автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Улучшение показателей тракторных двигателей при работе на биотопливе, обработанном ультразвуком

На правах рукописи

Фадеев Сергей Андреевич

УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ НА БИОТОПЛИВЕ, ОБРАБОТАННОМ УЛЬТРАЗВУКОМ

05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 20] 1

1 4 АПР 2011

4843875

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Защита диссертации состоится 29 апреля 2011 г. в 12-00 ч на заседании диссертационного совета Д 220.061.03 при ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» по адресу: 410056, г. Саратов, ул. Советская, 60, ауд. 325.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан «__» марта 2011 г.

и размещен на сайте: www.sgau.ni

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл. 1, ученому секретарю диссертационного совета.

Загородских Борис Павлович

Денисов Александр Сергеевич

доктор технических наук, профессор Коцарь Юрий Алексеевич

Ведущая организация - ФГОУ ВПО «Волгоградская

государственная сельскохозяйственная академия»

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.П. Волосевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Концепции развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года отмечено, что одним из приоритетных направлений в области механизации, электрификации и автоматизации является разработка оборудования с использованием возобновляемых источников энергии, в том числе биотоплива.

В создании биотоплива для дизельных двигателей предпочтение отдается растительным маслам, самым распространенным из которых является рапсовое.

Исследования, направленные на использование биотоплива в тракторных дизелях, обусловлены ограниченностью нефтяных запасов, заинтересованностью сельского хозяйства РФ в вопросах снижения энергетической зависимости от поставщиков нефтепродуктов. Кроме того, производство топлива из рапсового масла наряду с энергетической и экологической задачами решает еще и проблему занятости населения через организацию дополнительных рабочих мест.

Улучшение качества биотоплива, обеспечивающее повышение технико-экологических показателей тракторных дизелей, является актуальной научной задачей.

Исследования проводились по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в соответствии с темой № 5 комплексного тематического плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ СГАУ им. Н.И. Вавилова на период 2007-2010 гг. «Повышение надежности, эффективности использования мобильной техники в сельском хозяйстве» и по договору с Ассоциацией аграрного образования и науки (г. Саратов) в 2009 и 2010 гг.

Цель работы: улучшение технико-экономических и экологических показателей тракторных двигателей при работе на смесевом биотопливе В20 путем улучшения его качества ультразвуковой обработкой.

Объект исследований: характер изменения технико-экономических и экологических показателей тракторных двигателей при работе на биотопливе В20, обработанном ультразвуком.

Предмет исследований: технико-экономические и экологические показатели дизеля при его работе на смеси рапсового масла (20 %) с дизельным топливом (80 %), обработанной ультразвуком.

Научная новизна работы: теоретическое и экспериментальное обоснование использования в системе питания топливом тракторных дизелей устройства для обработки ультразвуком смесевого биотоплива

В20, позволяющего улучшить технико-экономические и экологические показатели дизельного двигателя. , ■..-.■, ,<

Новизна устройства для ультразвуковой обработки биотоплива подтверждена патентом на полезную модель № 88396.

Практическая ценность работы: разработано, изготовлено и испытано устройство для обработки биотоплива В20 ультразвуком, встраиваемое в систему питания дизельного двигателя, обеспечивающее прирост мощности, снижение расхода топлива и дымности дизельного двигателя по сравнению с биотопливом, необработанным ультразвуком.

Реализация результатов работы: разработанное устройство для обработки смесевого биотоплива В20 ультразвуком используется в фермерском хозяйстве «ИГ1 Юргенц» Марксовского р-на Саратовской область; рекомендовано к применению на всех сельскохозяйственных предприятиях РФ, эксплуатирующих технику, оснащенную дизельными двигателями.

Научные положения работы:

1. Теоретические зависимости влияния обработки ультразвуком биотоплива на технико-экономические и экологические показатели дизельных двигателей.

2. Рациональная схема и конструкция устройства для обработки смесевого биотоплива на основе рапсового масла.

3. Результаты стендовых и производственных испытаний тракторного двигателя Д-243 при работе на смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком.

Апробация работы. Основные положения работы и ее результаты были доложены, обсуждены и получили положительную оценку:

на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2007-2010 гг.;

на Международной научно-практической конференции «Технический сервис в агропромышленном комплексе» в МГАУ им. В.П. Го-рячкина (г. Москва, 2008 г.);

на международных научно-технических конференциях им. Н.И. Вавилова «Вавиловские чтения» (г. Саратов 2007-2010 гг.);

на Международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» в ГОСНИТИ (г. Москва, 2009 г.);

на Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Д.Г. Вадивасова (г. Саратов, 2009 г.);

на НТС Министерства сельского хозяйства РФ (г. Москва, 2010 г.);

на научно-практической конференции, посвященной 70-летию профессора В.Ф. Дубинина (г. Саратов, 2010 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в т.ч. 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Имеется патент на полезную модель № 88396. Общий объем публикаций 4,1 п.л., из которых 1,37 п.л. принадлежат автору.

Структура и объем работы: диссертация изложена на 102 страницах машинописного текста; содержит 42 рисунка и 7 таблиц, список использованной литературы из 110 источников и 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено обоснованию актуальности исследований в области применения альтернативных видов топлива, особенно из возобновляемых биологических ресурсов, в частности рапсового масла.

В первой главе дан краткий анализ достоинств и недостатков различных направлений в области альтернативной энергетики и обоснована актуальность использования топлива на основе рапсового масла.

Анализ работ известных ученых (Антифеев В.Н., Артемов И.В., Белов В.М., Вальехо П.Г., Уханов А.П., Уханов Д.А., Нагорнов С.А., Макушин A.A., Романцова C.B., Огурлиев A.M., Семенов В.Г.) показал, что к факторам эффективности использования биотоплива в АПК относятся возобновляемость, экологичность, экономия дизельного топлива, применение топлива без конструктивных изменений двигателя, повышение ресурса двигателя. Все это дает значительную экономию при внутрихозяйственном способе производства.

Недостатками, сдерживающими использование смесевого биотоплива, являются повышенная вязкость, коксуемость, расслоение на исходные составляющие, а также потеря мощности, повышенный расход топлива дизельным двигателем.

Одним из путей повышения эффективности использования биотоплива является обработка его ультразвуком непосредственно в системе питания двигателя. Это позволяет улучшить физико-химические свойства смесевого биотоплива, повысить мощностные и экономические показатели двигателя и улучшить его экологические показатели.

Таким образом, исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:

провести анализ использования биотоплива дизельными двигателями; теоретически обосновать использование ультразвука для обработки смесевого биотоплива;

разработать ультразвуковое устройство для обработки топлива, встроенное в систему питания дизеля;

определить технико-экономические и экологические показатели двигателя при работе на биотопливе, обработанном ультразвуком;

провести технико-экономическую оценку предложенного устройства для обработки смесевого биотоплива В20 ультразвуком.

Во второй главе «Теоретическое обоснование использования ультразвука для обработки смесевого биотоплива» изложена суть влияния ультразвука на технико-экономические показатели двигателя.

При смешивании различных видов топлив для питания дизелей таких как дизельное топливо и биотопливо, наблюдается так называемое «расслоение» смеси из-за различной плотности ее компонентов. В связи с этим необходимо произвести ультразвуковую обработку данной смеси для сдерживания эффекта «расслоения». Учитывая такие недостатки смесевого биотоплива, как повышенная вязкость, снижение мощности двигателя, повышенный расход топлива, необходимо оптимально использовать эффект эмульгирования, который возникает при обработке смеси В20 ультразвуком.

Объем емкости для обработки ультразвуком смеси при постоянном расходе (протекании через акустическую ванну) можно определить по следующей формуле:

где с(, - скорости распространения ультразвуковых колебаний в материалах накладок, м/с; с - скорость распространения ультразвуковых

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

4 = ln(iV);

h = Ксг / w;

/з = (/. + 4 + /2)0,2,

колебаний в материале пьезоэлемента, м/с; н> - рабочая частота колебательной системы, Гц; И - толщина пьезоэлемента, м; К - коэффициент, выбираемый из условия обеспечения требуемого коэффициента усиления при заданном Лг; О - диаметр отражающей накладки, м.

Максимальное время, за которое происходит обработка биотоплива ультразвуком, рассчитывается по формуле (6):

(6)

ч

где V - объем емкости, где обрабатывается смесевое биотопливо, м3; Оу - максимальный расход биотоплива, м3/ч.

Проведена количественная оценка энергетического вклада ультразвукового воздействия в процесс эмульгирования. Расчет произведен на основании энергетического баланса жидких сред:

(7)

где Мгл - механическая мощность, затрачиваемая при обработке топлива ультразвуком, Вт; Еж - совершенная акустическая работа, Дж; п„ -КПД, характеризующий степень превращения сообщенной акустической энергии в совершаемую механическую работу, принимаем 0,3; т -время обработки, с.

Совершенную акустическую работу можно определить по формуле Маргулиса:

(8)

2а

где д0 ~ энергия разрыва связи на 1 моль вещества, Дж/моль; / - площадь излучающей накладки, м2; а - диаметр молекулы, м (для растительного масла принимаем 1,7-10"9 м); ТУд - число Авогадро (6,022 • 1023 моль-1).

Из преобразования формул (1), (2), (3) получено значение механической мощности, затрачиваемой при обработке смесевого биотоплива:

,2

=—-. (9)

Формула (9) позволяет рассчитывать геометрические параметры ванны для обработки смесевого биотоплива ультразвуком в зависимости от расхода топлива и его свойств.

Для совершенствован™ системы подачи топлива в двигатель необходимо определить зависимость между потребляемым объемом топлива и вырабатываемой двигателем мощностью.

По расходу топлива, который зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, можем получить эффективную мощность Л'е:

к - лл-вд,

(10)

где т]м - механический КПД двигателя, %; г|, - индикаторный КПД двигателя, %; Ни - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Ст - расход топлива, кт/ч.

Теплота сгорания рабочей смеси Ни определяется по формуле (11):

Н =

НиЛ\ + Ни-,К2

1 + у,

(П)

где Н„д, //„б - теплота сгорания дизельного топлива и растительного масла, кДж/'кг; К¡, К2 - массовые доли дизельного топлива и растительного масла соответственно в суммарном расходе топлива; у- коэффициент остаточных газов.

Я„ = 33,91С+125,6Н-10,89(0-8)-2,51(9Н + \¥), (12)

где С, Н, О, Б, V/ - значения химического состава топлива.

Удельный индикаторный расход топлива (рис. 1) определяется по формуле (13):

3600

(я„дк, + я„бл:2)п,

(13)

ш

I"

3 с ■'5 9

л ь

X

л

5

4 >

340 330

>5 1 *

& <д зю

ш

290 280 270

X Л» — ...... X ** -. -1-----.. .¡_—!. .1...... —--

--- — ------

ч ------

1 | I ,-

- -ДТ

- • В20 -В20+УЗ

800 1000 1200 1400 1600 1800'2000 2200 Частота вращения коленчатого вала, мин"1 Рис. 1. Удельный расход топлива

Для суммарного расхода дизельного топлива и растительного масла плотность, характеристический фактор и цетановое число могут быть определены по принципу аддитивности:

Р = + р2т2, (14)

где р(, р2 - плотность дизельного топлива и растительного масла соответственно, г/см3: У|, у2 - объемные доли дизельного топлива и растительного масла соответственно в суммарном расходе топлива. Характеристический фактор определяется по формуле (15):

А',= А',,1', +А-,21'2, (15)

где К-,|, К,^ - характеристический фактор дизельного топлива и растительного масла.

Цетановое число определяется по формуле (16):

ЦТ = ЦТ|\', + ЦТ,\>2 ±ДЦТ, (16)

где ЦТ), ЦТ2 - цетановое число топлива и растительного масла соответственно; ДЦТ — поправка, учитывающая неравенство скоростей физических и химических реакций.

Получено аналитическое выражение для определения эффективной мощности двигателя, работающего на смеси дизельного топлива и растительного масла, обработанной ультразвуком:

При проведении теоретического обоснования использования ультразвука для обработки топлива было установлено, что доказательством его эффективности является выполнение неравенства:

(18)

где Л'с^ - эффективная мощность двигателя, работающего на обработанной ультразвуком смеси дизельного топлива (80 %) и рапсового масла (20 %), кВт; Ые - эффективная мощность двигателя, работающего на необработанной смеси дизельного топлива (80 %) и рапсового масла (20 %), кВт.

Теоретические зависимости эффективной мощности при работе на различных видах топлива, рассчитанные по, формуле (10) приведены на рис. 2.

800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Частота вращения коленчатого вала, Мин"1 Рис. 2. Эффективная мощность

Таким образом, выведено аналитическое выражение (17), которое позволит обосновать эффективность применения ультразвуковой обработки топлива. На основании аналитических выражений (9) и (10) построены графики, которые теоретически доказывают эффективность обработки топливной смеси В20 ультразвуком. Удельный расход топлива при работе на смесевом биотопливе В20 увеличился до 14,3 %, а при работе на В20, обработанном ультразвуком, - на 5 % по отношению к работе на минеральном дизельном топливе; эффективная мощность при работе на смесевом биотопливе В20 снизилась на 8,7 %, а при работе на В20, обработанном ультразвуком, - на 4 % по отношению к работе на минеральном дизельном топливе. Рассчитаны основные параметры устройства для обработки биотоплива непосредственно в системе питания топливом.

В третьей главе «Методика экспериментальных исследований» изложены программа и общая методика проведения экспериментальных и лабораторных исследований, а также описано оборудование, которое применялось.

На всех этапах исследований применялись следующие виды топлива: товарное минеральное дизельное топливо Л-0,2-62; смесевое биотопливо, состоящее на 20 % из рапсового масла и на 80 % из минерального дизельного топлива Л-0,2-62 (В20);

смесевос биотопливо, состоящее на 20 % из рапсового масла и на 80 % из минерального дизельного топлива Л-0,2-62, обработанное ультразвуком.

Исследования выполнялись в несколько этапов:

1. Лабораторные испытания на машине трения ХОБАТ-1. Были проведены ускоренные испытания на износ в соответствии с требованиями ГОСТ 23.224-86.

2. Стендовые испытания на стационарном двигателе Д-243 с машиной динамометрической К8-56/4.

Экспериментально решались задачи определения технико-экологических показателей при эксплуатации тракторов.

Моторные исследования предусматривали определение эффективных и экологических показателей дизеля в условиях регуляторной характеристики с частотами вращения коленчатого вала от 1400 мин"1 (режим максимального крутящего момента) до 2200 мин"1 (режим номинальной мощности) с интервалом 200 мин-1, а также в условиях характеристики холостого хода с частотами вращения коленчатого вала 800 мин"1 (минимально устойчивая частота вращения) и 2330 мин4 (максимальная частота вращения).

Моторная установка для исследования работы дизеля на смесевом биотопливе В20 включала в себя тракторный дизель 4411/12,5 (Д-243) с системой отвода отработанных газов, динамометрическую машину К8-56/4 со штатными контрольно-измерительными приборами (весовое устройство тормоза, тахометр), а также скомплектованный измерительно-регистрирующий комплекс (ИРК).

Измерение дымности (Д, %) отработанных газов на каждом виде биотоплива В20 при работе дизеля на различных нагрузочно-скоростных режимах осуществлялось дымомером КИД-2. Для определения концентрации в отработанных газах углеводородов (СИ, %) и оксида углерода (СО,%) использовался газоанализатор АВТОТЕСТ СО-СН-Д.

Отклонения оценочных показателей дизеля при работе на сме-севых тонливах, обработанных и необработанных ультразвуком, определялись по отношению к их значениям при работе на товарном дизельном топливе Л-0,2-62 с неизменными регулировками основных систем и механизмов и постоянном угле опережения впрыскивания топлива.

3. Производственные испытания на тракторе МТЗ-82.

Оценка показателей работы трактора на биотопливе В20 осуществлялась путем их сравнения с показателями работы трактора на минеральном дизельном топливе. Объектом производственных испытаний являлся пахотный агрегат в составе трактора МТЗ-82 с двигателем Д-243 и двухкорпусным плугом ПЛН-2-35.

За оценочные эксплуатационные показатели были приняты мощность, расход топлива и дымность отработанных газов.

Для измерения и регистрации необходимых параметров применялся комплекс контрольно-измерительной аппаратуры, который состоял из многоканального электронно-цифрового самописца ХН-20/3, электронно-цифрового усилителя, расходомера топлива, дымомера КИД-2, первичных тензометрических датчиков силы тяги на крюке, закрепленных на нижних тягах механизма навески.

В четвертой главе «Совершенствование системы топливопода-чи для работы на смесевом биотопливе В20» представлены результаты лабораторных испытаний на машине трения ХОБАТ-1, стендовых испытаний на тормозном стенде с двигателем Д-243 и эксплуатационных исследований работы трактора МТЗ-82. Все виды исследований проводились в трехкратной повторности на товарном дизельном топливе, смесевом биотопливе В20 и смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком.

Для обработки смесевого биотоплива применялся разработанный ультразвуковой прибор (рис. 3, а), который встраивался в систему питания топливом трактора МТЗ-82 (рис. 3, б).

Ультразвуковой прибор на основе магнитострикционных излучателей звука и генератора ультразвука представляет собой цилиндрическую емкость, в которую установлены излучатели ультразвука. Основные параметры устройства приведены в таблице. В емкость вмонтированы входной и выходной патрубки. Биотопливо В20, поступая из топливного бака, попадает в емкость, где обрабатывается ультразвуком.

Ультразвуковой генератор установлен непосредственно на емкости с излучателями ультразвука. Прибор подключается к электрической системе трактора (рис. 4).

На основе экспериментальных исследований получены значения расслоения смесевого биотоплива на основе рапсового масла, которые показывают, что время расслоения при обработке биотоплива ультразвуком увеличивается в 17 раз по сравнению с биотопливом, необработанным ультразвуком (рис. 5).

Рис. 3. Устройство для ультразвуковой обработки смесевого биотоплива В20: а общий вид ультразвукового прибора; б - схема установки ультразвукового прибора в системе питания топливом

Технические характеристики ультразвукового прибора

Показатель Значение показателя

Объем, см3 1000

Производительность, г/мин 300

Частота, кГц 22

Интенсивность колебаний, Вт/см" 2,5

Потребляемая мощность, Вт 100

Рис. 4. Электрическая схема подключения ультразвукового прибора на тракторе: 1 генератор переменного тока Г-306Б1; 2 - регулятор напряжения РР-362Б; 3 амперметр; 4 - аккумуляторная батарея; 5 - включатель «массы»; 6 - ультразвуковой прибор

300

250

ш 200

150

100

50

О Обработанное УЗ

П Необработанное УЗ

3 5 10 15 20 25 30 33 Содержание рапсового масла в ДТ, %

Рис. 5. Зависимость расслоения смеси рапсового масла и ДТ от концентрации масла, полученного механическим способом и при помощи УЗ

Методика определения времени расслоения проводилась согласно ГОСТ 12068-66 «Метод определения времени деэмульсацни». Также был проведен хроматографический анализ биотоплива В20, обработанного и необработанного ультразвуком, который показал увеличение количества олеиновой кислоты при обработке ультразвуком с 5 до 9 %, что способствует снижению износа деталей.

Как показали результаты, полученные на машине трения, износ исследуемых образцов при применении биотоплива, обработанного ультразвуком, снизился на 16 % по отношению к необработанному биотопливу (рис. 6). Это можно объяснить тем, что сера и активные молекулы в процессе ультразвукового дробления образуют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые, соединяясь с поверхностью микрочастиц эмульсии, препятствуют их дальнейшей коагуляции, что способствует улучшению триботехнических характеристик.

♦ дт

Я В 20 А Б 20+УЗ

Время, ч

Рис. 6. Интенсивность изнашивания образцов в ходе эксперимента

Результаты сравнительных моторных исследований дизеля Д-243 по мощностным, топливо-экономическим и экологическим показателям оказались следующими.

В условиях регуляторной характеристики в диапазоне частот вращения коленчатого вала от 1400 мин"1 до 2200 мин"1 наибольшую мощность двигатель выдает при работе на товарном дизельном топливе и несколько меньшую - на смесевом топливе В20, обработанном ультразвуком (рис. 7). Наименьшую мощность выдает дизель при работе на биотопливе В20. Например, при частоте вращения 1800 мин-1 эффективная мощность дизеля при работе на дизельном топливе (ДТ) составила 48,4 кВт, на биотопливе В20, обработанном ультразвуком, - 47,6 кВт, на биотопливе В20 - 46,1 кВт. Таким образом, максимальное снижение мощности при работе на смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком, составило около 5 %, а без обработки ультразвуком - 9,8 %.

1400

1600 1800 2000 Частота вращения, мин-1

2200

Рис. 7. Зависимость мощности от частоты вращения двигателя Д-243 в условиях рстуляторной характеристики

Наименьший часовой расход топлива (рис. 8) отмечается при работе дизеля на товарном дизельном топливе; при работе на смесевом биотопливе В20 - увеличивается по отношению к ДТ от 7 до 8,6 %. При обработке биотоплива В20 ультразвуком часовой расход снизился по отношению к В20 на 6 % (в зависимости от частоты вращения коленчатого вала). Например, при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин-1 часовой расход увеличился с 15,02 кг/ч при работе на ДТ до 16,98 кг/ч при работе на смесевом биотопливе В20, т.е. на 8,6 %. Однако при работе на обработанном ультразвуком смесевом биотопливе часовой расход снизился до 15,65 кг/ч, то есть на 6 % по отношению к работе дизеля на В20.

16 т

ß> * «т

15,5-

Я В 20

А В20+УЗ

11,5

1400

1600

1800

2000

2200

Частота вращения, мин"'

Рис. 8. Зависимость часового расхода топлива от частоты вращения двигателя Д-243 в условиях ретуляторной характеристики

При работе на смесевом биотопливе В20 удельный эффективный расход (рис. 9) возрастает при частоте 1400 мигГ'на 9,8 %, при частоте 2200 мин-1 до 7,2 % по сравнению с товарным ДТ. При обработке биотоплива В20 ультразвуком удельный эффективный расход снижается от 5 до 6,6 %, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя относительно не обработанного ультразвуком биотоплива В20.

1 370

га' 350 m

1 330

0

5 зю

х

га 290

1 270

А

| 250 > 1

Частота вращения, мин"'

Рис. 9. Зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения двигателя Д-243 в условиях регуляторной характеристики

Наилучшие экологические показатели отмечаются при работе дизеля на смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком. По сравнению с работой на ДТ дымность снижается на 12-18 %. При работе на необработанном ультразвуком биотопливе В 20 дымность снижается на 5-8 % по отношению к ДТ (рис. 10).

62

57 | -52 t4

3S 47 j—

I 42f I 37 r

4 32 -27 •22 : 17 — 1400

Частота вращения, мин 1

Рис. 10. Зависимость дымности от частоты вращения двигателя Д-243 в условиях регуляторной характеристики

1600

1800

2000

2200

На режиме холостого хода топливная экономичность дизеля при работе на биотопливе В20 по сравнению с ДТ ухудшается. Так, при минимально устойчивой частоте вращения 800 мин"1 часовой расход составляет 1,37 кг/ч, при работе на биотопливе В20, обработанном ультразвуком, - 1,39 кг/ч, а при работе на биотопливе В20 - 1,43; при максимальной частоте вращения 2330 мин-1 соответственно 4,65; 4,75 и 5,1 кг/ч. На графиках видно, что при обработке смесевого топлива В20 ультразвуком значительно снижается расход топлива по сравнению с необработанным биотопливом.

По экологическим показателям наименьшая концентрация вредных веществ в отработанных газах на режиме холостого хода во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала от 800 мин"1 до 2330 мин-1 отмечается при работе дизеля на смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком. Дымность при этом снижается на 6,1 % по сравнению с ДТ. При работе на необработанном биотопливе В20 дымность снижается не более чем на 3,3 % по отношению к ДТ.

Улучшение технико-экономических и экологических характеристик при применении смесевого биотоплива В20, обработанного ультразвуком, можно объяснить тем, что при этом происходит разрыв связей молекул топлива с образованием радикалов, которые имеют большую способность к возгоранию, чем замкнутые молекулы. Данное явление способствует более полному сгоранию топливной смеси, и, как следствие, снижению дымности отработанных газов.

Результаты проведенных производственных испытаний показали, что часовой расход топлива независимо от его вида возрастает по мере увеличения крюковой мощности (рис. 11).

♦ Д|

я В20

д В20+УЗ

17,2 23,1 31,68 42,5 49,5

Крюковая мощность, кВт

Рис. 11. Изменение показателей топливной экономичности трактора МТЗ-82 в условиях пахоты в зависимости от крюковой мощности

Дымность (рис. 12) при работе на биотопливе В20 снизилась на 10 %, а при работе на биотопливе В20, обработанным ультразвуком, -на 20 % по отношению к работе на минеральном дизельном топливе.

60 55 50

г? 45

ё 40 | 35 ¿1 30 25 20 15 1

Частота вращения, мин"1 Рис. 12. Дымность трактора МТЗ-82 в условиях пахоты

Гхли показатели при работе двигателя на ДТ и биотопливе В20, обработанном ультразвуком, практически аналогичны и расхождение составляет 8-10 %, что для производственных испытаний незначительно превышает ошибку опыта, то на топливе В20 расхождение составляет 15-20 %.

В пятой главе «Расчет эконохмической эффективности применения ультразвукового прибора для обработки смесевого биотоплива В20» на основе данных производственных испытании установлена себестоимость прибора для обработки смесевого биотоплива В20 ультразвуком -3776,69 руб. Результаты расчетов также показали, что годовой экономический эффект составляет 11210 руб. на один трактор МТЗ-82. Расчет экономической эффективности проводился при условии, что рапсовое масло производится и используется внутри хозяйства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников научных исследований и патентной информации показал, что сдерживающими факторами использования смесевого биотоплива в тракторных двигателях является снижение мощности, повышенный расход топлива и его расслоение. Один из путей устранения этих недостатков - использование ультразвука для обработки биотоплива.

1600 1800 2000 2200

2. Получены аналитические выражения, позволяющие определить конструктивно-режимные параметры ультразвукового устройства и влияние ультразвуковой обработки на мощностные и экономические показатели двигателя.

3. Разработано, изготовлено и испытано устройство (патент на полезную модель № 88396) для ультразвуковой обработки смесево-го биотоплива В20. Устройство устанавливается непосредственно в систему питания топливом трактора. Полезный объем устройства 1000 см3, потребляемая мощность 100 Вт, производительность 300 г/мин.

4. Сравнительные износные исследования на машине трения ХОБАТ-1 показали улучшение триботехнических свойств при применении биотоплива В20 (80 % ДТ и 20 % рапсового масла). Установлено, что использование ультразвука для обработки биотоплива В20 позволяет снизить износ на 16 % по сравнению с необработанным ультразвуком биотопливом.

5. Стендовые испытания показали, что эффективная мощность при работе на биотопливе снижается на 7-9,8 % по отношению к ДТ, тогда как на обработанном ультразвуком повышается на 7 % по сравнению с необработанным В20. При работе дизеля на биотопливе часовой расход его возрастает на 7-8,6 %, в то время как на обработанном ультразвуком снижается на 5 % по отношению к необработанному биотопливу. Дымность при работе на биотопливе снижается до 8 %, а при работе на обработанном ультразвуком биотопливе В20 на 12-18 % относительно ДТ.

6. Производственные испытания подтвердили полученные на стенде показатели по расходу топлива, мощности и дымности дизельного двигателя. Расхождение значений составило около 8 % в зависимости от показателя.

7. Годовой экономический эффект составил 11210 руб. на один трактор МТЗ-82 (по сравнению с расходом дизельным двигателем биотоплива, необработанного ультразвуком). Экономический эффект рассчитывался из условий производства и применения рапсового масла внутри хозяйства.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах

1. Альтернативное топливо для сельскохозяйственной техники / С. А. Фадеев [и др.] // Рекомендации производству. - Саратов, 2009. - 24 с. (1,5/0,375 п. л.)

2. Устройство для ультразвуковой обработки биотоплива : Пат. 88396 Рос. Федерация : МПК F 02 N1 27/08 / Б. П. Загородских, С. Л. Фадеев ; заявитель и патентообладатель СГАУ им. H.H. Вавилова. - № 2009127033/22 ; заявл. 14.07.2009 ; опубл. 10.11.2009, Бюл. № 31.

3*. Фадеев, С. А. Улучшение показателей тракторного дизеля при работе на биодиге, обработанном ультразвуком / С. А. Фадеев, Б. Г1. Загородских, А. П. Уханов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -М„ 2009. - С. 4-6. (0,14/0,047 п. л.)

4*. Фадеев, С. А. Сафлоровое масло вместо рапсового /' С. А. Фадеев, Б. П. Загородских, А. А. Кожевников /У Сельский механизатор : информ,-аналит. жури. - М., 2010. - № 6. - С. 34-35. (0,31/0,1 п. л.)

5. Фадеев, С. А. Влияние биодита, обработанного ультразвуком на экологические показатели дизелей / С. А. Фадеев, Б. Г1. Загородских, А. А. Кожевников // Материалы Межгосударственного научно-технического семинара «Проблемы экономичности н эксплуатации ДВС». - Саратов, 2010. -С. 42-45. (0,25/0,083 п. л.)

6. Фадеев, С. А. Использование биотоплива в тракторном дизеле / С. А. Фадеев, Б. П. Загородских, А. А. Кожевников // Совершенствование технологий и организации обеспечения работоспособности машин. - Саратов,

2009. - С. 62-66. (0,25/0,083 п. л.)

7. Фадеев, С. А. Обоснование применения ультразвука для обработки топливной смеси / С. А. Фадеев, Б. П. Загородских /У Международная научно-практическая конференция, посвященная 70-летию В.Ф. Дубинина. - Саратов,

2010. - С. 66-70. (0,25/0,125 п. л.)

8. Фадеев, С. А. Улучшение качества биотоплива путем использования ультразвука / С. А. Фадеев // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Вави-ловскне чтения». - Саратов, 2009. - С. 380-382. (0,14/0,14 п. л.)

9. Фадеев, С. А. Эффективность использования биотоплива в тракторных двигателях/ С. А. Фадеев, Б. П. Загородских, А. А. Кожевников /'/ Рекомендации производству. - Саратов, 2010. - 22 с. (1/0,3 п. л.)

10. Фадеев, С. А. Улучшение биодизельного топлива путем обработки ультразвуком / С. А. Фадеев, Б. П. Загородских // Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения Д.Г. Вадивасова. - Саратов, 2009. - С. 58-60. (0,135/0,0675 п. л.)

* Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК.

Подписано в печать 24.03.11. Формат 60x84 '/щ Псч. л. 1.0. Тираж 100. Заказ 163/160

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» 410012, Саратов, Театральная пл., 1.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ использования биотоплива для дизельных двигателей.

1.2 Особенности переоборудования дизельных двигателей для работы на биотопливе.

1.3 Использование ультразвука для получения смесей.

1.4 Выводы по разделу и постановка задач исследования.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СМЕСЕВОГО БИОТОПЛИВА.

2.1 Обоснование параметров устройства для обработки топливной смеси ультразвуком.

2.2 Теоретическое обоснование повышения технико-экономических показателей двигателя при использовании ультразвука.

2.3 Выводы.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Износные испытания на машине трения ХОБAT-1.

3.2 Стендовые (моторные) испытания.

3.3 Методика производственных исследований.

3.4 Выводы.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТОПЛИВОПОДАЧИ ДЛЯ РАБОТЫ НА СМЕСЕВОМ БИОТОПЛИВЕ В20.

4.1 Разработка конструкции устройства для ультразвуковой обработки смесевого биотоплива.

4.2 Результаты стендовых и производственных испытаний устройства.

4.2.1 Влияние ультразвуковой обработки смесевого биотоплива В20 на его качество.

4.2.2 Влияние смесевого биотоплива В20, обработанного ультразвуком на износ деталей.

4.2.3 Результаты моторных испытаний.

4.2.4 Результаты производственных исследований.

4.3 Выводы по главе.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1 Расчет затрат на изготовление прибора для ультразвуковой обработки смесевого биотоплива В20.

5.2 Расчет годовой экономии от применения ультразвукового прибора для обработки смесевого биотоплива В20.

5.3 Выводы.

Актуальностьтемы: Современное сельскохозяйственное производство является одним из основных потребителей дизельного топлива, т.к. оно оснащено большим количеством автомобилей, тракторов, комбайнов, мобильных сельхозмашин, а также стационарными энергетическими установками, на которых установлены дизельные двигатели. В последнее время все больше внимания стало уделяться вопросам, посвященным возобновляемым источникам энергии, к которым относится биотопливо.

Как показывает практика, основными факторами, препятствующими массовому применению данного вида топлива, являются снижение мощности дизеля и повышенный расход топлива. В связи с этим исследования, направленные на повышение эффективности использования биотоплива в дизельных двигателях автомобилей и тракторов, являются актуальными.

Цель работы: улучшение технико- экономических и экологических показателей тракторных двигателей при работе на смесевом биотопливе В20 путем улучшения его качества ультразвуковой обработкой.

Объект исследований: Характер изменения технико - экономических и экологических показателей тракторных двигателей при работе на биотопливе В20, обработанном ультразвуком.

Предмет исследований: технико-экономические и экологические показатели дизеля при его работе на 20% смеси рапсового масла с дизельным топливом, обработанной ультразвуком.

Научная новизна работы: теоретическое и экспериментальное обоснование использования в системе питания топливом тракторных дизелей устройства для обработки ультразвуком смесевого биотоплива В20, позволяющего улучшить технико-экономические и экологические показатели дизельного двигателя. Новизна устройства для ультразвуковой обработки биотоплива подтверждена патентом на полезную модель №88396

Реализация результатов работы: разработанное устройство для обработки смесевого биотоплива В20 ультразвуком используется в фермерском хозяйстве «ИП Юргенц» Марксовского р-на, Саратовской области и может быть рекомендовано к применению на других сельскохозяйственных предприятиях РФ, эксплуатирующих технику, оснащенную дизельными двигателями.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- Теоретические зависимости влияния обработки ультразвуком биотоплива на технико - экономические показатели дизельных двигателей.

- Рациональная схема и конструкция устройства для обработки ультразвуком смесевого биотоплива на основе рапсового масла.

- Результаты стендовых и производственных испытаний тракторного двигателя Д-243 при работе на смесевом биотопливе В20, обработанном ультразвуком.

Апробация работы: Основные положения работы и ее результаты были доложены, обсуждены и получили положительную оценку:

- на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Вавилова Н.И.» в 2007-2010 г.г.

- на международной научно-практической конференции «Технический сервис в агропромышленном комплексе» в МГАУ им. В.П. Горячкина г. Москва, 2008 г.)

- на международных научно - технических конференциях им. Н.И. Вавилова «Вавиловские чтения» (г. Саратов 2007-2010 г.)

- на международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» в ГОСНИТИ (г. Москва, 2009 г.)

- на международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Вадивасова Д.Г. (г. Саратов, 2009 г.)

- НТС министерства сельского хозяйства РФ (г. Москва, 2010 г.)

- на научно-практической конференции, посвященной 70-летию профессора Дубинина В.Ф. (г. Саратов, 2010 г.)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников научных исследований и патентной информации показал, что сдерживающими факторами использования смесевого биотоплива в тракторных двигателях является снижение мощности, повышенный расход топлива и его расслоение. Одним из путей устранения этих недостатков является использование ультразвука для его обработки.

2. Получены аналитические выражения, позволяющие определить конструктивные параметры ультразвукового устройства и их влияние на мощностные и экономические показатели двигателя.

3. Разработано, изготовлено и испытано устройство (патент на полезную модель № 88396) для ультразвуковой обработки смесевого биотоплива В20. Устройство устанавливается непосредственно в систему питания топливом трактора.

4. Установлено, что использование ультразвука для обработки биотоплива В20 позволяет снизить момент трения на 17 %, а износ на 16 % по сравнению с минеральным дизельным топливом Л-02-62.

5. Стендовые испытания показали, что эффективная мощность при работе на биотопливе снижается на 7-9,8 %, тогда как на обработанном ультразвуком снижается всего на 3- 5 % по сравнению с работой на минеральном дизельном топливе. При работе дизеля на биотопливе часовой расход топлива возрастает до 9 %, в то время, как на обработанном ультразвуком увеличивается всего на 2-4,5 %. Дымность при работе на биотопливе снижается на 5-8 %, а при работе на обработанном ультразвуком биотопливе В20 на 12-18 %, относительно дизельного топлива.

6. Производственные испытания подтвердили полученные на стенде показатели по расходу, мощности и дымности дизельного двигателя. Расхождение составило около 8% в зависимости от показателя.

7. Годовой экономический эффект, полученный в результате применения ультразвукового прибора, составил 11210 рублей на один трактор МТЗ-82.

1. Агранат Б. А. - В кн.: Ультразвуковая технология/ Под ред. J1. Д. Розенберга. - М.: Наука, 1974. - С.87-98.

2. Артемов И.В. Рапс. М.: Агропромиздат, 1989. - 44 с.

3. Альтернативные источники энергии для автомобилей // Автомоб. трансп. — 2002. — № 3. — С. 43-47.

4. Альтернативное топливо для России: желаемое и возможное // Мировая энергетика.— 2005. — № 3. — С. 25-29.

5. Антифеев В. Н. Моторное топливо XXI века. Экологические, сырьевые и технические аспекты // Мировая энергетика--2005. — № 2. — С. 3-8.

6. Барановский С., Чумаков А. Альтернативная энергетика России: Проблемы и перспективы. // Альтернативная энергетика. — 2008. — №1 — С. 2-6

7. Басович A.B., Морозов А.П., Назаренко А.Ф. В кн.: Акустика и ультразвуковая техника. - Киев: Техника, 1976, 2, 28.

8. Биглер В.П., Юдаев В.Ф. Акустические жидкости, 1978, 24, 289.

9. Белов В.М. Биотопливо из рапса // Сельский механизатор. 2004. - №5.- С.32.

10. Белов В.М. Применение в дизелях топлива растительного происхождения / В.М. Белов, С.Н. Девянин //Науч. журн. «Вестник МГАУ»: Техника и технологии агропром. комплекса. М.; ФГОУ ВПО МГАУ, 2003.-Вып. 4.-С. 15-21.

11. П.Вагнер В. А. Применение альтернативных топлив в ДВС // Двигателестроение. — 2000. — № 3. — С. 12-16.

12. Вальехо П. Испытания дизеля МД-6 при работе на рапсовом масле / П. Вальехо, C.B. Гусаков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2001.- №4. С. 42-44.

13. Возможности рапса как альтернативы дизельному топливу // Железные дороги мира. — 2003. — № 10. — С. 41-46.

14. Биоэнергетика: мировой опыт и прогноз развития: Науч. аналит. обзор / Под ред. С.Г. Митина. М.: ФГНУ «Росинфорагротех», 2007. - 204 с.

15. Биотопливо для дизелей / С.А, Нагорнов, A.A. Макушин, С.В, Романцова, О-В. Матвеев, А.П. Ликсутина, Р.В. Фокин //Автомоб. пром-сть. —2006.—№10.—С. 34-36.

16. Бубнов Д.Б. Адаптация дизеля сельскохозяйственного трактора для работы на рапсовом масле: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1996. - 17 с.

17. Гершал Д. А., Фридман В. М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. -М.: Энергия, 1976.

18. Горлов С.Л. Состояние, перспективы и научное обеспечение отрасли рапсосеяния в РФ // Переработка рапса на биологическое топливо: Сб. трудов Всероссийской науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 2006. - С. 8-11.

19. ГОСТ 305-82 Топливо дизельное. Технические условия.

20. ГОСТ 10577-78 Нефтепродукты. Методы определения содержания механических примесей.

21. ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб.

22. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 годы. Утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2007 г. № 446.

23. Данилов А.М. Альтернативные топлива достоинства и недостатки. Проблемы применения / А.М. Данилов, Э.Ф. Каминский, В.А. Хавкин // Российский химический журнал. 2003. - Т. XL VII. - №6. - С. 4-11.

24. Децентрализованная переработка масличных семян в Германии / Dezentrale Olsaatenverarbeitung // Landtechnik. 2005. - №1. - S.16-17.

25. Емельянов B.E. Решение экологических проблем автотранспорта//Экология и пром-сть России. —2005. —№4.—С. 36-37.

26. Емельянов В.Е., Крылов И.Ф. Альтернативные экологически чистые виды топлива для автомобилей. — М.: АСТРЕ ЛЬ, 2004. — 128 с.

27. Жегалин О.И. Альтернативные топлива и перспективы их применения на тракторных двигателях: Обзорная информация/ О.И. Жегалин, Е.Г. Пономарев, В.Н. Журавлев и др. М.: ПДИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1986. - 41 с. (Серия 1. Тракторы и двигатели, вып.1).

28. Интенсивная технология производства рапса / В.В. Стефанский, Г.С. Майстренко; Под ред. Ю.П. Бурякова. М.: Росагропромиздат, 1990. - 188 с.

29. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука, 1973.

30. Исследование и разработка технологии производства возобновляемого топлива для дизелей из растительной биомассы: Отчет о НИР // А.П. Уханов, В.А. Рачкин, Д.А. Уханов, С.А. Нагорнов, А.Н. Зазуля. Пенза: пензенская ГСХА, 2006. - 80 с.

31. Исследование рапсового биотоплива и его композиций в качестве моторного топлива для тракторных дизелей: Отчет о НИР // А.П. Уханов, В.А. Рачкин, Д.А. Уханов. Пенза: пензенская ГСХА, 2007. - 189 с.

32. Калинин А.П. Использование растительных масел в качестве альтернативного топлива за рубежом: Аналитическая справка. М.: Информагротех, 1991. - Юс.

33. Корбут А. Нужно думать о биотопливе второго поколения./Промышленник России. Спец. вып. — 2008. — Сент. — С. 44-45.

34. Кондратьев В. Н. Константы скорости газофазных реакций: Справочник. — М.: Наука, 1970.

35. Кучерук П.П., Матвеев Ю.Б. Технологии совместного анаэробного сбраживания отходов животноводства и растительности/Докл.на Междунар. Конгрессе «Биогаз-2008», 26-27 нояб. 2008. — М. — 2008. — 10 с.

36. Кириллов Н.Г. Альтернативные виды моторного топлива из биосырья для сельскохозяйственной автотракторной техники // Достижения науки и техники АПК. 2002. - №2. - С. 11-15.

37. Краснощекое Н.В. Энергоавтономное сельскохозяйственное предприятие, использующее биологическое топливо из семян рапса / Н.В. Краснощеков, Г.С. Савельев // Тракторы и сельскохозяйственный транспорт. М.:ВИМ, 2000. - С.148-169.

38. Кузьмина В. Мир бионики на транспорте. // Автомоб. трансп. —2007.— №11.—С. 58.

39. Кулманаков С.П. Применение рапсового масла в качестве моторного топлива // Сб. тр. науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 2006. - С. 24-25.

40. Любарский В.М. Технические и энергетические аспекты использования семян рапса для производства биодизельного топлива / В.М. Любарский, К.И. Плескис // Тр. Таврической гос. агротех. академии. Мелитополь: ТДАТА. - 2001. - Т. 17. - Вып.2 - С.46-50.

41. Малашенков К.А. Экономическое обоснование применения альтернативного топлива, используемого в сельском хозяйстве для машинно-тракторных агрегатов: Автореф. дис. канд. экон. наук: М., 2000. 20 с.

42. Малашенков К. А. Альтернативный рапс // Сельский механизатор.— 2007—№1.—С.26-27.

43. Мал ob P.B. Оценка качества отработавших газов дизелей по результатам анализа их жидкой фазы / Р.В. Малов, М.Г. Шейнин, Ф.И. Славин // Двигателестроение. 1986. - №8. - С.51 - 52.

44. Маргулис М. А., Сокольская A.B., Эльпинер И. Е. Акустические жидкости., 1964, 10, 370; Nature, 1965, 208, 845.

45. Марченко А.П. Альтернативное топливо на основе производных рапсового масла / А.П. Марченко, В.Г. Семенов // Химия и технология топлив и масел. -2003. — №3. — С.31-32.

46. Митин С.Г., Орсик JI.C., Сорокин Н.Т., Федоренко В.Ф., Буклагин Д. С.и др. Биоэнергетика: мировой опыт и прогноз развития. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. — 202 с.

47. Нагорнов С.А. Биотопливо для дизелей / С.А. Нагорнов, A.A. Макушин, C.B. Романцова и др. // Автомобильная промышленность. 2006. -№10.-С. 35-36.

48. Нагорнов С.А., Романцова C.B., Зазуля А.Н., Голубев И.Г, Эффективное использование нефтепродуктов в сельском хозяйстве. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. — 192 с.

49. Ноздрев В. Ф., Федорищенко Н.В. Молекулярная акустика. М.: Высшая школа, 1974.

50. Огурлиев A.M. Физико-химические показатели биотоплива для дизелей/ Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. - №4. -С 10.

51. Орсик Л.С., Сорокин Н.Т. , Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Мишуров Н.П., Тихонравов B.C. Биоэнергетика: мировой опыт и прогнозы развития. 2-е изд. —М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. 404 с.

52. Особенности производства и использования рапсового биотоплива на автотракторной технике/ А.П. Уханов, В.А. Рачкин, М.А. Уханов Н.С. Киреева // Нива Поволжья. 2008. - № 1(6). - С. 36-42.

53. Периик А.Д. Проблемы кавитации. Л.: Судостроение, 1966.

54. Практическое использование смеси рапсового масла и керосина в качестве дизельного топлива // Schweizer Landtechnik. 2002. - №3. - S.33-39.

55. Применение биотопливных композиций на тракторных дизелях / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Рачкин, Н.С. Киреева // Нива Поволжья. 2007. -№ 4(5). - С. 53-57.

56. Проспект 1-й Международной выставки «Альтернативная энергетика», ВВЦ, М., апрель, 2008.—2 с.

57. Рапс: масло, белок, биодизель: Материалы междунар. науч.-практ. конф / Под общ. ред. М.А. Кадырова. Минск: ИВЦ Минфина, 2006. - 215 с.

58. Рапс / Д. Шпаар, Н. Маковски, В. Захаренко, А. Постников, В. Щербаков; Под общ. ред. Д. Шпаара. -Мн.: ФУАинформ, 1999. 208 с.

59. Розенберг Л.Д. — Акустические жидкости., 1965, 11, 121.

60. Романов A.B. Рапс культура больших возможностей. — М.: Агропромиздат, 1987. -31 с.

61. Савельев Г.С. Биологическое моторное топливо для дизелей на основе рапсового масла / Г.С. Савельев, Н.В. Краснощеков // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. - №10. - С. 11-16.

62. Сорокин Н.Т. Биоэнергетика и проблемные вопросы ее развития в России. Материалы 2-го Междунар. конгресса «Биоэнергетика-2007». — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. — С. 70-74.

63. Романенко Е. В. - В. кн.: Источники мощного ультразвука/ под ред. Л. Д. Розенберга. -М.: Наука, 1967; Акуст. Ж., 1957, 3, 342.

64. Савельев Г.С. Производство и использование дизельного топлива из рапса. — М.: ВИМ, 2007. —94с.

65. Савельев Г.С. Результаты испытаний двигателя Д-243 трактора МТЗ-82 при работе на смеси рапсового масла с дизельным топливом // Переработка рапса на биологическое топливо: Сб. трудов Всероссийской науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 2006. - С. 12 - 16.

66. Савельев Г.С. Коммерческая эффективность производства и использования биодизельного топлива из рапсового масла // Сб. тр. науч.-практ. конф.: Ростов-на-Дону, 2006. С. 19-24.

67. Семенов В.Г. Перспективные альтернативные биоуглеводородные смесевые топлива на основе производных рапсового масла для дизелей украинского производства: Отчёт с сайта ХГПУ / В.Г. Семенов, А.П. Марченко, Д.У. Семенова и др. Харьков: ХГПУ, 2000. - 10 с.

68. Семенов В.Г. Альтернативные бинарные топливные смеси на основе рапсового масла и дизельного топлива: Отчет с сайта ХГПУ / В.Г. Семенов, А.П. Марченко, Д.У. Семенова Харьков: ХГПУ, 2000. - 11 с.

69. Семенов В. Г. Оценка влияния физико-химических показателей биодизельного топлива на параметры дизеля и его эколого-эксплуатационные характеристики// Междунар. биоэнергетика — 2008. — № 8. —СПб. —18-19 с.

70. Сердечнов А. Топливо из отходов// РБК daily. — 2009. — 29 янв.

71. Сорокин Н. Т. Перспективы развития биоэнергетики на основе производства биотоплива второго поколения // Докл. на Третьем Междунар. Конгрессе «Биодизель-2008», 26-27 нояб. 2008. — М. — 2008. — 4 с.

72. Скоробогатов И. П. В кн.: Применение ультраакустики к исследованию вещества. -М.1960, вып. 10, 85.

73. Суханова Р.С. Перспективы использования биогенного топлива в сельском хозяйстве // Агропромышленное производство: опыт, проблемы и тенденции развития. 2003. - №1. - С. 67-79.

74. Тарасов В. Технологические и экономические перспективы и нормативно-правовое обеспечение производства и реализации российскогобиотоплива// Промышленник России. Спец. выпуск — 2008. — Сент. — С. 28-37.

75. Трактор с запахом блинчиков // Агробизнес — Россия. Агробизнес: экономика — оборудование — технологии. — 2005. — № 1. — С. 51.

76. Уханов А.П. Рапсовое биотопливо альтернатива нефтяному моторному топливу / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Рачкин, Н.С. Киреева // Нива Поволжья. - 2007. - № 2(3). - С. 37-40.

77. Федоренко В.Ф. Состояние и развитие производства биотоплива: Науч. аналит. обзор/ В.Ф. Федоренко, Ю.Л. Колчинский, Е.П. Шилова. М.: ФГНУ «Росинфорагротех», 2007. - 130 с.

78. Федоренко В.Ф. и др. Состояние и развитие производства биотоплива: Науч. аналит. об. —М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. — 130 с.

79. Федоренко В.Ф. Информационно-аналитическое обеспечение развития биоэнергетики: Материалы 2-го Междунар. конгресса «Биоэнергетика-2007». — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. — С. 83-88.

80. Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Нагорнов С.А., Зазуля А.Н., Голубев И.Г. Использование биологических добавок в дизельном топливе. М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2007. — 50 с.

81. Флинн Г. -В. Кн.: Мощные ультразвуковые поля/Под ред. У. Мэзона. -М.: Мир, 1967, 1Б.

82. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидк. М.: Изд-во АН СССР, 1945.

83. Харламов С. Как без потерь убрать рапс? / С. Харламов, Э. Велибекова // Сельский механизатор. 2003. - №3. - С. 27.

84. Химия жиров. / Б.Н. Тютюнников, З.И. Бухштаб, Ф.Ф. Гладкий и др. -М.: 3-е изд., перераб. и доп. Колос, 1992. - 448 с.

85. Цыпцын В.И. Методы и системы снижения токсичности отработавших газов автотракторных двигателей: Учебное пособие / В.И. Цыпцын, В.А. Стрельников, Г.М. Легошин и др. Саратов: СГАУ, 1998. - 140 с.

86. Шаповальянц А.Г. Задачи национальной биоэнергетической ассоциации по развитию производственных мощностей по переработке биомассы: Материалы 2-го Междунар. конгресса «Биоэнергетика-2007».— М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. — С-78-83.

87. Шилова Е.П., Крюков И.В. Опыт применения альтернативных видов топлива для автомобильной и сельскохозяйственной техники. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. — 96 с.

88. Шилова Е.П. Альтернативные виды топлива для автотранспорта: Аналитическая справка (обзор). М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2005. - 18 с.

89. Шилова Е.П. Применение диметилового эфира и рапсового масла в качестве топлива в дизельных двигателях // Техника и оборудование для села. 2006. - №1. - С. 18-19.

90. Add a little biofuel and stir occasionally // Transp. Eny. 2004. - July. - P. 10-13.

91. Booil production from an oilseed crop: Fixed-bed pyrolysis of rapeseed (Brassica napus L) / Sensoz Sevgi, AnginDilek, Yorgum Sait, Koskar Omer Mete // Energy Sources: Jornal of Extraction. 2000. - V.22. - №10. - P.891 - 899.

92. Cavitation and Inhonogenes in underwater Acoustics, ed. Lauterbon W., Springer-verlag, Berlin-N.Y., 1980.

93. Dorado M.P. The effect of a waste vegetable oil blend with diesel fuel on engine performance / M.P. Dorado, J.M. Arnal, J. Gomez, A. Gil, F.J. Lopez // Trans. ASAE. -St.Joseph (Mich.), 2002; Vol.45, N 3, P. 519-523.

94. Fajman M. Practical experience in using biodegradable fillings in Zetor Tractors // Zemed.Techn. 1999. - Vol. 45. - N 4. - S. 155-158.

95. Fayter R., Spurlock L. J. Acoustic. Soc. Amer., 1974, 56, 1461.

96. McDonnell, K.P. Results of engine and vehicle testing of semirefined rapeseed oil / McDonnell K.P., Ward S.M., McNulty P.B., Howard-Hildige R. // Trans. ASAE. -St.Joseph(Mich.), 2000. Vol.43. -N 6. - P. 1309-1316.

97. McDonnell K.P. Hot water degummed rapeseed oil as a fuel for diesel engines//J.agr.engg Res., 1995.-Vol. 60-N l.-P. 7-14.

98. Moreno, F. Sunflower methyl ester as a fuel for automobile diesel engines // Trans. ASAE. -St.Joseph (Mich.), 1999. Vol. 42. - N 5. - P. 11811185.

99. Megahed O.A. Rapeseed oil esters as diesel engine fuel //Energy Sources. 2004. - №2. - P. 199-126.

100. Pflanzenöl im Tank:Jetztwirds interessant II Top agrar. 2005. - №2. -S. 102-105.

101. Reines Rapsöl in den Schleppertank? //Top agrar. 2002. - №2. -S.116-119.

102. RME-der Kreislauf schliesst sich nicht // Schweizer Landtechnik. -2002. №2.-S. 12-13.

103. Todd J. Ultrasoniks, 1970, 8, 234.

104. Параметры работы двигателя на исследуемых топливах при различныхчастотах вращения коленчатого вала

105. Частота вращения коленчатого 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200100% дизельное тошиво

106. Удельный индикаторный расход гошнва. кг/кВт*ч 545.5 449.4 403.6 388.5 390,8 403,5 449,6 545,5 673,4

107. Расход топлива, кг/ч 7,2 8 9 ЮЛ 11,1 11,5 12,5 14,4 16,7

108. Индикаторный КПД 0,226 0.229 0.234 0.254 0,294 0,336 0,378 0,42 0,43

109. Эффективная мощность кВт 13.8 18.4 22.9 26.6 29 29,1 28,4 27 25,680% дизельное топливо т 20% рапсовое масло

110. Удельный индикаторный расход топлива, кг/кВт*ч * ч^л* 623.2 510.9 454.1 432.3 431,0 443,3 489,4 585,2 707,0

111. Расход топлива, щ/ ч 8.6 9.4 10.4 11,5 12,5 12,9 13,9 15,8 18Д

112. Индикаторный КПД 0.215 0.218 0223 0,243 0.283 0,323 0,363 0,408 0,42

113. Эффективная мошность. кВт 13.2 17,8 22.3 26 28,4 28,5 27,8 26,4 24,880% дизельное топливо т 20% рапсовое жто (обработанное ультразвуком)

114. Удельный индикаторный расход топлива, кг/кВт*ч 552.2 455.6 408.9 393,1 395,1 407,7 453,6 548,9 676,0

115. Расход топлива, кг/ч V 8.2 9.2 10,3 11.3 11.7 12,7 14,6 16,9

116. Индикаторный КПД 0.225 0.228 0,233 0253 0,293 0,335 0,376 0,418 0,43

117. Эффективная мощность. ¡¿Вт 13.4 18 22.5 26,2 28,6 28,7 28 26,6 25

118. Регуляторная характеристика дизеля Д-243 (нагрузка номинальная Р = 250 Н*м)

119. Примечание: п частота вращения коленчатого вала, мин"1; Р - нагрузка на тормозе, кг-м; АО - навеска топлива, мл; Ат - время расхода навески топлива, с;

120. Рмасла- давление масла в главной масляной магистрали, кг/см2;ж температура охлаждающей жидкости, °С;врасх- температура топлива в расходомере, °С;и в тнвд- температура топлива на входе в ТНВД, °С;воздуха температура окружающего воздуха в помещении, °С;

121. Н1, Н2 перепад давления в сопле, мм вод. ст;

122. СО, СН содержание оксидов углерода и углеводородов в отработавших газах, %;

123. Дымность отработавших газов, %; От - часовой расход топлива, кг/ч; N2 - эффективная мощность, кВт;- удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч.

124. Регуляторная характеристика дизеля Д-243 (нагрузка номинальная Р = 250 Н*м) Вид топлива 20%СМ+80%ДТ(не обработанная)

125. Регуляторная характеристика дизеля Д-243 (нагрузка номинальная Р = 250 Н*м) Вид топлива 20%СМ+80%ДТ(обработанная)

126. Характеристика холостого хода дизеля Д-243 Вид топлива товарное ДТ

127. Характеристика холостого хода дизеля Д-243 Вид топлива 20%СМ+80%РМ (не обработанная)

128. П, мин"1 Ат, с Ав, мл р А масла, кг/см с ^т в расх, С ^т в ТНВД, С ^воздуха» С Дымност ь,% кг/ч800 117 50 5,2 80 26 49 21 15% 1,52330 62 100 5,0 80 24 48 20 29% 4,9

129. Проведения эксплуатационных испытаний ультразвукового приборадля обработки биотоплива

130. Из результатов испытаний видно, что технико-экологические показатели при работе на смеси масла и дизельного топлива, обработанной ультразвуком значительно улучшаются, чем при работе на необработанном ультразвуком биотопливе.

131. Согласно полученных результатов, устройство для обработки биотопливаультразвуком может быть внедрено в хозяйстве при работе тракторов наг № .смеси растительного масла и дизельного топлива.

132. Представители предприятия:1. Дель В.И./1. Куликов А.В./у51 :'ЧЦЬ