg. 58, e-mail: devta@rambler.ru).
KASKOV Sergey Iosifovich (Moscow) — Senior Lecturer, Department of Thermophysics. Bauman Moscow State Technical University (105005, Moscow, Russian Federation, 2nd Baumanskaya St., Bldg. 5, Block 1, e-mail: kaskov_si@mail.ru).
