Введение к работе
Актуальность темы. Снижение темпов нефтедобычи в ряде стран, включая Россию, и снижение ее рентабельности являются первопричиной увеличения стоимости нефтепродуктов и накладывают определенные ограничения на развитие экономик отдельных стран и мировой экономики в целом. Данное обстоятельство уже сегодня заставляет серьезно задуматься об альтернативных источниках энергии не нефтяного происхождения.
Постоянное ужесточение норм на содержание токсичных веществ в отработавших газах (ОГ) и повышение требований по улучшению топливной экономичности стимулируют исследования по созданию новых моторных то плив (МТ).
Использование на транспорте альтернативных смесевых топлив на основе метилового спирта позволяет замещать нефтяные топлива, значительно расширяет сырьевую базу для получения МТ, облегчает решение вопросов модернизации топливных систем транспортных средств. Возможность получения МТ с требуемыми физико-химическими свойствами позволяет целенаправленно совершенствовать рабочие процессы дизелей, улучшать показатели топливной экономичности и токсичности ОГ.
Связь с планами научных исследований. Диссертационная работа выполнена в соответствии с темой № 24 плана НИР ФГОУ ВПО Вятская ГСХА (г. Киров) на 2006...2010 гг. (номер государственной регистрации 01.2.006-09891).
Цель исследований. Исследование рабочего процесса дизеля 44 11,0/12,5 с камерой сгорания (КС) типа ЦНИДИ при работе на метаноло-топливной эмульсии (МТЭ).
Объект исследований. Дизель 44 11,0/12,5 (Д-240) жидкостного охлаждения, с КС типа ЦНИДИ, работающий на альтернативном топливе (AT) - метаноло-топливной эмульсии.
Предмет исследования: мощностные, экономические и экологические показатели, процессы смесеобразования, сгорания и тепловыделения в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ при работе на МТЭ.
Научную новизну работы представляют:
результаты исследования физико-химических свойств новых МТЭ различного состава;
результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения МТЭ на процесс сгорания, характеристики тепловыделения, мощностные, экономические и экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ;
модель расчета геометрических параметров процессов впрыскивания и распылива-ния AT на основе традиционного топлива;
расчет геометрических параметров процесса впрыскивания и распыливания дизельного топлива (ДТ) и МТЭ в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ;
- рекомендации по применению МТЭ в качестве моторного топлива в дизеле
44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Материалы диссертации используются в учебном процессе Вятской и Нижегородской государственных сельскохозяйственных академий, 4ебоксарском политехническом институте (филиале) Московского государственного открытого университета при чтении лекций, выполнении курсовых работ и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по специальностям 110301 и 190601.
Экономическая эффективность. При работе дизеля на МТЭ суммарные массовые выбросы токсичных веществ в атмосферу снижаются на 58,7 % по сравнению с работой на ДТ, а суммарная экономия от использования альтернативного моторного топлива составляет 48142 руб. в год на один двигатель при средней наработке 500 мото-ч. (в ценах на декабрь 2009 года).
Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались: на 17 научно-практической конференции кафедр «Тракторы и автомобили» вузов Поволжья и Предуралья «Повышение технико-экономических и экологических показателей двигателей, тракторов, автомобилей в сельскохозяйственном производстве», 2007 г. (Нижегородская ГСХА, г. Н. Новгород); I и II Всероссийских научно-практических конференциях «Наука - Технология - Ресурсосбережение», 2007, 2008 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); I, II и III Международных научно-практических конференциях «Наука - Технология - Ресурсосбережение», 2009...2010 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); 7, 8 и 9 городских научных конференциях аспирантов и соискателей «Науке нового века - знания молодых», 2007...2009 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); I Всероссийской научной конференции аспирантов и соискателей «Науке нового века - знания молодых», 2010 г. (Вятская ГСХА, г. Киров); XV и XVI Туполевских чтениях: Международной молодежной научной конференции 2007, 2008 гг. (Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань); X, XI и XII Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Мосоловские чтения), 2008...2010 гг. («Марийский ГУ», г. Йошкар-Ола); X Международной научной школе «Гидродинамика больших скоростей», Международной научной конференции «Гидродинамика. Механика. Энергетические установки», посвященной 145-летию со дня рождения академика А.Н. Крылова, 2008 г. (Чебоксарский политехнический институт (филиал) МГОУ, г. Чебоксары); 5 и 6 Всеросийских научно-технических конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ», 2009 г. (Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань); Международных научно-практических конференциях «Энергетика предприятий АПК и сельских территорий: состояние, проблемы и пути решения», 2009, 2010 гг. (Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, г. Санкт-Петербург).
Публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 24 печатных работах, включая монографию объемом 10,38 п.л., 2 статьи в центральном журнале, входящем в перечень ВАК РФ, и статьи общим объемом 5,88 п.л., в т.ч. в сборниках трудов Международных и Всероссийских конференций опубликовано 18 статей. Без соавторов опубликовано 8 статей общим объемом 2,25 п.л.
На защиту выносятся следующие положения и основные результаты исследований:
результаты исследования физико-химических свойств новых МТЭ различного состава;
результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения МТЭ на процесс сгорания, характеристики тепловыделения, мощностные, экономические и экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ;
модель расчета геометрических параметров процессов впрыскивания и распылива-ния AT на основе традиционного топлива;
расчет геометрических параметров процесса впрыскивания и распыливания ДТ и МТЭ в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ;
- рекомендации по применению МТЭ в качестве моторного топлива в дизеле
44 11,0/12,5 с КС типа ЦНИДИ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 210 страницах, в том числе 165 стр. текста, содержит 54 рисунка и 7 таблиц. Список литературы содержит 199 наименований, в том числе 18 на иностранных языках.
