автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Оценка эксплуатационных показателей трактора класса 14кН при работе на растительно-минеральном топливе

004615950

Иванов Василий Александрович (

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ТРАКТОРА КЛАССА 14 КН ПРИ РАБОТЕ НА РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОМ ТОПЛИВЕ

Специальность: 05.20.03 - технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве;

05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-9 ЛЕН 2010

Пенза-2010

004615950

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА»)

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Уханов Денис Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Артемов Игорь Иосифович

кандидат технических наук, доцент Чугунок Виктор Алексеевич

Ведущая организация

ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 17 декабря 2010 года в 10® часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.02 при ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» по адресу: 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, 30, ауд. 1246.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Автореферат разослан «16» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Кухарев О.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В энергетической стратегии развития Российской Федерации на период до 2020 года большое внимание уделено необходимости использования возобновляемых источников энергии и, в частности, из растительной биомассы для производства экологически чистого моторного топлива. К такому дизельному моторному топливу относится смесевое растительно-минеральное топливо (дизельное смесевое топливо), состоящее из смеси рапсового масла (РМ) и минерального дизельного топлива (ДТ).

Производство дизельного смесевого топлива позволит снизить энергетическую зависимость сельхозтоваропроизводителей от поставщиков нефтепродуктов и частично решить проблему занятости населения в сельской местности, возделывая масличные культуры для последующего производства биотоплива.

Использование натуральных растительных масел в качестве компонента для растительно-минерального топлива осложняется отличиями физических, химических и эксплуатационных свойств такого смесевого топлива от свойств товарного минерального ДТ. От этих свойств во-многом зависят параметры процессов впрыскивания, смесеобразования и сгорания топлива.

В связи с этим, исследования направленные на улучшение эксплуатационных показателей трактора класса 14 кН путем модернизации штатной системы питания дизелей для работы на растительно-минеральном топливе, являются аетуачышми и практически значимыми для аграрного производства и экономики страны.

Работа выполнена по плану НИОКР ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» на 2006-2010 гг. по теме № 29 «Энергоресурсосбережение при эксплуатации автотракторной техники».

Цель исследований - оценка эксплуатационных показателей трактора тягового класса 14 кН при работе на натуральных и озвученных ультразвуком растительно-минеральных топливах.

Объект исследований - процесс работы дизеля сельскохозяйственного трактора тягового класса 14 кН при использовании растительно-минеральных смесей в качестве моторного топлива.

Предмет исследований - мощностные, топливно-экономические и экологические показатели дизеля Д-243 (44 11/12,5) и эксплуатационные показатели трактора МТЗ-82 при работе на растительно-минеральных топливах, состоящих из смеси рапсового масла (РМ) и минерального дизельного топлива (ДТ) в процентном соотношении 25%РМ+75%ДТ; 50%РМ+50%ДТ; 75%РМ+25%ДТ; 90%РМ+10%ДТ (25:75, 50:50, 75:25, 90:10), озвученной ультразвуком смеси 90%РМ+10%ДТ (частотами 22 и 44 кГц).

Научную новизну работы представляют:

• теоретическое и экспериментальное обоснование использования в тракторном дизеле растительно-минеральных топлив по показателям рабочего процесса, индикаторным, эффективным и экологическим показателям дизеля и эксплуатационным показателям трактора;

• оценка влияния ультразвуковой обработки смесевого растительно-минерального топлива на показатели работы тракторного дизеля;

• конструктивные варианты топливной системы дизеля для работы на смесевом растительно-минеральном топливе;

• рациональное соотношение рапсового масла и минерального дизельного топлива в озвученном ультразвуком растительно-минеральном топливе, рекомендуемое для исполь- г

зования в качестве моторного топлива на тракторах сельскохозяйственного назначения.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретения №2377060 «Смеситель минеральных и растительных композиций моторного топлива», №2387867 «Двухтопливная система тракторного дизеля» и пол. решением по заявке №20091 16953 «Трехтопливная система тракторного дизеля».

Практическая значимость работы. Использование растительно-минеральных топлив, при незначительном снижении мощности дизеля, улучшает экологические показатели трактора, обеспечивает экономию топлива нефтяного (минерального) происхождения путем частичного замещения рапсовым маслом, что позволяет рекомендовать их в качестве моторного топлива для с.-х. тракторов с небольшой конструктивной адаптацией штатной топливной системы дизеля путем введения дополнительных узлов (смесителя, топливного бака, гидрораспределителя и др.) или предварительной ультразвуковой обработкой растительно-минерального топлива

Достоверность результатов исследований подтверждается сравнительными исследованиями дизеля в стендовых условиях и тракторов в условиях эксплуатации при работе на растительно-минеральных топливах, применением основных положений теории ДВС и эксплуатации машинно-тракторного агрегата, а также сходимостью результатов расчетов показателей рабочего процесса, индикаторных и эффективных показателей дизеля с результатами экспериментальных моторных исследований (погрешность не более 5-14%).

Реализация исследований. Моторные исследования дизеля Д-243 при работе на минеральном дизельном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах проводились в лаборатории испытаний ДВС ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Эксплуатационные исследования тракторов МТЗ-82, оснащенных экспериментальной системой питания (штатная система, смеситель, краны, топливопроводы и дополнительный бак), предназначенной для работы на смесевых растительно-минеральных топливах, проводились в ЗАО «Петровский хлеб» и ОАО «Колышлейский хлеб» Пензенской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты доложены и одобрены на постоянно-действующих международных семинарах по проблемам эксплуатации ДВС и улучшению их показателей ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский ГАУ» (2008г.), ФГОУ ВПО «Сарашвскоий ГАУ (2009г.) и ФГОУ ВПО Вятская ГСХА» (2009г.), Всероссийских научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2007-20 Юг.г.), Чебоксарского института (филиала) МГОУ (2008г.) и ФГОУ ВПО «Ульяновской ГСХА» (2008г.), на внугривузовском конкурсе научных инновационных проектов ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2010 г.).

Опытно-конструкторские разработки экспонировались на VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (ВВЦ, 2008г.) и на региональном образовательном форуме «Территория успеха 2010» (г. Пенза, 2010 г.). Работа является Лауреатом конкурса «Национальная экологическая премия - 2010» в номинации «Экология транспорта».

Публикации результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 22 работы, в том числе 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне...ВАК», получено 2 патента на изобретения и одно пол. решение на выдачу патента на изобретение, без соавторов опубликованы две статьи. Общий объем публикаций оставляет 6,4 п.л., из них 2,1 п.л. принадлежит автору.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 172 наименований и приложения на 48 с. Работа изложена на 188 е., содержит 53 рис. и 39 табл.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

• расчетно-теоретичсское обоснование показателей тракторного дизеля при использовании натуральных и озвученных ультразвуком растительно-минеральных топ-лив, состоящих из смеси рапсового масла и минерального дизельного топлива в процентном соотношении 25:75; 50:50; 75:25 и 90:10;

• показатели дизеля и эксплуатационные показатели фактора при работе на натуральных и озвученных ультразвуком растительно-минеральных топливах;

• рациональное соотношение рапсового масла и минерального дизельного топлива в дизельной топливной смеси, рекомендуемой для использования в качестве моторного топлива на тракторах;

• конструкции системы питания для работы тракторного дизеля на растительно-минеральных топливах.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы, изложены основные научные положения и результаты исследований, выносимые на затщпу.

В первом разделе «Использование смесевого растительно-минерального моторного топлива в двигателях автотракторной техники» приводится анализ использования различных видов моторного топлива из биомассы, обзор систем питания дизеля для работы на растительном топливе и устройств для смешивания растительного и минерального топлив на тракторе, а также способы улучшения свойств растительных топлив.

Установлено, что смесевое растительно-минеральное топливо, состоящее из натурального рапсового масла и минерального дизельного топлива, по стоимости, доступности, физическим и химическим свойствам является наиболее подходящим моторным топливом для автотракторных дизелей. Однако применение такого топлива требует небольшой конструктивной адаптации штатной топливной системы дизеля или предварительной обработки растительно-минерального топлива, например ультразвуком.

Анализ систем питания дизелей, адаптированных к работе на растительном топливе, показывает, что среди предлагаемых конструкций отсутствуют топливные системы, обеспечивающие работу трактора на смесевых растительно-минеральных топливах, соблюдая при этом заданное процентное соотношение и высокое качество смешивания компонентов дизельного смесевого топлива

Изучению возможности применения биотоплив в дизелях посвящены работы Белова В.М., Бубнова Д.Б., Вальехо П.Р., Гусакова С.В., Голубева И.Г., Девянина С.Н., Зазули А.Н., Краснощекова В.Н., Кулманакова С.П., Марченко А.П., Маркова В.А., Молоф И.О., Нагорнова С.А, Огурлиева З.А., В.В., Савельева Г.С., Семенова В.Г., Уханова А.П., Шилова Е.П., Davis Ch.H., Langley К., McDonnell К.Р., Dorado M.P., Schlick M. и других исследователей.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Выполнить хроматотрафический анализ натурального (не обработанного ультразвуком) и обработанного ультразвуком рапсового масла и смесевых растительно-минеральных топлив; определить жирно-кислотный, элементарный состав и низшую теплоту сгорания растительно-минеральных топлив.

2. Теоретически определить показатели рабочего процесса, индикаторные и эффективные показатели тракторного дизеля на товарном минеральном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах.

3. Экспериментально определить индикаторные и эффективные (мощностные,

топливно-экономические и др.) и экологические показатели тракторного дизеля при работе на товарном минеральном дизельном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах, обработанных и необработанных ультразвуком.

4. Разработать, изготовить и исследовать малогабаритный смеситель, двух- и трехтопливные системы питания для работы на смесевых топливах; провести эксплуатационные исследования колесного трактора тягового класса 14 кН при работе дизеля на товарном минеральном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах, обработанных и необработанных ультразвуком.

5. Обосновать выбор рационального состава смесевого растительно-минерального топлива по показателям рабочего процесса, мощностным, топливно-экономиче-ским и экологическим показателям дизеля, а так же по эксплуатационным показателям трактора; оценить экономическую эффективность от частичной замены минерального топлива смесевыми растительно-минеральными топливами.

Во втором разделе «Физико-химические свойства смесевого растительно-минерального топлива для дизелей автотракторной техники»

Выполненный хроматографический анализ рапсового масла сорта Галант и смесевых растительно-минеральных топлив, показал, что при обработке ультразвуком происходит некоторое изменение процентного состава жирных кислот по отношению друг к другу и образование новых химических соединений (НК), неопределяемых хроматографом. Причем, при увеличении частоты звуковой обработки с 22 кГц до 44 кГц данное различие возрастает, что объясняется интенсификацией кавитационных процессов, под воздействием которых происходит расщепление молекул жирных кислот.

Определен жирнокислотный состав рапсового масла и смесевых растительно-минеральных топлив в пропорции 25:75,50:50,75:25,90:10 в натуральном виде, и обработанной смеси 90:10 ультразвуком с частотой 22 и 44 кГц (таблица 1). Выполнен расчет элементарного (молекулярного) состава и низшей теплоты сгорания исследуемых топлив.

Для расчета низшей теплоты сгорания разработана программа на языке программирования Delphi 4.0.

Таблица 1 - Элементарный состав, низшая теплота сгорания и физические _свойства исследуемых топлив___

Вид топлива Элементарный состав Низшая теплота сгорания, МДж/кг Плотность, кг/м3 Вязкость мм2/с

С II О

100% дт 0,870 0,126 0,004 42,437 826 4,3

100% РМ 0,767 0,119 0,114 36,992 916 75,1

25% РМ + 75% ДТ 0,809 0,124 0,033 41,142 855 8,6

50% РМ + 50% ДТ 0,796 0,123 0.059 39,758 870 17,0

75% РМ + 25% ДТ 0,782 0,121 0,086 38,375 891 36,0

90% РМ + 10% ДТ 0,773 0,12 0,103 37,545 908 54,0

90% РМ + 10% ДТ(УЗ 22 кГц) 0,773 0,12 0,103 37,66 908 54,0

90% РМ + 10% ДТ(УЗ 44 кГц) 0,773 0,119 0,103 37,643 908 54,0

Примечание: С - углерод; Н - водород; О - кислород; УЗ - ультразвук с частотой излучения 22 и 44 кГц

Воздействие ультразвука на смесевое топливо обусловлено эффектом акустической кавитации, т.е. образованием в жидкости пульсирующих пузырьков, заполненных газом. После кратковременного существования, часть пузырьков захлопывается, при этом наблюдаются локальное мгновенное повышение давления и температуры, что приводит к снижению плотности и вязкости обрабатываемого смесевого топлива.

В третьем разделе «Расчетпо-теоретическое обоснование показателей дизеля и эксплуатационных показателей трактора на смесевых растительно-минеральных топливах» описана уточненная методика расчета показателей рабочего процесса дизеля и эксплуатационных показателей трактора при работе на смесевых растительно-минеральных топливах, атак же описана и разработана программа для расчета математической модели топливной системы низкого давления с установленным смесителем растительных и минеральных композиций моторного топлива

Методика расчета показателей рабочего процесса дизеля исходит из того, что исходными данными для расчета показателей дизеля при его работе на смесевых растительно-минеральных топливах являются известные значения по элементарному составу минерального ДТ и рапсового масла. Отличительной особенностью предлагаемой методики является то, что при расчете коэффициентов избытка воздуха и наполнения, действительные расходы смесевого топлива и воздуха определялись экспериментально.

Коэффициент избытка воздуха

в О -I

ВТ ТДСТ

где — действительный расход воздуха, кг/ч; Овг - общее теоретически необходимое количество воздуха для сгорания минерального топлива и рапсового масла, кг/ч; Отаст - часовой расход дизельного смесевого топлива, кг/ч; 1акл- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг дизельного смесевого топлива, кг; Г - площадь проходного сечения сопла, м2; <р - коэффициент расхода воздуха через сопло; Н - перепад давления в сопле. Па; £ - ускорите свободного падения, м/с2; р, - плотность воздуха, кг/м3.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания заданной дозы К1 минерального ДТ

Л - кг. (2)

I

одт

0,23

- С,-К^Ю 2+8Н,К110 2-О, К1Ю

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания заданной дозы К2 рапсового масла

\

кг, (3)

где Сь Нь О! - содержание углерода, водорода и кислорода в минеральном ДТ; С2, Н2, 02 — содержание углерода, водорода и кислорода в рапсовом масле; 0,23 - массовое содержание кислорода в воздухе; 8/3, 8 - количество кислорода для полного сгорания углерода и водорода; Кь К2 - процентное соотношение (доза) минерального ДТ и рапсового масла в смесевом топливе (при любом соотношении компонентов их сумма К| + К2= 100%).

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг смесевого растительно-минерального топлива

I =1 + <? ,кг. (4)

одет одт орм

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания смесевого топлива

в =е -й , кг/ч. (5)

ВТ ОЛСТ '

Коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом

0.д_3600-Г-ф.^1Г^ (6)

" GB0 30-Vh n pB -10"3

где Gbo - теоретический расход воздуха, кг/ч; Уь-рабочий объем двигателя, л; п-час-тота вращения коленчатого вала (к.в.) двигателя, мин . Коэффициент остаточных газов

y __L_, (7)

г Тг е-Р.-Р,

где Тг - температура остаточных газов, К; Рг - давление остаточных газов, МПа; Ра- давление в конце впуска, МПа; е - степень сжатия; Т,* - температура во впускном канале перед впускным клапаном, К; Рвк - давление во впускном канале перед впускным клапаном, МПа. Давление в конце впуска

Р„=Р„к-ДР„МПа. (8)

Температура в конце впуска

■у = £ Р» _Твк__ , К,

■"е-1'Р„"(1 + Уг).1 +-----' (9)

a-i

одет р

ог

где R„ Ror - газовые постоянные воздуха и отработанных газов. Количество свежего заряда

М', =\+а-£ (10)

1 одет

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

• углекислого газа (кмоль С02 / кг смесевых топлив)

СГК,1СГ2+С -К2-10Г2

Мсо =——--2—-; (П)

12

• водяного пара (кмоль Н02 / кг смесевых топлив)

mh2O=-j———; (12)

• кислорода (кмоль 02 / кг смесевых топлив)

Mq2 = 0,208- (а -1) • (L0ÄT + LopM) > (13)

• азота (кмоль N2 / кг смесевых топлив)

MN2=0,792-a-(L№ + LopM), (14)

где Lo„T, LopM - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания заданной дозы минерального ДТ и смесевого топлива (определяются по известным формулам с учетом долей Ki и К2 как при расчете (0).

Общее количество продуктов полного сгорания (кмоль пр. сг. / кг смесевых топлив)

С-К1-1<Г2+С2-К2.1<Г2 Н,-Кг10-2+Н2-К2.10-2

М2=Мсо +Мно+Мо +MN =-LJ-—i-2-+---+ (15)

2 2 2 2 l¿ í

+0,208(a-l)(L +L )+0,792a-(L +L ).

ОДТ орм ОДТ орм'

Изменение количества газа при сгорании (в весовых соотношениях)

ДМ = у (С, -К, 10"2 +С2 Кг •10"2)+9-(Н1 К, -Ю'2 +Н2 К2 10"2). (16)

Химический коэффициент молекулярного изменения (в весовых соотношениях)

ДМ' (17)

йо=~~-Г,

иГолсг"т

ДСТ

где шдсг - молекулярная масса смесевого топлива, кг/моль.

Количество рабочей смеси, содержащей 1 кг смесевого топлива

М = (1 + а • £ одст • ~). (18>

Давление в конце сгорания

= МПа, (19)

ус-ю-3

где п,- показатель политропы сжатия; - общая масса топлива, испарившегося за период задержки воспламенения; Н^т- низшая теплота сгорания смесевого топлива НШст = 34,013-10"2-(СгК1+С2-К2)+125,6-10"2(Н|К|+Н2К2)-10,9-10-2[(01-К,+ 02-К2)-- (5,-К,+ Бг Кз)] -2,512- 10"2 [9- (Н,-К,+ Н2-К2) + (\У,-К,+ Ш2-К2)], МДж/кг, (20) где Бь - содержание серы в минеральном ДТ и рапсовом масле, V/] \?/2 - содержание воды в минеральном ДТ и рапсовом масле. Теплота сгорания рабочей смеси

н Нцдс-Щ3 ^ Мдж/кг (21)

Р6 м,-(1+уг)

Давление в конце расширения

р МПа. (22)

Ь 5"-'

Индикаторный и эффективный КПД дизеля

а • „ Р;-Р„

Л! :

(23)

»щст-Р.-'и р:

где Р, - среднее индикаторное давление действительного цикла, МПа; Рм - среднее давление механических потерь, МПа.

Удельный индикаторный и эффективный расходы смесевых топлив

3600 . _ 3600 , „ (24)

, г/кВтч • Бе = -, г/кВт-ч •

пидст ' Л, "идет ' Ле

Теплофизические свойства рабочего тела рассчитываются по уравнениям аддитивности для процессов сжатия, сгорания и расширения.

Внутренняя эиергия рабочего тела

и = 0-[СУМ-1 + и0(г)],Дж, (25)

где в - масса рабочего тела, кг; Су (г, I) - изохорная теплоемкость смеси Дж/(кгК); и0(г) - удельная внутренняя энергия рабочего тела при температуре 10, Дж/кг; г - концентрация стехиометрических отработавших газов; I - температура газов, °С.

Средняя изохорная теплоемкость рабочего тела

Су (г, I) = Су (1,0 ■ г + Су (О, I) • (I - г), Дж/(кг • К), (26)

где Су (О, I) = Сув - изохорная теплоемкость воздуха, Дж/(кг • К); Су (м) = Су - изохорная теплоемкость продуктов сгорания, Дж/(кгК).

Удельная внутренняя энергия рабочего тела

и0(г, 1) = и0(1) - Г + и0(о) ■ (1 - г). Дж/кг. (27)

Средняя изобарная теплоемкость рабочего тела

С0 (г, 1)=Су (г' Дж/(кг ■ К), (28)

' Т + Я(г)

где Я(г) - газовая постоянная рабочей смеси, определяемая на каждом расчетном шаге в зависимости от концентрации, Дж/(кг К).

Средняя скорость истечения смесевого топлива из распылителя форсунки

иот =_24'в" п_, м/с, (29)

0,75-рт-тс-()^|'с-фв„р

где ас — диаметр сопел распылителя, м; ¡с - число сопел распылителя, шт; фвпр- продолжительность впрыска, град, п.к.в.

Относительная скорость сгорания смесевого топлива

(\т+1

ф.;

\У(ф)=С-(т + 1).[^| -е^ > (30)

где С - постоянный эмпирический коэффициент; ф2- продолжительность сгорания топлива, град. п.к.в.; т - показатель сгорания топлива; ф - угол поворота коленчатого вала, град. Средний поверхностный диаметр капель (диаметр Заутера)

106 Еа -М0'0733 мкм (31)

32" (рс-Ю0Л66

где Еа - условная энергия активации смесевого топлива, кДж/кмоль; М - критерий Маха, характеризующий соотношение сил поверхностного натяжения и вязкости; рс- симплекс; \Уе- Критерий Вебера, характеризующий соотношение сил поверхностного натяжения и инерции.

Период задержки самовоспламенения по времени

т.=10-2-В- 1н_.ек™т»'см+25.с, (32)

Гн

где CN - цетановое число смесевого топлива; В — коэффициент пропорциональности; Р„ — давление в цилиндре в момент начала впрыскивания топлива, МПа; Т„ - температура в цилиндре в момент начала впрыскивания топлива, К. Концентрация сажи в выхлопных газах

ГС] (33)

1Ч" (1т 6 п [рш)

где Р480 - давление в цилиндре в момент 60 град, п.к.в. до нижней мертвой точки, МПа; к - показатель адиабаты отработавших газов.

Основными показателями, характеризующими работу пахотного МТА (трактор МТЗ-82 + плуг ПЛН-3-35) на смесевом растительно-минеральном топливе, приняты: скорость, тяговое усилие, тяговая мощность, сменная производительность, погектарный расход топлива.

Рабочая скорость МТА

Ур = Ут(1-б) = 0,105-^-(1-5)» м/с, (34)

'тр

где Ут - теоретическая скорость, м/с; п - частота вращения к.в. дизеля, мин"1; гк — радиус качения ведущих колес трактора, м; передаточное число трансмиссии; 8 — коэффициент буксования ведущих колес трактора, в долях.

Тяговое усилие на крюке трактора

Р = _Стр .(f .cosa±sinа), кН, (35)

н гк ■ n F

где N„ - эффективная мощность двигателя при работе на смесевом топливе, кВт; £n - коэффициент использования эффективной мощности; >]ф - механический КПД трансмиссии трактора; Gn> - эксплуатационный вес трактора, кН; f^- коэффициент сопротивления качению трактора; а - угол подъема или уклона поверхности поля, град.

Сменная производительность МТА

WCM = 0,l-Bp-Vp TCM x, га, (36)

где Вр - рабочая ширина захвата агрегата, м; Тсм - время смены, ч; т - коэффициент использования времени смены.

Погектарный расход топлива

а - 0 тдстТр +ОхдетТх +G 0лсгТ0 кг/ ,37)

ёг.

"см

где GTaCT - часовой расход смесевого топлива на основной работе; Gracr - часовой расход смесевого топлива на холостых поворотах, заездах и переездах, кг/ч; О0л„ - часовой расход смесевого топлива на остановках в загоне, кг/ч; Тр, Тх, Тс- время под нагрузкой, холостых поворотов, заездах, переездов и технологических остановок, ч.

Прямые затраты энергии по расходу дизельного смесевого топлива

ЕДст= gra ■ (НцдСТ+ адст), МДЖ/га, (38)

где адст- энергетический эквивалент смесевого топлива, МДж/кг.

адст=(ал- К,+арМ- К2) • 10"2, МДж/кг, (39) где адт - энергетический эквивалент минерального ДТ, МДж/кг; ЭрМ - энергетический эквивалент рапсового масла (затраты энергии на производство семян рапса и отжим масла), МДж/кг.

Остальные показатели рабочего процесса дизеля и эксплуатационные показатели пахотного МТА рассчитываются по стандартной методике с учетом вышеуказанных особенностей. Расчеты выполнены на ПЭВМ по программе, разработанной автором на языке программирования Delphi.

Для определения основных конструктивных параметров смесителя растительных и минеральных композиций, устанавливаемого в штатную топливную систему дизеля, разработана математическая модель, описывающая прохождение растительного и минерального компонентов от топливных баков 1, 2 (рис. 1) до топливо-подкачивающего насоса 12 (ТПН) с учетом конструктивных параметров топливной системы низкого давления (в том числе и смесителя 9), их гидравлических сопротивлений, а также физических и химических свойств применяемых компонентов. При разработке математической модели использовачись исследования Башты Т.М, Идельчика И.Е., Лезина С.Р., Талиева В.Н. и др.

Процесс топливоподачи в топливной системе низкого давления двухтопливной системы питания представлен системой уравнений (40).

Рисунок 1 - Схема топливной системы низкого давления: I, II, III - участки топливной системы низкого давления

Ну

H,j

Jl 9L 2-Е U

k-Lz

Ч'2-g'

Qui =QI+Qii Qiu = QH

QH = qHn Apj=Pj-g-Hj лРн=лР1-и+Арш Рн=Ро-ДРи

1-

Рн Po

где Hij- потери напора в i-ом элементе j-oro участка лиши низкого давления (I, II, III), м; § -местное сопротивление в i-ом элементе линии низкого давления; Нг, - потери напора в трубопроводе или канале элемента топливной системы низкого давления на j-ом участке, м; L* - длина z-ro трубопровода (канала), м; dz - диаметр г-ro трубопровода, м; Hh- высота расположения элементов линии низкого давления относительно ТПН, м; Н— суммарные потери напора на j-ом участке топливной (40) системы низкого давления, м; Др,— суммарные потери давления на j-ом участке линии низкого давления, Па; Др„ - потери давления на входе в ТПН, Па; Лрш - эквивалентные потери давления перед смесителем (на 1-П-ом участках), Па; Дрш - потери давления на Ш-ем участке, Па; Qi, Оп, Ош - расход топлива на участках (I, И, ИГ) линии низкого давления, м3/с; qH - рабочий объем топливо-подкачивающего насоса, м3- п* - частота вращения кулачкового вала ТНВД, мин , р, - плотность топлива, на j-ом участке линии низкого давления, кг/ м3; Х- коэффициент Дарси; Р0- атмосферное давление, Па; g - ускорение свободного падения, м/с2; Рн - разряжение на входе в ТПН, МПа, х'~ число кавитации.

L

Исходные данные: размеры элементов системы питания, плотность, кинематическая вязкость минерального ДТ и рапсового масла, частота вращения вала ТНВД, параметры ТПН, температура топлива, атмосферное давление, максимальное разряжение на входе в ТПН

7

изучаемый параметр Д#-

| Расчет плотности, кинематической и динамической вязкости смесевого топлива при заданной температуре. Расчет подачи ТПН |

Расчет местных сопротивлении элементов I, I участков

31

гасчет сопротивлении в трубопроводах, каналах штуцеров и

Насчет суммарного"сопротивления элементов I, I) участков. Расчет расхода, скорости топлива и-] числа Йе на участках. I

ь

Расчет сопротивлений элементов Ш-ега участка: в вытяжных тройниках смемителя, винтовой , канавке, рабочей полости, смесительном элементе, u/туцерах, трубопроводах, фильтре грубой I очисти топлива. Расчет потерь напора в элементах I, II, III участков. |

Расчет потерь напора на I, II, III участках. Расчет потерь давления на I, I), III участках. Насчет эквивалентных потерь давления перед вытяжным тройником смесителя. Расчет разряжения на аходе в ТПН. Расчет числа кавитации.

Если расчетное число ^кавитации больше критического

Нет

Вывод результатов расчета в численном и графическом виде

Рисунок 2 - Алгоритм расчета показателей топливной системы низкого давления Первое, второе и третье уравнение системы (40) является уравнениями, описывающими потери напора топлива, обусловленные местными гидравлическими сопротивлениями и сопротивлениями от трения в трубопроводах и каналах (£|) элементов, входящих в рассматриваемый участок топливной системы низкого давления, и вызванных деформацией потока топлива

Четвертое, пятое и шестое уравнение системы (40) является уравнениями, описывающими суммарный расход топлива в топливной системе низкого давления; определяются с учетом гидравлических сопротивлений на соответствующих участках топливной системы низкого давления.

Седьмое, восьмое и девятое уравнение системы (40) описывают суммарные потери давления в элементах топливной системы низкого давления и на входе в ТПН.

Рассмотренная модель реализована автором в виде программы для ПЭВМ, разработанной в среде программирования Delphi. В результате решения системы уравнений (40) методом итераций, по разработанному алгоритму (рис. 2), получены табличные значения и графические зависимости, использованные при обосновании основных конструктивных параметров смесителя растительных и минеральных композиций (см. рис. 8).

В четвертом разделе «Программа и методика экспериментальных исследований» описаны общая программа и частные методики исследований дизеля, методика сравнительных исследования трактора в эксплуатационных условиях при работе на минеральном ДТ и смесевых растительно-минеральных топливах.

Программа исследований включала: контрольные испытания агрегатов дизельной топливной аппаратуры на соответствие параметров их технического состояния требованиям соответствующих госстандартов и технических условий; лабораторные исследования смесителя минерального и растительного топлива для оценки влияния пропускной способности входных каналов смесителя на соотношение компонентов в смесе-вом растительно-минеральном топливе и определения качества смешивания растительного компонента и минерального топлива в смесителе; лабораторные исследования по оценке влияния ультразвуковой обработки на физические и химические показатели смесевых растительно-минеральных топлив; сравнительные моторные исследования дизеля при работе на товарном нефтяном (минеральном) дизельном топливе и натуральных и озвученных смесевых растительно-минеральных топливах; эксплуатационные исследования колесного трактора класса 14 кН в производственных условиях при работе на минеральном дизельном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах.

Лабораторные исследования смесителя растительных и минеральных композиций предусматривали определение состава смесевого растительно-минерального топлива в зависимости от угла поворота запорных кранов смесителя и определения качества смешивания растительного и минерального компонента в смесителе.

Предметом лабораторных исследований являлся смеситель растительных и минеральных композиций моторного топлива. Лабораторная установка включала стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры КИ-15711М-01 ГОСНИТИ, укомплектованный приборами для снятия необходимых параметров, топливный насос высокого давления 4УТНМ-1111005, смеситель топлива, расходомер топлива, бак минерального ДТ, бак рапсового масла.

За оценочный показатель влияния пропускной способности входных каналов 13, 11 смесителя (см. рис. 8) на состав растительно-минерального топлива был принят объемный расход топлива через запорные краны 4,7, который определялся по формуле:

Q-AV/Ax-10"6, м3/с, (41)

где AV - объем топлива, мл; Дт - время расхода навески топлива, с.

Изменение пропускной способности входных каналов производилось путем изменения углов поворота запорных кранов от 0° до 90°.

За оценочный показатель качества смешивания была принята степень перемешивания, т.е. отношение действительного среднеквадратического отклонения состава пробы смесевого растительно-минерального топлива, взятой после смешивания в смесителе (ос) и среднеквадратического отклонения состава пробы тщательно смешанной смеси того же состава (ст):

0= 100ат/ас,%. (42)

Лабораторные исследования по оценке влияния ультразвуковой обработки на физические и химические показатели смесевых растительно-минеральных топлив предусматривали определение физических (плотность и вязкость) и химических (жирно-кислотный состав и низшая теплота сгорания) свойств смесевых топлив, обработанных ультразвуком с частотами 22 и 44 кГц.

Предметом исследований являлись натуральное и озвученное ультразвуком с частотой 22 и 44 кГц рапсовое масло и растительно-минеральные смеси в соотношении 25:75, 50:50,75:25, 90:10.

Экспериментальная лабораторная установка включала диспергатор ультразвуковой низкочастотный УЗДН-2Т с магнитострикционными излучателями на 22 и 44 кГц с экспоненциальными концентрациями, емкость для обрабатываемого топлива, вискозиметр капиллярный стеклянный ВПЖ-2, ареометр, хроматограф «Крисгалл-2000М».

Моторные исследования предусматривали определение показателей рабочего процесса, индикаторных, эффективных и экологических показателей дизеля в условиях регуляторной характеристики (в диапазоне частот вращения к.в. от 1400 мин"1 до 2200 мин"') с нагрузкой на тормозе стенда 80%, 90% и 100%, а также в условиях характеристики холостого хода.

Экспериментальная моторная установка включала серийный дизель Д-243 (4411/12,5), динамометрическую машину К8-56/4 со штатными контрольно-измерительными приборами (весовое устройство тормоза, манометр, тахометр, термометр), а также скомплектованный измерительно-регистрирующий комплекс (ИРК), состоящий из датчиков (индуктивный датчик частоты вращения к.в. и отметок зубьев маховика, фотоэлектрический датчик ВМТ, пьезоэлектрический датчик давления газов ЛХ-612М с принудительным охлаждением, тензометрический мембранный датчик давления топлива конструкции ЦНИТА, хромель-копелевый термодатчик), прибора ИМД-ЦМ, расходомеров топлива и воздуха, аналогово-цифрового преобразователя ЬА-2ШВ, тензоусилителыюй станции 8АНЧ-7М, ноутбука, измерителя дымносги КИД-2 и газоанализатора АВТОТЕСТ СО-СН-Д.

При проведении моторных исследований с помощью данной аппаратуры измерялись и регистрировались следующие параметры: частота вращения к.в., давление цилиндровых газов, давление топлива на входе в форсунку, нагрузка на тормозе, температура окружающего воздуха, охлаждающей жидкости и моторного масла, расход топлива и воздуха, дымность отработавших газов, а также содержание в них оксидов углерода и углеводородов. Для работы дизеля на смесевом растительно-минеральном топливе определенного состава использовалась разработанная система подачи смесевого топлива

Отклонения оценочных показателей дизеля при работе на смесевых растительно-минеральных топливах определялись по отношению к их значениям при работе на товарном минеральном ДТ с неизменными регулировками основных систем и механизмов и постоянном угле опережения впрыска топлива (26 град, п.к.в.)

Экспериментальные исследования проводились на товарном минеральном ДТ Л-0,2-62 и пяти смесевых растительно-минеральных топливах: 25% РМ + 75% ДТ; 50% РМ + 50% ДТ; 75% РМ + 25% ДТ; 90% РМ + 10% ДТ; 90% РМ + 10% ДТ (УЗ 22кГц). При увеличении частоты ультразвуковой обработки с 22 до 44 кГц происходит изменение жирнокислотного состава смесевого топлива, однако низшая теплота сгорания и физические свойства практически не изменяются, поэтому моторные исследования на смесевом топливе 90%РМ+10%ДТ, обработанном ультразвуком с частотой 44 кГц, не проводились.

Результаты измерений заносились в протокол испытаний в трехкратной повторное™ на различных нагрузочно-скоростных режимах работы дизеля.

Исследования трактора МТЗ-82 проводились в условиях опытных загонок на вспашке на опытном поле ФГОУ ВПО «Пензенской ГСХА», ЗАО «Петровский хлеб» и ОАО «Колышлейский хлеб» Пензенской области.

Оценка показателей работы трактора, работающего на смесевых растительно-минеральных топливах, осуществлялась путем их сравнения с показателями трактора, работающего на минеральном ДТ.

За оценочные эксплуатационные показатели трактора были приняты эксплуатационная мощность, погектарный расход топлива, дымность отработавших газов, рабочая скорость, сменная производительность и затраты энергии на единицу работы.

В пятом разделе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» приведены и проанализированы результаты лабораторных исследований смесителя растительных и минеральных композиций моторного топлива, сравнительных моторных исследований дизеля Д-243 (44 11/12,5) по показателям рабочего процесса, мощностным, топливно-экономическим и экологическим показателям, а также результаты исследований трактора МТЗ-82 в эксплуатационных условиях при работе на всех видах исследуемых моторных топлив.

По результатам лабораторных исследований смесителя установлено, что для получения смесевого растительно-минерального топлива с содержанием минерального ДТ до 80% (рис. 3 а) необходимо изменять угол поворота запорного крана минерального топлива 7 (см. рис. 8) при полностью открытом запорном кране растительного топлива 4. Для увеличения содержания минерального ДТ в смесевом топливе более 80 % (рис. 3 б) следует закрывать запорный кран растительного топлива при полностью открытом запорном кране минерального топлива

0 5

1 = §8

Содержание минеральноготоплива Ж

ч* /

к

-иг" / ,J4 \

Сод pací ерж гите ани льн S ¿Го" ГОПЛ ива X

4iJ

. - "e-I -а, -а.

О 10 20 30 40 5С ею 70 80 00 Угол поворота запорного крана минерального топлива, град

10 20 »0 АО СО 60 70 80 С-Ю Угол поворота запорного крана растительного топлива, град

а)

б)

Рисунок 3 - Изменение состава дизельного смесевого топлива от угла поворота запорных кранов смесителя

При этом степень перемешивания компонентов дизельного смесевого топлива, являющаяся оценочным показателем качества смешивания, составила 0 = 72 %.

Анализ выполненных моторных исследований показывает, что в условиях регуля-торной характеристики с частотами вращения к.в. от 1400 мин1 (режим максимального крутящего момента) до 2200 мин"' (номинальный режим) на режиме полных нагрузок эффективная мощность дизеля при работе на смесевых топливах снижается по сравнению с работой на минеральном ДТ (рис. 4 а). По мере увеличения процентного содержания рапсового масла (РМ) в смесевом топливе мощность дизеля падает, но незначительно. К примеру, на

номинальном режиме (при полной подаче топлива и п = 2200 мин"') эффективная мощность дизеля составила 56,1 кВт, на смесевом топливе 25%РМ +75%ДГ - 55 кВт, на 50%РМ +50%ДТ - 53,9 кВт, на 75%РМ +25%ДТ - 53,5 кВт, на 90%РМ +10%ДТ - 52,8 кВт, т.е. максимальное снижение мощности составило около 6%. При этом снижение эффективной мощности дизеля на обработанной ультразвуком смеси 90%РМ+10% ДТ УЗ 22кГц (рис. 4 а) меньше на 2%, чем на смеси 90%РМ+10% ДТ, а мощность составила 53,9 кВт.

Топливная экономичность дизеля (рис. 4 б, в) при работе на всех видах смесево-го растительно-минерального топлива по сравнению с минеральным ДТ ухудшается. Удельный эффективный расход топлива при п = 2200 мин"1 при работе дизеля на ДТ составляет 264,2 г/кВт ч, а при работе на смеси 25%РМ + 75% ДТ - 293,1 г/кВт-ч. Максимальное увеличение удельного эффективного расхода топлива (на 18,2%) наблюдается при работе на смеси 90% РМ + 10% ДТ, при этом увеличение удельного эффективного расхода топлива при работе дизеля на обработанном ультразвуком смесевом топливе 90%РМ+10% ДТ УЗ 22кГц (рис. 4 в) составило 16,1%.

18

.-16

312

10

Нагрузк! 100% 90%РМ VI 71 90%РМ+1 но%дт Г/оДТ

50"/ 75%РМ+: РМ+5({%Д Г^^

25"/ РМ+75%Д 100%,' г т

1400 1600 1800 2000 2200 Частота вращения коленчатого вала, мин'1 а) эффективная мощность

1400 1600 1800 2000 2200 Частота вращения коленчатого вала, мни-1

б) часовой расход топлива

1400 1600 1800 2000 2200 , 1400 1600 1800 2000 2200 Частота вващения коленчатого вала, шит1 Частота вращения коленчатого вала. мин г

в) удельный эффективный расход топлива г) дымность

Рисунок 4 - Показатели дизеля Д-243 (44 11/12,5) в условиях регуляторной

характеристики (режим полных нагрузок) Наименьшее снижение мощности (на 1,9%) и повышение часового расхода топлива (на 8,1 %) наблюдается при работе дизеля на смесевом топливе 25%РМ + 75% ДТ.

Максимальное давление цикла (Р2) при работе на всех видах исследуемых топлив в диапазоне частот вращения от 1400 мин"' до 2200 мин"' возрастает, однахо с увеличением количества РМ в смеси давление Р7 уменьшается (рис. 5). Так, на номинальном ре

жиме при работе ла минеральном ДТ давление Pz составило 7,54 МПа, на смеси 25% РМ + 75% ДТ - 7,25 МПа, на 50%РМ+50%ДТ -7,18 МПа, на 75%РМ + 25% ДГ - 7,1 МПа, 90%РМ + 10% ДТ 22 УЗ 22 кГц - 7,0 МПа и на 90%РМ + 10% ДТ - 6,8 МПа, т.е. наибольшее снижение максимального давления цикла составила 0,74 МПа.

С точки зрения экологических показателей наименьшее содержание вредных веществ в отработавших газах, при полной подаче топлива и частоте вращения к.в. 2200 мин'1, отмечается при работе дизеля на смесевом топливе 90% РМ + 10% ДТ. По сравнению с работой дизеля на минеральном ДТ дымность снижается на 42% (с 50% до 29% по шкале прибора).

На режиме полных нагрузок (п = 2200 мин'1) при работе дизеля на смесевых топли-вах 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ, 90%РМ+10%ДТ (УЗ 22 кГц) диапазон изменения эффективного КПД составил 0,3-0,318; на режиме полных нагрузок и п = 1600 мнп'1 эффективный КПД находится в пределах 0,307-0,316.

100%ДТ 90%РМ+10%ДТ

Рисунок 5 - Индикаторная диаграмма дизеля Д-243 (4411/12,5) на режиме

полной мощности: 1 - давление газов в цилиндре на рабочих режимах; 2 - отметчик верхней мертвой точки; 3 - линия нулевого давления На всех частотах вращения к.в. без нагрузки (режим холостого хода) топливная экономичность дизеля при работе на смесевых топливах была несколько хуже в сравнении с минеральным ДТ: на минимальной частоте вращения к.в. 800 мин"1 при работе на смеси 75% РМ + 25% ДТ часовой расход топлива возрос на 30,1% (с 1,3 кг/ч до 1,6 кг/ч), а на смеси 25%РМ+75%ДТ на 15,4 % (с 1,3 кг/ч до 1,4 кг/ч), что объясняется большей плотностью смесей, а следовательно увеличением массы топлива, впрыскиваемого в цилиндры дизеля.

Использование смесевых растительно-минеральных теплив вносит некоторые изменения в показатели процесса топливоподачи и «жесткости» работы дизеля.

При работе дизеля, например, на смеси 25%РМ + 75%ДТ средняя ((ДР/Д(р)ср) и максимальная ((ёР/с!1р)тах) скорости нарастания давления газов в цилиндре уменьшаются соответственно на 15,4% (с 0,6 МПа/град. п.к.в. до 0,52 МПа/град. п.к.в.), и 16,4% (с 1,83 МПа/град. п.к.в. до 1,53 МПа/град. п.к.в.) по сравнению с работой на минеральном ДТ; при работе двигателя на смеси 90% РМ +10% ДТ средняя скорость нарастания давления газов в цилиндре уменьшается на 33,0% (с 0,6 МПа/град. п.к.в.

до 0,4 МПа/град. п.к.в.), а максимальная скорость нарастания давления газов в цилиндре на 24,6% (с 1,83 МГ1а/град. п.к.в. до 1,38 МПа/град. п.к.в.). Нормативные значения (ДР/Д(р)ср и (dP/d<p)max равны соответственно 0,4-0,6 и 1,5-2,0 МПа/град. п.к.в.

Проведенные сравнительные исследования трактора МТЗ-82 в эксплуатационных условиях показали, что погектарный расход топлива увеличивается с 14,7 кг/га (рис. 6 а) при работе на минеральном ДТ до 18,5 кг/га при работе на смеси 90% РМ+10% ДТ. Наименьшая дымносгь (40%) наблюдалась при работе на смеси 90% РМ+10% ДГ (рис. 6 б). Эксплуатационная мощность с 51,4 кВт при работе на минеральном ДТ уменьшается до 48,4 кВт при работе на смесевом топливе 90% РМ+10% ДТ (рис. 6 в). Затраты энергии на единицу выполненной работы увеличиваются с 1042 МДж/га (рис. 6 г) при работе на минеральном ДТ до 1055, 1076, 1136, 1139 и 1158 МДж/га при работе на смесевых топ-ливах 25% РМ+75% ДТ, 50% РМ+50% ДТ, 75% РМ+25% ДТ, 90% РМ+10% ДТ УЗ 22 кГц и 90% РМ+10% ДТ соответственно.

с м

С

g 12

оЮ х

I»

1«

1< 6 2

—"S.5--1ад-

70,0

60,0

50,0

.«40,0 н

о

¡30.0 а

20,0 ю.о о.о

58,0

— 53,0

- 47 П

- 42,0 40,0 40,0

100%ДТ 25%РМ+- 50%РМ+ 75%РМ+ 90%РМ+ 90%РМ> 75% ДТ 50%ДТ 25%ДТ 10% ДТ )0%ДТ

УЗ 22 кГц

а)

100КДТ 25%РМ+ 75% ДТ

50%РМ+ 75%РМ* 50%ДТ 25% ДТ

б)

W/J'M V 90%РМ+ 10ЗДТ |0%ДТ УЗ 22 кГц

48

51,4

1180 J 1160

s_ 1140

g 1120 to

8. iioo

» 1080 «

x 1060 к

S- 1040

X

: 1020 л

S. iooo

H

n 980

1158

1136 1139

—

1076

1055

II —

25KJ>M+ 50%PM+ 75%PM+ 90%PM+ 9<!°/J'M-75% ДТ 50% ДТ 25% Д'Г 10%ДТ Ю%ДТ УЗ 22 кГц

В)

100%ДТ 25%РМ+ 50%РМ+ 75%РМ+ 90%РМ+

75%ДТ 50% ДТ 25% ДТ 10%ДТ 10% ДТ

УЗ 22 кГц

Г)

Рисунок б - Эксплуатационные показатели трактора МТЗ-82 на вспашке Таким образом, учитывая физические и теплотворные свойства исследуемых смесевых топлив, показатели рабочего процесса, мощносгные, топливно-экономические и экологические показатели дизеля, а также эксплуатационные показатели трактора, можно констатировать, что наилучшим смесевым растительно-минеральным топливом является смесь 25% РМ + 75% ДТ.

В шестом разделе «Переоборудование трактора класса 14 кН для работы на смесевом растительно-минеральном топливе» описаны функциональные схемы и конструктивные варианты смесителя растительных и минеральных композиций моторного топлива и экспериментальных систем питания дизеля для работы на нескольких видах моторного топлива (минеральном ДТ, растительном топливе и смесевом растительно-минеральном топливе).

Для обеспечения работы тракторного дизеля на двух видах топлива (минеральном ДТ и смесевом топливе) разработана двухтопливная системы питания (патент РФ №2387867), которая, наряду со штатной системой питания дизеля, дополнительно содержит бак 2 (рис. 7) для растительного топлива с расходным краном, фильтр 12, электрический насос 6, смеситель 13 растительных и минеральных композиций (патент РФ №2377060) с входными 14,15 и выходным 16 каналами, топливопроводы 9, 10 и 11.

□ -минеральное ДТ;^ - растительное топливо; [> - смесевое растительно-минеральное топливо Рисунок 7-Двухтопливная система тракторного дизеля (наименование позиций в тексте) В свою очередь смеситель (патент РФ № 2377060) содержит корпус 1 (рис. 8) с входными 11, 13 и выходным 9 каналами, коническую рабочую полость 10, сужающуюся к выходному канату 9, вкладыш 2, вставку 3, вихревую камеру 12 и смесительный элемент 8. На внутренней поверхности вкладыша 2 выполнена винтовая канавка Во входных каналах 11, 13 установлены запорные краны 4 и 7 минерального и растительного топлив, для обеспечения заданного процентного соотношения минеральных и растительных композиций в моторном топливе.

Система работает следующим образом. Пуск дизеля и его прогрев осуществляется на минеральном топливе. После прогрева дизеля на минеральном топливе, включают электрический насос 6 (рис. 7), обеспечивающий подачу растительного топлива из бака растительного топлива 2, через фильтр 12, в смеситель 13. В смесителе оба вида топлива перемешиваются, и полученное растительно-минеральное топливо поступает в топливный насос высокого давления 8 и датее форсунками 17 впрыскивается в цилиндры дизеля

С целью обеспечения работы дизельной автотракторной техники на трех видах топлива (минеральном ДТ, на растительном топливе и смесевом растительно-минералыюм топливе) разработана трехтопливная система (пол. решение на выдачу патента РФ на изобретение № 2009116953/06), которая, наряду со штатной системой питания, дополнительно содержит бак 2 растительного топлива (рис. 9) с расходным краном, фильтр 12, электрический насос 6, смеситель 13 минеральных и растительных композиций моторного топлива, электропереключатель 19, электрогидрораспре-делитель 18 и топливопроводы 9, 10, 11.

Рисунок 8 - Смеситель растительных и минеральных композиций моторного топлива (наименование позиций в тексте)

Рисунок 9 - Трехтоппивная система тракторного дизеля (наименование позиций в тексте)

Система работает следующим образом. Пуск, прогрев и работа двигателя при низких температурах осуществляется на минеральном дизельном топливе; работа двигателя на других режимах происходит на растительном или смесевом растительно-минеральном топливах.

Описанные системы питания дизеля обеспечивают работу трактора не только на одном, двух или трех видах моторного топлива, но и качественное перемешивание растительного и минерального топлива в смесителе и последующую его подачу в мелкораспыленном состоянии в камеру сгорания двигателя.

В седьмом разделе «Экономическое обоснование использования смесевого растительно-минерального топлива в дизелях тракторов» выполнен расчет годового экономического эффекта при использовании в качестве моторного топлива смесе-вых растительно-минеральных топлив. Годовой экономический эффект от использования смесевого топлива 25% РМ + 75%ДТ на одном тракторе МТЗ-82 составил 1096 руб., 50% РМ + 50% ДТ - 1386 руб., 75% РМ + 25% ДТ - 3196 руб., 90% РМ + 10% ДТ -6043 руб., 90% РМ + 10% ДТ УЗ 22 кГц - 11980 руб.

Общие выводы

1. Путем хроматографического анализа определен жирнокиелотный состав рапсового масла и смесевых растительно-минеральных топлив в пропорции 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ и обработанной ультразвуком смеси 90%РМ+10%ДТ с частотами излучения 22 и 44 кГц. Рассчитан элементарный состав и низшая теплота сгорания исследуемых смесевых топ лив.

2. Выполненные расчеты по программе, разработанной с среде программирования Delphi, показывают, что показатели рабочего процесса дизеля Д-243 (44 11/12,5) на смесевых растительно-минеральных тошшвах близки к показателям при работе двигателя на минеральном топливе (расхождение не превышает 5-14%).

3. Экспериментальные исследования дизеля Д-243 (44 11/12,5) показывают, что на всех исследуемых нагрузочно-скоростных режимах при работе на смесевых растительно-минеральных топливах происходит незначительное снижение на 1,9-5,9% эффективной мощности и повышение удельного эффективного расхода топлива на 10,8-18,2%. При этом эффективный КПД находится в пределах 0,3-0,318, при работе дизеля на минеральном топливе он составляет 0,303-0,329.

Показатели «жесткости» работы дизеля (средняя и максимальная скорости нарастания давления газов) на смесевых топливах меньше, чем на минеральном топливе (соответственно на 15,4-33% и 16,4-24,5%). Работа дизеля на смесевых растительно-минеральных топливах 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ обеспечивает снижение выбросов с отработавшими газами по оксиду углерода на 1,7-36% и дымности на 12,2-42% при неизменном содержании углеводородов, однако при работе дизеля на режиме холостого хода на всех видах смесево-го топлива содержание в отработавших газах оксида углерода увеличивается до 44%.

Анатиз результатов исследований дизеля при работе на смесевом топливе обработанном и необработанном ультразвуком, показывает, что ультразвуковая обработка приводит к приросту эффективной мощности и снижению удельного эффективного расхода топлива (до 2-3%) по сравнению с работой дизеля на неозвученной смеси такого же состава

Исследования трактора МТЗ-82 в эксплуатационных условиях показывают, что при его работе на всех видах смесевого топлива эксплуатационная мощность дизеля снижается на 1,2-6,2%, а погектарный расход топлива повышается на 4,3-25,2% по сравнению с работой трактора на минеральном топливе; дымность отработавших газов при работе трактора на смесевых топливах 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ уменьшается на 8,6-31,0%.

4. Для обеспечения работы дизельной автотракторной техники на нескольких видах моторного топлива (минеральном, растительном или смесевом топливе) запатентованы, изготовлены и испытаны двух- и трехтопливные системы питания тракторного дизеля. Пуск, прогрев и работа двигателя при низких температурах осуществляется на минеральном топливе; работа двигателя на других режимах происходит на смесевом топливе. Смешивание растительного и минерального компонента осуществляется в запатентованном малогабаритном смесителе, являющимся одним из узлов топливной системы.

5. Наилучшим смесевым растительно-минеральным топливом по показателям рабочего процесса дизеля, экологическим показателям, наименьшего снижения мощности, расхода топлива и затрат энергии на единицу работы, обеспечения требуемой жесткости и эффективного КПД является неозвученная смесь 25%РМ+75% ДТ.

В случае использования на тракторе в качестве моторного топлива озвученной топливной смеси 25%РМ+75% ДТ (УЗ 22кГц), то указанные показатели заметно улучшаются и практически идентичны показателям при работе на минеральном дизельном топливе.

Годовой экономический эффект от использования смесевого растительно-минерального топлива 25%РМ+75%ДТ составляет 1096 рублей на один трактор тягового класса 14 кН.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Оценка влияния минерально-растительного моторного топлива на показатели «жесткости» тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Нива Поволжья. - 2008. -№ 2 (7). - С. 58-63.

2. Биодиты - альтернативный вид моторного топлива для тракторных дизелей / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, Д. А. Уханов, В. А. Иванов // Нива Поволжья. - 2009. - № 2 (11). - С. 71-76.

3. Влияние ультразвуковой обработки растительно-минерального топлива на показатели тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Иванов и др. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2010. - № 6. - С. 5-8.

Патенты РФ на изобретения

4. Пат. 2377060 Россия, МПК В 01 Р 5/06. Смеситель минеральных и растительных композиций моторного топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Иванов, В. А. Рачкин. -№ 2007149172/15; Заяв. 28.12.2007; Опубл. 27.12.2009, Бюл. № 36.

5. Пат. 2387867 Росам, МПК Р 02 М 43/00. Двухтопливная система тракторного дизеля / а. П. Уханов, Д. а. Уханов, В. а. Рачкин, В.'а. Иванов. - № 2008138726/06; Заяв. 29.09.2008; Опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

6. Иванов, В. А. Улучшение показателей тракторного дизеля при работе на биотопливных композициях / В. А. Иванов, А. П. Уханов, В. А. Рачкин // Студенческая наука - аграрному производству: Сб. материалов 52-й науч. конф. студентов инж. ф-та Пензенской ГСХА. -Пенза: РИО ПГСХА. - 2007. - С. 123-126.

7. Использование рапсового биотоплива на автотракторной технике / А. П. Уханов,

B. А. Рачкин, Д. А. Уханов и др. // Организация и развитие информационного обеспечения органов управления, научных и образовательных учреждений АПК: Материалы науч.-практ. конф. -М.: ФГНУ «Росиифорагротех». -2007. -С. 163-173.

8. Иванов, В. А. Проблемы использования рапсового биотоплива на автотракторной технике / В. А. Иванов // Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу: Сб. материалов НПК молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА. - 2007. - С. 115-116.

9. Результаты моторных исследований тракторного дизеля при работе на рапсовом биотопливе / В. А. Иванов, А. П. Уханов, Д. А Уханов, В. А. Рачкин // Инновации молодых ученых агропромышленному комплексу: Сб. материалов НПК молодых ученых. - Пенза: РИО ПГСХА.-2007.-С. 116-118.

10. Иванов, В. А. Обзор систем питания дизелей для работы на мпнерально-растителыюм топливе / В. А. Иванов, В. В. Пятанин // Научный потенциал студенчества - агропромышленному комплексу России: Сб. материалов 53-й науч. конф. студентов инж. ф-та Пензенской ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА. - 2008. - С. 186-187.

11. Двухтопливная система питания тракторного дизеля / В. А. Иванов, В. В. Пяташш, А. Г1. Уханов, В. А. Рачкин // Научный потенциал студенчества - агропромышленному комплексу России: Сб. материалов 53-й науч. конф. студентов инж. ф-та Пензенской ГСХА. -Пенза: РИО ПГСХА. -2008. -С. 187-188.

12. Иванов, В. А. Применение смесевого растительно-минерального топлива как способ снижения «жесткости» работы тракторного дизеля / В. А. Иванов // Материалы Всероссийской НПК. - Ульяновск: ГСХА. - 2008. - С. 54-56.

13. Есть ли альтернатива минеральному дизельному топливу? / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, Д. А. Уханов и др. // Сб. материалов Междунар. НПК. - Пенза: РИО ПГСХА. -2008.-С. 177-178.

14. Оценка низшей теплоты сгорания рапсового масла и минерально-растительных то-плив / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Образование, наук, практика: инновационный аспект: Сб. материалов Междунар. НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2008. -

C. 181-184.

15. Работа тракторного дизеля на смесевом топливе / А. П. Уханов, Д. А Уханов, В. А. Рачкин, В. Л. Иванов И Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей: Сб. науч. тр. Междунар. НТК. - Санкт-Петербург: СПбГАУ, 2008. - С. 103-109.

16. Уханов, А. П. Особенности работы дизеля на растительно-минеральном топливе / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, В. Л. Иванов И Сб. трудов НПК. - Чебоксары: ЧПИ МГОУ. -2008.-С. 125-126.

17. Биодиш: техническое решение и результаты исследований / А П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреи-него сгорания: Материалы И Междунар. НПК «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: Сб. науч. трудов. - СПб. - Киров: Вятская ГСХА, 2009. -С. 132-137.

18. Исследование тракторного дизеля при работе на смесевых минерально-растительных топливах / В. А. Иванов, И. Б. Федоров, Д. А. Уханов и др. // Инновационные идеи молодых исследователей для агропромышленного комплекса России: Сб. материалов науч. студеи. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009, -С. 108-109.

19. Влияние ультразвуковой обработки биотоплива на показатели работы тракторного дизеля / Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов, JI. М. Благодарит // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: Сб. материалов Всероссийской НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009.-С. 11-13.

20. Результаты моторных исследований тракторного дизеля при работе на биолитах, обработанных ультразвуком / В. А. Иванов, М. М. Ерыгаюв, Д. А. Уханов и др. // Инновационные идеи молодых исследователей доя агропромышленного комплекса России: Сб. материалов Всероссийской НПК студентов. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 132-135.

21. Опыт использования биодитов в качестве моторного топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания: Материалы Межгосуд. науч.-техн. семинара. Вьт. 22. - Саратов: СГАУ, 2010.-С. 112-115.

22. Производство моторного топлива для автотракторных дизелей из растительной биомассы / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А Иванов и др. // Достижения и перспективы развития биотехнологии: Сб. материалов Всероссийской НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 88-93.

Подписано в печать 09.11.2010 г. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 205 Отпечатано с готового оригинал-макета в Пензенской мини-типографии Свидетельство № 5551 440600, г. Пенза, ул. Московская, 74

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО МОТОРНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ.

1.1 ФАКТОРЫ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ ЗАМЕНЫ МИНЕРАЛЬНОГО МОТОРНОГО ТОПЛИВА НА СМЕСЕВОЕ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОЕ ТОПЛИВО.

1.2 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА НА АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКЕ.

1.3 ОБЗОР СИСТЕМ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ ДЛЯ РАБОТЫ НА СМЕСЕВОМ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОМ ТОПЛИВЕ.

1.4 ОБЗОР СМЕСИТЕЛЕЙ РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

1.5 УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ОБРАБОТКА СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА.

1.6 ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЕЙ АВТОТРАКТОРНОЙ ТЕХНИКИ.

2.1 РАПС - МАСЛИЧНАЯ КУЛЬТУРА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОТОПЛИВА

2.2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И РАСЧЕТ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ

СГОРАНИЯ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА.

ВЫВОДЫ.

3 РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРА

НА СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕДЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ТОП ЛИВ АХ.

3.1 УТОЧНЕННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ.

3.2 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАБОЧЕГО ТЕЛА.

3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИКАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ.

3.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ.

3.5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЦЕССА ВПРЫСКИВАНИЯ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА.

3.6 МЕТОДИКА РАСЧЕТА САЖЕВЫДЕЛЕНИЯ.

3.7 РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА ПРИ РАБОТЕ НА СМЕСЕВОМ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОМ ТОПЛИВЕ.

3.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЯ

РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ.

ВЫВОДЫ.

4 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.2 МЕТОДИКА БЕЗМОТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ.

4.3 МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СМЕСИТЕЛЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ.

4.3 Л Объект и аппаратура для исследований.

4.3.2 Методика оценки влияния пропускной способности входных каналов смесителя на состав смесевого растительно-минерального топлива.

4.3.3 Методика обработки результатов трехфакторного эксперимента

4.3.4 Методика оценки качества смешивания в смесителе растительных и минеральных композиций.

4.4 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА.

4.4.1 Объект и аппаратура для исследований.

4.4.2 Методика ультразвуковой обработки смесевого растительно-минерального топлива.

4.5 МЕТОДИКА СТЕНДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИЗЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ НА ТОВАРНОМ МИНЕРАЛЬНОМ ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ.

4.6 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ Д-243 (44 11/12,5) ПРИ РАБОТЕ НА ТОВАРНОМ МИНЕРАЛЬНОМ ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ.

4.7 МЕТОДИКА СНЯТИЯ И ОБРАБОТКИ ОСЦИЛЛОГРАММ ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА НА ВХОДЕ В ФОРСУНКУ ФД-22 ДИЗЕЛЯ Д-243.

4.8 МЕТОДИКА СНЯТИЯ И ОБРАБОТКИ ИНДИКАТОРНЫХ ДИАГРАММ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ Д-243.

4.9 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕСНОГО ТРАКТОРА КЛАССА 14кН В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ РАБОТЕ НА МИНЕРАЛЬНОМ ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ

ТОПЛИВАХ.

ВЫВОДЫ.

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И

ИХ АНАЛИЗ.

5.1 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ входных КАНАЛОВ СМЕСИТЕЛЯ НА СОСТАВ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА.

5.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ТРЕХФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА.

5.3 РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СМЕШИВАНИЯ В СМЕСИТЕЛЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ.

5.4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ СТЕНДОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИЗЕЛЯ Д-243 (44 11/12,5) ПРИ РАБОТЕ НА ТОВАРНОМ МИНЕРАЛЬНОМ ДИЗЕЛЬНОМ ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ.

5.5 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАКТОРА КЛАССА 14 КН ПРИ РАБОТЕ НА МИНЕРАЛЬНОМ ДИЗЕЛЬНОМ

ТОПЛИВЕ И СМЕСЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ТОПЛИВАХ.

ВЫВОДЫ.

6 ПЕРЕОБОРУДОВАНИЕ ТРАКТОРА КЛАССА 14 КН ДЛЯ РАБОТЫ НА СМЕСЕВОМ РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОМ ТОПЛИВЕ.

6.1 СМЕСИТЕЛЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

ТОПЛИВА.

6.1.1 Первый конструктивный вариант.

5 6.1.2 Второй конструктивный вариант.

6.2 ДВУХТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ.

6.3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ДВУХТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ТРАК ГОРНОГО ДИЗЕЛЯ.

6.4 ТРЕХТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ.

1 ВЫВОДЫ.

7 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМЕСЕВОГО РАСТИТЕЛЬНО-МИНЕРАЛЬНОГО ТОПЛИВА

В ДИЗЕЛЯХ ТРАКТОРОВ.

ВЫВОДЫ.

Поиск и внедрение альтернативных энергоносителей на автотракторной технике является одним из приоритетных направлений развития транспортной энергетики и двигателестроения.

На сегодняшний день перспективной альтернативой моторному топливу нефтяного происхождения является возобновляемое биологическое топливо, производимое из растительной биомассы.

Содержание биомассы в биосфере огромно — 800 млрд. т. Биомасса ежегодно возобновляется на 200 млрд.т., она имеется практически во всех зонах производства сельскохозяйственной продукции и является основой для производства биотоплива. Методы получения энергии из растительной биомассы [39]:

• сжигание сырья растительного происхождения (дров, пеллет, брикетированной соломы);

• сжигание бытовых отходов городов;

• использование растительных масел в качестве топлива для дизельных двигателей внутреннего сгорания;

• биоконверсия или разложение органических веществ растительного или животного происхождения в анаэробных (без доступа воздуха) условиях с образованием биогаза, этанола, бутанола и др.;

• термохимическая конверсия (пиролиз, газификация, синтез) твердых органических веществ (торфа, дерева и т.д.) с получением «синтез - газа», искусственного бензина.

Производство биотоплива из растительной биомассы позволит снизить энергетическую зависимость сельхозтоваропроизводителей от поставщиков нефтепродуктов и частично решить проблему занятости населения в сельской местности, возделывая масличные культуры и производя из них экологически чистое моторное топливо.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 августа 2003г. № 1234 утверждена Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2020 года, в которой большое внимание уделено необходимости использования возобновляемых источников энергии, производимых из местного растительного сырья [39]. Стратегическими целями использования возобновляемых источников энергии является:

• сокращение потребления невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов;

• снижение экологической нагрузки от деятельности топливно-энергетического комплекса;

• обеспечение децентрализованных потребителей и регионов с дальним и сезонным завозом топлива;

• снижение расходов на дальнепривозное топливо.

Наибольшее распространение среди альтернативных энергоносителей из растительной биомассы получило биотопливо, производимое из семян масличных культур и, в первую очередь, из рапса. Рапсовое масло можно использовать как в натуральном виде, так и после физико-химической обработки, а также в смеси с нефтяными топливами или спиртами.

Для эффективного производства и применения топлив из растительной биомассы необходимы следующие условия:

• наличие достаточных сырьевых ресурсов, приемлемые технико-экономические и экологические показатели их переработки;

• технологическая и энергетическая совместимость с транспортными и силовыми установками;

• оптимальные экономические и экологические показатели процесса использования топлива;

• безопасность и безвредность.

Основной проблемой использования растительных масел и их производных в качестве моторного топлива на отечественной и зарубежной автотракторной технике (тракторах, автомобилях, комбайнах и др.) является недостаточная- адаптируемость серийно выпускаемых дизельных двигателей к работе на натуральных технических биомаслах по причине отличия-их теплотворных, физико-химических и эксплуатационных свойств от товарного минерального дизельного топлива, которые приводят к изменению параметров процессов впрыскивания топлива, смесеобразования и сгорания.

Для перевода работы серийно выпускаемой автотракторной техники на дизельное смесевое топливо необходимо использовать не только различные методы физико-химической обработки (этерификация растительных масел, ультразвуковая обработка, СВЧ-обработка, обработка в аппаратах с вихревым слоем феромагнитных частиц и др.), но и модернизировать штатные системы питания дизелей.

С целью экспериментальной оценки влияния физико-химических свойств дизельных смесевых топлив на регулировочные показатели топливного насоса высокого давления (ТНВД), мощностные, экономические и экологические показатели тракторного дизеля, а также выбора оптимального состава смеси, необходимо проведение безмоторных, моторных и эксплуатационных исследований.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИИ - оценка эксплуатационных показателей трактора тягового класса 14 кН при работе на натуральных и озвученных ультразвуком растительно-минеральных топливах.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИИ - процесс работы дизеля сельскохозяйственного трактора тягового класса 14 кН при использовании растительноминеральных смесей в качестве моторного топлива.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИИ - мощностные, топливно-экономические и экологические-показатели дизеля Д-243 (44 11/12,5) и эксплуатационные показатели трактора МТЗ-82 при- работе на растительно-минеральных топливах, состоящих- из смеси рапсового масла (РМ) и минерального дизельного топлива (ДТ) в процентном соотношении 25%РМ+75%ДТ; 50%РМ+50%ДТ; 75%РМ+25%ДТ; 90%РМ+10%ДТ (25:75, 50:50, 75:25, 90:10), озвученной ультразвуком смеси 90%РМ+10%ДТ (частотами 22 и 44 кГц).

НАУЧНУЮ НОВИЗНУ РАБОТЫ представляют:

• теоретическое и экспериментальное обоснование использования в тракторном дизеле растительно-минеральных топлив по показателям рабочего процесса, индикаторным, эффективным и экологическим показателям дизеля и эксплуатационным показателям трактора;

• оценка влияния ультразвуковой обработки смесевого растительно-минерального топлива на показатели работы тракторного дизеля;

• конструктивные варианты топливной системы дизеля для работы на смесевом растительно-минеральном топливе;

• рациональное соотношение рапсового масла и минерального дизельного топлива в озвученном ультразвуком растительно-минеральном топливе, рекомендуемое для использования в качестве моторного топлива на тракторах сельскохозяйственного назначения.

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретения №2377060 «Смеситель минеральных и растительных композиций моторного топлива», №2387867 «Двухтопливная система тракторного дизеля» и №2403431 «Трехтопливная система тракторного дизеля».

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Использование растительно-минеральных топлив, при незначительном снижении мощности дизеля, улучшает экологические показатели трактора, обеспечивает экономию топлива нефтяного (минерального) происхождения путем частичного замещения рапсовым маслом, что позволяет рекомендовать их в качестве моторного топлива для с.-х. тракторов с небольшой конструктивной адаптацией штатной топливной системы дизеля путем введения дополнительных узлов (смесителя, топливного бака, гидрораспределителя и др.) или предварительной ультразвуковой обработкой растительно-минерального топлива.

ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ подтверждается сравнительными исследованиями дизеля в стендовых условиях и тракторов в условиях эксплуатации при работе на растительно-минеральных топ-ливах, применением основных положений теории ДВС и эксплуатации машинно-тракторного агрегата, а также сходимостью результатов расчетов показателей рабочего процесса, индикаторных и эффективных показателей дизеля с результатами экспериментальных моторных исследований (погрешность не более 5-14%).

РЕАЛИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. Моторные исследования дизеля Д-243 при работе на минеральном дизельном топливе и смесевых растительно-минеральных топливах проводились в лаборатории испытаний ДВС ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА». Эксплуатационные исследования тракторов МТЗ-82, оснащенных экспериментальной системой питания (штатная система, смеситель, краны, топливопроводы и дополнительный бак), предназначенной для работы на смесевых растительно-минеральных топливах, проводились в ЗАО «Петровский хлеб» и ОАО «Колышлейский хлеб» Пензенской области.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации и ее результаты доложены и одобрены на постоянно-действующих международных семинарах по проблемам эксплуатации ДВС и улучшению их показателей ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский ГАУ» (2008г.), ФГОУ ВПО «Саратовско-ий ГАУ (2009г.) и ФГОУ ВПО Вятская ГСХА» (2009г.), Всероссийских научно-технических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2007-2010г.г.), Чебоксарского института (филиала) МГОУ (2008г.) и ФГОУ ВПО «Ульяновской ГСХА» (2008г.), на внутривузовском конкурсе научных инновационных проектов ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2010 г.).

Опытно-конструкторские разработки экспонировались на VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (ВВЦ, 2008г.) и на региональном образовательном форуме «Территория успеха 2010» (г. Пенза, 2010 г.). Работа является Лауреатом конкурса «Национальная экологическая премия - 2010» в номинации «Экология транспорта».

ПУБЛИКАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. По результатам исследований опубликовано 22 работы, в том числе 3 статьи в изданиях, указанных в «Перечне.ВАК», получено 3 патента на изобретения, без соавторов опубликованы две статьи. Общий объем публикаций оставляет 6,4 п.л., из них 2,1 п.л. принадлежит автору.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, семи разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 172 наименований и приложения на 48 с. Работа изложена на .188 е., содержит 53 рис. и 39 табл.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Путем хроматографического анализа определен жирнокислотный состав рапсового масла и смесевых растительно-минеральных топлив в пропорции 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ и обработанной ультразвуком смеси 90%РМ+10%ДТ с частотами излучения 22 и 44 кГц. Рассчитан элементарный состав и низшая теплота сгорания исследуемых смесевых топлив.

2. Выполненные расчеты по программе, разработанной с среде программирования Delphi, показывают, что показатели рабочего процесса дизеля Д-243 (44 11/12,5) на смесевых растительно-минеральных топливах близки к показателям при работе двигателя на минеральном топливе (расхождение не превышает 5-14%).

3. Экспериментальные исследования дизеля Д-243 (44 11/12,5) показывают, что на всех исследуемых нагрузочно-скоростных режимах при работе на смесевых растительно-минеральных топливах происходит незначительное снижение на 1,9-5,9% эффективной мощности и повышение удельного эффективного расхода топлива на 10,8-18,2%. При этом эффективный КПД находится в пределах 0,3-0,318, при работе дизеля на минеральном топливе он составляет 0,303-0,329.

Показатели «жесткости» работы дизеля (средняя и максимальная скорости нарастания давления газов) на смесевых топливах меньше, чем на минеральном топливе (соответственно на 15,4-33% и 16,4-24,5%)). Работа дизеля на смесевых растительно-минеральных топливах 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ обеспечивает снижение выбросов с отработавшими газами по оксиду углерода на 1,7-36% и дымно-сти на 12,2-42% при неизменном содержании углеводородов, однако при работе дизеля на режиме холостого-хода на всех видах смесевого топлива содержание в отработавших газах оксида углерода увеличивается до 44%.

Анализ результатов исследований дизеля при работе на смесевом топливе обработанном и необработанном ультразвуком, показывает, что ультразвуковая обработка приводит, к приросту эффективной мощности и снижению удельного эффективного расхода топлива (до 2-3%) по сравнению с работой дизеля на неозвученной смеси такого же состава.

Исследования трактора МТЗ-82 в эксплуатационных условиях показывают, что при его работе на всех видах смесевого топлива эксплуатационная мощность дизеля снижается на 1,2-6,2%, а погектарный расход топлива повышается на 7,3-26,2% по сравнению с работой трактора на минеральном топливе; дымность отработавших газов при работе трактора на смесевых топ-ливах 25%РМ+75%ДТ, 50%РМ+50%ДТ, 75%РМ+25%ДТ, 90%РМ+10%ДТ уменьшается на 8,6-31,0%.

4. Для обеспечения работы дизельной автотракторной техники на нескольких видах моторного топлива (минеральном, растительном или смесевом топливе) запатентованы, изготовлены и испытаны двух- и трехтопливные системы питания тракторного дизеля. Пуск, прогрев и работа двигателя при низких температурах осуществляется на минеральном топливе; работа двигателя на других режимах происходит на смесевом топливе. Смешивание растительного и минерального компонента осуществляется в запатентованном малогабаритном смесителе, являющимся одним из узлов топливной системы.

5. Наилучшим смесевым растительно-минеральным топливом по показателям рабочего процесса дизеля, экологическим показателям, наименьшего снижения мощности, расхода топлива и затрат энергии на единицу работы, обеспечения требуемой жесткости и эффективного КПД является неозвученная смесь 25%РМ+75% ДТ.

В случае использования на тракторе в качестве моторного топлива озвученной топливной смеси 25%РМ+75% ДТ (УЗ 22кГц), то указанные показатели заметно улучшаются и практически идентичны показателям при работе на минеральном дизельном топливе.

Годовой экономический эффект от использования смесевого растительно-минерального топлива 25%РМ+75%ДТ составляет 1096 рублей на один трактор тягового класса 14 кН.

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М. С. Ховаха. — М.: Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Аллилуев, В. А. Топливно-экономические и экологические показатели ДВС / В. А. Аллилуев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2004. -№1. - С. 19-25.

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

4. Аронов, Э. Л. Производство и использование биодизельного топлива (с рапсовым маслом) в сельском хозяйстве германии / Э. Л. Аронов // Техника и оборудование для села. 2007. - № 4. - С. 38-40.

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

6. Бакланов, Ю. М. Рапсовый бум в Германии / Ю. М. Бакланов // Сельская жизнь. — 2006. С. 11.

7. Башта, Т. М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. / Т. М. Баш-та, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов -М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

8. Ю.Белов В. Биотопливо из рапса / В. Белов // Сельский механизатор. -2004.-№5.-С. 32.

9. Бениович, В. С. Ротопоршневые двигатели / В. С. Бениович, Г. С. Апазиди, А. М. Бойко // Машиностроение. — 1968. 151 с.

10. Биодиты альтернативный вид моторного топлива для тракторныхдизелей / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, Д. А. Уханов, В. А. Иванов // Нива Поволжья. 2009. -№ 2 (11). - С. 71-76.

11. Биотопливо для дизелей / С. А. Нагорнов, А. А. Макушин, С. В. Ро-манцова и др. // Автомобильная промышленность. 2006. - №10. — С. 35-36.

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

13. Болтинский, В. Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей / В. Н. Болтинский. М.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов. - 1962. - 389с.

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

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

16. Говорушенко, Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте / Н.Я. Говорушенко -М.: Транспорт, 1990. 133с.

17. Влияние ультразвуковой обработки растительно-минерального топлива на показатели тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Иванов и др. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. — 2010. — № 6. — С. 5-8.

18. Возможности сокращения выброса окислов азота с отработавшими газами быстроходного форсированного дизеля при сохранении высокой топливной экономичности / Б. Н. Семенов, В. И. Смайлис, В. Ю. Быков и др. // Двигателестроение. — 1986. — № 9. — С. 3-6.е

19. Голицин, М. В. Альтернативные энергоносители / М. В. Голицин, А.i

20. М. Голицин, Н. В. Пронина. М.: Наука. - 2004. - 159 с.

21. Головенчик, Е. И. Зарубежный опыт организации производства и использования дизельного биотоплива на основе продуктов переработки рапсового масла / Е. И. Головенчик // Агроэкономика. 2005. - №8. - С. 40-42.

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

23. ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендо-> вых испытаний. М.: Госстандарт. - 68 с.

24. ГОСТ 10579-88. Форсунки дизелей. Общие технические условия. -М.: Госстандарт. 6 с.

25. ГОСТ Р 51750-2001. Энергосбережение. Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах. Общие положения. М.: Госстандарт. - 23 с.

26. ГОСТ 52808 2007. Нетрадиционные технологии. Энергия бииотхо-дов. Термины и определения - М.: Стандартинформ. - 25 с.

27. ГОСТ 6794 75. Масло АМГ - 10 Технические условия - М.: Госiстандарт. 4 с.

28. Гусаков, C.B. Расчет характеристик комбинированного дизеля. ! Учебно-методическое пособие / С. В. Гусаков, Вальехо Мальдонадо Пабло1. Рамон. — 2006. — 18 с.

29. Данилов, А. М. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки.

30. Проблемы применения / А. М. Данилов, Э. Ф. Каминский, В. А. Хавкин // Российский химический журнал. 2003. - T. XL VIL - №6. - С. 4-11.

31. Двигатели внутреннего сгорания. 4.1. Теория поршневых и комбинированных двигателей // Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. — М.: Машиностроение. 1983. - 372 с.

32. Двигатели внутреннего сгорания. 4.2. Теория поршневых и комбинированных двигателей // Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. М.: Машиностроение. - 1984. - 383 с.

33. Двигатели внутреннего сгорания. 4.3. Теория поршневых и комбинированных двигателей // Под ред. А. С. Орлина, М. Г. Круглова. М.: Машиностроение. - 1985. - 456 с.

34. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов / Под. ред. В. Н. Луканина. М.: Высш. шк., 1985. - 369 с.

35. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов: Учеб. / В. Н. Луканин, К. А. Морозов, А. С. Хачиян и др. М.: Высш. шк., 1995. - 368с.

36. Девянин С.Н. Растительное масло и топлива на их основе для дизельных двигателей / С.Н. Девянин, В.А. Марков, В.Г. Семенов. М.:Изд-во МГАУ им. В.П. Горячкина, 2007.-400 е.: ил.

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

38. Есть ли альтернатива минеральному дизельному топливу? / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, Д. А. Уханов и др. // Сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: РИО ПГСХА. - 2008. - С. 177-178.

39. Ефимов, С. И. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комбинированных двигателей / С. И. Ефимов, Н. А. Иващенко, В. И. Ивин и др. Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.-456 с.

40. Звонов, В. А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. А. Звонов. — М.: Машиностроение, 1981. — 160 с.

41. Иванов, В. А. Применение смесевого растительно-минерального топлива как способ снижения «жесткости» работы тракторного дизеля / В. А. Иванов // Материалы Всероссийской НПК. Ульяновск: ГСХА. — 2008. - С. 54-56.

42. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. -М.: Машиностроение, 1992 672 е.: ил.

43. Измайлов, А. Ю. Эффективность производства и использования биодизельного топлива из рапсового масла в России / А. Ю. Измайлов, Г. С. Савельев // Ваш сельский консультант. 2006. - №3. - С. 18-23.

44. Иофинов, С. А. Справочник по эксплуатации машинно-тракторного парка./ С. А. Иофинов, Э. П. Бабенко, Ю. Д. Зуев. М.: Агропромиздат, 1985.-267с.

45. Иноземцев, Н. В. Курс тепловых двигателей / Н. В. Иноземцев. 3-е изд. -М.: Оборонгиз., 1954.-479 с.

46. Использование биологических добавок в дизельное топливо / В. Ф. Федоренко, Д. С. Буклагин, С. А. Нагорнов и др. — М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2007. 52 с.

47. Испытания двигателей внутреннего сгорания / Б. С. Стефановский, Ю. М. Доколин, В. М. Сорокин и др. / М.: Машиностроение. 1972. - 367 с.

48. Кадышев, В. Г. Расчет рабочего процесса поршневых и комбинированных автотракторных двигателей. Учебное пособие / В. Г. Кадышев, С. В. Тиунов. Набережные Челны: КамГПИ, 2002. - 62 с.

49. Калинин, А. П. Использование растительных масел в качестве альтернативного топлива за рубежом: Аналитическая справка / А. П. Калинин. —М.: Информагротех., 1991. 10 с.

50. Киреева, Н. С. Рапсовое биотопливо и тракторный дизель / Н. С. Ки-реева // Материалы Всероссийской НПК. Ульяновск: ГСХА. - 2008. — С. 87-91.

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

52. Кобец, Н. Перспективы производства и переработки семян рапса в Украине / Н. Кобец // Сб. докладов ГУ Междунар. конф. «Масложировая промышленность 2005». - 2005. - С. 46-49.

53. Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А. И. Колчин, В. П. Демидов. М.: Высшая школа, - 2002. - 496 с.

54. Коновалов, В.В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ: Учебное пособие./ В.В. Коновалов. Пенза: РИО ПГСХА, 2003.-176 с.

55. Краснощеков, 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.

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

57. Кулманаков, С. П. Сможет ли рапс заменить нефть? / С. П. Кулманаков, А. Б. Шашев// Сельский механизатор. 2008. - №1. — С. 12-13.

58. Кулешов, А. С. Математическое моделирование и компьютерная оптимизация топливоподачи и рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания / А. С. Кулешов, Л. В. Грехов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - 64 с.

59. 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: ТДА-ТА. -2001. - Т. 17. - Вып.2 - С.46-50

60. Ликсутина, А. П. О необходимости возобновляемых источников энергии / А. П. Ликсутина II Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники. Сб. научных трудов ГНУ ВИИТиН. - 2006. - С. 90-94.

61. Лышевский, А. С. Питание дизелей / А. С. Лышевский. Ново-черкаск.: НИИ, 1974. - 467 с.

62. Лышевский, А. С. Распыливание топлива в судовых дизелях / А. С. Лышевский. Л.: Судостроение, 1971. - 187 с.

63. Ляшков, В.И. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное пособие / В. И. Ляшков, С. Н. Кузьмин. -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. 96 с.

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

65. Малов, Р. В. Оценка качества отработавших газов дизелей по результатам анализа их жидкой фазы / Р. В. Малов, М. Г. Шейнин, Ф. И. Славин //

66. Двигателестроение. — 1986. №8. - С. 51-52.

67. 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.

68. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений М.: ГОСНИТИ. - 1981. - 44 с.

69. Методика энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. -М.: ВИМ, 1995. — 95 с.

70. 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.

71. Мехович, С. А. Альтернативное топливо из органического сырья — перспективное решение проблемы сокращения дефицита энергетических ресурсов / С. А. Мехович, В. Г. Сургай // Энергосбережение. 2005. - №9. - С. 26-29.

72. Митин, С. Г. Состояние и перспективы развития биоэнергетики в Российской Федерации / С. Г. Митин, В. Ф. Федоренко, Е. А. Усачев // Техника и оборудование для села. 2007. - №2. — С.3-5.

73. ГОСТ 10578-95 Насосы топливные дизелей. Общие технические условия. М.: Госстандарт. - 22 с.

74. Нагорный, В. С. Устройства автоматики гидро- и пневмосистем: Учебное пособие техн. вузов./ В. С. Нагорный, А. А. Денисов. — М.: Высшая школа, 1991. 367 с.

75. Николаенко, А. В. Определение показателей рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания по индикаторным диаграммам с применением ЭВМ / А. В. Николаенко, Е. П. Павлов, С. И. Чермидов //Л.: ЛСХИ. 1982. - 32 с.

76. Николаенко, А. В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей / А. В. Николаенко. М.: Колос. - 1992. - 414 с.

77. Об использовании топлив растительного происхождения / Д. Д. Ма-тиевский, С. П. Кулманаков, С. В. Лебедев, А. В. Шашев // Повышение экологической безопасности автотракторной техники: сб. статей РАТ. Барнаул. -2005.-С. 137-141.

78. Огурлиев, А. М. Физико-химические показатели биотоплива для дизелей / А. М. Огурлиев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. - №4. - С. 10.

79. Основы физики и техники ультразвука: учебное пособие для вузов / Б. А. Агранат, М. Н. Дубровин, Н. Н. Хавский и др. М.: Высшая школа, 1987.-353 с.:ис.

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

81. Оценка влияния минерально-растительного моторного топлива на показатели «жесткости» тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Нива Поволжья. 2008. - № 2 (7). - С. 58-63.

82. Пат. 2377060 Россия, МПК В 01 F 5/06. Смеситель минеральных и растительных композиций моторного топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Иванов, В. А. Рачкин. № 2007149172/15; Заяв. 28.12.2007; Опубл. 27.12.2009, Бюл. № 36.

83. Пат. 2387867 Россия, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов. -№ 2008138726/06; Заяв. 29.09.2008; Опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12.

84. Пат. 2008505 Россия, МПК F 02 М 43/00. Система питания многотопливного двигателя / В.Т. Калашник, В.Н. Холявко. № 4936730/06; Заявл. 16.05.1991; 0публ.28.02.1994.

85. Пат. 2035612 Россия, МПК F 02 М 43/00. Многотопливный двигатель внутреннего сгорания / Е. Ю. Лерман, С. В. Иозо, С. И. Якушев, В. А. Соломо-ник, Г. И. Жуков. -№ 4928183/06; Заявл. 16.04.1991; Опубл. 20.05.1995.

86. Пат. 2135354 Россия, МКП В 29 В 7/32. Статический смеситель для полимеризующихся жидкостей / Ф.Г. Карих, А.Ф. Карих. №2135354; Заявл. 27.08.1999; Опубл 2Г.10.1997.

87. Пат. на пол. модель 58624 Россия, МПК F 02 N 7/00. Топливная система дизельного двигателя / С.Г. Михеев. № 2006118114/22; Заявл. 25.05.2006; Опубл. 27.11.2006.

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

89. Перспективы производства биотоплива в Европе / БИКИ. — 2006. -№88.-С. 13-14.

90. Платэ, Н. А. Топливная промышленность на рубеже перемен / Н. А. Платэ, А. Я. Юффа // Российский химический журнал. 2003. — Т.47. -№6. - С. 3.

91. Ю2.Плескунин, В.И. Теоретические основы организации и анализа выборочных данных в эксперименте / В. И. Плескунин, Е. Д. Воронина. Л.: ЛГУ, 1979.-232 с.

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

93. 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.

94. Проблемы источников энергии для автомобилей следующего поколения // Автостроение за рубежом. 2005. - №1. - С.7-11.

95. Разлейцев, Н. Ф. Моделирование и оптимизации процесса сгорания в дизелях / Н. Ф. Разлейцев. Харьков: Вища школа. Издательство при Харьк. ун-те, 1980.-169 с.

96. Райков, И. Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания / И. Я. Райков. М.: Высшая школа. — 1975. - 320 с.109: Рапс: масло, белок, биодизель: Материалы междунар. науч.-практ. конф / Под общ. ред. M.Ä. Кадырова. Минск: ИВЦ Минфина. - 2006. - 215 с.

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

98. Рапс на корм и семена: Сборник / Сост. Г. И.Шейгерович. — Минск: Урожай.-1988.-47 с.

99. 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.

100. Киреева, Н. С. Рапсовое биотопливо и его применение на тракторных дизелях / Н. С. Киреева // Материалы Международной НПК посвященной 65-летию УГСХА. Ульяновск: УГСХА. - 2008. - Т. 1. - С. 116-120.

101. Романов, А. В. Рапс культура больших возможностей / А. В. Романов // М.: Агропромиздат. - 1987. — 31 с.

102. Рустамов, Н. А. Биомасса как источник энергии / Н. А. Рустамов // Энергия: Экономика. Техника. Экология. 2005. - № 6. - С. 20-28.

103. Саблина, 3. А. Состав и химическая стабильность моторных топлив / 3. А. Саблина. -М.: Химия. 1972. - 279 с.

104. 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.

105. Санников, Д. А. Повышение эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов при работе трактора на рапсовом масле: Автореф, дис. .канд. техн. наук / Д. А. Санников. М., 2009. - 17 с.

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

107. Савельев, Г. С. Производство и использование биодизельного топлива из рапса / Г. С. Савельев. М.: ГНУ ВИМ Россельхозакадемии. - 2007. - 96 с.

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

109. Семенов, В. Г. Альтернативные топлива растительного происхождения / В. Г. Семенов, А. А. Зинченко // Химия и технология топлив и масел. — 2005.-№ 1.-С. 29-34.

110. Слепцов; О. H. Применение в дизелях топлива растительного происхождения / О. Н.Слепцов, В. М. Белов, С. Н. Девянин // Вестник МГАУ. — Вып. 4. М.: ФГОУ МГАУ. — 2003. - С. 15-21.

111. Слепцов, О. Н. Биотопливо из рапса / О. Н.Слепцов, В. М. Белов, В. И. Гуднев // Сельский механизатор. — 2004. — №5. С. 32.

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

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

114. Танцхова, С. В. В перспективе Россия — крупнейший поставщик биотоплива на мировой рынок / С. В. Танцхова // Энергия: Экономика. Техника. Экология.-2005.-№6.-с. 10-19.

115. Теория двигателей внутреннего сгорания / H. X. Дьяченко, А. К. Костин, Б. П. Пугачев и др. // JL: Машиностроение. 1974. - 552 с.

116. Терентьев, Г.А. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль. М.: Химия, 1989. — 272 с: ил.

117. Томашпольский, А. М. Нефть и газ в мировом энергетическом ба

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

119. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Под. ред. И.П. Голяминой. — М.: издательство «Советская энциклопедия», 1979.-400 е.: ил.

120. Уханов, А. П. Рапсовое биотопливо и результаты его применения на тракторных дизелях / А. П. Уханов, Н. С. Киреева // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2008. — № 5. - С. 42-43.

121. Уханов, А. П. Расчет показателей эксплуатационных свойств автомобиля и агрегатов шасси. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, И.И. Артемов; Под ред. А.П. Ухано-ва Пенза: РИО ПГСХА, 2006. - 165с.

122. Уханов, А. П. Эксплуатационные материалы для автотракторных средств / А. П. Уханов, Ю. В. Гуськов, И. И. Артемов // Пенза: Инф.-изд. центр ПГУ, 2003.-424 с.

123. Уханов, А. П. Рапсовое биотопливо: Монография / А. П. Уханов, В.

124. А. Рачкин, Д. А. Уханов // Пенза: РИО ПГХСА, 2008. 229 с.

125. Уханов, А. П. Особенности работы дизеля на растительно-минеральном топливе / А. П. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов // Сб. трудов науч.-практ. конф. Чебоксары: ЧПИ МГОУ. - 2008. - С. 125-126.

126. Файнлейб, Б. Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник / Б. Н. Файнлейб. — 2-е изд., перераб. и доп. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990.-352 е.: ил.

127. 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.

128. Филимонов, А. И. Основные показатели двигатели Д-240 / А. И. Филимонов // Тракторы и сельхозмашины. -1971.- №6. С. 11 -15.

129. Фукс, И. Г. Экологические аспекты использования топлив и смазочных материалов растительного и животного происхождения / И. Г. Фукс, А. Ю. Евдокимов, А. А. Джамалов // Химия и технология топлив и масел. — 1992. -№6.-С. 36-40.

130. Харламов, С. Как без потерь убрать рапс? / С. Харламов, Э. Велибе-кова // Сельский механизатор. 2003. - №3. — С. 27.

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

132. Шашев, А. В. Рапсовое масло, как альтернатива традиционному топливу для двигателей внутреннего сгорания / С. П. Кулманаков, А. В. Шашев, Е. А. Герман // Повышение экологической безопасности автотракторной техники:

133. Шилова, Е. П. Альтернативные виды топлива для автотранспорта: ' Аналитическая справка (обзор) / Е. П. Шилова // М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2005. — 18 с.

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

135. Штербачек 3. Перемешивание в химической промышленности / 3. Штербачек, П.Тауск. JL: Гос. науч.-техн. изд-во хим. лит-ры, 1963 .-416 с.

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

137. 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. -StJoseph (Mich.). 2002; Vol.45. -№3. - P. 519-523.

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

139. 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. -StJoseph(Mich.), 2000. Vol.43. -№ 6. - P. 1309-1316.

140. McDonnell, K.P. Hot water degummed rapeseed oil as a fuel for dieselengines//J.agr.enggRes., 1995.-Vol. 60-№l.-P. 7-14.

141. Moreno, F. Sunflower methyl ester as a fuel for automobile diesel engines // Trans. ASAE. -St Joseph (Mich.), 1999. Vol. 42. - №5. - P. 1181-1185.

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

143. Reines Rapsöl in den Schleppertank? // Top agrar. 2002. - №2. -S.l 16-119.

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

145. BP Statistical Review of Energy. London. 2001.

146. BP Statistical Review of World Energy: International Energy Annual 1999 // Energy Information Administration. Office of Energy Markets and End Use. Washington. 2002.

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