CC BY
2
УДК 621.436-634.5
DOI 10.36461^.2023.66.2.008
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ НА СУРЕПНО-НЕФТЯНОМ ТОПЛИВЕ
А.П. Уханов1, доктор техн. наук, профессор; М.В. Рыблов1, доктор техн. наук, доцент; Д.А. Уханов2, доктор техн. наук, профессор; А.П.Быченин3, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет», г. Пенза, Россия, e-maiL: [email protected];
2Федеральное автономное учреждение «25 государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации», г. Москва, Россия
3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный аграрный университет», г. Самара, Россия
К моторному топливу для тракторной техники относится дизельное смесевое топливо, получаемое смешиванием товарного нефтяного дизельного топлива и растительного масла. В таком смесевом топливе растительное масло выполняет функции восполняемого и экологически чистого биологического компонента. Перспективным биологическим компонентом смесевого топлива является сурепное масло, производимое отжимом из семян сурепицы. В статье проанализированы основные физико-химические свойства сурепного масла и смесевого сурепно-нефтяного топлива с процентным соотношением биологического и нефтяного компонентов 25:75, 50:50, 75:25, 90:10. Для работы сельскохозяйственного трактора типа МТЗ-80 на двух видах моторного топлива (нефтяном и смесевом) разработана, изготовлена и испытана бинарная система питания дизеля, обеспечивающая изменение процентного соотношения компонентов смесевого топлива при их смешивании в зависимости от нагрузочно-скоростного режима и температурных условий эксплуатации. Представлены результаты стендовых исследований дизеля Д-243 (4Ч11/12,5) на тормозной установке при его работе на смесевом сурепно-нефтяном топливе в сравнении с его работой на товарном нефтяном дизельном топливе по мощностным, топливно-экономическим и экологическим показателям.
Ключевые слова: дизельное смесовое топливо, бинарная система питания дизеля, экспериментальные исследования, оценочные показатели.
Для цитирования: Уханов А.П., Рыблов М.В., Уханов Д.А. Быченин А.П. Результаты исследований тракторного дизеля при работе на сурепно-нефтяном топливе. Нива Поволжья, 2023, 2 (66), с. 3005. DOI 10.36461/NP.2023.66.2.008
Введение
Одним из видов жидкого моторного топлива для тракторных двигателей внутреннего сгорания является дизельное смесевое топливо (ДСТ), получаемое смешиванием товарного нефтяного дизельного топлива (ДТ) и растительного масла в различной пропорции [1-3]. Использование ДСТ в двигателях позволяет экономить нефтяное ДТ на величину его замещения растительным маслом и существенно улучшать экологические показатели тракторной техники по дымности отработавших газов (ОГ) и содержанию в них оксидов углерода и углеводородов.
Однако известные системы питания дизеля обеспечивают его работу только на одном составе смесевого топлива, когда процентное соотношение нефтяного ДТ и растительного масла постоянное, и не имеют устройств для изменения
соотношения этих компонентов в зависимости от нагрузочно-скоростного режима тракторного агрегата и температурных условий эксплуатации [4-8]. Кроме того, пуск дизеля на смесевом топливе с содержанием в нем более 20 % растительного масла (особенно при отрицательных температурах воздуха) затруднен по причине неудовлетворительных пусковых свойств ДСТ. Поэтому необходимо разработать такую систему питания дизеля, которая обеспечит перевод его работы с товарного нефтяного ДТ на ДСТ и обратно с ДСТ на ДТ, путем переключения топливных баков с одного вида моторного топлива на другое. Это позволит осуществлять пуск и прогрев дизеля на товарном нефтяном ДТ, а последующую работу на смесевом топливе с возможностью изменения процентного соотношения нефтяного и биологического компонентов.
Перед остановом дизеля необходимо также предусмотреть переключение с ДСТ на ДТ, чтобы последующий пуск дизеля проводить на нефтяном топливе.
Наиболее распространенным биокомпонентом ДСТ в странах Европы является рапсовое масло [9-11].
Известны также результаты эсперименталь-ных исследований ДСТ, биокомпонентом
а)
которого являются рыжиковое, горчичное и сафлоровое масла [12-14]. Однако это не исключает использования в качестве биокомпонента ДСТ других растительных масел, которые по своим физико-химическим свойствам не уступают вышеуказанным растительным маслам. К такому биокомпоненту относится сурепное масло (БМ), производимое отжимом из семян сурепицы (рис. 1).
б)
Рис.1. Сурепица (а) и сурепное масло (б)
Методы и материалы
Сурепица, как масличная культура семейства капустных Brassicaceae, представлена яровыми (Brassica campest - ris L.) и озимыми (Brassica rapa oLeifera D. С.) видами. Она растет на черноземных, серых лесных и темно-серых лесных почвах, суглинках и жирных глинах. Сурепица, в отличие от других масличных культур,
является более холодостойкой, менее требовательна к условиям произрастания и имеет короткий период вегетации.
Урожайность и масличность семян сурепицы составляют соответственно 1,4...2,2 т/га и 39...45 %, что сопоставимо с аналогичными показателями технологических свойств рапса
(табл. 1).
Таблица 1
Показатели технологических свойств сурепицы и физико-химических свойств сурепного масла
Показатель Культура
Рапс Сурепица
Урожайность, т/га 1,4...3,3 1,4.2,2
Масличность, % 40...48 39.45
Кинематическая вязкость масла при 20 °С, мм2/с 75 77,2
Плотность масла при 20 °С, кг/м3 915.930 910.930
Коэффициент преломления 1,472.1,476 1,471.1,472
Температура застывания масла, °С -10 -8
Йодное число 95.118 105.122
Из анализа таблицы 1 также следует, что численные значения показателей физико-химических свойств (вязкость, плотность и др.) сурепного масла практически идентичны значениям рапсового масла.
При этом плотность, кинематическую и динамическую вязкость, жирно-кислотный состав
исследуемых образцов сурепного масла и смесе-вого сурепно-нефтяного топлива с различным соотношением биологического и нефтяного компонентов определяли с помощью соответственно вибрационного измерителя плотности ВИП-2М, капиллярного вискозиметра Пинкевича ВПЖ-2 и микровискозиметра фирмы «НААКЕ», хрома-
тографа Кристалл-5000.1. Низшую теплоту сгорания смесевого топлива определяли расчетным путем при известных значениях жирнокислот-ного и элементарного углеводородного состава сурепного масла и нефтяного ДТ с учетом доли каждого компонента в ДСТ.
Для оценки влияния смесевого сурепно-нефтяного топлива на мощностные, топливно-экономические и экологические показатели дизеля были проведены стендовые исследования на моторной установке, содержащей тракторный дизель Д-243, оснащенный бинарной системой питания, динамометрическую машину, расходомеры топлива и воздуха, измерители частоты вращения коленчатого вала (к.в.), нагрузки, температуры окружающего воздуха и охлаждающей жидкости, газоанализатор для измерения дымно-сти ОГ.
Бинарная система питания дизеля [16-18], наряду с узлами и агрегатами штатной системы питания (бак нефтяного топлива (2), фильтр грубой и тонкой очистки топлива (4 и 5),
топливоподкачивающий насос (6), топливный насос высокого давления (8) и форсунки (9)), дополнительно содержит бак сурепного масла (1) (рис. 2), бачок сурепного масла (3) и нефтяного ДТ (17) с поплавком и запорной иглой для регулирования расхода и обеспечения постоянства давления компонентов ДСТ на выходе из бачков (3 и 17), смеситель сурепного масла и нефтяного ДТ (7), во входных каналах которого размещены краны-дозаторы (13 и 14), кинематически соединенные регулировочной тягой (11) с рычагом (12) механизма управления ручной подачей сме-севого топлива таким образом, что при открытии на определенный угол крана-дозатора (13), регулирующего подачу сурепного масла, кран-дозатор (14), регулирующий подачу нефтяного ДТ, закрывается соответственно на такой же угол. Это позволяет трактористу при перемещении рычага (12) изменять соотношение компонентов смесевого топлива в зависимости от нагрузочно-скоростного режима и температурных условий эксплуатации.
Рис. 2. Схема бинарной системы питания дизеля:1 - бак сурепного масла; 2 - бак нефтяного дизельного топлива; 3 - бачок сурепного масла с поплавковым устройством; 4 - топливный фильтр грубой очистки; 5 - топливный фильтр тонкой очистки; 6 - топливоподкачивающий насос; 7 - смеситель нефтяного дизельного топлива и сурепного масла; 8 - топливный насос высокого давления; 9 - гидрофорсунки;10 - рычаг управления подачей моторного топлива; 11 - продольная тяга управления подачей смесевого топлива; 12 - рычаг управления подачей смесевого топлива; 13 - кран-дозатор нефтяного дизельного топлива; 14 - кран-дозатор сурепного масла; 15,16 - расходные краны; 17 - бачок нефтяного дизельного топлива с поплавковым устройством
При работе дизеля в режиме малых нагрузок содержание сурепного масла в ДСТ увеличивают, а в режиме средних и повышенных нагрузок - уменьшают.
Так как от температурных условий эксплуатации дизеля зависит вязкость смесевого топлива, его прокачиваемость по топливной системе и качество распыла в камере сгорания, то по мере снижения температуры воздуха процентное содержание сурепного масла в ДСТ рекомендуется уменьшать.
Размещение дополнительных узлов бинарной системы питания дизеля на колесном тракторе МТЗ-80 показано на рисунке 3.
Смеситель с кранами-дозаторами установлен на кронштейне, закрепленного на правом лонжероне рамы трактора (по ходу его движения), а механизм управления подачей смесевого топлива размещен в кабине трактора (рис. 4).
Работает бинарная система питания дизеля следующим образом. Пуск, прогрев и останов дизеля осуществляется на нефтяном ДТ. При этом рычаг (12) (рис. 2) перемещают в положе-
ние, при котором кран-дозатор сурепного масла (14) полностью закрыт, а кран-дозатор нефтяного ДТ (13) полностью открыт.
Нефтяное ДТ из бака (2) и бачка (17) поступает в смеситель (7), затем топливоподкачиваю-щим насосом (6) подается через фильтры грубой
(4) и тонкой очистки (5) в топливный насос высокого давления (ТНВД) (8) и далее гидрофорсунками (9) впрыскивается в цилиндры дизеля.
После прогрева дизеля тракторист, перемещая рычаг (12) по сектору, устанавливает необходимое соотношение сурепного масла и нефтяного ДТ в смесевом топливе.
Для этого сектор (6) (рис. 4) имеет указатель
(5) с делениями: 0 - нефтяное топливо и 25:75, 50:50, 75:25, 90:10 - смесевое топливо с конкретным процентным соотношением сурепного масла и нефтяного ДТ.
В смесителе (7) (рис. 2) сурепное масло и нефтяное ДТ смешиваются.
Полученное смесевое топливо подается в ТНВД (8) и далее гидрофорсунками (9) впрыскивается в цилиндры дизеля.
I
■
Рис. 3. Размещение дополнительных узлов бинарной системы питания дизеля на тракторе: 1 - мерный бак сурепного масла; 2 - мерный бак нефтяного топлива; 3 - бачки сурепного масла и нефтяного топлива с поплавковыми устройствами; 4 - смеситель; 5 - продольная тяга управления подачей смесевого топлива
Рис. 4. Механизм управления подачей смесевого топлива: 1 - продольная тяга управления подачей смесевого топлива; 2 - компенсирующее звено продольной тяги; 3 - рычаг управления подачей смесевого топлива; 4 - компенсирующее звено рычага управления подачей смесевого топлива;
5 - указатель с делениями; 6 - сектор
Перед остановом дизеля рычаг (12) перемещают в положение (деление 0 на указателе сектора), при котором дизель начинает работать на нефтяном ДТ. Останов дизеля осуществляется перемещением штатного рычага (10) управления подачей моторного топлива в положение «подача топлива выключена».
Последующий пуск дизеля будет производиться на нефтяном ДТ.
За оценочные показатели работы дизеля на смесевом сурепно-нефтяном топливе были приняты: эффективная мощность, часовой расход топлива, удельный эффективный расход топлива, эффективный КПД и дымность ОГ.
Моторные исследования предусматривали определение эффективных и экологических показателей дизеля на режимах полной мощности и холостого хода.
Отклонения оценочных показателей дизеля при работе на ДСТ определялись по отношению к их значениям при работе на нефтяном ДТ с неизменными регулировками основных систем и механизмов двигателя. Установочный угол опережения впрыска топлива при работе дизеля на нефтяном и смесевом топливах составлял 26 град. п. к. в. и соответствовал рекомендациям
завода-изготовителя. Моторные исследования осуществлялись на товарном летнем нефтяном топливе марки ДТ-Л-62 и смесевом сурепно-нефтяном топливе с процентным соотношением компонентов (SM и ДТ) 25:75, 50:50, 75:25, 90:10.
Результаты и их обсуждение
В таблице 2 приведены результаты лабораторных исследований по определению основных показателей физико-химических свойств SM и смесевого сурепно-нефтяного топлива с различным соотношением компонентов.
Таблица2
Элементарный углеводородный состав, низшая теплота сгорания, плотность, кинематическая и динамическая вязкость нефтяного и смесевого сурепно-нефтяного топлива
Вид топлива Элементарный состав Низшая теплота сгорания, Плотность, кг/м3 Кинематическая вязкость, мм2/с Динамическая вязкость, M^-с
С Н О
ДТ 0,870 0,126 0,004 42,40 826 4,2 3,0
SM 0,777 0,116 0,107 37,23 930 77,2 76,8
25 % SM: 75 % ДТ 0,847 0,123 0,030 41,15 878 22,7 18,6
50 % SM: 50 % ДТ 0,824 0,121 0,055 39,88 895 40,9 28,5
75 % SM: 25 % ДТ 0,800 0,119 0,081 38,56 913 59,1 43,7
90 % SM: 10 % ДТ 0,786 0,117 0,097 37,76 917 73,0 49,5
Примечание: С - углерод; Н - водород; О - кислород
На рисунках 5-7 показана динамика изменения мощностных, топливно-экономических и экологических показателей дизеля в режимах полной мощности и холостого хода при его работе на смесевом топливе по сравнению с работой на нефтяном ДТ.
Анализ данных таблицы 2 показывает, что по теплотворной способности сурепное масло уступает товарному нефтяному ДТ: низшая теплота сгорания БМ на 12 % меньше теплоты сгорания ДТ, а плотность и вязкость БМ существенно выше аналогичных показателей ДТ. По мере увеличения процентного содержания БМ в нефтяном ДТ исследуемые показатели физико-химических свойств ДСТ ухудшаются.
Результаты стендовых исследований свидетельствуют, что максимальное снижение эффективной мощности (рис. 5а) с 61,0 до 56,9 кВт (на 6,7 %) отмечается при работе дизеля на смесевом топливе 90 % БМ:10 % ДТ, часовой и удельный эффективный расходы топлива (рис. 5б, в) при этом увеличились соответственно с 14,6 до 16,1 кг/ч (на 10,3 %) и с 240,5 до 280,4 г/кВт-ч (на 16,7 %). Минимальное снижение эффективной мощности с 61 до 60,2 кВт происходит при работе дизеля на смесевом топливе 25 % БМ:75 % ДТ, при этом часовой и удельный эффективный расходы
топлива увеличились соответственно с 14,6 до 15,4 кг/ч и с 240,5 до 251,4 г/кВт-ч.
При работе дизеля на смесевом топливе 25 % SM:75 % ДТ эффективный КПД (рис. 5г) снижается незначительно с 0,353 до 0,348. При дальнейшем увеличении в смесевом топливе доли SM до 90 % эффективный КПД уменьшается с 0,353 до 0,34.
Анализ дымности ОГ (рис. 6) показывает, что по мере увеличения процентного содержания SM в смесевом топливе до 50 % дымность снижается и при работе на смесевом топливе 50 % SM:50 % ДТ она достигает наименьшего значения 27 %. Увеличение содержания SM в смесе-вом топливе более 50 % ведет к повышению дымности ОГ. При работе дизеля на смесевом топливе составом 75 % SM : 25 % ДТ и 90 % SM : 10 % ДТ дымность ОГ составила соответственно 41 % и 44 %.
При работе дизеля на холостом ходу с увеличением содержания SM в смесевом топливе часовой расход топлива повышается. Например, при работе дизеля в режиме минимальной частоты вращения к. в. холостого хода на смесевом топливе 25 % SM : 75 % ДТ часовой расход равен 1,05 кг/ч, тогда как на смесевом топливе 90 % SM : 10 % ДТ он увеличился до 1,63 кг/ч.
17
16
15
а «
о во о о га ►Г
14
13
300
§
в ¡>
3 •
и и
в сч
£ 3
и ^
ш ев" -
т Е
>я £
4 °
^ н к
и ги
£
280
260
240
220
0,355
-г °-35
К
М
=3 0,345
К
Ё 0,34 <и
-вО
0,335
0,33
100%ДТ 25%СурМ+75%ДТ 50%СурМ+50%ДТ 75%СурМ+25%ДТ 90%СурМ+10%ДТ
а)
14,6
15,4
15,6
15,;
16,1
100%ДТ 25%СурМ-)-75 %ДТ 50%СурМ+50%ДТ 75%СурМ+25%ДТ 90%СурМ+10%ДТ
б)
251.4
271,4
100?/оДГ 25?/оСурМ+75%ДТ 50%СурМ+50%ДТ 75%СурМ+25%ДТ 90%СурМ+10%ДТ
0,353
0,348
0,346
0,344
0,34
1<х№ьдт
25%СурМ+75%ДГ 50?'ЬСурМ-50%ДТ 7 5%СурМ+2 5%ДГ 90°'&СурМ+10%ДГ
г)
Рис. 5. Эффективные показатели дизеля в режиме полной мощности: а) эффективная мощность; б) часовой расход топлива; в) удельный эффективный расход топлива; г) эффективный КПД
100%ДТ 25%СурМ+75%ДТ 50%СурМ+50%ДТ 75%СурМ+25%ДТ 90%СурМ+10%ДТ
Рис. 6. Дымность отработавших газов дизеля в режиме полной мощности
сз со
~4.б
а 2
О 4.4
X
и
сз
3,
«4.2 щ
о о я
ЕГ 4
3.8
100%ДТ 25%СурМ+75%ДТ 50%СурМ+50%ДТ 75%СурМ+25%ДТ 90%СурМ+10%ДТ
а)
4.1
4,2
4,3
4,41
4,7
100%ДТ 2 5 %СурМ+7 5 % Д Т 5 0 %СурМ+5 0%ДТ75%СурМ+25 %ДТ90%СурМ+10%ДТ
б)
Рис. 7. Часовой расход топлива дизеля в режиме холостого хода: а) минимальная частота вращения коленчатого вала; б) максимальная частота вращения коленчатого вала
Заключение
Таким образом, анализ результатов выполненных экспериментальных исследований показывает, что по элементарному углеводородному составу, показателям физико-химических свойств моторного топлива (плотности, вязкости, низшей теплоте сгорания), мощностным,
топливно-экономическим и экологическим показателям дизеля наилучшим сурепно-нефтяным топливом является смесевое топливо состава 25 % БМ : 75 % ДТ, близко к этому топливу по аналогичным показателям и смесевое топливо состава 50 % БМ :50 % ДТ. Поэтому для работы дизелей в летний период эксплуатации с.-х. трак-
торов рекомендуется ДСТ с содержанием в нем до 50 % сурепного масла, в весенний и осенний периоды - до 25 %. Предлагаемая бинарная система питания дизеля обеспечивает приготов-
ление смесевого топлива и изменение трактористом величины соотношения биологического и нефтяного компонентов в ДСТ непосредственно в процессе работы трактора.
Литература
1. Уханов А. П., Рачкин В. А., Уханов Д. А., Иванов В. А. Биодиты - альтернативный вид моторного топлива для тракторных дизелей. Нива Поволжья, 2009, № 2 (11), с. 71-76.
2. Уханов А. П., Шеменев Д. С., Зеленина О. Н., Сафаров Р. К., Голубев В. А., Павлушин С. В. Сравнительный анализ свойств растительных масел используемых в качестве биотоплива. Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2010, с. 125-127.
3. Уханов А. П., Уханов Д. А. Опыт использования сурепно-минерального топлива в дизеле сельскохозяйственного трактора: монография. Пенза: РИО ПГСХА, 2016, 179 с.
4. Уханов А. П., Уханов Д. А., Адгамов И. Ф. Дизельное смесевое топливо: проблемы и инновационные разработки. Известия Самарской ГСХА, 2016, вып. 2, с. 46-50.
5. Уханов А. П., Уханов Д. А., Адгамов И. Ф., Година Е. Д. Конструктивная адаптация дизелей автотракторной техники к работе на смесевом топливе. Нива Поволжья, 2014, № 2 (31), с. 84-92.
6. Сидоров Е. А., Уханов А. П. Экспериментальная оценка влияния сурепно-минерального топлива на показатели рабочего процесса дизеля. Нива Поволжья, 2012, № 4(25), с. 71-74.
7. Уханов А. П., Уханов Д. А., Черняков А. А., Крюков В. В. Исследование тракторного дизеля при работе на сурепно-минеральном топливе с разработкой адаптированных систем питания. Нива Поволжья, 2013, № 3 (28), с. 105-110.
8. Уханов А. П., Уханов Д. А., Черняков А. А., Крюков В. В. Использование сурепно-минерального топлива в тракторном дизеле. Нива Поволжья, 2012, № 2 (23), с. 70-75.
9. Терморегулирование топливно-смазочных материалов в системах мобильных машин. Под редакцией П. А. Власова, А. П. Уханова, И. А. Спицына. Пенза: РИО ПГСХА, 2001, 140 с.
10. Патент РФ № 2548334, МПК F 02 D 19/06, F 02 M 43/00 (2006.1). Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива. А. П. Уханов, А. Д. Уханов, И. Ф. Адгамов. Опубл. 20.04.2015, Бюл. № 11.
11. Патент РФ № 2698585, МПК F 02 D 19/06, F 02 M 43/00, F 02 M 31/125 (2006.1). Система питания тракторного дизеля с ручным управлением подачей смесевого топлива. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, С.В. Горбачёва, Н.А. Перова. Опубл. 28.08.2019, Бюл. № 25.
12. Уханов А. П., Хохлова Е. А., Сидоров Е. А., Година Е. Д. Двухтопливная система питания дизеля. Проблеммы экономичности и эксплуатации автотракторной техники: сборник материалов Международный научно-технического семинара имени Михайлова В.В. Саратов, 2012, с. 272-274.
13. Патент РФ № 2476716, МПК F 02 М 43/00 (2006.1). Двухтопливная система питания дизеля с автоматическим регулированием состава смесевого топлива. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Сидоров, Л. И. Сидорова, Е. Д. Година. Опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6.
14. Патент РФ № 2429057, МПК B 01 F 5/06 (2006.1). Смеситель биоминерального топлива. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Иванов, Л. М. Благодарина. Опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26.
15. Патент РФ № 2486949, МПК В 01 F 5/06 (2006.1). Смеситель-фильтр минерального топлива и растительного масла. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. В. Крюков, Е. А. Сидоров, Е. Д. Година. Опубл. 10.07.2013, Бюл. № 19.
16. Патент РФ № 2582700, МПК В 01 F 5/06 (2006.1). Смеситель-дозатор растительного масла и минерального дизельного топлива. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, А. А. Хохлов, Е. Г. Ротанов, А. Л. Хохлов. Опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.
17. Патент РФ № 2582535, МПК F 02 М 43/00, F 02 D 19/06 (2006.1). Двухтопливная система питания дизеля. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, А. А. Хохлов, Е. Г. Ротанов, А. Л. Хохлов. Опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.
18. Патент РФ № 2484291, МПК F 02 М 43/00 (2006.1). Двухтопливная система питания дизеля. А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. Д. Година, Е. А. Хохлова. Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.
19. Патент РФ № 2484290, МПК F 02 М 43/00 (2006.1). Двухтопливная система питания тракторного дизеля. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.А. Сидоров, Л.И. Сидорова. Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.
20. Патент РФ № 89596, МПК E 21 B 33/13, E 21 B 33/13 (2006.1). Жидкостный смеситель. А.П. Уханов, В.А. Голубев, Е.С. Зыкин. Опубл. 10.12.2009, Бюл. № 34.
UDC 621.436-634.5
DOI 10.36461/N P.2023.66.2.008
RESULTS OF TRACTOR DIESEL ENGINE RESEARCH WHEN OPERATING ON RAPESEED OIL-PETROLEUM FUEL
A.P. Ukhanov1, Doctor of Technical Sciences, Professor; M.V. Ryblov1, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor; D.A. Ukhanov2, Doctor of Technical Sciences, Professor; A.P. Bychenin3, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
1FederaL State Budgetary Educational. Institution of Higher Education "Penza State Agrarian University", Penza, Russia, e-maiL: [email protected];
2 Federal Autonomous Institution "The 25th State Research Institute of ChemmotoLogy of the Ministry of Defence of the Russian Federation", Moscow, Russia
3FederaL State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Samara State Agrarian University", Samara, Russia
Motor fuel for tractor equipment includes mixed dieseL fuel obtained by mixing commercial petroleum dieseL fuel and vegetable oil. In such mixed fuel, vegetable oil acts as a renewable and environmentally friendly biological component. A promising biological component of the mixed fuel is rapeseed oil, produced by pressing from the rape. The article analyzes the main physical and chemical properties of rapeseed oil and mixed rapeseed oil-petroleum fuel with the percentage ratio of biological and oil components 25:75, 50:50, 75:25, 90:10. A binary diesel engine power system was designed, manufactured and tested for the operation of an MTZ-80 agricultural tractor with two types of engine fuel (petroleum and mixed), which allows changing the percentage ratio of the mixed fuel components during their mixing depending on the load and speed mode and temperature conditions of operation. The results of bench tests of the D-243 (4Ch11/12.5) diesel engine at the braking system during its operation with mixed rapeseed oil-petroleum fuel compared to its operation with commercial petroleum diesel fuel are presented in terms of power, fuel economy and ecological indicators.
Keywords: diesel mixed fuel, binary diesel power system, experimental studies, estimated indicators.
References.
1. Ukhanov A. P., Rachkin V. A., Ukhanov D. A., Ivanov V. A. Biodites - an alternative type of motor fuel for tractor diesels. Volga Region Farmland, 2009, No. 2 (11), pp. 71-76.
2. Ukhanov A. P., Shemenev D. S., Zelenina O. N., Safarov R. K., Golubev V. A., Pavlushin S. V. Comparative analysis of properties of vegetable oils used as biofuel. Contribution of young scientists to the innovative development of the Agro-Industrial Complex of Russia: collection of materials of the All-Russian Research and Practical Conference. Penza: RIO PGSHA, 2010, pp. 125-127.
3. Ukhanov A. P. Ukhanov, D. A. Experience of using rapeseed-mineral fuel in the diesel engine of agricultural tractor: monograph. Penza: RIO PGSHA, 2016, 179 p.
4. Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Adgamov I. F. Diesel mixed fuel: problems and innovative inventions. Izvestia of Samara State Agricultural Academy, 2016, issue 2, pp. 46-50.
5. Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Adgamov I. F., Godina E. D. Constructive adaptation of diesels of automotive technics to the running on mix fuel. Volga Region Farmland, 2014, No. 2 (31), pp. 84-92.
6. Sidorov E. A., Ukhanov A. P. Experimental assessment of influence rapeseed-fuel mineral on indicators of working process of the dieseL enginee. Volga Region Farmland, 2012, No. 4(25), pp. 71-74.
7. Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Chernyakov A. A., Kryukov V. V. Testing tractor diesel under running on turnip-mineral fuel with the development of adaptied feeding systems. Volga Region Farmland, 2013, No. 3 (28), pp. 105-110.
8. Ukhanov A. P., Ukhanov D. A., Chernyakov A. A., Kryukov V. V. The use of rapeseed-mineral fuel in tractor diesel engine. Volga Region Farmland, 2012, No. 2 (23), pp. 70-75.
9. Thermal regulation of fuel and lubricant materials in mobile machine systems. Edited by P. A. Vlasov, A. P. Ukhanov, I. A. Spitsyn. Penza: RIO PGSHA, 2001, 140 p.
10. RF Patent No. 2548334, IPC F 02 D 19/06, F 02 M 43/00 (2006.1). Feed system of tractor diesel engine with manual feed control of mixed fuel. A. P. Ukhanov, A. D. Ukhanov, I. F. Adgamov. Publ. 20.04.2015, Bull. No. 11.
11. RF Patent No. 2698585, IPC F 02 D 19/06, F 02 M 43/00, F 02 M 31/125 (2006.1). Diesel tractor power supply system with manual control of mixed fuel supply. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, S.V. Gorbacheva, N.A. Perova. Publ. 28.08.2019, Bull. No. 25.
12. Ukhanov A. P., KhokhLova E. A., Sidorov E. A., Godina E. D. DuaL-fueL dieseL engine feed system. Problems of economy and operation of motor-and-tractor machinery: collection of materials of the International Scientific and Technical Seminar named after Mikhailov V.V. Saratov, 2012, pp. 272-274.
13. RF Patent No. 2476716, IPC F 02 M 43/00 (2006.1). Diesel engine two-fuel feed system with automatic mix composition control. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E. A. Sidorov, L. I. Sidorova, E. D. Godina. Publ. 27.02.2013, Bull. No. 6.
14. RF Patent No. 2429057, IPC B 01 F 5/06 (2006.1). Biomineral fuel mixer. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. A. Ivanov, L. M. Blagodarina. Publ. 09/20/2011, Bull. No. 26.
15. RF Patent No. 2486949, IPC B 01 F 5/06 (2006.1). Mixing filter of mineral fuel and vegetable oil. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. V. Kryukov, E. A. Sidorov, E. D. Godina. Publ. 10.07.2013, Bull. No. 19.
16. RF Patent No. 2582700, IPC B 01 F 5/06 (2006.1). Mixer-batcher for vegetable oils and mineral diesel. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, A. A. Khokhlov, E. G. Rotanov, A. L. Khokhlov. Publ. 27.04.2016, Bull. No. 12.
17. RF Patent No. 2582535, IPC F 02 M 43/00, F 02 D 19/06 (2006.1). Dual-fuel diesel engine feed system. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, A. A. Khokhlov, E. G. Rotanov, A. L. Khokhlov. Publ. 27.04.2016, Bull. No. 12.
18. RF Patent No. 2484291, IPC F 02 M 43/00 (2006.1). Dual-fuel diesel engine feed system. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E. D. Godina, E. A. Khokhlova. Publ. 10.06.2013, Bull. No. 16.
19. RF Patent No. 2484290, IPC F 02 M 43/00 (2006.1). Dual-fuel tractor diesel engine feed system. A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, E.A. Sidorov, L.I. Sidorova. Publ. 10.06.2013, Bull. No. 16.
20. RF Patent No. 89596, IPC E 21 B 33/13, E 21 B 33/13 (2006.1). Liquid mixer. A.P. Ukhanov, V.A. Golubev, E.S. Zykin. Publ. 10.12.2009, Bull. No. 34.
