Научная статья на тему 'Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла'

Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
102
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ / ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО / МЕТИЛОВЫЙ ЭФИР ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА / СМЕСЕВОЕ БИОТОПЛИВО / ТОКСИЧНОСТЬ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ / DIESEL ENGINE / DIESEL FUEL / SUNFLOWER OIL METHYL ESTER / MIXED BIOFUEL / EXHAUST GAS TOXICITY

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Марков Владимир Анатольевич, Девянин Сергей Николаевич, Нагорнов Станислав Александрович

Приведены результаты экспериментальных исследований дизеля типа Д-245.12С малотоннажного автомобиля ЗиЛ 5301 «Бычок», работающего на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла. Подтверждена возможность значительного улучшения показателей токсичности отработавших газов исследуемого дизеля при его работе на смесевых биотопливах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Марков Владимир Анатольевич, Девянин Сергей Николаевич, Нагорнов Станислав Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Operation of Vehicle Diesel Engine on Mixtures of Diesel Fuel and Sunflower Oil Methyl Ester

Results of experimental research of a vehicle diesel engine of the type D-245.12S of the small tonnage car ZiL 5301 «Bychok» running on mixtures diesel fuel and sunflower oil methyl ester have been shown. The possibility of the substantial improvement of toxicity factors of exhaust gases of the investigated diesel engine is confirmed in its operation on mixed biofuels.

Текст научной работы на тему «Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла»

Работа транспортного дизеля на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла

B.А. Марков, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д.т.н.,

C.Н. Девянин, профессор МГАУ им. В.П. Горячкина, д.т.н.,

С.А. Нагорнов, профессор Тамбовского государственного технического университета, д.т.н.

Приведены результаты экспериментальных исследований дизеля типа Д-245.12С малотоннажного автомобиля ЗиЛ 5301 «Бычок», работающего на смесях дизельного топлива и метилового эфира подсолнечного масла. Подтверждена возможность значительного улучшения показателей токсичности отработавших газов исследуемого дизеля при его работе на смесевых биотопливах.

Ключевые слова: дизельный двигатель, дизельное топливо, метиловый эфир подсолнечного масла, сме-севое биотопливо, токсичность отработавших газов.

В настоящее время проблема замещения нефтяных моторных топлив альтернативными становится все более острой [1, 2]. Это обусловлено, с одной стороны, удорожанием нефтяных моторных топлив и их нарастающим дефицитом, а с другой - необходимостью решения острых экологических проблем мегаполисов и населенных пунктов сельской местности. При этом, как правило, предпочтение отдается топливам, производимым из возобновляемых сырьевых ресурсов, в частности, биотопливам, получаемым из растительного сырья, которые считаются наиболее перспективными для дизельных двигателей. Они находят все большее применение в сельскохозяйственной технике, на транспорте, в стационарных установках [3-5].

Для получения таких биотоплив могут быть использованы различные растительные масла - соевое, рапсовое, пальмовое и др. [6]. В Российской Федерации самым распространенным видом растительного масла является подсолнечное, и его производство продолжает расширяться. В 2007 г. в России произведено около 2,7 млн т

растительных масел, из них на долю подсолнечного приходилось более 90 %. В 2012 г. производство растительных масел составило приблизительно 4,2 млн т, а подсолнечного масла - около 3,6 млн т (почти 89 %). В 2008 г. посевные площади под подсолнечником в России достигли 6,17 млн га, а валовый сбор маслосе-мян - 7,22 млн т. При этом общемировая посевная площадь подсолнечника насчитывает около 14 млн га.

С 1 га посевов подсолнечника получают около 1000 л подсолнечного масла. Это растительное масло вызывает дополнительный интерес еще и потому, что производство биодизельного топлива может быть организовано из отработанного фритюрного подсолнечного масла, используемого в пищевой промышленности и системе общественного питания. По данным работы [7], в Японии ежегодные отходы фритюрных масел составляют от 400 до 600 тыс. т/год. Сопоставимый объем отходов фритюрных масел характерен и для России.

Для централизованного снабжения мегаполисов моторными топли-вами в наибольшей степени подходят

сложные эфиры растительных масел (биодизельные топлива). Они имеют физико-химические свойства, достаточно близкие к свойствам нефтяных дизельных топлив (ДТ). Кроме того, эти эфиры хорошо смешиваются с нефтепродуктами, что позволяет получать стойкие смеси, отличающиеся хорошими экологическими характеристиками.

Возможность использования растительных масел и их эфиров в качестве моторного топлива предопределяется их физико-химическими свойствами. Жирные кислоты, являющиеся основным компонентом растительных масел, представляют собой высокомолекулярные кислородсодержащие соединения с углеводородным основанием [8, 9]. По своей химической структуре они схожи с углеводородами, входящими в состав нефтяного дизельного топлива. В свою очередь структурные формулы метиловых эфиров жирных кислот и самих жирных кислот также достаточно близки. Структура жирной кислоты отлична от структуры углеводорода в результате замещения углеводородного радикала СН3 карбоксильной

^оои***"*

Таблица 1

Физико-химические свойства растительных масел

Физико-химические свойства Масла

Рапсовое Подсолнечное Соевое Пальмовое Оливковое Хлопковое Арахисовое

Плотность при 20 °С, кг/м3 916 923 924 918 914 919 917

Вязкость кинематическая (мм2/с) при температуре, °С 20 40 100 75,0 36,0 8,1 65,2 30,7 7,4 32,0 7,7 8,6 8,4 7,7 81,5 36,5 8,3

Цетановое число 36 33 50 49 - - 37

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг вещества, кг 12,6 12,4 12,4 12,6 - 12,4 12,8

Теплота сгорания низшая, МДж/кг 37,3 37,0 36.39 37,1 - - 37,0

Температура, °С самовоспламенения застывания 318 -20 320 -16 318 -12 315 30 285 -12 316 -18 -

Массовая доля серы, % 0,002 - - - - - -

Массовая доля, % С Н О 78,0 10,0 12,0 77,6 11,5 10,9 77,5 11,5 11,0 77,6 12,0 11,4 - 77.1 11,7 11.2 78,0 12,3 9,7

Кислотность, мг К0Н/100 мл топлива 4,66 2,14 0,03 0,17 5,90 0,23 -

Коксуемость 10%-го остатка, %, не более 0,40 0,51 0,44 - 0,20 0,23 -

Примечание: «-» - свойства не определялись.

группой СООН. Структурные формулы углеводорода и эфира отличаются тем, что метиловый радикал СН3 замещен группой СООСН3. Указанные особенности химической структуры жирных кислот и их эфиров обусловливают отличия физико-химических свойств биотоплив и традиционных ДТ.

Вместе с тем, поскольку структурные формулы жирных кислот растительных масел и углеводородов дизельного топлива подобны, все растительные масла являются горючими и могут применяться в качестве моторных топлив. Низкая испаряемость и высокая вязкость растительных масел исключают их использование в бензиновых двигателях. Но они могут успешно применяться в качестве топлива для дизельных двигателей. Этому способствуют сравнительно невысокая термическая стабильность растительных масел и приемлемая температура их самовоспламенения,

равная Гсв=280...320 °С и лишь немного превышающая температуру самовоспламенения дизельных топлив (Гсв=230...300 °С). При этом цетановое число (ЦЧ) различных растительных масел изменяется в пределах от 33 до 50 (табл. 1), что сопоставимо с ЦЧ дизельных топлив (40.55) [6].

Отличительной особенностью метилового эфира подсолнечного масла (МЭПМ) является его более тяжелый фракционный состав по сравнению с ДТ (рис. 1) [10]. Если исследуемое в работе [10] базовое ДТ выкипает в пределах от 190до 340°С, то МЭПМ имеет диапазон температур перегонки от 310 до 360 °С, поэтому МЭПМ отличается от ДТ заметно большими плотностью и вязкостью. Эти отличия физических свойств МЭПМ, а также его смесей с ДТ от свойств нефтяного ДТ оказывают влияние на параметры топли-воподачи и, следовательно, на показатели топливной экономичности и

токсичности ОГ дизеля, работающего на указанных топливах.

Известен ряд работ, посвященных исследованию дизелей, использующих метиловый эфир подсолнечного масла и его смеси с дизельным топливом [11-14]. Однако применение этих смесей в качестве топлива для отечественных транспортных дизелей

<ЯЯ

Биотопливо

Ш

недостаточно изучено. Для подтверждения возможности их использования проведены экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С (4ЧН 11/12,5), устанавливаемого на малотоннажные грузовые автомобили ЗиЛ-5301 «Бычок» [15].

Дизель исследован на моторном стенде АМО «ЗиЛ» на режимах внешней скоростной характеристики и 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН с установочным УОВТ 0=13 °ПКВ до ВМТ и неизменным положением упора дозирующей рейки (упор максимальной подачи топлива). Моторный стенд был оборудован комплектом необходимой измерительной аппаратуры. Дымность ОГ определяли ручным дымомером MK-3 фирмы Hartridga (Великобритания) с погрешностью измерения ±1%, концентрации NOx, CO, CH в ОГ - газоанализатором SAE-7532 фирмы Yanaco (Япония) с той же погрешностью.

Исследовались товарное дизельное топливо и его смеси с метиловым эфиром подсолнечного масла, содержащие 5...40 % МЭПМ, который

был произведен во Всероссийском научно-исследовательском институте использования техники и нефтепродуктов Россельхозакадемии (ГНУ «ВНИИТиН», г. Тамбов). Некоторые физико-химические свойства дизельного топлива, МЭПМ и указанных смесей представлены в табл. 2.

На первом этапе исследований проведены испытания дизеля Д-245.12С на чистом дизельном топливе и смеси 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режимах внешней скоростной характеристики. Исследуемая смесь ДТ и МЭПМ имеет физические свойства, приближающиеся к свойствам ДТ. Но ее плотность и вязкость все-таки несколько выше аналогичных свойств ДТ (см. табл. 2). Поэтому при переходе с ДТ на это смесевое биотопливо отмечено увеличение часового расхода топлива Gт (рис. 2 и табл. 3). Однако крутящий момент двигателя и его эффективная мощность изменились незначительно. В то же время из-за наличия в молекулах МЭПМ атомов кислорода теплотворная

Рис. 2. Зависимость эффективной мощности Nв , крутящего момента Ме, часового расхода топлива вт, коэффициента избытка воздуха а, дымности ОГ Кх и удельного эффективного расхода топлива де от частоты вращения п коленчатого вала дизеля Д-245.12С на режимах внешней скоростной характеристики при использовании различных топлив:

1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ + 20 % МЭПМ

Таблица 2

Физико-химические свойства исследуемых топлив

Физико-химические 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 42500 37200 42200 41900 41700 41400 40400

Цетановое число 45 47 - - - - -

Температура, °С помутнения застывания -25 -35 -13 -17 - - - - -

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг вещества, кг 14,30 12,53 14,23 14,11 14,03 13,96 13,59

Массовая доля, % 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

Массовая доля серы, % 0,20 0,002 0,19 0,18 0,17 0,16 0,12

Коксуемость 10%-го остатка, % по массе 0,20 0,30 0,21 0,21 0,22 0,22 0,24

Примечание: «-» - свойства не определялись; для смесей указана объемная доля (%) компонентов.

НИ ЙЯЯВВР Л Ф® вя# J^tefet Щ фЩ

«Транспорт на альтернативном топливе» № 3 (33), май 2013 г.

способность смесевого биотоплива несколько ниже такого же показателя у ДТ. Это привело к тому, что при переходе с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режиме максимальной мощности при частоте вращения коленчатого вала п=2400 мин-1 удельный эффективный расход топлива де увеличился от 246,6 до 254,0 г/(кВт-ч), а на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 - от 221,1 до 231,8 г/(кВт-ч). При этом изменения эффективного КПД дизеля ге на этих режимах не превышали 1,6 %.

Наличие в молекулах МЭПМ атомов кислорода уменьшило дым-ность ОГ при работе дизеля Д-245.12 на указанной смеси. Так, на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 переход с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ сопровождался снижением дымности ОГ Кх от 15,0 до 8,0 % по шкале Хартриджа, а на режиме максимального крутящего момента при

п=1500 мин-1 - от 36,0 до 34,0 % по шкале Хартриджа.

Использование рассматриваемого смесевого биотоплива на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН привело к некоторому увеличению часового расхода топлива Gт (см. рис. 2, 3а и табл. 3). Так, при переводе дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 расход топлива Gт возрос от 19,23 до 19,71 кг/ч, а на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 - от 12,51 до 12,98 кг/ч.

Переход от нефтяного ДТ к исследуемому смесевому биотопливу сопровождался изменением концентрации в ОГ оксидов азота СМОх (рис. 36). Причем на большинстве исследованных режимов отмечено снижение содержания оксидов азота в ОГ. Так, перевод дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ

и 20 % МЭПМ на режиме холостого хода при п=900 мин-1 сопровождался уменьшением концентрации СМОх от 0,0120 до 0,0100 %, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 - от 0,0625 до 0,0580 %, на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 0,0575 до 0,0500 %.

При использовании рассматриваемого смесевого биотоплива отмечено значительное снижение концентрации в ОГ монооксида углерода ССО (рис. 3е). Перевод дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режиме холостого хода при п=900 мин-1 сопровождался снижением значения ССО от 0,0310 до 0,0240 %, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 - от 0,0480 до 0,0380 %, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 0,0180 до 0,0130 %.

Применение смесевого биотоплива позволило заметно снизить и

Таблица 3

Показатели дизеля Д-245.12С, работающего на исследуемых топливах

Показатели дизеля Вид топлива

ДТ 95% ДТ + 5% МЭПМ 90% ДТ + 10% МЭПМ 85% ДТ + 15% МЭПМ МЭПМ | 60% ДТ

Часовой расход топлива бт , 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 , Нм 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 де , г/(кВтч) 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 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-ступенчатого цикла эффективный расход топлива де усл , г/(кВтч) эффективный КПД ге 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-ступенчатого цикла удельные выбросы, г/(кВтч) оксидов азота еМОх монооксида углерода еСО углеводородов еСНх 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

концентрацию в ОГ несгоревших углеводородов ССН (см. рис. 3г). При переводе дизеля с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ на режиме холостого хода при п=900 мин-1 отмечено снижение ССН от 0,0290 до 0,0240 %, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 - от 0,0180 до 0,0150 %, на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 0,0170 до 0,0100 %.

По приведенным характеристикам содержания в ОГ нормируемых токсичных компонентов (оксиды азота Шх, монооксид углерода СО, несго-ревшие углеводороды СН) с использованием общепринятых методик рассчитаны их интегральные удельные массовые выбросы на режимах 13-ступенчатого цикла (соответственно еМОх , еСО , еСН). Оценка эксплуатационного расхода топлива на режимах

13-ступенчатого цикла проведена по среднему (условный) удельному эффективному расходу топлива, который определялся с использованием зависимости [6]

я = —

о е усл 13

IX*,

1=1

где бт. - часовой расход топлива, г/ч; N .- эффективная мощность двигателя

Рис. 3. Зависимость часового расхода топлива вт (а), объемной концентрации в ОГ оксидов азота Стх (б), монооксида углерода СсО (в) и несгоревших углеводородов Ссн (г) от частоты вращения п и крутящего момента Ма дизеля Д-245.12С при использовании различных топлив на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла Правил 49 ЕЭК ООН: 1 - ДТ; 2 - смесь 80 % ДТ + 20 % МЭПМ

ш

¡¡¡«ОЦЫ^

на i-м режиме, кВт; К - весовой коэффициент i-го режима.

Поскольку смесевые биотоплива имеют меньшую теплотворную способность, топливную экономичность дизеля при его работе на этих топливах целесообразно оценивать не удельным эффективным расходом топлива де , а эффективным КПД дизеля пе- Для интегральной оценки работы дизеля на режимах 13-ступен-чатого цикла использован условный эффективный КПД, определяемый из соотношения

_ 3600

Ле уел тj »

U Seyen

где HU - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Условный эффективный КПД рассчитан с использованием указанной методики, а также данных табл. 2 и рис. 3а.

Приведенные в табл. 3 данные подтверждают возможность улучшения экологических показателей дизеля Д-245.12С при его переводе с ДТ на смесь 80 % ДТ и 20 % МЭПМ. При такой смене вида топлива отмечено заметное снижение дымности ОГ на режиме максимальной мощности при n=2400 мин-1 на 46,7%, а на режиме максимального крутящего момента при n=1500 мин-1 - на 5,6%. При этом интегральный на режимах 13-ступен-чатого цикла эффективный КПД г|е усл снизился с 0,351 до 0,341, то есть на 2,8 %, удельный массовый выброс оксидов азота eNOx уменьшился с 5,948 до 5,718 г/(кВт-ч), то есть на 3,9 %, удельный массовый выброс монооксида углерода еС0 снизился с 2,782 до 2,171 г/(кВт-ч), или на 22,0 %, а удельный массовый выброс несгоревших углеводородов еСН сократился с 1,006 до 0,813 г/(кВт-ч), то есть на 19,2 %.

Определенный интерес представляет вопрос влияния состава смесе-вого биотоплива на характеристики дизеля. Оценка этого влияния позволяет провести оптимизацию состава

смесевого биотоплива. С этой целью проведены исследования дизеля Д-245.12С на чистом ДТ и смесевых биотопливах с объемным содержанием до 40 % МЭМП. Результаты этих исследований представлены на рис. 4, 5 и сведены в табл. 3.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Приведенные на рис. 5а характеристики дизеля Д-245.12С свидетельствуют о том, что увеличение содержания МЭПМ СМЭПМ в смесевом биотопливе от 0 до 40 % приводит к некоторому росту часового расхода топлива бт. Так, на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 часовой расход топлива увеличился от 12,51 до 13,14 кг/ч, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 19,23 до 20,07 кг/ч. Однако крутящий момент двигателя Ме и коэффициент избытка воздуха а сравнительно слабо зависят от концентрации СМ во

всем исследованном диапазоне ее изменения.

Характеристики дизеля Д-245.12С (рис. 46 и табл. 3) показывают, что увеличение концентрации МЭПМ в сме-севом биотопливе С от 0 до 40 %

МЭПМ м

сопровождалось ростом удельного эффективного расхода топлива де . На режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 эффективный расход топлива увеличился от 222,1 до 234,5 г/(кВт-ч), а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 246,6 до 257,0 г/(кВт-ч). Но при этом эффективный КПД дизеля пе изменялся сравнительно слабо. Отмечена сильная зависимость дымности ОГ от состава смесевого биотоплива. При росте СМЭПМ от 0 до 40 % на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин-1 дымность ОГ Кх снизилась от 36 до 25 % по шкале

Рис. 4. Зависимость часового расхода топлива вт дизеля Д-245.12С, крутящего момента Ма и коэффициента избытка воздуха а (а), удельного эффективного расхода топлива д, эффективного КПД двигателя пе и дымности ОГ Кх (б) от содержания метилового эфира подсолнечного масла СМЭПМ в смесевом биотопливе: 1 - на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1; 2 - на режиме максимального крутящего момента при п=1500 мин1

Хартриджа, а на режиме максимальной мощности при п=2400 мин-1 - от 15 до 6 % по шкале Хартриджа (в 2,5 раза).

Характеристики и значения удельных массовых выбросов токсичных компонентов еМОх , есО , есн (рис. 5 и табл. 3) подтвердили возможность заметного улучшения показателей токсичности ОГ исследуемого дизеля при использовании смесей дизельного топлива и МЭПМ. При росте содержания МЭПМ в ДТ СМЭПМ от 0 до 40 % удельные массовые на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла выбросы оксидов азота ИОх снизились с 5,948 до 5,742 г/(кВт-ч), то есть на 3,5 %, монооксида углерода СО - с 2,782 до 1,949 г/(кВт-ч), или на 29,9 %, несгоревших углеводородов СН - от 1,006 до 0,784 г/(кВт-ч), или на 22,1 %. Одновременно отмечено незначительное снижение условного эффективного КПД двигателя пе сл на 1,7 % - от 0,351 при СМЭПМ=0 до 0,345 при Смап =40 %.

г МЭПМ

В целом, проведенные исследования подтвердили возможность

0,36 0,35 0,34

Не усл

еМ£а,всо,всн,г/(11Вгч)

Л ©усл

всо

^СН /

' 0

10

20

30 С™

и,%

Рис. 5. Зависимость условного эффективного КПД двигателя пе усл и удельных массовых выбросов с ОГ дизеля Д-245.12С оксидов азота еМОг , монооксида углерода есО и несгоревших углеводородов есн от содержания метилового эфира подсолнечного масла СМЭПМ в смесевом биотопливе на режимах 13-ступенчатого цикла

эффективного использования смесей дизельного топлива с МЭПМ в качестве топлива для отечественных дизелей.

В исследуемом диапазоне изменения содержания МЭПМ в нефтяном ДТ наилучшее сочетание показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизеля Д-245.12С достигнуто при его работе на смеси 60 % ДТ и 40 % МЭПМ (при СМЭПМ= 40 %). При таком составе смесевого биотоплива достигнуты минимальные удельные

массовые выбросы нормируемых токсичных компонентов ОГ (оксиды азота еМОх , монооксид углерода есО , несго-ревшие углеводороды есН) на режимах 13-ступенчатого испытательного цикла, минимальная дымность ОГ Кх на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента, а эффективный КПД дизеля п снизился лишь на 1,7 % по срав-

1е усл 1

нению с работой на нефтяном дизельном топливе.

Литература

1. Работа дизелей на нетрадиционных топливах: Учебное пособие / В.А. Марков и др. - М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. - 464 с.

2. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топ-лив в двигателях внутреннего сгорания. - М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. - 311 с.

3. Рапсовое масло в смеси с дизельным топливом / С.Н. Девянин и др. // Техника и оборудование для села. - 2010. - № 9. - С. 45-46.

4. Метиловый эфир рапсового масла - новое топливо для отечественных автомобильных дизелей / В.А. Марков и др. // Автомобильная промышленность.

- 2008. - № 4. - С. 8-11.

5. Капралов Д.А., Троицкий А.А. Электростанция на пальмовом масле работает в Италии // Турбины и дизели. - 2008. - № 4. - С. 2-7.

6. Девянин С.Н., Марков В.А., Семенов В.Г. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей. - М.: изд-во МГАУ им. В.П. Горячкина, 2008. - 340 с.

7. Hamasaki K., Tajima H., Takasaki K. et al. Utilization of Waste Vegetable Oil Methyl Ester for Diesel Fuel // SAE Technical Paper Series. - 2001. - № 2001-01-2021.

- P. 1-6.

8. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия: Учебник для вузов. - М.: Медицина, 1991. - 528 с.

9. Гриндберг И.И. Органическая химия: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1987. - 480 с.

10. Zubik J., Sorenson S.C., Goering C.E. Diesel Engine Combustion of Sunflower Oil Fuels // Transactions of the ASAE. - 1984. - Vol. 27, № 5. - P. 1252-1256.

11. Hawkins C.S., Fuls J., Hugo F.J.C. Sunflower Oil Esters: an Alternative Fuel for Direct Injection Diesel Engines // SAE Technical Paper Series. - 1983. - № 831356.

- P. 1-6.

12. Kaufman K.R., Ziejewski M. Laboratory Endurance Test of Sunflower Methyl Esters for Direct Injected Diesel Engine Fuel // ASAE Paper. - 1983. - № 83-3557. - 6 p.

13. Kaufman K.R., Ziejewski M. Sunflower Methyl Esters for Direct Injected Diesel Engines // Transactions of the ASAE. - 1984. - Vol. 27, № 6. - P. 1626-1633.

14. Ikilic C., Yucesu H. Investigation of the Effect of Sunflower Oil Methyl Ester on the Performance of a Diesel Engine // Energy Sources. - 2006. - Vol. 27, № 13. - P. 1225-1234.

15. Марков В.А., Девянин С.Н., Маркова В.В. Использование подсолнечного масла в качестве топлива для дизелей // Транспорт на альтернативном топливе. - 2010. - № 5. - С. 42-47.

I ,.ifffflTmTTTr„- Д|Дн4Д1<

«Транспорт на альтернативном топливе» № 3 (33), май 2013 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.