Разработка методик оценки эффективности использования биотоплив из растительных масел в автотракторных двигателях

• Автор: Маркова, Вера Владимировна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОТОПЛИВ В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
1.1. Проблемы развития топливно-энергетического комплекса
1.2. Виды альтернативных топлив
1.3. Цель работы и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ И МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК
С АВТОТРАКТОРНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
2.1. Разработанные методики сравнительной оценки топлив
2.2. Разработка методики определения оптимального состава смесевого биотоплива и методики сравнительной
оценки смесевых топлив
2.3. Разработка методики оценки экологической безопасности силовых установок с автотракторными
двигателями, работающими на биотопливах
Основные результаты и выводы по второй главе
3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТОПЛИВОПОДАЧИ И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ ДИЗЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СМЕСЕВЫХ
БИОТОПЛИВАХ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА
3.1. Необходимость совершенствования процессов распыливания топлива и смесеобразования в дизелях
3.2. Математическая модель динамики развития
струй распыливаемого топлива в дизелях
3.3. Расчетные исследования процесса распыливания

топлива в дизелях, работающих на биодизельных топливах
Основные результаты и выводы по третьей главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СМЕСЯХ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
И РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
4.1. Необходимость использования растительных масел
и топлив на их основе в дизельных двигателях
4.2. Экспериментальные исследования автотракторного дизеля, работающего на смесях дизельного топлива
и подсолнечного масла
4.3. Сравнительный анализ параметров дизеля, работающего на смесях дизельного топлива с рапсовым и подсолнечным
маслами
Основные результаты и выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ДВС - двигатели внутреннего сгорания;
ДТ - дизельное топливо;
КПД - коэффициент полезного действия;
КС - камера сгорания;
ОГ - отработавшие газы;
ПЗВ, Tj - период задержки воспламенения; п.к.в. - поворот коленчатого вала двигателя;
ПМ - подсолнечное масло;
РМ - рапсовое масло;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
ТЧ - твердые частицы;
УОВТ, 0 - угол опережения впрыскивания топлива;
ЦЧ - цетановое число;
NOx, СО, СНХ, С, Кх - оксиды азота, монооксид углерода, углеводороды, сажа, дымность ОГ ;
Cnox, Ссо> Сснх - объемные концентрации в ОГ оксидов азота, монооксида углерода, углеводородов;
£nox> Eco, Гснх - массовые выбросы оксидов азота, монооксида углерода, углеводородов;
£nox> есо, Gr - часовой расход топлива;
ge, ge уел - удельный эффективный расход топлива; условный удельный эффективный расход топлива;
Ve, Це уел - эффективный КПД дизеля; условный эффективный КПД;
Срм, Смэрм - объемная концентрация РМ и МЭРМ в смесевом биотопливе; с1цл, hm - диаметр и ход плунжера ТНВД;

лив. Для такого выбора необходимо провести сравнение и ряда других показателей, что обеспечит возможность более полной оценки преимуществ использования того или иного вида топлива.
Кроме анализа применимости различных топлив, проведенного в работе [74] по данным табл. 5, известны и другие исследования по этому вопросу. Показатели традиционных и альтернативных топлив сопоставлялись и в ряде других работ [33,68,98,109,118]. В частности, сравнительные характеристики некоторых топлив представлены в табл. 7, построенной с использованием данных работы [106]. Эти характеристики свидетельствуют о перспективности использования в качестве топлива для дизелей природного и попутного нефтяного газов, ДМЭ, топлив растительного происхождения.
Таблица 7. Сравнительные характеристики различных топлив
Свойства топлив Топлива
ДТ КПГ СПГ ДМЭ Мета- нол РМ МЭРМ
Цетановое число + - - ++ - 0 +
Топливная экономичность и диапазон ее изменения + 0 + 0 + +
Эмиссия оксидов азота мох + + + + + + +
Эмиссия формальдегида нсно + + + + - + +
Некоррозионность + + + 0 - +
Доступность топлива + 0 - - - +
Затраты на обслуживание двигателя и транспортного средства + 0
Примечание: «++» - отличные свойства; «+» - хорошие; «0» - нейтральные; «-» - плохие; ДТ - дизельное топливо; КПГ - компримированный природный газ; СПГ - сжиженный природный газ; ДМЭ - диметиловый эфир; РМ - рапсовое масло; МЭРМ - метиловый эфир рапсового масла