Исследование составов и способов подачи новых топлив с добавками сурепного масла в дизель

Сергей Александрович Плотников; Анатолий Николаевич Карташевич; Георгий Эдуардович Заболотских

Сергей Александрович Плотников Вятский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-8887-4591
Анатолий Николаевич Карташевич Белорусской ГСХА https://orcid.org/0000-0002-3649-1521
Георгий Эдуардович Заболотских Вятский государственный университет

Ключевые слова: сурепка, сурепное масло, этанол, дизельное топливо, кинематическая вязкость, плотность, низшая удельная теплота сгорания, зависимость, динамика, смесевое топливо, система питания

Аннотация

Введение. Исследованы физико-химические свойства эмульсии дизельного топлива с сурепным маслом и этанолом. При использовании смесевого топлива не производили конструктивные изменения в двигателе, а только усовершенствовали навесное оборудование: систему питания двигателя внутреннего сгорания.
Цель статьи. Определить влияние добавок сурепного масла и этанола в разных количествах в товарное дизельное топливо на показатели, такие как плотность, кинематическая вязкость, низшая удельная теплота сгорания смесей. Определить оптимальную смесь топлив для стендовых испытаний на дизеле.
Материалы и методы. Использовано следующее оборудование: весы лабораторные VIBRAAJH-620CE, пикнометр ПЖ2-10-КШ 7/16, вискозиметр ВПЖ-2, электронный секундомер.
Результаты исследования. Установлена зависимость между плотностью, кинематической вязкостью и концентрацией добавок в смесевые топлива. Отмечена взаимосвязь кинематической вязкости масел и низшей удельной теплоты сгорания. Представлена динамика снижения средней низшей удельной теплоты сгорания смесей относительно увеличения концентрации смесевых топлив.
Обсуждение и заключение. Для дальнейших стендовых испытаний на двигателе были определены 2 смеси 10%СурМ+10%Э+80%ДТ и 25%СурМ+25%Э+50%ДТ. При выборе этих смесей основное внимание уделялось 4 параметрам: кинематической вязкости, плотности, времени стабильности и низшей удельной теплоте сгорания.

Биографии авторов

Сергей Александрович Плотников, Вятский государственный университет

доктор технических наук, профессор кафедры технологии машиностроения Вятского государственного университета (610000, Российская Федерация, г. Киров, ул. Московская, д. 36), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8887-4591, Researcher ID: R-8491-2016, plotnikovsa@bk.ru

Анатолий Николаевич Карташевич, Белорусской ГСХА

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой тракторов, автомобилей и машин для природообустройства Белорусской ГСХА (213410, Республика Беларусь, г. Горки, ул. Мичурина, д. 5), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3649-1521

Георгий Эдуардович Заболотских, Вятский государственный университет

аспирант кафедры технологии машиностроения Вятского государственного университета (610000, Российская Федерация, г. Киров, ул. Московская, д. 36), Researcher ID: GWV-5405-2022, zabolotskikh88@yandex.ru

Литература

1. Белов В. М., Девянин С. Н., Слепцов О. Н. Применение в дизелях топлива растительного происхождения // Вести Моск. гос. агроинж. ун-та. 2003. Вып. 4. С. 15–21.

2. Карташевич А. Н., Плотников С. А., Черемисинов П. Н. Исследование свойств альтернативных топлив на основе рапсового масла // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 3. С. 144–147. URL: https://clck.ru/33Zrjc (дата обращения: 10.10.2022).

3. Effect of Two-Stage Injection on Combustion and Emissions under High EGR Rate on a Diesel Engine by Fueling Blends of Diesel/Gasoline, Diesel/N-Butanol, Diesel/Gasoline/N-Butanol and Pure Diesel / Z. Zheng [et al.] // Energy Conversion and Management. 2015. Issue 90. doi: http://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.11.011

4. Emission and Vibration Analysis of Diesel Engine Fueled Diesel Fuel Containing Metallic Based Nanoparticles / A. Yasar [et al.] // Fuel. 2018. Issue 239. P. 1224–1230. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.11.113

5. Specific Features of Diesel Fuel Supply under Ultra-High Pressure / J. Zhao [et al.] // Applied Thermal Engineering. 2020. Issue 179. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115699

6. Виноградов Д. В. Сурепица яровая в южной части нечерноземной зоны // АГРО XXI: электрон. научн. журн. 2010. № 7–9.

7. Brassica Rapa Domestication: Untangling Wild and Feral Forms and Convergence of Crop Morphotypes / A. C. McAlvay [et al.] // Molecular Biology and Evolution. 2021. Vol. 38, Issue 8. P. 3358–3372. doi: https://doi.org/10.1093/molbev/msab108

8. Oil Content and Fatty Acids Composition in Brassica Species / Y. Sharafi [et al.] // International Journal of Food Properties. 2015. Vol. 18, Issue 10. P. 2145–2154. doi: https://doi.org/10.1080/10942912.2014.968284

9. Svalof F. Per en Vinterhardig Lagerukahostrybs // Aktuellt. 1985. Issue 2. P. 8–9.

10. Grabiek B. Reacjia rzepaku ozimego na nizkie temperatury // Nove rol. 1970. Issue 1. P. 10–11.

11. Dhahad H. A., Chaichan M. T. The Impact of Adding Nano-Al2O3 and Nano-Zno to Iragi Diesel Fuel in Terms of Compression Ignition Engines` Performance And Emitted Pollutants // Thermal Science and Engineering Progress. 2020. Issue 18. doi: https://doi.org/10.1016/j.tsep.2020.100535

12. Использование сурепно-минерального топлива в тракторном дизеле / А. П. Уханов [и др.] // Нива Поволжья. 2012. № 2. С. 70–75. URL: https://clck.ru/33Zrzq (дата обращения: 10.10.2022).

13. Effects of Gasoline Research Octane Number on Premixed Low-Temperature Combustion of Wide Distillation Fuel by Gasoline/Diesel Blend / H. Liu [et al.] // Fuel. 2014. Issue 134. P. 381–388. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.06.019

14. Venu H., Madhavan V. Effect of Al2O3 Nanoparticles in Biodiesel-Diesel-Ethanol Blends at Various Injection Strategies Strategies: Perfomance, Combustion and Emission Characteristics // Fuel. 2016. Issue 186. P. 176–189. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.08.046

15. Плотников С. А., Карташевич А. Н., Черемисинов П. Н. Улучшение смесей дизельного топлива с рапсовым маслом для использования в тракторных дизелях // Двигателестроение. 2017. № 4. С. 21–25.

16. Исследование свойств новых топлив для автотракторной техники / С. А. Плотников [и др.] // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. 2022. Т. 14, № 1. С 117–125. doi: https://doi.org/10.36508/RSATU.2022.92.31.014

17. Lenin M. A., Swaminathan M. R., Kumaresan G. Perfomance and Emission Characteristics of a DI Diesel Engine with a Nanofuel Additive // Fuel. 2013. Issue 109. P. 362–365. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.03.042

18. Preferential Cavitation and Friction-Induced Heating of Multi-Component Diesel Fuel Surrogates Up to 450MPa / A. Vidal [et al.] // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Issue 166. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120744

19. Двухтопливная система питания дизеля с автомотическим регулированием состава смесевого топлива : патент Российская Федерация 2476716 / Уханов А. П. [и др.]. Аналог.

20. Двухтопливная система питания : патент 2484291 Российская Федерация / Уханов А. П. [и др.]. Прототип.

21. Марков В. А. Теплоэнергетические установки и их системы автоматического управления и регулирования // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2020. № 6. С. 106–130. doi: https://doi.org/10.18698/0236-3941-2020-6-106-130

22. Исследование работы автотракторного дизеля 4ЧН 11,0/12,5 на смесях дизельного топлива с рапсовым маслом / С. А. Плотников [и др.] // Молочнохозяйственный вестник. 2017. № 1. С. 110–118. URL: https://clck.ru/33ZsbC (дата обращения: 10.10.2022).