Эффективность применения топлив растительного происхождения в АПК

• Автор: Слепцов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

1.1. Анализ методов использования моторных и биотоплив в сельском хозяйстве РФ.

1.2. Оценка влияния физикохимических свойств на рабочий процесс дизелей.

1.3. Сравнительные показатели работы дизельных двигателей на рапсовом масле и дизельном топливе.
3.4. Программаметодика стендовоэксплуатационных испытаний трактора кл. 1.4 на биотопливе.
Глава 4. Результаты исследований топливной системы низкого давления автотракторного дизеля и ее модернизации
4.2. Исследования процессов прохождения топлив с различными коэффициентом динамической вязкости биотоплива в ТСПД автотракторного дизеля Д3 по математической модели.
Теоретический анализ работы топливной системы низкого Глава 2. давления автотракторных дизелей, работающих на вязких

биотопливах.

Глава 3. Программы и методики экспериментальных исследований

3.1. Программа испытания ТПН УНТ3.

3.2. Программа исследований стабильности различных топлив.

3.3 Программа пусковых испытаний трактора МТЗ работающего на биотопливе рапсового масла
дизельного топлива ГОСТ 5.
4.1. Анализ влияния температурного фактора на параметры альтернативных вязких топлив
Глава 5.
Глава 6.
Глава 7.
4.3. Исследование изменения давления топлива при прохождении его через топливный фильтр тонкой очистки.
4.4. Анализ работы ТПН УНТ
4.5. Разработка критериальных условий ТСНД автотракторного дизеля.
Результаты сравнительных экспериментальных исследований
5.1. Результаты лабораторных сравнительных низкотемпературных исследований биотоплива
5.2. Результаты пусковых испытаний дизеля Д3 трактора МТЗ.
5.3. Анализ сравнительных испытаний автотракторного дизеля в составе трактора МТЗ.1 на биотопливе.
5.3.1. Анализ физикохимических исследований горючесмазочных материалов ГСМ
5.3.2. Эксплуатационнотехнологическая оценка агрегатов.
5.4 Результаты эксплуатационнотехнологических показателей при испытании дизеля в составе трактора МТЗ.1.
Проектирование и расчет устройства для получения биотоплива
6.1. Работа системы получения биотоплива в составе топливозаправочного комплекса
6.2. Проектирование и расчет устройства для получения и дозирования биотоплива смеситель
Экономическая эффективность применения биотоплива Общие выводы по диссертации Список использованной литературы Приложение
Условные обозначения и сокращения
гкВтч удельный эффективный расход топлива
т кгч часовой расход топлива
Дт дизельное топливо ГОСТ
Бт биотопливо смесь дизельного топлива и рапсового масла Мк НМ крутящий момент
кВт эффективная мощность б степень сжатия п мин1 частота вращения
ТСНД топливная система низкого давления
ТНВД топливный насос высокого давления
ЛВД линия высокого давления ге эффективный КПД
Рк избыточное давление
ФТО фильтр тонкой очистки
ФГО фильтр грубой очистки
Рк потери давления
ТПН топливоподкачивающий насос
РМ рапсовое масло.
Введение


Углеводородные отложения обнаруживаются в охлаждаемых топливом зонах поверхности камеры сгорания и сопловых каналах распылителей форсунок, вследствие чего предпочтительнее применение форсунок со штифтовым распылителем, обладающих эффектом самоочистки. Отмечается, что серийные дизели с разделенной камерой сгорания по сравнению с дизелями со струйным смесеобразованием более приспособлены для работы на растительных маслах и менее чувствительны к отложениям на деталях камеры сгорания. В дизелях с неразделенными камерами сгорания растительные масла могут быть использованы только после соответствующего рафинирования, а также в смеси с дизельным топливом малой вязкости . В Японии проведены работы по применению рапсового масла в качестве топлива для небольших вихрекамерных дизелей с номинальной мощностью Ме кВт при п мин1 и степенью сжатия в . Было исследовано влияние конструкции штифтовой форсунки при давлениях впрыскивания рапсового масла и его температуре у штуцера форсунки и скоростных режимах дизеля при п , и мин1. Исследовались также варианты конструкции штифта распылителя форсунки и найдено оптимальное соотношение высоты, угла распыливания конуса, обеспечивающее минимальные значения удельного расхода топлива и дымности отработавших газов. Выбран оптимальный вариант конструкции распылителя при давлении впрыскивания ,7 МПа, совместно с подогревом топлива от 2 до С. В приводятся исследования по замещению на дизелях дизельного топлива. Были исследованы подсолнечные и арахисовые масла, а также их смеси с дизельным топливом. Испытания проводились на одноцилиндровом дизеле без наддува со степенью сжатия ,2 ,1 на трех скоростных режимах , и мин1 и различных нагрузках . Таблица 1. Сравнительные характеристики топливдизельного и альтернативных. Плотность при ,5 С, гсм3 0,1 4 0. Содержание, , по массе углерода ,6 ,3 ,3 ,1 ,0 . Температу ра помутнения С . С 2. Ю0С 1, 3, 7, 4, 8. Цетановое число НС ,8 не замерялось ,4 не замерялось . ОС соотношение атомов 0. Стехиометрическое соотношение топлива к воздуху 0. После нескольких часов работы дизеля на биотопливах на топливном фильтре наблюдались вязкие смолистые отложения, что объяснялось недостаточной очисткой масел при их производстве . Наибольшие отложения появлялись при эксплуатации дизеля на подсолнечном масле и его смеси с дизельным топливом. Подогрев подсолнечного масла до . С перед подачей в топливную систему значительно снизил эти отложения. При эксплуатации дизеля на арахисовом масле и его смеси с дизельным топливом объем отложений на распылителе было больше, а консистенция их была плотной, чем при эксплуатации на подсолнечном масле, пятна которых с трудом удалялись при обтирании веюшью. В таблице 1. Выявлено, что на эффективные характеристики дизеля и выброс токсических веществ оказывают существенное влияние основные различия в свойствах испытуемых топлив, а именно массовая теплота сгорания, вязкость, плотность и содержании кислородных соединений, Для получения равной энергии при сгорании, обладая меньшей массовой теплотой сгорания растительные масла требуют увеличения массового расхода топлива. Так же выявлено, что при заданной регулировке насоса высокого давления дизеля требуется увеличиения расхода растительного масла вследствие повышенной его плотности. Более высокая вязкость масел предопределяет увеличение подачи топлива вследствие снижения утечек через зазоры плунжерной пары ТНВД. Таким образом, при замене дизельного топлива одним из растительных масел или смесью одного из них с дизельным топливом происходит обогащение смеси, при этом отдаваемая мощность двигателя возрастает до 6 . Однако в этом случае удельный эффективный расход топлива возрастает в пределах до . Увеличение температуры на выпуске указывает на ухудшение эффективных показателей двигателя изза низкого тепловыделения и задержки самовоспламепяемости топлива. Повышение температуры выпускных газов так же зависит от возрастания процентного содержания растительных масел в биотопливе. Характер изменения температуры отработавших газов совпадает с характером изменения термического КПД на режимах малой мощности.