Обеспечение работоспособности бензиновых двигателей внутреннего сгорания сельскохозяйственной техники при переводе на биогаз корректированием регулировочных параметров двигателя

• Автор: Петров, Николай Вадимович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МИРОВОЙ ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГАЗА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
1.1. Свойства биогаза как моторного топлива
1.2. Мировой опыт использования биогаза в качестве моторного топлива
1.3. Использование биогаза как моторного топлива в условиях
Республики Саха (Якутия)
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ ДВС, РАБОТАЮЩЕГО НА БИОГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ
2.1. Структурная схема теоретического исследования
2.2. Выбор математической модели процесса сгорания
2.3. Адаптация математической модели процесса сгорания к условиям двигателя, работающего на биогазовом топливе
2.4. Методика расчета токсичности отработавших газов
2.5. Верификация математической модели
Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДВС, РАБОТАЮЩЕГО НА БИОГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ
3.1. Получение биогаза и заправка расходных баллонов
3.2. Экспериментальный стенд
3.3. Обработка результатов экспериментов
3.4. Методика обработки индикаторных диаграмм
3.5. Измерение токсичности отработавших газов
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВС,
РАБОТАЮЩЕГО НА БИОГАЗЕ
4.1. Структурная схема экспериментального исследования

4.2. Верификация математической модели
4.3. Результаты исследования ДВС, работающего на биогазовом
топливе
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕВОДА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НА БИОГАЗ
5.1. Расчет капитальных затрат на изготовление метантенка.
5.2. Расчет капитальных затрат на переоборудование бензинового двигателя на биогаз
5.3. Экономический эффект перевода бензинового двигателя на
биогаз
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В сельском хозяйстве Республики Саха (Якутия) основным видом транспортной и технологической техники являются трактора, автомобили, комбайны. Именно данный вид техники в сельском хозяйстве, как и городские автомобили, является основным источником загрязнения воздуха, так как на долю автотранспорта приходится до 80 % общих объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Чтобы стабилизировать, а в перспективе улучшить экологическую ситуацию в Республике Саха (Якутия), необходима организация массового производства биогаза для его использования в качестве моторного топлива. Техника, работающая на этом виде топлива, выбрасывает в атмосферу за год на 1,2 т меньше оксидов азота и на 9 т меньше двуокиси углерода.
Необходимо подчеркнуть такие важные достоинства биогаза, как:
- возможность широкого применения биогаза в современных бензиновых двигателях без их коренной модернизации;
- биогаз может быть очищен до биометана, что позволяет применять его в газобаллонных транспортных средствах без их переоборудования, а также смешивать его с природным газом;
- производство биогаза может быть налажено в любой точке страны;
- двигатели, работающие на биогазе, менее токсичны в сравнении с бензиновыми;
- при получении биогаза из органических отходов последние превращаются в ценные удобрения, что дает дополнительную экономическую выгоду, а также решает проблему утилизации побочных продуктов производства биотоплива;
- процессы ферментации мусора, отходов жизнедеятельности человека и животных в установках для получения биогаза значительно снижают опасность заражения окружающей среды этими отходами.

Выводы по главе
1. Биогаз является одним из "наиболее перспективных моторных топлив, так как он производится из доступных и дешевых возобновляемых ресурсов, а также является экологически чистым продуктом.
2. В Республике Саха (Якутия) биогаз является топливом, которое позволило бы решить проблему топливоснабжения автомобильного транспорта в отдаленных районах республики. В то же время это решило бы проблему отопления, энергоснабжения, а также получения качественного удобрения в этих районах. Кроме того, РС (Я) экономила бы больше средств за счет существенного снижения объемов топлива, поставляемого в эти районы.
3. Химический состав биогаза требует его очистки перед использованием в качестве топлива для ДВС. Анализ существующих способов очистки, осушки и обогащения биогаза показал, что для Якутии наиболее перспективным способом очистки и обогащения биогаза является применение механических фильтров из природных цеолитов, добываемых в РС (Я).
4. Физические свойства биогаза близки к природному газу, что позволяет использовать в биогазовом автомобиле серийно производимую газовую топливную аппаратуру.