Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК РАПСОВОГО МАСЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДИЗЕЛЯ 4ЧН 11,0/12,5'

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК РАПСОВОГО МАСЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДИЗЕЛЯ 4ЧН 11,0/12,5 Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
16
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАПСОВОЕ МАСЛО / СМЕСЕВОЕ ТОПЛИВО / СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА / ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Плотников Сергей Александрович, Черемисинов Павел Николаевич, Бирюков Александр Леонидович

Цель работы - теоретическое и экспериментальное обоснование возможности снижения расхода дизельного топлива и эмиссии сажи с отработавшими газами автотракторных дизелей, применяемых в сельскохозяйственной технике, при работе на смесевом топливе с добавкой рапсового масла. Объект исследований - автотракторный дизель 4ЧН 11,0/12,5 (Д-245.5S2).В ходе теоретических исследований обосновано, что добавка рапсового масла в дизельное топливо позволяет снизить расход дизельного топлива, при этом минимум удельного эффективного расхода топлива смещается в сторону больших частот вращения ввиду утяжеления фракционного состава топливной смеси, содержащей рапсовое масло, и увеличения значения потребной вихреобразующей способности впускного тракта. Экспериментальные исследования выполнялись намоторной установке, включающей в себя дизель 4ЧН 11,0/12,5 и испытательный нагрузочный стенд SAK-N670. Расход топлива определялся массовым способом электронным расходомером АИР-50 с весовым устройством. Дымность отработавших газов измерялась дымомером СиДа-107 «АТЛАС». Построены скоростные характеристики дизеля при оптимальных значениях угла опережения впрыскивания топлива и количествах рапсового масла в смеси от 0 до 80%. Установлено, что КПД двигателя снижается в сравнении с контролем на 3,86% при содержании в смеси 20% рапсового масла и на 7,20% при содержании в смеси 45% рапсового масла. Отмечено снижение эффективной мощности и крутящего момента дизеля во всем диапазоне частот: на 1...3,56% и на 3,44...7,38% при работе с добавкой рапсового масла соответственно 20% и 45%. Часовой расход дизельного топлива уменьшается во всём диапазоне изменения частот вращения (1500.1800 мин-1): на 19,81%...17,33% и на 41,80.42,01% соответственно при 20% и 45% рапсового масла в смеси. Применение смесей рапсового масла с дизельным топливом существенно снижает эмиссию в отработавших газах сажи. При номинальной частоте вращения содержание сажи снижается с 30%для дизельного топлива до 20,5% для смеси с 45% рапсового масла.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Плотников Сергей Александрович, Черемисинов Павел Николаевич, Бирюков Александр Леонидович

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

RAPESEED OIL ADDITION INFLUENCE ON THE FUEL EFFICIENCY PARAMETERS OF 4SS DIESEL ENGINE 11,0/12,5

The aim of the study is the theoretical and experimental justification of the possibility to reduce the consumption of diesel fuel and black emissions with exhaust gases of automotive diesel engines used in agricultural machinery, when working with the rapeseed oil addition to the fuel. The object of study is automotive 4SS diesel 11,0/12,5 (D-245.5S2). During theoretical studies it is proved that the addition of rapeseed oil to diesel fuel allows reduce the consumption of diesel fuel, while the minimum specific effective fuel consumption is shifted towards higher rotation speeds due to the weighting of the fractional composition of the fuel mixture containing rapeseed oil, and increasing the value of the required vortex-forming ability of the inlet stroke. Experimental studies were performed on the engine unit, including 4SS diesel 11,0/12,5 and the testing load stand SAK-N670. Fuel consumption was determined by the mass method of the electronic flow meter AIR-50 with the weighing device. The smoking at the exhaust was measured by the smoke density indicator SID-107 "ATLAS". The speed characteristics of the diesel engine are constructed at the optimal values of the advance angle of fuel injection and the amounts of rapeseed oil in the mixture from 0 to 80%. It is established that the engine efficiency is reduced compared with the control by 3.86% with the content in a mixture of 20% of rapeseed oil and by 7,20% with the content in the mixture of 45% rapeseed oil. The reduction of the effective power and torque of the diesel in the entire frequency range was noted: by 1... 3.56% and by 3.44...7.38% when working with the rapeseed oil addition, respectively, of 20% and 45%. The hour consumption of diesel fuel is reduced in the entire range of rotation speed (1500... 1800 min-1): by 19,81%...17,33% and by 41,80... 42,01% respectively at 20% and 45% of rapeseed oil in the mixture. The use of rapeseed oil mixtures with diesel fuel significantly reduces the emission of spent black gases. At the nominal rotation speed, the black content is reduced from 30% for diesel fuel to 20.5% for a mixture with 45% of rapeseed oil.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК РАПСОВОГО МАСЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДИЗЕЛЯ 4ЧН 11,0/12,5»

Вестник РГАТУ, № 3 (39), 2018

УДК 621.436

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК РАПСОВОГО МАСЛА НА ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ДИЗЕЛЯ 4ЧН 11,0/12,5

ПЛОТНИКОВ Сергей Александрович, д-р. техн. наук, профессор кафедры «Технология машиностроения», Вятский государственный университет, PlotnikovSA@bk.ru

ЧЕРЕМИСИНОВ Павел Николаевич, аспирант кафедры «Технология машиностроения», Вятский государственный университет, Pavlon-ch@mail.ru

БИРЮКОВ Александр Леонидович, канд. техн. наук, заведующий кафедрой энергетических средств и технического сервиса, Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В.Верещагина, biryukov_alex@mail.ru

Цель работы - теоретическое и экспериментальное обоснование возможности снижения расхода дизельного топлива и эмиссии сажи с отработавшими газами автотракторных дизелей, применяемых в сельскохозяйственной технике, при работе на смесевом топливе с добавкой рапсового масла. Объект исследований - автотракторный дизель 4ЧН 11,0/12,5 (Д-245.5S2).В ходе теоретических исследованийобосновано, чтодобавка рапсового масла в дизельное топливо позволяет снизить расход дизельного топлива, при этом минимум удельного эффективного расхода топлива смещается в сторону больших частот вращения ввиду утяжеления фракционного состава топливной смеси, содержащей рапсовое масло, и увеличения значения потребной вихреобразующей способности впускного тракта.Экспериментальные исследования выполнялись намоторной установке, включающей в себя дизель 4ЧН 11,0/12,5 и испытательный нагрузочный стенд SAK-N670. Расход топлива определялся массовым способом электронным расходомером АИР-50 с весовым устройством. Дымность отработавших газов измерялась дымомером СиДа-107 «АТЛАС». Построены скоростные характеристики дизеля при оптимальных значениях угла опережения впрыскивания топлива и количествах рапсового масла в смеси от 0 до 80%. Установлено, что КПД двигателя снижается в сравнении с контролем на 3,86% при содержании в смеси 20% рапсового масла и на 7,20% при содержании в смеси 45% рапсового масла. Отмечено снижение эффективной мощности и крутящего момента дизеля во всем диапазоне частот: на 1...3,56% и на 3,44.7,38% при работе с добавкой рапсового масла соответственно 20% и 45%. Часовой расход дизельного топлива уменьшается во всём диапазоне изменения частот вращения (1500...1800 мин-1): на 19,81%...17,33% и на 41,80...42,01% соответственнопри 20% и 45% рапсового масла в смеси.Применение смесей рапсового масла с дизельным топливом существенно снижает эмиссию в отработавших газах сажи. При номинальной частоте вращения содержание сажи снижается с 30%для дизельного топлива до 20,5% для смеси с 45% рапсового масла.

Ключевые слова:рапсовое масло, смесевое топливо, скоростная характеристика, топливная экономичность.

Введение

В течение длительного периода времени теоретические и практические исследования в области усовершенствования энергетических установок, в том числе для самоходных машин и тракторов, были обращены на изменение конструкций и рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания (ДВС), работающих на каком-то одном виде топлива - на дизельном топливе (ДТ) или бензине. Усугубляющаяся экологическая ситуация и исчер-паемость ископаемых видов топлива вносят свои коррективы в этот процесс и заставляют искать замену традиционным топливам. Наиболее перспективными являются возобновляемые топлива, получаемые из растительного сырья [1-7]. Теоретические основы применения рапсового масла в качестве топлива для дизелей

Взамен традиционного дизельного топлива возможно использование чистого рапсового масла (РМ), которое получают из семян рапса путем прессования и очистки. Этот вид топлива имеет многочисленные плюсы, такие как несложная технология производства РМ, низкая стоимость, незначительное влияние на долговечность деталей двигателя. Однако при замене дизельного топли-

ва рапсовым маслом возникает проблема - растительные масла не могут длительно использоваться в штатных двигателях с непосредственным впрыскиванием, так как сгорают не полностью. Это ведет к отложению продуктов коксования в форсунках и деталях цилиндропоршневой группы, к их смешению с моторным маслом [8].

Использование новых видов биотоплив значительно увеличит их ассортимент. При этом изменение таких свойств топлива, как кинематическая вязкость, испаряемость, низшая расчетная теплота сгорания в реальности может привести к снижению основных показателей работы дизеля.

В настоящей статье приведены данные исследования по адаптации свойств новых топлив к серийным моделям дизелей, целесообразности приспосабливаемости дизеля к свойствам новых топливных композиций.

Одной из проблем использования изобретенных топливных композиций является зависимость эффективных показателей работы дизеля от показателей качества топлив. Все имеющиеся модели дизелей с их параметрами смесеобразования, конструкции камеры сгорания(КС) и топливопода-чи можно оценить по степени доведенности рабо-

© Плотников С. А., Черемисинов П .Н., Бирюков А. Л., 2018 г.

Технические науки

<1

чего процесса. Существует несколько способов оценки доведенности конструкции двигателя внутреннего сгорания.

Данная оценка проводится на основе поузло-вых, полноразмерных или экспериментальных испытаний, определении по их результатам коэффициента зачетности по наработке при зачете результата испытаний, определении вероятности безотказной работы по бинарному принципу, проведении ресурсных испытаний двигателя, определении вероятности безотказной работы.

В работе [9] для оценки степени доведенности рабочего процесса используется зависимость:

5/5о, (1)

где 5 - приведенное вихревое отношение;

5о - безразмерный параметр смесеобразования. о

Для большей части современных дизелей при работе на чистом дизельном топливе в номинальном режиме и при минимальном расходе топлива с достаточной точностью справедливо выражение [10]:

(5 / 1 (2> В случае 5/50>1 имеет место "перезавихрива-ние", а при 5/50<1 - "недозавихривание" заряда, что влияет на эффективность выделения теплоты.

Это можно объяснить тем, что наблюдается определенное соотношение между скоростью вихревого движения заряда в камере сгорания, количеством и степенью испарения впрыснутого топлива, обеспечивающее наилучшие характеристики смесеобразования, наивысшую эффективность процесса сгорания и минимальный удельный расход топлива. В работе [7] предлагается это

ы

ш /(т /д ) , (3)

кс 4 V ^ц'впр' 4 '

- максимальная скорость вихря в КС в

где ВМТ;

mv - количество испарившегося топлива к моменту окончания впрыскивания.

Изменение скоростного режима работы ДВС ведет к изменению значения данного параметра. Но при переходе на другие частоты вращения должна соблюдаться автомодельность процесса смесеобразованияЮ, должно быть выполнено условие:

5 /I =^ет, (4)

П V,! ' 4 '

где I, ~(т/дц)впр- динамическая испаряемость топлива за время, соответствующее повороту коленчатого вала на угол Фвпр.

Понятно, что переход на другие виды и составы топлива или изменение скоростного режима работы дизеля вызовет нарушение оптимальности протекания процессов смесеобразования и сгорания. Минимальный удельный расход топлива де в этих случаях будет наблюдаться при выполнении выражения (4). При этом значение параметра 5п/1,! выбирается для режима, где 5/5о.= 1.

Произведем расчеты для случая работы дизеля 4ЧН 11,0/12,5 на топливной композиции на основе ДТ с добавками РМ и присадки.

Данные расчета параметра 5/5о по формулам 1-4, представленные в таблице, показывают справедливость выражения (2). Однозначно, значение отношения 5/5о стремится к единице при частоте вращения 1800 мин-1, эта частота является для дизеля 4ЧН 11,0/12,5 номинальным скоростным режимом, который соответствует минимуму удельного расхода топлива.

выражение характеризовать параметром:

Таблица - Данные расчета параметров взаимосвязи показателей качества топлива параметрами

рабочего цикла дизеля

П, мин-1 ^ м d, м I со ыкс, с-1 шдв, с-1 ^ Фа-дус Ф , т впр' градус б V б со б о б/б о

1400 0,056 0,110 5 819,7 146,5 125,953 25,6 0,3689 2,81 1,018 1,423

1600 0,056 0,110 5 936,1 167,5 125,932 25,1 0,3686 2,87 1,029 1,407

1800 0,056 0,110 5 1044,6 188,4 125,898 24,5 0,3682 2,94 1,040 1,381

2000 0,056 0,110 5 1159,4 209,3 125,876 24,0 0,3679 3 1,051 1,365

Переводя дизель на работу на новых составах топлива, будем наблюдать неизбежные изменения показателей его топливной экономичности и нарушение оптимальности процесса смесеобразования в цилиндре.

Допуская, что дмин возможно достичь только при условии соблюдения автомодельности процесса смесеобразования, найдем значения частот вращения, которые соответствуют дмин для случаев использования смесей дизельного топлива с рапсовым маслом.

Изменение параметров испаряемости топливной смеси при утяжелении или облегчении его фракционного состава является причиной изменения скорости движения воздушного заряда. А скорость движения воздушного заряда, главным образом, находится в зависимости от частоты вращения коленчатого вала дизеля.

Удельный расход топлива по скоростной характеристике изменяется в зависимости от испаряемости в соответствии с выражением:

ы •! =^ет (5)

кс V, I 4 '

а минимальный удельный расход топлива по скоростной характеристике при утяжелении фракционного состава топлива смещается в сторону больших частот вращения.

Переход работы дизеля с дизельного топлива на топливо с другим фракционным составом влияет на условие достижения минимального удельного расхода топлива и выражается зависимостью вида:

I, «п^5/5о= idеm (6)

После определения значений динамической испаряемости ДТ и топливных композиций на основе ДТ и РМ, подставляем их в выражение 6 и получаем значения частот вращения, соответству-

ф

Вестник РГАТУ, № 3 (39), 2018

ющих минимуму удельного расхода топлива:

- для топливной композиции с 20% РМ - 1870 мин-1;

- для топливной композиции с 45% РМ - 1930 мин-1.

Минимальное значение удельного расхода топлива при работе дизеля 4ЧН 11,0/12,5 на топливных композициях на основе рапсового масла будет сдвигаться в сторону больших частот вращения, находясь при этом в диапазоне рабочих частот. Для получения дмин при частоте вращения 1800 мин-1 и выше в случае работы на смесевом топливе неизбежно изменение вихреобразующей способности впускного канала дизеля.

Зависимость 6 не позволяет с достаточной точностью рассчитать смещение минимума удельного расхода топлива по нагрузочным характеристикам ввиду изменения условий смесеобразования. Ориентировочная оценка наталкивает на вывод о смещении дмин в сторону больших нагрузок при увеличении количества рапсового масла в смеси.

Согласно выражению 6, повышение процентного содержания рапсового масла в смесевом топливе и вытекающее из этого снижение динамической испаряемости топлива должно сопровождаться изменением значений других параметров. Зная, что при работе по нагрузочной характеристике частота вращения и приведенное вихревое отношение не изменится, бо должен возрасти.

Очевидно, что проведенные теоретические исследования позволяют предположить, что применение топливных композиций на основе дизельного топлива и рапсового масла в качестве топлива для дизеля 4ЧН 11,0/12,5 будет содействовать увеличению суммарного часового расхода топлива во всем диапазоне частот вращения и нагрузок. Несмотря на это, расход чистого ДТ при этом сократится и при повышении содержания рапсового масла в топливе в суммарном топливе будет наблюдаться большая экономия ДТ. Конечно, предел экономии ДТ ограничивается значением предельной концентрации РМ в топливе, исходя из условия обеспечения оптимальной работоспособности дизеля и его систем.

Результаты экспериментальных исследований работы дизеля на смесях дизельного топлива и рапсового масла

Окончательные выводы о влиянии топливной композиции на основе ДТ и РМ на изменение показателей топливной экономичности дизеля могут дать экспериментальные исследования. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, включающей в себя дизель 4ЧН 11,0/12,5, испытательный нагрузочный стенд SAK-N670 и необходимые приборы для снятия показаний. Расход топлива замерялся массовым способом электронным расходомером

АИР-50 с весовым устройством. Показатели дымности отработавших газов снимались с дымо-мера СИДА-107 «АТЛАС».

Влияние присутствия рапсового масла в суммарном топливе на изменение эффективных показателей дизеля можно рассмотреть и по скоростным характеристикам на номинальной нагрузке (рис. 1).

Пе,%

40

38 36

М«.Н:<м 500 400 300

' КВТхЧ 250 200

ие

>4

N.

1

м»

—1

Ьч ч

ст

1

— ■

Эе

--■г- - ■ 72.

" Ме кВт 80 "70 60

|Г ЛИ

и. ц

17 16 15

1400150016001700 18001900 п.мин

°-О - Дизельное топливо;

"" "" "К - Смесь 80% дизельного топлива с 20% рапсового масла; . — . - Смесь 55% дизельного топлива с 45% рапсового масла.

Рис. 1 - Скоростная характеристика дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при оптимальном значении угла опережения впрыскивания топлива © =26° до в.м.т.

оп.впр "

Анализируя графики, видим, что работа дизеля на смесях ДТ и РМ оказывает влияние на его эффективные показатели. Кривые значений крутящего момента, эффективной мощности и эффективного КПД незначительно снижаются по сравнению с аналогичными кривыми для ДТ. Снижение КПД составляет 3,86% и 7,20% для случая присутствия 20% и 45% РМ в смесевом топливе.

а

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

1,2 1

СхН^ррт

8 6 4

2

tr

!

а

1 -

ся Ну

н - л ■ 1> г "

С

1 Г- —з - -1 Г^4

■ -1

400 300 200

15001600 1700 18001900

-О - Дизельное топливо;

с,%

40

30 20 10

п.мик1

"" "" "К - Смесь 80% дизельного топлива с 20% рапсового масла; О— . — . - Смесь 55% дизельного топлива с 45% рапсового масла.

Рис. 2 - График дымности скоростной характеристики дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при оптимальном значении угла опережения впрыскивания топлива © =26° до в.м.т.

оп.впр "

Технические науки

43

Снижение показателей крутящего момента и эффективной мощности дизеля составляет 1-3,56% во всем диапазоне частот при работе дизеля на смесевом топливе с содержанием 20% РМ. При увеличении концентрации РМ до 45% показатели составляют 3,44-7,38%. Все это указывает на однозначное влияние присутствия РМ в суммарном топливе и объясняется снижением низшей расчетной теплоты сгорания суммарного топлива.

Часовой расход самого дизельного топлива при работе на смесевом топливе с добавками РМ уменьшается во всем диапазоне изменения частот вращения. Так, при 1500 мин-1 снижение расхода ДТ составляет 19,81%, а при 1800 мин-1 - 17,33% для случая присутствия 20% РМ в топливе. При содержании 45% РМ в суммарном топливе значения увеличиваются до 41,80% и 42,01%.

Значения удельного эффективного расхода суммарного топлива также возрастают: для работы на чистом ДТ gemin ДТ = 217,5 г/кВт*ч, а при работе на смесевом топливе с содержанием 20% и 45% РМ g DM,n = 228,9 г/кВтхч и g

aemin РМ20 ' aemin РМ45

= 241,1 г/кВт*ч. Минимум удельного эффективного расхода топлива несколько смещается в сторону больших частот вращения, так как присутствие РМ в топливе утяжеляет фракционный состав смеси, увеличивает значение потребной вихреобразующей способности впускного тракта.

Из графиков дымности (рис. 2) видно, что при увеличении частоты вращения содержание сажи в отработавших газах (ОГ) снижается. При номинальной частоте вращения показатели имеют следующие значения. Содержание сажи: С ДТ=30%, С РМ20=26%, С РМ45=20,5%, соответственно для ДТ, смеси с содержанием 20% и 45% РМ.

Дымность ОГ при работе дизеля на смесях дизельного топлива с рапсовым маслом снижается по сравнению с работой на чистом ДТ. Снижение вызывается меньшей склонностью к дымлению рапсового масла в сравнении с ДТ.

Значения СхНу незначительно увеличиваются.

Заключение

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет утверждать, что применение смесей рапсового масла с дизельным топливом в качестве топлива для дизелей существенно снижает эмиссию в ОГ сажи. Добавка рапсового масла в дизельное топливо позволяет экономить до 42% ДТ, не снижая мощностные показатели дизеля. Минимум удельного эффективного расхода топлива при этом несколько смещается в сторону больших частот вращения, ввиду утяжеления фракционного состава топливной смеси, содержащей рапсовое масло, и увеличения значения потребной вихреобразующей способности впускного тракта.

RAPESEED OIL ADDITION INFLUENCE ON THE FUEL EFFICIENCY PARAMETERS OF 4SS DIESEL ENGINE 11,0/12,5

Plotnikov Sergey A., doctor of engineering sciences, professor, the Technology of Mechanical Engineering Chair, Vyatka State University, PlotnikovSA@bk.ru

Cheremisinov Pavel N., postgraduate student of the Technology of Mechanical Engineering Chair, Vyatka State University, Pavlon-ch@mail.ru

Список литературы

1. Исследование работы автотракторного дизеля 4ЧН 11,0/12,5 на смесях дизельного топлива с рапсовым маслом / С. А. Плотников, П. Н. Черемисинов, А. Н. Карташевич, А. Л. Бирюков // Молочнохозяйственный вестник. - 2017. - №1(25)

- С. 110-118.

2. Карташевич, А. Н. Исследование свойств альтернативных топлив на основе рапсового масла / А. Н. Карташевич, С. А. Плотников, П. Н. Чере-мисинов // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 3. -С. 144- 147.

3. Плотников, С. А. Исследование свойств альтернативных топлив на основе рапсового масла / С. А. Плотников, П. Н. Черемисинов // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК-2017) : Всерос. ежегод. науч.-практ. конф. : сб. статей, 01-29 апреля 2017 г. Вят. гос. ун-т. - Киров, 2017. - С. 18751882.

4. Бирюков, А. Л. Улучшение эксплуатационных и экологических показателей бензиновых двигателей путём применения топливно-водных смесей : дисс. ... канд. техн. наук / Бирюков А.Л. -СПб, 2011. - 177 с.

5. Плотников, С. А. Определение оптимальных регулировок системы топливоподачи двигателя 4Ч 11,0/12,5 при работе на смесях рапсового масла с дизельным топливом / С. А. Плотников, А. Н. Карташевич, П. Н. Черемисинов // ОБЩЕСТВО, НАУКА, ИННОВАЦИИ. (НПК-2017) : Всерос. ежегод. науч.-практ. конф. : сб. статей, 01-29 апреля 2017 г., Вят. гос. ун-т. - Киров, 2017. - С. 18411848.

6. Плотников, С. А. Улучшение смесей дизельного топлива с рапсовым маслом для использования в тракторных дизелях / С. А. Плотников, А. Н. Карташевич, П. Н. Черемисинов // Двигателе-строение. - 2017. - № 4. - С. 21-25.

7. Модернизация системы питания тракторного дизеля 4ЧН 11,0/12,5 для работы на этано-ло-топливной эмульсии / С. А. Плотников, М. В. Смольников, А. Н. Карташевич, Бирюков, А.Л. // Молочнохозяйственный вестник. - 2017. - № 2(26)

- С. 110-118.

8. Белов, В. М. Применение в дизелях топлива растительного происхождения / В. М. Белов, С. Н. Девянин, О. Н. Слепцов // Вести Моск. гос. агро-инж. ун-та. - 2003. - Вып. 4. - С. 15 - 21.

9. Гуреев, А. А. Испаряемость топлив для поршневых двигателей / А. А. Гуреев, Г. М. Кам-фер - М. : Химия, 1982. - 264 с.

10. Камфер, Г. М. Комплексный показатель смесеобразования для дизелей с камерой в поршне / Г. М. Камфер // Двигателестроение. - 1986. -№ 4. - С. 1-6.

BecTHUK PrATy, № 3 (39), 2018

Biryukov Aleksander L., candidate of engineering sciences, the head of the Energy Resources and Technical Service Chair, Vologda State Dairy Academy Named after N. V. Vereshchagin, biryukov_alex@ mail.ru

The aim of the study is the theoretical and experimental justification of the possibility to reduce the consumption of diesel fuel and black emissions with exhaust gases of automotive diesel engines used in agricultural machinery, when working with the rapeseed oil addition to the fuel. The object of study is automotive 4SS diesel 11,0/12,5 (D-245.5S2). During theoretical studies it is proved that the addition of rapeseed oil to diesel fuel allows reduce the consumption of diesel fuel, while the minimum specific effective fuel consumption is shifted towards higher rotation speeds due to the weighting of the fractional composition of the fuel mixture containing rapeseed oil, and increasing the value of the required vortex-forming ability of the inlet stroke. Experimental studies were performed on the engine unit, including 4SS diesel 11,0/12,5 and the testing load stand SAK-N670. Fuel consumption was determined by the mass method of the electronic flow meter AIR-50 with the weighing device. The smoking at the exhaust was measured by the smoke density indicator SID-107 "ATLAS". The speed characteristics of the diesel engine are constructed at the optimal values of the advance angle of fuel injection and the amounts of rapeseed oil in the mixture from 0 to 80%. It is established that the engine efficiency is reduced compared with the control by 3.86% with the content in a mixture of 20% of rapeseed oil and by 7,20% with the content in the mixture of 45% rapeseed oil. The reduction of the effective power and torque of the diesel in the entire frequency range was noted: by 1... 3.56% and by 3.44...7.38% when working with the rapeseed oil addition, respectively, of 20% and 45%. The hour consumption of diesel fuel is reduced in the entire range of rotation speed (1500 ... 1800 min-1): by 19,81%...17,33% and by 41,80 ... 42,01% respectively at 20% and 45% of rapeseed oil in the mixture. The use of rapeseed oil mixtures with diesel fuel significantly reduces the emission of spent black gases. At the nominal rotation speed, the black content is reduced from 30% for diesel fuel to 20.5% for a mixture with 45% of rapeseed oil.

Key words: rapeseed oil, mixed fuel, speed characteristics, fuel efficiency.

1. Plotnikov, S. A. Issledovanie raboty avtotraktornogo dizelya 4CHN 11,0/12,5 na smesyah dizel'nogo topliva s rapsovym maslom / S.A. Plotnikov, P.N. CHeremisinov, A.N. Kartashevich, A.L. Biryukov // Molochnohozyajstvennyj vestnik, 2017. - №1(25). - S.110-118.

2. Kartashevich, A.N. Issledovanie svojstv al'ternativnyh topliv na osnove rapsovogo masla / A.N. Kartashevich, S.A. Plotnikov, P.N. CHeremisinov// VestnikBelorusskojgosudarstvennojsel'skohozyajstvennoj akademii, 2017. - №3. - S. 144- 147.

3. Plotnikov, S.A. Issledovanie svojstv al'ternativnyh topliv na osnove rapsovogo masla / S.A. Plotnikov, P.N. CHeremisinov // OBSHCHESTVO, NAUKA, INNOVACII. (NPK-2017): Vseros. ezhegod. nauch.-prakt. konf.: sb. statej, 01-29 aprelya 2017 g. Vyat. gos. un-t. - Kirov, 2017. - S. 1875-1882.

4. Biryukov, A.L. Uluchshenie ehkspluatacionnyh i ehkologicheskih pokazatelej benzinovyh dvigatelej putyom primeneniya toplivno-vodnyh smesej: diss. ... kand. tekhn. nauk / Biryukov A.L. - SPb, 2011. - 177 s.

5. Plotnikov, S.A. Opredelenie optimal'nyh regulirovok sistemy toplivopodachi dvigatelya 4CHN 11,0/12,5 pri rabote na smesyah rapsovogo masla s dizel'nym toplivom /S.A. Plotnikov, A.N. Kartashevich, P.N. CHeremisinov //OBSHCHESTVO, NAUKA, INNOVACII. (NPK-2017) : Vseros. ezhegod. nauch.-prakt. konf.: sb. statej, 01-29 aprelya 2017 g., Vyat. gos. un-t. - Kirov, 2017. - S. 1841-1848.

6. Plotnikov, S.A. Uluchshenie smesej dizel'nogo topliva s rapsovym maslom dlya ispol'zovaniya v traktornyh dizelyah / S.A. Plotnikov, A.N. Kartashevich, P.N. CHeremisinov//Dvigatelestroenie, 2017. - №4. - S. 21-25.

7. Plotnikov, S. A. Modernizaciya sistemy pitaniya traktornogo dizelya 4CHN 11,0/12,5 dlya raboty na ehtanolo-toplivnoj ehmul'sii / S.A. Plotnikov, M.V. Smol'nikov, A.N. Kartashevich, Biryukov, A.L. // Molochnohozyajstvennyj vestnik, - 2017. - №2(26) - S.110-118.

8. Belov, V.M. Primenenie v dizelyah topliva rastitel'nogo proiskhozhdeniya / V.M. Belov, S.N. Devyanin, O.N. Slepcov//Vesti Mosk. gos. agroinzh. un-ta. - 2003. - Vyp. 4. - S. 15 - 21.

9. Gureev, A.A. Isparyaemost' topliv dlya porshnevyh dvigatelej. / A.A. Gureev, G.M. Kamfer. - M.: Himiya, 1982. - 264 s.

10. Kamfer, G.M. Kompleksnyj pokazatel' smeseobrazovaniya dlya dizelej s kameroj v porshne / G.M. Kamfer // Dvigatelestroenie, 1986. - №4. - S. 1-6.

Literatura

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.