Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время очевидна необходимость усилий по предотвращению или ослаблению развивающегося экологического кризиса и его последствий. Ведущее место в решении этой глобальной проблемы занимает поиск альтернативного, экологически чистого топлива для получения различных видов энергии.
Производство и применение продуктов на нефтяной основе в ряде случаев приводит к возникновению ксенобиотиков - веществ, полностью чуждых биосфере, зачастую обладающих высокой токсичностью. Нефтяные топлива являются также источником загрязнения окружающей среды полициклическими аренами и нитрозаминами, которые представляют экологическую опасность вследствие своей канцерогенности. При этом нефтяные продукты имеют низкую биоразлагаемость, (10-30)%.
Перечисленные факторы свидетельствуют о необходимости пересмотра устаревших концепций прогресса и поиска принципиально нового подхода к решению технических проблем. Представляется, что доминирующая роль здесь должна принадлежать продуктам биологического происхождения. Растительные масла лишены указанных выше недостатков. Они практически полностью (100%) биоразлатаемы, не токсичны и не приводят к образованию ксенобиотиков.
Вторым важным аспектом, подтверждающим целесообразность использования растительных масел, является их возобновляемость, способствующая созданию стабильного источника сырья, замкнутого круговорота диоксида углерода и снижению парникового эффекта. Ограниченность мировых ресурсов нефти придает этому аспекту особую важность. Важным достоинством применения растительных масел является меньшая энергоемкость их производства по сравнению с нефтяными продуктами. При этом расширение посевов масличных культур решает проблему сбалансированности кормовых ресурсов по белку, поскольку при перера-
- 4 -ботке маслосемян в растительные масла побочными продуктами переработки являются также ценные кормовые белковые добавки.
К числу растительных масел, наиболее применяемых з России и Европе, относится рапсовое масло (РМ). Рапс - культура хорошо приспособленная к условиям умеренного климата Европы, поскольку культивируется в северных регионах, где не вызревает ни одна масличная культура. В настоящее время наибольшее количество работ по использованию РМ в качестве топлива, преимущественно после его переработки или создания на его основе композитного смесевого топлива, проведено на сравнительно крупных и малооборотных двигателях с разделенными КС, топливной аппаратурой с штифтовыми и клапанными форсунками. Однако, в народном хозяйстве России (и многих других стран) все большее значение приобретают малоразмерные двигатели для средств малой механизации, для привода сельскохозяйственных мотоблоков, минитракторов, электрогенераторов, дорожно-транспортных, строительных машин, местного и локального водо и электроснабжения, что особенно важно для удаленных сельскохозяйственных районов.
Цель работы. Разработка мероприятий по адаптации серийного малоразмерного высокооборотного дизеля 148,2/7,5 с непосредственным впрыском топлива сопловой форсункой для обеспечения работы на чистом рапсовом масле, т.е. без его переработки или создания на его основе композитного (смесевого) топлива.
Объект исследования. Дизель МД-8 в составе миниэлектростанции АД4-Т400-В, масло рапсовое ГОСТ 8988-87.
Научная новизна. Теоретически обоснована возможность использования рапсового масла в чистом виде как топлива для высокооборотного малоразмерного дизеля с непосредственным впрыском. Проведена модернизация топливной системы включением в нее элементов подогрева и рециркуляции РМ, позволяющей более эффективно эксплуатировать дизель МД-8 на РМ. Создана математическая модель и программа гидроди-
- 5 -яамического расчета процесса топливоподачи модернизированной топливной системы.
Практическая ценность. Применение адаптированного дизеля позволяет отказаться от дизельного топлива, оказывающего вредное воздействие на окружающую среду. Применение созданной топливной системы в дизеле МД-8 позволяет получить высокие параметры рабочего процесса при рекомендованных регулировках топливной аппаратуры при работе на рапсовом масле.
Внедрение. Результаты диссертационной работы переданы на Гомельский завод пусковых двигателей (ГЗПД, Беларусь) и используются для создания многотопливной модификации МД-8.
Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены на Международном н.-п. семинаре "Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС" 27.30.97 в ВГУ, а также на Международной н.-т. конференции "Двигатель-97" 15.10.97 в МГТУ им. Н.Э.Баумана.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 4 статьях.
Структура и объем работы. Диссертация содержит 126 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 16 таблиц и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 82 наименования и приложений.