Введение к работе
Актуальность диссертационной работы обусловлена необходимостью замещения нефтяных моторных топлив альтернативными топливами. При этом одними из наиболее перспективных альтернативных топлив считаются топлива на основе растительных масел. Для условий России наиболее подходящей масличной культурой является рапс. Возможно производство биотоплив из подсолнечного масла. Использование растительных масел в качестве топлива для дизелей осложняется отличиями физико- химических свойств этих масел от свойств ДТ, которые приводят к изменению параметров процессов впрыскивания топлива и смесеобразования. Отчасти эти отличия могут быть скомпенсированы путем использования смесевого биотоплива, представляющего собой смесь традиционного ДТ с растительным маслом. Однако сложность решения проблемы выбора того или иного вида биотоплива или его состава усугубляется отсутствием методик эффективности использования биотоплив из растительных масел в автотракторных дизелях. Эти методики должны учитывать не только мощ- ностные показатели и параметры, характеризующие топливную экономичность двигателя, но и показатели токсичности ОГ, приобретающие все большую значимость. Результаты разработки указанных методик могут быть использованы при анализе комплекса мероприятий, обеспечивающих перспективные требования к токсичности ОГ при достижении повышенных показателей дизелей по топливной экономичности.
Цель работы: разработка методик оценки эффективности использования биотоплив из растительных масел в автотракторных дизелях.
Методы исследований. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных методов исследования. С помощью теоретических методов проведена оптимизация состава смесево- го биотоплива, разработана методика оценки экологической безопасности силовых установок с автотракторными двигателями, работающими на био- топливах. При расчетных исследованиях влияния свойств смесевых биото- плив на показатели динамики развития струй распыливаемого топлива использованы фундаментальные законы динамики и гидродинамики. Экспериментальная часть работы заключалась в определении возможности использования растительных масел в качестве топлива для дизелей.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработаны методики сравнительной оценки различных альтернативных топлив и определения оптимального состава смесевого биотоплива, имеющего наилучшие экологические показатели;
разработана методика оценки экологической безопасности силовых установок с автотракторными двигателями, работающими на биотопливах;
разработана методика расчетных исследований влияния свойств биотоп- лив на показатели динамики развития струй распыливаемого топлива.
Достоверность и обоснованность научных положений определяются:
использованием современных методик оптимизации параметров дизеля, в частности состава смесевого биотоплива;
совпадением результатов расчетных и экспериментальных исследований, полученных при испытаниях на развернутом дизеле, работающем на смесевых биотопливах.
Практическая ценность состоит в том, что:
подтверждена возможность работы дизеля на топливах на основе РМ и ПМ и показана возможность улучшения показателей топливной экономичности и токсичности ОГ этого дизеля при использовании биотоплив;
разработанные методики оптимизации состава смесевого биотоплива позволяют определить его состав, обеспечивающий благоприятное сочетание показателей топливной экономичности и токсичности ОГ дизеля;
разработаны методики, позволяющие определить базовые характеристики регулирования оптимального соотношения компонентов смесевого биотоплива;
разработанная методика исследования влияния свойств смесевых биото- плив на показатели динамики развития струй распыливаемого топлива позволяет определить целесообразные значения основных конструктивных размеров распылителей форсунок.
Реализация результатов работы. Работа проводилась в соответствии с планами госбюджетных и хоздоговорных работ кафедры «Тракторы и автомобили» МГАУ им. В.П. Горячкина. Результаты исследований внедрены во Всероссийском научно-исследовательском институте использования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии) и в ЗАО «Ногинский завод топливной аппаратуры». Апробация работы:
Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Тракторы и автомобили» в МГАУ им. В.П. Горячкина в 2012 г. По материалам диссертационной работы были сделаны доклады:
на научно-практическом семинаре «Чтения В.Н. Болтинского», 20-21 января 2010 г. и 22-23 января 2013 г., Москва, МГАУ им. В.П. Горячкина;
на международной научно-практической конференции «Трибология и экология (наука, образование, практика)», 22-23 апреля 2010 г., Москва, МГАУ им. В.П. Горячкина;
2 - на Всероссийском научно техническом семинаре (ВНТС) им. проф. В.И. Крутова по автоматическому управлению и регулированию теплоэнергетических установок при кафедре «Теплофизика» (Э-6) МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2010, 2011, 2012 и 2013 г.г., Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 6 статей (из них 5 - по перечню, рекомендованному ВАК) и 3 материала конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы 192 страницы, включая 176 страниц основного текста, содержащего 62 рисунка и 35 таблиц. Список литературы включает 134 наименования на 14 страницах. Приложение на 2 страницах включает документы о внедрении результатов работы.
