автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение топливной экономичности тракторов МТЗ-80/82 на сельскохозяйственных работах за счет использования водно-воздушной смеси

На правах рукописи

СТОРОЖЕВ Иван Иванович

ПОВЫШЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТРАКТОРОВ МТЗ-80/82 НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТАХ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

Автореферат

на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 013 ?0:1

Челябинск - 2011

4856203

Работа выполнена на кафедре «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия» и на кафедре «Тракторы и автомобили» ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Старцев Андрей Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Окунев Геннадий Андреевич

кандидат технических наук, доцент Штыка Михаил Григорьевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Башкирский государственный

аграрный университет»

Защита состоится «11» марта 2011 г., в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. В.И. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Челябинская государственная агроинженерная академия».

Автореферат разослан «9» февраля 2011 г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО ЧГАА http://www.csaa.ru 10 февраля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Возмилов А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Уровень эффективности механизированных процессов является одним из главных факторов, определяющих эффективность сельскохозяйственного производства.

В связи с резким ростом цен на энергоносители в конце XX века возникла острая необходимость решения проблемы энергосбережения в АПК. Сегодня во всех отраслях народного хозяйства РФ активно внедряются энергосберегающие технологии. Очевидно приоритетное влияние энергетических ресурсов не только на трудоемкость и себестоимость продукции, но и в целом на конечные показатели сельскохозяйственного производства. Отношение энергозатрат к объему произведенной продукции определяет конечный показатель эффективности механизированных технологий при производстве сельскохозяйственной продукции.

Развитие механизированных производственных процессов в сельском хозяйстве предъявляет следующие требования к конструкциям перспективных машин: обеспечение высокой надежности и топливной экономичности; универсализация; повышенный тяговый КПД; упрощение и удешевление конструкции; снижение затрат на комплектование машинных агрегатов и техническое обслуживание; обеспечение безопасности и комфортабельных условий работы механизатору. Модернизация систем питания тракторных агрегатов приводит к энергосбережению в АПК. В связи с этим тема диссертационной работы, посвященная повышению топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов, актуальна.

Цель исследования состоит в повышении эффективности использования тракторных агрегатов на базе трактора МТЗ-80/82 путем улучшения топливной экономичности и экологической безопасности двигателя внутреннего сгорания за счет использования топливовоз-душной смеси с добавлением воды.

Задачи исследования:

1. Определить пути повышения топливной экономичности и экологической безопасности машинно-тракторных агрегатов за счет использования топливовоздушной смеси с добавлением воды.

2. Разработать экспериментальную установку и схему подачи воды в камеру сгорания дизельного двигателя.

3. Провести теоретические исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды.

4. Определить рациональный компонентный состав топливовоздушной смеси с добавлением воды для дизельного двигателя внутреннего сгорания и разработать научно обоснованные рекомендации по ее применению для дизельных двигателей, работающих в условиях рядовой эксплуатации.

5. Дать технико-экономическую и экологическую оценку предложенных мероприятий по улучшению топливной экономичности тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 в сельскохозяйственном производстве.

Объект исследования. Рабочий процесс тракторного дизельного двигателя, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды.

Предмет исследования. Закономерности повышения топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 за счет использования топливовоздушной смеси с добавлением воды.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

- установлены закономерности, позволяющие связать основные показатели рабочего процесса в цилиндре дизельного двигателя, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды, с эффективными показателями работы двигателя;

- разработана оригинальная экспериментальная установка и предложена схема подачи воды во впускной коллектор дизельного двигателя;

- определен рациональный компонентный состав топливовоздушной смеси с добавлением воды для дизельного двигателя и разработаны научно обоснованные рекомендации по ее применению;

- определены технико-экономические и экологические показатели использования в сельском хозяйстве машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 с модернизированной системой питания.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Результаты исследований позволяют повысить эффективность использования универсально-пропашных тракторов класса 1,4 в системе АПК за счет повышения эффективных и экологических показателей работы двигателя, обусловленных применением топливовоздуш-

ной смеси с добавлением воды. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований могут быть использованы проектными и конструкторскими организациями, занятыми разработкой перспективной сельскохозяйственной техники. Результаты исследований внедрены в СПК «Малышенское» Голышмановского района Тюменской области, в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство Тюм-ГСХА», а также в учебном процессе Тюменской ГСХА при проведении занятий по дисциплине «Тракторы и автомобили» для специальности 110301 - «Механизация сельского хозяйства».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях Тюменской ГСХА (г. Тюмень 2004...2009 гг.), Челябинского(ой) ГАУ(А) (г. Челябинск, 2008...2009 гг.), Ульяновского ГСХИ (г. Ди-митровград, 2007 г.), Курганской ГСХА (2005...2006 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 10 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы, включающего в себя 165 наименований (в том числе 7 на иностранном языке), и приложений. Основное содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, включая 36 иллюстраций и 16 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, показаны её научная и практическая значимость, определена цель проводимых исследований и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» приведены результаты анализа факторов, определяющих эффективность механизированных процессов в сельскохозяйственном производстве. Рассмотрено влияние энергетических ресурсов на трудоемкость и себестоимость продукции, а также в целом на конечные показатели сельскохозяйственного производства.

Установлено, что в сложившихся условиях эксплуатационные показатели машинно-тракторных агрегатов (МТА) можно условно разделить на три группы:

Первая группа: технологические показатели, обеспечивающие качество выполняемой операции в соответствии с агротехническими

требованиями, в том числе способность движения по полю в заданном силовом и кинематическом режиме, а также качества, присущие мобильным машинам: управляемость, маневренность, устойчивость и безопасность движения, плавность хода и др.

Вторая группа: общетехнические показатели - прочность, долговечность, удобство и малая трудоёмкость технического обслуживания и др.

Третья группа: технико-экономические и технико-энергетические показатели -: производительность МТА, топливная экономичность, экологическая безопасность и др.

Основными направлениями, позволяющими повысить топливную экономичность технических средств, являются использование альтернативных видов топлив и применение различных добавок к традиционному топливу (многокомпонентное топливо). Как наиболее перспективное нами было выбрано направление, предусматривающее использование воды в качестве добавки к системе питания воздухом дизельного двигателя. В настоящее время в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) нашли применение три варианта подачи воды в камеру сгорания двигателя для получения дополнительной энергии:

1) подача воды в выпускной коллектор двигателя, где от контакта воды с горячими выхлопными газами происходит процесс парообразования, после чего пар поступает на лопатки турбины, которая «помогает» основному двигателю (компания BMW - 2005 г.);

2) распыление воды во впускном тракте двигателя с целью снижения температуры свежего заряда и улучшения наполнения цилиндра, после чего вода вместе с воздухом поступает в цилиндры двигателя, где происходит ее дальнейшее парообразование (спортивные автомобили, снабженные двигателями с турбонаддувом);

3) впрыскивание (распыление) специально подогретой воды непосредственно в цилиндры. От контакта с горящим топливом и стенками цилиндра происходит парообразование, и расширяющийся пар помогает рабочим газам.

Изучение работ, освещающих опыт использования воды в качестве добавки к топливовоздушной смеси, показало, что основное внимание обращалось на изыскание способов увеличения мощности двигателя, работающего на пределе своих возможностей (авиация, спортивные автомобили и т.п.). Вместе с тем, вопросы работы ДВС в штатном режиме освещены недостаточно глубоко. Некоторые аспекты работы двигателей на альтернативных и многокомпонентных топ-

ливах отражены в работах О.И. Быстрова, В.Д. Дмитриенко, JI.M. Жмудяка, И.Г. Зедгинидзе, В.Н. Калиновского, B.C. Кукиса, А.Г. Куртанзона, P.M. Селиверстова и других. Однако вопросы повышения эффективности, улучшения топливной экономичности двигателя и экологической безопасности за счет применения топливо-воздушной смеси с добавлением воды при эксплуатации машинно-тракторных агрегатов в сельскохозяйственном производстве остаются малоизученными, что определило тему диссертационной работы.

Проведенный анализ литературных источников позволил выбрать объект и предмет исследования, а также разработать устройство для подачи воды в воздушный тракт двигателя внутреннего сгорания, которая может быть использована на штатном двигателе без изменения его конструкции.

Вторая глава «Теоретические аспекты повышения топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов» посвящена анализу теории рабочего процесса в двигателе внутреннего сгорания при использовании альтернативных и многокомпонентных топлив с целью повышения топливной экономичности.

При проведении теоретических исследований рабочего процесса в ДВС, работающем на топливовоздушной смеси с добавлением воды, были поставлены и решены следующие задачи:

1) оценено влияние термодинамических факторов на изменение термического КПД и среднего давления рабочего цикла при использовании воды как дополнительного компонента к топливовоздушной смеси и на этой основе установлены рациональные значения термодинамических факторов для получения наилучшей экономичности и максимальной удельной работы цикла;

2) получены значения термического КПД и среднего давления цикла, которые могут выступать в качестве критериев для оценки степени повышения экономичности и удельной работы (мощности) двигателя при использовании воды как дополнительного компонента к топливовоздушной смеси для двигателей внутреннего сгорания.

В качестве основного топлива было принято дизельное топливо, предназначенное для автотракторных дизелей по ГОСТ 305-82 и ТУ 38.1011348-90. Основным показателем качества дизельного топлива являлось цетановое число. В качестве основных теоретических положений влияния воды на рабочий процесс в ДВС были использованы результаты исследований B.C. Кукиса и О.И. Быстрова.

При наличии достаточно высокой температуры внутри цилиндра двигателя (600...700 °С) в присутствии перегретого пара происходят следующие окислительные реакции:

СХНУ +тН20+02 =хС02 +^Н2О+01; С+2НгО=С02+2Н2+; С0 + Н20 = С02 + Н2+()];

2 Н2+02 =2н2о+д(. Суммарная теплота, полученная в процессе доокисления:

&,о=й+е2+бэ+&-

Суммарная внутренняя энергия продуктов сгорания и получаемая от доокисления теплота, которые идут на парообразование и перегрев пара, определяют максимальное количество воды (цикловую подачу), возможное при подаче в цилиндр двигателя для получения водяного пара. Данное обстоятельство мы учитывали в качестве ограничения при проведении экспериментальных исследований по определению оптимальной цикловой подачи воды по критерию максимальной эффективной мощности, а также по критерию максимального крутящего момента дизельного двигателя.

Внешний тепловой баланс дизельного двигателя, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды, нами был представлен в виде следующих составляющих:

где ()е - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, МДж/с; ()Т - теплота, потерянная с отработавшими газами, МДж/с; Qв - теплота, передаваемая охлаждающей среде, МДж/с; (),, <; - теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания основного топлива, МДж/с; (¿ост - неучтенные потери теплоты, МДж/с; - часовой расход топлива, кг/ч; Нк - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг топл; #и=42,7 мДж/кг.

Эффективность эксплуатации конструкций современных ДВС может быть оценена эффективным КПД двигателя т]е, удельным эффективным расходом топлива де и рядом других показателей.

Эффективный КПД двигателя //е - отношение количества энергии, превращенной в работу на валу двигателя, ко всей энергии сожженного в двигателе топлива:

п =—Я*-.

Я„ + й,2о

Приняв обозначение н'и = Я„ + (2н,о> получим

3,6-10' 3.6-101 в-ю3

где ge - удельный эффективный расход основного (углеводородного) топлива, г/кВт-ч; - часовой расход основного (углеводородного) топлива, кг/ч.

Также определяется погектарный расход основного (углеводородного) топлива:

«г - 10-К^

где КсХ„ - удельное сопротивление агрегатируемой сельхозмашины, кН/м; г)т - КПД трансмиссии трактора (энергетического средства); гсм -коэффициент использования времени смены.

Анализ полученной зависимости показывает, что удельный погектарный расход топлива снижается с повышением теплоты сгорания топлива и улучшением протекания теплового процесса в двигателе.

Кроме того, парообразование в цилиндре двигателя отстает от процесса горения углеводородного топлива, что приводит к повышению индикаторного давления в середине такта «рабочий ход» и, соответственно, к непропорциональному увеличению крутящего момента на валу двигателя и коэффициента приспособляемости двигателя к внешним нагрузкам Км (рисунок 1):

где Мд щах - максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем трактора; Л/д пот - номинальный крутящий момент, развиваемый двигателем трактора.

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика двигателя

С учетом изложенного, условие бесперебойной работы машинно-тракторного агрегата примет вид:

Из полученного выражения видно, что бесперебойная работа машинно-тракторного агрегата будет обеспечена тем надежнее, чем больше коэффициент приспособляемости двигателя трактора, чего можно добиться за счет работы двигателя на топливовоздушной смеси с добавлением воды.

В третьей главе «Методика проведения экспериментальных исследований» приведена методика проведения экспериментальных исследований.

В качестве экспериментальной установки был выбран сельскохозяйственный посевной агрегат в составе трактора МТЗ-80/82 и стерневой сеялки СКП-2,1, поскольку тракторы тягового класса 1,4 в настоящее время являются основными энергетическими средствами в

сельскохозяйственном производстве РФ и широко используются при проведении посевных работ.

Экспериментальные исследования были проведены в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии (в Инженерном механико-технологическом институте) в период с 2005-го по 2008 гг. Лабораторные испытания двигателя Д-240 проведены на модернизированном тормозном стенде КИ-5543. Полевые испытания сельскохозяйственного посевного агрегата проведены на полях Учебно-опытного хозяйства Тюменской ГСХА. В качестве агрофона использована стерня зерновых колосовых культур.

В ходе проведенных экспериментальных исследований были поставлены и решены следующие задачи:

- экспериментальная проверка теоретических зависимостей, раскрывающих взаимосвязь влияния топливовоздушной смеси с добавлением воды на топливную экономичность и улучшение экологических показателей дизельных двигателей для сельскохозяйственных тракторных агрегатов;

- поиск исходных данных для анализа, позволяющего оценить влияние топливной экономичности двигателя на повышение эффективности использования сельскохозяйственных машинно-тракторных агрегатов применительно к агрегату в составе трактора МТЗ-80/82 и стерневой сеялки СКП-2,1:

а) тяговое сопротивление прицепной сельскохозяйственной машины;

б) оценка состояния окружающей среды (температура и влажность воздуха, атмосферное давление) и агрофона (влажность, уклон);

в) буксование движителей; коэффициенты сцепления и сопротивления качению.

Полученные результаты измерений и наблюдений обрабатывали с использованием основных положений теории математической статистики.

В основу методики проведения экспериментальных исследований легли стандартные методики, изложенные в ГОСТ 24055-80 «Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технологической оценки. Общие положения», ГОСТ 23728-88 «Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки», ГОСТ 23729-88 «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки специализированных

машин», ГОСТ 7057-81 «Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний», ОСТ 70.5.2-85 (ОСТ 70.5.2-74) «Испытание сельскохозяйственной техники. Программа и методы испытаний». Лабораторные испытания двигателя Д-240, которым был оснащен экспериментальный трактор, проводились на основании ГОСТ 18509-80 «Двигатели тракторные и комбайновые. Методика стендовых испытаний».

Общей программой экспериментальных исследований предусматривалось проведение лабораторных исследований по определению топливной экономичности двигателя Д-240 при работе на топливовоздушной смеси с добавлением воды в систему питания воздухом и проведение полевых испытаний машинно-тракторного агрегата в составе трактора МТЗ-80/82, который оснащался модернизированным двигателем Д-240, и стерневой сеялки СКП-2,1. В ходе проведения экспериментальных исследований были найдены необходимые значения показателей для практической реализации теоретических выкладок, а также для проверки основных теоретических предположений, полученных в результате математического моделирования.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» опыты, лабораторные и полевые испытания тракторного агрегата двигателя производились раздельно, в два этапа. На первом этапе подача воды производилась во впускной коллектор двигателя Д-240, на втором - в систему рециркуляции отработавших газов. Кроме того, оценены экологические показатели работы двигателя Д-240 при обоих вариантах подачи воды.

Регрессионный анализ полученных на первом этапе экспериментальных данных показал, что изменение эффективной мощности в зависимости от цикловой подачи воды во впускной коллектор двигателя Д-240 в границах изменения факторного пространства может быть, с достаточной степенью доверительной вероятности (Я2 = 0,99), описано полиномиальным трендом третьего порядка (рисунок 2):

Мс = 52,71-0,166Ян1О + 0,188Ч2що-0,007д^о, кВт,

где Чщо - цикловая подача воды, мг/ц.

При этом были получены следующие оптимальные значения цикловой подачи воды:

ЧиАс*. = И452±0,87 мг/ц , при N^=69,87 ±3,49 кВт .

Мо, кВт

у 8 -0. 307Х1» 0,18 а*1 0,166х+ 52.71

N

\

\

\

\

Зло-."1 7 АН шМ

О 5 10 1 5 20 25 30

КО. иг/ч

Рисунок 2 - Изменение эффективной мощности двигателя Д-240 в зависимости от цикловой подачи воды во впускной коллектор

Процентное содержание воды по отношению к дизельному топливу составило около 32%, что соответствует результатам теоретических исследований (33,3%, или третья часть от цикловой подачи топлива).

Таким образом, увеличение эффективной мощности при оптимальной цикловой подаче воды, равной 17,452±0,87 мг/ц, происходит на 10... 12 кВт, или на 17... 19%, в сравнении со штатным показателем данного двигателя, составляющим 59 кВт.

На втором этапе исследований подача воды производилась в систему рециркуляции отработавших газов двигателя Д-240 через специальное устройство, выполненное на базе карбюратора пускового двигателя К-61. Результаты проведенных исследований представлены на рисунке 3. Установлено, что изменение эффективной мощности в зависимости от цикловой подачи воды в систему рециркуляции отработавших газов двигателя Д-240 в границах изменения факторного пространства может быть, с достаточной степенью доверительной вероятности (И2 = 0,98), описано полиномиальным трендом второго порядка:

ЛГе = 46,46 + 0,8515ди о - 0,033 7д^0, кВт.

ЫысВт

у = -0,03 37*2+0,8 15х + 46,< 6

О 5 10 15 20 25 30 35

Н20, мг/ц

Рисунок 3 - Изменение эффективной мощности двигателя Д-240 в зависимости от цикловой подачи воды в систему рециркуляции отработавших газов

Как видно из рисунка 3, подача воды в систему рециркуляции отработавших газов не привела к увеличению мощности двигателя.

По определению эффективных показателей работы двигателя Д-240 производилось снятие внешней скоростной характеристики двигателя при работе с регулятором (рисунок 4).

Рисунок 4 - Совмещенная внешняя регуляторная характеристика дизельного двигателя Д-240, снятая при подаче воды во впускной коллектор и без воды (цикловая подача воды 17±5% мг/ц)

Из рисунка 5 видно, что подача воды во впускной коллектор повышает эффективные показатели работы двигателя. В частности, на номинальном режиме работы двигателя повысилась эффективная мощность с 58,86 кВт до 69,34 кВт (на 18 %); увеличился эффективный крутящий момент с 256 Нм до 301 Нм (на 18%); снизился удельный эффективный расход топлива с 245 г/кВт-ч до 208 г/кВт-ч (на 15%).

Вместе с тем, на корректорной ветви характеристики произошло некоторое увеличение часового расхода топлива. Максимальное увеличение часового расхода топлива отмечается на частоте 1800...1900 мин"1 и достигает 1,44 кг/ч (на 11,6%). Данное обстоятельство может быть объяснено дополнительным расходом теплоты, введенной с топливом, на парообразование и нагрев водяного пара.

Опыты по определению экологических параметров работы двигателя проводились при оптимальной цикловой подаче воды двумя вышеописанными способами.

Согласно общей методике оценки экологических показателей работы двигателя трактора, в качестве основных оценочных параметров были выбраны:

- содержание СО в отработавших газах двигателя, мг/м3;

- содержание Ж)х в отработавших газах двигателя, мг/м3;

- дымность отработавших газов, %.

Результаты проведенных исследований представлены на рисунке 5. Анализ данных показывает, что в целом подача воды в цилиндр работающего двигателя благотворно сказывается на экологических показателях отработавших газов. Оба варианта подачи воды способствуют снижению токсичности отработавших газов, особенно окиси углерода (СО), содержание которой может быть уменьшено на 40...60%.

Противоречивая ситуация наблюдается с оксидами азота (Ж)х). На режиме холостого хода применение воды способствует увеличению N0« что может быть объяснено относительно невысокой температурой отработавших газов. Однако нужно учесть, что данный режим работы двигателя не определяет эффективности его использования в качестве силовой установки на сельскохозяйственном тракторе.

а

N0,.»гЛ«'

б

В

Рисунок 5 - Изменение содержания вредных выбросов в отработавших

газах дизельного двигателя Д-240 в зависимости от среднего эффективного давления при различных вариантах подачи воды: а) СО;

б) N0*; в) дымности

Полевые испытания машинно-тракторного агрегата в составе трактора МТЗ-80/82 и стерневой сеялки СКП-2,1 проводились по методике полного факторного эксперимента по двухуровневому плану второго порядка Бокса-Бенкина.

Экспериментальные тяговые характеристики трактора МТЗ-80/82 с устройством для подачи воды во впускной коллектор двигателя и без него представлены на рисунке 6.

Мир. ва «оды .....Мкр. е «едо*

Рисунок 6 - Совмещенная экспериментальная тяговая характеристика трактора МТЗ-80/82 на стерне зерновых

Анализ представленных характеристик выявил наибольший эффект при работе двигателя трактора на топливовоздушной смеси с добавлением воды на режиме номинальной мощности и при работе двигателя на корректорной ветви внешней скоростной характеристики. Максимальное значение тяговой мощности достигается на шестой передаче, в то время как без добавления воды максимальное значение тяговой мощности трактора МТЗ-80/82 было зафиксировано на пятой передаче.

Эффективность использования трактора МТЗ-80/82, снабженного устройством для подачи воды во впускной коллектор двигателя, в тяговом режиме также можно оценить при помощи условного тягового КПД:

N.

кр

Изменение максимальных условных тяговых КПД трактора МТЗ-80/82 на различных передачах представлено на рисунке 7. Значения условного тягового КПД для трактора МТЗ-80/82, снабженного устройством для подачи воды во впускной коллектор двигателя, на

низших передачах (на агрофоне - стерня зерновых) ниже, чем у серийного трактора. Данное обстоятельство объясняется низким сцепным весом трактора МТЗ-80/82. В качестве рекомендаций можно указать, что наибольшей эффективности данный трактор достигает при агрегатировании его с тягово-приводными сельхозмашинами, при эксплуатации которых часть мощности двигателя трактора снимается через вал отбора мощности (ВОМ).

П|у 0.»

0,7 0,6 0,5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

123456789

Номер передачи

■ Баз подачи воды КС подачей воды

Рисунок 7 - Изменение максимальных условных тяговых КПД трактора

МТЗ-80/82 на различных передачах (агрофон - стерня зерновых)

Таким образом, производительность машинно-тракторного агрегата при условии, что трактор как тяговое средство сможет реализовать свои тяговые возможности, а параметры технологической операции позволят ему реализовать его скоростные возможности, определяется мощностью установленного двигателя. Повышение экономичности двигателя приведет к снижению затрат топлива на обработку единицы площади возделываемой сельскохозяйственной культуры.

В свою очередь топливная экономичность двигателя определяется эффективностью сгорания топлива в течение одного цикла работы цилиндра двигателя.

Важнейшей характеристикой действительного цикла работы двигателя является его индикаторная диаграмма. Графическое изображение индикаторной диаграммы рабочего цикла дизельного двигателя Д-240 представлено на рисунке 8 при оптимальной цикловой подаче воды 17,452 мг/ц.

Анализ полученной индикаторной диаграммы показывает, что подача воды в цилиндр двигателя приводит к снижению максималь-

ного индикаторного давления (на 4,97%) и как следствие - к некоторому снижению нагруженности деталей кривошипно-шатунного механизма при нахождении поршня вблизи верхней мертвой точки.

Следует особо отметить рост среднего индикаторного давления на 0,378 МПа (с 0,938 МПа - у серийного двигателя, до 1,316 - у опытного двигателя), или на 40,30%, причем в той части индикаторной диаграммы, где давление газов наиболее эффективно трансформируется в индикаторный крутящий момент двигателя (рисунок 9).

Рисунок 8 - Индикаторная диаграмма рабочего цикла дизельного

двигателя Д-240

Рисунок 9 - Цикловой крутящий момент одного цилиндра двигателя Д-240

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно заключить, что оптимальная цикловая подача

19

воды составляет около 17,5 мг/ц, при этом происходит улучшение эффективных показателей работы двигателя. В частности, на номинальном режиме работы двигателя происходит повышение эффективной мощности с 58,86 кВт до 69,34 кВт (на 17,80%); увеличение эффективного крутящего момента с 256 Нм до 301 Нм (на 17,58%); снижение удельного эффективного расхода топлива с 245 г/кВт-ч до 208 г/кВт-ч (на 15,10%).

В пятой главе «Экономико-экологическая оценка применения многокомпонентных топлив при эксплуатации машинно-тракторных агрегатов» дана экономическая оценка эффективности внедрения результатов диссертационного исследования.

Расчет затрат на модернизацию системы питания двигателя Д-240 для подачи воды во впускной коллектор двигателя показывает, что увеличение балансовой цены трактора МТЗ-80/82 произойдет на 8538 руб. Оценка экономической и энергетической эффективности от использования машинно-тракторных агрегатов в составе трактора МТЗ-80/82 и стерневой сеялки СКП-2,1 (в ценах 2009 г.) представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты расчета оценки экономической эффективности использования машинно-тракторных агрегатов в составе трактора МТЗ-80/82 и стерневой сеялки СКП-2,1 (в ценах 2009 г.)

Показатель Базовый агрегат Новый агрегат

МТЗ-80/82 СКП-2,1 МТЗ-80/82 СКП-2,1

Цена машины, руб. 343 000 I 95 000 351 538 95000

Часовая производительность, га/ч 5,76 6,80

Сумма удельных приведенных затрат, руб./га 101,99 86,80

Годовой экономический эффект от модернизации системы питания трактора МТЗ-80/82, руб./г 52 863

Годовой энергетический эффект от модернизации системы питания трактора МТЗ-80/82, МДж/г 98 168

Экологическая оценка эффективности использования машинно-тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе, может быть представлена снижением содержания: окиси углерода (СО) на 40...60%; оксидов азота (Ж)х) при работе двигателя на корректорной ветви на 20...30%; дымности - на 8... 10%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ путей повышения эффективности использования машинно-тракторных агрегатов за счет улучшения топливной экономичности и экологической безопасности их двигателей показал, что наиболее приемлемым способом является применение альтернативных и многокомпонентных топлив, позволяющих существенно снизить расход традиционных топлив (снизить издержки при эксплуатации МТА). Одним из наиболее перспективных направлений, не требующих существенного изменения конструкции двигателя внутреннего сгорания и в то же время позволяющих снизить расход традиционных топлив, является применение воды, которая вводится в систему питания воздухом.

2. Теоретически установлено, что увеличение мощности и крутящего момента двигателя может быть получено за счет увеличения теплоты, получаемой от сгорания топлива и перегретого пара в цилиндре двигателя. Парообразование в цилиндре двигателя отстает по углу поворота коленчатого вала от начала горения топлива, что приводит к увеличению крутящего момента на валу двигателя и, соответственно, к увеличению коэффициента приспособляемости двигателя к внешним нагрузкам.

3. Разработанный алгоритм расчета индикаторных показателей четырехтактного рабочего цикла позволяет оценить эффективность введения в рабочий цикл воды для наиболее полного использования энергии топлива. Для определения оптимальной цикловой подачи воды могут выступать критерии максимальной эффективной мощности и максимального крутящего момента дизельного двигателя. В результате математического моделирования установлен рост среднего индикаторного давления, причем в той части индикаторной диаграммы, где давление газов наиболее эффективно трансформируется в индикаторный крутящий момент двигателя. Повышение среднего индика-

торного давления произошло на 0,378 МПа (с 0,938 МПа - у серийного двигателя, до 1,316 - у опытного двигателя), или на 40%.

4. В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что с достаточной степенью доверительной вероятности (Я2 = 0,99) при подаче воды во впускной коллектор двигателя Д-240 оптимальное значение цикловой подачи воды составляет 9н2оопт = 17,5 ±0,9 т/и, при N.„=70*3.51®* , при этом содержание воды

по отношению к дизельному топливу составило около 32%, что соотносится с результатами теоретических исследований (33%, или третья часть от цикловой подачи топлива). Увеличение эффективной мощности при этом происходит на 10... 11 кВт, или на 17... 19%, в сравнении со штатными показателями данного двигателя, составляющими 59 кВт.

5. Экспериментально установлено, что подача воды в цилиндр работающего двигателя благотворно сказывается на экологических показателях отработавших газов, способствует снижению их токсичности, особенно окиси углерода (СО), содержание которой может быть снижено на 40.. .60%.

6. На основании анализа полученных скоростных характеристик опытного дизельного двигателя Д-240 установлено, что подача воды во впускной коллектор повышает эффективные показатели работы двигателя. В частности, на номинальном режиме работы двигателя произошло повышение эффективной мощности с 59 кВт до 69 кВт (на 18%); увеличение эффективного крутящего момента с 256 Нм до 301 Нм (на 18%), снижение удельного эффективного расхода топлива с 245 г/кВт-ч до 208 г/кВт-ч (на 15%). Вместе с тем, на корректорной ветви характеристики произошло некоторое увеличение часового расхода топлива. Максимальное увеличение часового расхода топлива отмечается на частоте 1800... 1900 мин"1 и достигает 1,44 кг/ч (на 11,6%). Данное обстоятельство может быть объяснено дополнительным расходом теплоты, введенной с топливом, на парообразование и нагрев водяного пара.

7. Годовой экономический эффект от модернизации системы питания трактора МТЗ-80/82 в ценах 2009 года составит 52863 руб./г. (для посевного агрегата - 15,19 руб./га). Годовой энергетический эффект - 55 380 МДж/г (для посевного агрегата - 15,91 МДж/га). Экологический эффект - снижение содержания окиси углерода (СО) - достигает 40...60%; снижение оксидов азота (N0*) при рабо-

те двигателя на корректорной ветви достигает 20...30%; снижение дымности - 8... 10%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Сторожев, И. И. Результаты полевых испытаний трактора МТЗ-80/82, оборудованного устройством для подачи воды во впускной коллектор двигателя, в агрегате со стерневой сеялкой СКП-2,1 [Текст] / И. И. Сторожев // Аграрный вестник Урала: 2010. - № 9- С. 6-8.

в других изданиях

2. Старцев, А. В. Улучшение эффективных показателей работы дизельного двигателя путем подачи воды в систему рециркуляции отработавших газов [Текст] / А. В. Старцев, И. И. Сторожев // «Достижение науки - агропромышленному производству» : Науч. вестник ЧВАИ. - Вып. № 9. - Челябинск, 2008. - С. 6-9.

3. Старцев, А. В. Эффективность использования машинно-тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе. Сообщение 1. Экономическая оценка [Текст] / А. В. Старцев, И. И. Сторожев // «Наука и производство» : Сб. науч.- труд. / под ред. В. В. Ерофеева. - Челябинск : ЧРО РАЕН, 2009. - С. 10-17.

4. Старцев, А. В. Эффективность использования машинно-тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе. Сообщение 2. Энергетическая оценка [Текст] / А. В. Старцев, И. И. Сторожев // «Наука и производство» : Сб. науч.- тр. / под ред. В. В. Ерофеева. - Челябинск: ЧРО РАЕН, 2009. - С. 18-23.

5. Сторожев, И. И Расщеплённый цикл [Текст] / И. И. Сторожев // Инновации молодых ученых - развитие АПК Тюменской области : Сб. науч.-тр. студ. науч. конф. - Тюмень : ТюмГСХА, 2007. - С. 4-6.

6. Сторожев, И. И. Результаты лабораторных исследований топливной экономичности двигателя Д-240 при работе на многокомпонентном топливе [Текст] / И. И Сторожев; науч. рук.: А. В. Старцев, докт. техн. наук (ЧГАУ) // Научно-методический журнал «Вестник ТГСХА». - №3 (10). -2009.-С. 144-149.

7. Старцев, А. В. Улучшение эффективных показателей работы дизельного двигателя путем подачи воды в систему рециркуляции отработавших газов [Текст] / А. В. Старцев, И. И. Сторожев II Материалы международной научно-технической конференции «Достижения науки - агро-

промышленному производству, посвященной 100-летию со дня рождения И.Е. Ульмана. Ч. 2. Челябинск : ЧГАУ, 2008. - С. 193-197.

8. Сторожев, И. И. Улучшение экологических показателей дизельного двигателя путём добавления воды в рециркуляцию отработавших газов [Текст] / И. И. Сторожев // «Наука в современных условиях : от идеи до внедрения». - Ульяновск : Ульяновский ГСХИ, 2007. - С. 39-42.

9. Сторожев, И. И. Улучшение экологических показателей дизельных двигателей рециркуляцией отработавших газов с добавлением воды [Текст] / И. И. Сторожев; науч. рук. : А. В. Старцев докт. техн. наук (ЧГАУ) // «Аграрная политика на современном этапе» : Сб. науч.-прак. конф. - Тюмень : ТюмГСХА., 2007. - С. 228-233.

10. Сторожев, И. И Повышение экологических показателей путем добавления воды в систему питания воздухом дизельных двигателей [Текст] / И. И. Сторожев // «Аграрная политика на современном этапе» : Сб. науч.-прак конф. - Тюмень : ТюмГСХА, 2007. - С. 250-254.

Подписано в печать 07.02.2011. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,0. Заказ № 29. Тираж 100 экз.

Редакционно-издательский отдел ЧГАА. г. Челябинск, пр. Ленина, 75.

УОП ЧГАА

ВВЕДЕНИЕ

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Пути повышения эффективности использования машинно- 8 тракторных агрегатов

1.2 Пути улучшения топливной экономичности двигателей 13 сельскохозяйственных тракторов

1.3 Применение многокомпонентных топлив для улучшения 22 топливной экономичности двигателей машинно-тракторных агрегатов

1.4 Цель и задачи исследования

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ

ЭКОНОМИЧНОСТИ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

2.1 Особенности работы двигателя трактора в составе 38 сельскохозяйственного машинно-тракторного агрегата

2.2 Разработка математической модели рабочего процесса в 44 двигателе внутреннего сгорания при использовании многокомпонентных топлив

2.3 Взаимосвязь индикаторных и эффективных показателей работы 52 двигателя внутреннего сгорания при использовании многокомпонентных топлив

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа и общая методика экспериментальных исследований

3.2 Оборудование, методы измерений и аппаратура, применяемые 68 при экспериментальных исследованиях

3.2.1 Лабораторные испытания

3.2.2 Полевые испытания

3.3 Методика обработки результатов экспериментальных 81 исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Результаты лабораторных исследований топливной 84 экономичности двигателя Д-240 при работе на многокомпонентном топливе

4.2 Результаты полевых исследований машинно-тракторного 95 агрегата в составе трактора МТЗ-80 и стерневой сеялки СКП-2,

4.3 Разработка рекомендаций по повышению топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов путем применения многокомпонентных топлив

ЭКОНОМИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ТОПЛИВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ

5.1 Экономическая оценка эффективности использования машинно- 108 тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе

5.2 Энергетическая оценка эффективности использования 118 машинно-тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе

5.3 Экологическая оценка эффективности использования машинно- 124 тракторных агрегатов с двигателями, работающими на многокомпонентном топливе

Актуальность темы. Уровень эффективности механизированных процессов является одним из главных факторов, определяющих эффективность сельскохозяйственного производства.

В связи с резким ростом цен на энергоносители в конце XX века возникла острая необходимость решения проблемы энергосбережения в АПК. Сегодня во всех отраслях народного хозяйства РФ активно внедряются энергосберегающие технологии. Очевидно приоритетное влияние энергетических ресурсов не только на трудоемкость и себестоимость продукции, но и в целом на конечные показатели сельскохозяйственного производства. Отношение энергозатрат к объему произведенной продукции определяет конечный показатель эффективности механизированных технологий при производстве сельскохозяйственной продукции.

Развитие механизированных производственных процессов в сельском хозяйстве предъявляет следующие требования к конструкциям перспективных машин: обеспечение высокой надежности и топливной экономичности; универсализация; повышенный тяговый КПД; упрощение и удешевление конструкции; снижение затрат на комплектование машинных агрегатов и техническое обслуживание; обеспечение безопасности и комфортабельных условий работы механизатору. Модернизация систем питания тракторных агрегатов приводит к энергосбережению в АПК. В связи с этим тема диссертационной работы, посвященная повышению топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов, актуальна.

Цель исследования состоит в повышении эффективности использования тракторных агрегатов на базе трактора МТЗ-80/82 путем улучшения топливной экономичности и экологической безопасности двигателя внутреннего сгорания за счет использования топливовоздушной смеси с добавлением воды.

Задачи исследования:

1. Определить пути повышения топливной экономичности и экологической безопасности машинно-тракторных агрегатов за счет использования то-пливовоздушной смеси с добавлением воды.

2. Разработать экспериментальную установку и схему подачи воды в камеру сгорания дизельного двигателя.

3. Провести теоретические исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды.

4. Определить рациональный компонентный состав топливовоздушной смеси с добавлением воды для дизельного двигателя внутреннего сгорания и разработать научно обоснованные рекомендации по ее применению для дизельных двигателей, работающих в условиях рядовой эксплуатации.

5. Дать технико-экономическую и экологическую оценку предложенных мероприятий по улучшению топливной экономичности тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 в сельскохозяйственном производстве.

Объект исследования. Рабочий процесс тракторного дизельного двигателя, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды.

Предмет исследования. Закономерности повышения топливной экономичности машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 за счет использования топливовоздушной смеси с добавлением воды.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту: установлены закономерности, позволяющие связать основные показатели рабочего процесса в цилиндре дизельного двигателя, работающего на топливовоздушной смеси с добавлением воды, с эффективными показателями работы двигателя;

- разработана оригинальная экспериментальная установка и предложена схема подачи воды во впускной коллектор дизельного двигателя;

- определен рациональный компонентный состав топливовоздушной смеси с добавлением воды для дизельного двигателя и разработаны научно обоснованные рекомендации по ее применению; определены технико-экономические и экологические показатели использования в сельском хозяйстве машинно-тракторных агрегатов на базе тракторов МТЗ-80/82 с модернизированной системой питания.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Результаты исследований позволяют повысить эффективность использования универсально-пропашных тракторов класса 1,4 в системе АПК за счет повышения эффективных и экологических показателей работы двигателя, обусловленных применением топливовоздушной смеси с добавлением воды. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований могут быть использованы проектными и конструкторскими организациями, занятыми разработкой перспективной сельскохозяйственной техники. Результаты исследований внедрены в СПК «Малышенское» Голышмановского района Тюменской области, в ФГУП «Учебно-опытное хозяйство ТюмГС-ХА», а также в учебном процессе Тюменской ГСХА при проведении занятий по дисциплине «Тракторы и автомобили» для специальности 110301 - «Механизация сельского хозяйства».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях Тюменской ГСХА (г. Тюмень 2004.2009 гг.), Челябинского(ой) ГАУ(А) (г. Челябинск, 2008.2009 гг.), Ульяновского ГСХИ (г. Димитровград, 2007 г.), Курганской ГСХА (2005.2006 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 10 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы, включающего в себя 165 наименований (в том числе 7 на иностранном языке), и приложений.

1. A.c. 642497 СССР, М.Кл.2. Способ работы двигателя внутреннего сгорания / О.И. Жегалин, И.В.Кузнецов и А.М.Сайкин (СССР).- № 2518057/25-06; Заявлено 18.08.77; Опубликовано 15.01.79. Бюл. № 2.о

2. A.c. 926344 СССР, М.Кл/ . Устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания/ В.В.Максимов, А.К.Гаврилов и П.Л.Шевченко (СССР).- № 2936414/25-06; Заявлено 06.06.80; Опубликовано 07.05.82, Бюл. № 17.

3. Бать М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах: Учебн. Пос. для вузов. Т.2. Динамика. / М.И. Бать, Г.Ю. Джанилидзе, A.C. Кель-зон. М.: Наука. Главная редакция физико-механической литературы, 1991.-640 с.:ил.

4. Барский И.Б. Конструирование и расчет тракторов: Учебник для вузов по спец. «Автомобили и тракторы». — 3-е изд., перераб. и доп. / И.Б. Барский. -М.: Машиностроение, 1980. 335 е.: ил.

5. Богданов А.И. Повышение мощностных, экономических и экологических показателей силовых установок за счет утилизации теплоты отработавших газов. / А.И. Богданов // Дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 1999.-180 с.

6. Бояджиев Д. Комплексная термоэкологическая оценка теплотехнических систем и ее влияние на выбор оптимального варианта: Тр. IX Межд. конф. по пром. энергетике. / Д. Бояджиев. — Бухарест, 1978. С. 3-8.

7. Брякотин Э.И. Обработка результатов эксперимента при испытаниях дизелей внутреннего сгорания: Учеб. пос. / Э.И. Брякотин, A.C. Лоскутов. Барнаул. АлтПИ, 1990. - 90 с.

8. Быстров, О.И. Повышение экономических и экологических показателей дизеля путем реализации комбинированного шеститактного цикла. / О.И. Быстров // Дисс. .канд. техн. наук. Челябинск, 2008. - 157 с.

9. Вагнер В.А. Моделирование образования вредных веществ в цилиндре дизеля. / Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС.; Под ред. В.А. Вагнера, H.A. Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул: АлтГТУ, 1997. С. 84-100.

10. Варшавский И.Л. Некоторые теоретические вопросы обеспечения малотоксичной работы автомобильных двигателей: Тр. Республиканской науч.-тех. конф. по проблемам развития автомобильного транспорта. / И.Л. Варшавский. Ереван, 1996. С. 166-192.

11. Варшавский И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля. / И.Л. Варшавский, Р.В. Малов. М.: Транспорт, 1968. - 127 с.

12. Веденяпин Г.В. Эксплуатация машинотракторного парка. / Г.В. Веденяпин, Ю.К. Киртбая, М.П. Сергеев. М.: Сельскохозяйственная литература, 1963.-431 е.: ил.

13. Вознесенский В.А. Статические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. / В.А. Вознесенский. — М.: Статистика, 1974. 192 с.

14. Вукалович М.П. Термодинамика. / М.П. Вукалович, И.И. Новиков. М.: Машиностроение, 1972. - 267 е.: ил.

15. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1966.-870 с.

16. Гонов И.В. Двигатель Стирлинга: возможности и перспективы / Развитие нетрадиционных источников энергии: Сб. трудов ИАТЭ / И.В. Гонов, Ю.В. Локтионов. Обнинск, 1990. - С. 156-165.

17. Горская Л.В. Математическая статистика с элементами теории планирования эксперимента / Л.В. Горская, В.Н. Пицнова. Саратов: СПИ, 1975. - 103 е.: ил.

18. ГОСТ 17.2.02-98 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин.

19. Груданов В.Я. Глушитель с утилизацией теплоты отработавших газов / В.Я. Груданов, В.Н. Цап, JI.T. Ткачев // Автомобильная промышленность. 1987.-№ 5. - С. 11-12. .

20. Гуськов, В.В. Тракторы: Теория: Учебник для студентов вузов по спец. «Автомобили и тракторы» / В.В. Гуськов, H.H. Валеев, Ю.Е. Атаманов и др.; Под общ. ред. В.В. Гуськова. -М.: Машиностроение, 1988. 376 е.: ил.

21. Гуськов, В.В. Тракторы. Часть II. Теория. / В.В. Гуськов. Минск: Вышэйш. школа, 1977. - 384 е.: ил.

22. Гячев JI.B. Устойчивость движения сельскохозяйственных машин и агрегатов. -М.: Машиностроение, 1981. 206 е.: ил.

23. Горячкин В.П. Собрание сочинений. В 3-х томах. М.: Колос, 1965.

24. Гуревич A.M. Тракторы и автомобили. / A.M. Гуревич, Е.М. Гуревич. -М.: Колос, 1979.-479 е.: ил.

25. Даниличев В.И. Расчетное определение характеристик двигателя Стерлинга. / В.И. Даниличев и др. // Двигателестроение, 1984. — № 6. С. 5-7.

26. Данилов B.C. Оценка эффективности различных схем утилизации тепла в судовых дизельных установках. / B.C. Данилов // Двигателестроение, 1984. -№ 9. С. 12-15.

27. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. / Под ред. A.C. Орлина, М.Г. Круглова. 4-е изд. пере-раб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 372 е.: ил.

28. Двигатели внутреннего сгорания. — Кн. 1. — Теория рабочих процессов. / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высш. шк., 1995. - 368 е.: ил.

29. Двигатели Стирлинга / Пор. с англ. Б.В. Сутугина / Под ред. В.М. Бродянского. -М.: Мир, 1975. 448 е.: ил.

30. Дмитриенко В.Д. Пути снижения расхода топлива и токсичности автомобильных двигателей. / В.Д. Дмитриенко, Г.М. Савельев. М.: ИППК АП, 1981.-91 с.

31. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания / Н.Ф. Дубовкин. M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. - 288 с.

32. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). — М.: Агропромиздрат, 1985. 351 е.: ил.

33. Евдокимов Ю.А Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю.А. Евдокимов, В.И. Колеников, А.И. Тетерин. М.: Наука, 1980.-228 с.

34. Зажигаев JI.C. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л.С. Зажигаев, A.A. Кишьян, Ю.И. Романников. М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

35. Зайдель А.И. Элементарные оценки ошибок измерений / А.И. Зай-дель. -Л.: Наука, 1967.-217 с.

36. Зайцев СВ. Оценка эффективности утилизационной установки / С.В.Зайцев // Исследование и методы повышения эффективности технической эксплуатации судовых энергетических установок: Сб. науч. трудов НИИВТ. Новосибирск, 1984.-174 с.

37. Звонов В.А. Проблемы оценки дизеля как источника загрязнения окружающей среды дисперсным материалом / В.А. Звонов, Е.А. Симонова // Автостроение за рубежом 2002. - № 2. - С. 4-8.

38. Звонов В.А. Применение метода математического планирования эксперимента для оценки токсичности двигателя / В.А. Звонов, В.В. Фурса // Сб. «Двигатели внутреннего сгорания». Харьков: ХГУ, 1973. - Вып. 17. - С. 99105.

39. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И.Г. Зедгинидзе. М.: Наука, 1976. - 390 с.

40. Исерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания / Ю.Э. Исерлис, В.В. Мирошников. Л.: Машиностроение, 1981. - 255 с.

41. Коган А.Я., Петров Ю.В. Термодинамический анализ цикла двигателя Стерлинга / А.Я. Коган, Ю.В. Петров // Двигателестроение. 1985. - № 2. -С.3-6.

42. Козьминых В.А. Исследование элементов системы утилизации теплоты на базе двигателя Стирлинга для автомобильной техники / В.А. Козьминых // Дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 1994. - 122 с.

43. Кузнецов Е.С Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для ВУЗов / Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин. М.: Транспорт, 1991. -413 с.

44. Кукис B.C. Двигатель Стирлинга как утилизатор теплоты отработавших газов / B.C. Кукис // Автомобильная промышленность. 1988. - № 9. -С. 19-20.

45. Кукис В.С Некоторые результаты испытаний двигателя Стирлинга размерностью 3,0/6,5 / B.C. Кукис, В.И. Вольных // Двигателестроение. -1984. -№10.-С. 12-15.

46. Кукис B.C. Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис, P.P. Гизатулин, Минкович Е.А. и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 21070, U1, 7 F 01 G 5/02. Опуб. 20.12.2001, бюл. №35.

47. Кукис B.C. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты / B.C. Кукис, В.В. Руднев, M.JI. Хасанова и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 21068 U1 7F 01 К 7/00. Опубл. 20.12.2001. Бюл. №35.

48. Кукис B.C. Двигатель для утилизации теплоты отработавших газов / B.C. Кукис, А.Б. Смолин, А.И. Богданов // Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. — Т. 1. Москва, 2000. - С. 56-57.

49. Кукис B.C. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты / B.C. Кукис, А.Б. Смолин, Ю.Ф. Коваленко // «Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин»: Науч. вестник ЧВАИ. Вып. № 9. - Челябинск, 2000. - С. 6-9.

50. Кукис B.C. Повышение экологической безопасности двигателей мобильной техники / B.C. Кукис, М.Л. Хасанова. // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. МАЛИ (ГТУ). М.,-2001.-С. 130-132.

51. Кукис B.C. Свободно поршневой паровой термоэлектрогенератор для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис, М.Л. Хасанова, В.А. Дерябин и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 26600 U1, 7 F 01 G 5/02. Опубл. 10.12.2002. Бюл. №34.

52. Куртанзон А.Г. Судовые комбинированные энергетические установки / А.Г. Куртанзон, Б.С. Юдовин. Л.: Судостроение, 1981. - 216 с.

53. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. / Пер. снем. C.B. Фомина. Наука, 1976. - 152 е.: ил.

54. Касандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений. / О.Н. Касанд-рова, В.В. Лебедева. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1970. 104 е.: ил.

55. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1984. - 832 с.

56. Ксеневич И.П. Об оптимальной массе трактора. / Тракторы и сельскохозяйственные машины, N 12, 1988. с. 5.8

57. Кудрявцев В.А. Краткий курс высшей математики. / В.А Кудрявцев, Б.П. Демидович. -М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1986. 576 е.: ил.

58. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов. / А.И. Колчин, В.П. Демидов 3-е изд. перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 2002. - 496 е.: ил.

59. Карельских Д.К. Теория, конструкция и расчет тракторов. Часть II. Теория и расчет двигателей. / Д.К. Карельских, М.Д. Апашев, И.Б. Барский.; Под общ. ред. Д.К. Карельских. М.: Машиностроение, 1950. - 236 е.: ил.

60. Карельских Д.К. Теория, конструкция и расчет тракторов. Часть III. Теория и расчет шасси тракторов. / Д.К. Карельских, М.Д. Апашев, И.Б. Барский.; Под общ. ред. Д.К. Карельских. М.: Машиностроение, 1950. - 144 е.: ил.

61. Краснокутский В.В. Повышение производительности и экономичности тракторных агрегатов путем использования двигателей прицепа: Дис. канд. техн. наук. Челябинск, 1997. - 225 е.: ил.

62. Колобов, Г.Г. Тяговые характеристики тракторов. / Г.Г. Колобов, А.П. Парфенов. -М.: Машиностроение, 1972. 157 е.: ил.

63. Кычев В.Н. Проблемы и пути реализации потенциальных возможностей машино-тракторных агрегатов при увеличении энергонасыщенности тракторов: Учеб. пос. «ЧИМЭСХ». Челябинск, 1989. — 84 е.: ил.

64. Лев Ю.Е. Эксендер / Ю.Е.Лев, Ю.Д. Юнда // Исследование поршневых двигателей. Ангарск: АФ ИЛИ, 1971. - С. 7-10.

65. Листопад И.А. Планирование эксперимента в исследованиях по механизации сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1988. - 88 е.: ли.

66. Литвинов A.C. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств: Учеб. для вузов по спец. «Автомобили и автомобильное хозяйство» / A.C. Литвинов, Я.Е. Фаробин. М.: Машиностроение, 1989. - 240 е.: ил.

67. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная экология: Учеб. Для вузов / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. М.: Высш. шк., 2001. - 273 с.

68. Лурье А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов. М.: Колос, 1981. - 3 82 с.: ил.

69. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пос. для вузов. М.: Высш. шк., 1988. — 239 е.: ил.

70. Лыоис Б. Горение, пламя и взрывы в газах. / Б. Льюис, Г. Эльбе. 2-е изд. перевод с английского под.; Под ред. К.И. Щелкина, A.A. Борисова. — М.: Мир, 1968.-592 е.: ил.

71. Марков В.А. Экологические показатели ДВС / В.А. Марков, С.А. Аникин, Е.А. Сиротин // Автомобильная промышленность. — 2002. № 2. - С. 13-15.

72. Марченко А.П. Выбор определяющих параметров комбинированного дизеля с системой вторичного использования теплоты / А.П. Марченко // Дис. канд. техн. наук. Харьков, 1984. - 258 с.

73. Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС / Под ред. В.А. Вагнера, H.A. Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул: АлтГТУ, 1997. - 198 с.

74. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов // Методические указания. РДМУ 109-77. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 47 с.

75. Машиностроение. Энциклопедический справочник, т. 11. — М.: Гос. Научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1948. — с. 230.289

76. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных прочесов. / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. -JL: Колос. Ленингр. отделение, 1980. 168 е.: ил.

77. Моисеев H.H. Методы оптимизации. / H.H. Моисеев, Ю.П. Ивани-лов, Е.М. Столярова. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1978. - 352 е.: ил.

78. Маневич Ш.С. Простейшие статистические методы анализа результатов наблюдений и планирования экспериментов: Учеб.—метод, пособие. / Ш.С. Маневич. -КСИ им. М. Горькова: Казань, 1970. 108 е.: ил.

79. Надежность и эффективность: Справочник. Т.1. — М.: Машиностроение, 1988. - 224 с.

80. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В.В. Налимов, H.A. Чернова. М.: Наука, 1965. - 340 с.

81. Николаев Л.А. Системы подогрева тракторных дизелей при пуске / Л.А. Николаев, А.П. Сташкевич, И.А. Захаров. М.: Машиностроение, 1977. -191 с.

82. Николаенко A.B. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей / A.B. Николаенко. М.: Колос, 1984. — 335 с.

83. Новоселов А.Л. Основы инженерной экологии в двигателестроении: Учеб. пособ. / А.Л. Новоселов, A.A. Мельберт, СЛ. Беседин. Барнаул: Ал-тГТУ, 1993.-99 с.

84. Новоселов А.Л. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учеб. пособ. по целевой подготовке специалистов ДВС / А.Л. Новоселов, СВ. Новоселов, А.Л. Мельберт, A.B. Унгефук. Барнаул: Алт. ГТУ, 1996. - 122 с.

85. Николаенко A.B. Проблемы использования мощности тракторов. / A.B. Николаенко, В.Н. Хватов, В.В. Найденов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 3, 1990. с. 40.41

86. Нормы и нормативы для планирования механизации электрификации в отраслях АПК. М.: Машгиз, 1947. - 156 е.: ил.

87. Озимов П.Л. О проблемах и перспективах создания адиабатных дизелей / П.Л. Озимов, В.К. Ванин // Автомобильная промышленность, 1984. -№3.-С. 3-5.

88. Орунов Б.Р. Разработка комбинированного двигателя Стерлинга с рабочим поршнем двойного действия и оптимизация его теплообменников и привода. / Б. Р. Орунов // Дис. .канд. техн. наук. М., 1985. - 143 с.

89. Основные математические формулы: Справочник. / Под общ. ред. Ю.С. Богданова. Минск: Выща шк., 1988. - 269 с.

90. Панев Б.И. Электрические измерения: Справочник. / в вопросах и ответах. М.: Агропромиздат, 1987. - 224 е.: ил.

91. Петриченко P.M. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др. Л.: Машиностроение, 1990. - 328 с.

92. Петриченко P.M. Рабочие процессы поршневых машин / P.M. Петриченко, В.В. Оносовский. Л.: Машиностроение, 1972. — 168 с.

93. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для вузов, т. 1: Учеб. пос. для вузов. 13-е изд. -М.: Наука, 1985. - 432 е.: ил.

94. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для вузов, т. 2: Учеб. пос. для вузов. 13-е изд. — М.: Наука, 1985. - 560 е.: ил.

95. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры Т. 1. - Теория и расчет / П.И. Пластинин. - М.: Колос, 2000. - 456 с.

96. Пластинин П.И. Теория и расчет поршневых компрессоров / П.И. Пластинин.- ВО «Агропромиздат», 1987. 271 с.

97. Плаксин, A.M. Энергетика мобильных агрегатов в растениеводстве: Учеб. пособие. / A.M. Плаксин. Челябинск: ЧГАУ, 2005. - 204 е.: ил.

98. Поликер Б.Е. О повышении экономичности и снижении токсичности отработавших газов дизелей / Б.Е. Поликер, JI.JI. Михальский // Грузовик, 1997. -№ Ю.-С. 29-31.

99. Погорелый JI.B. Сельскохозяйственная техника и технологии будущего. -Киев: Урожай, 1988. 176 е.: ил.

100. Приходько М.С. Температура выхлопных газов адиабатизирован-ного двигателя / М.С. Приходько, В.В. Староверов, О.В. Дрижеев. // Волгоградский политехи, ин-т. Волгоград, 1986. - 8 с. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш 18.09.86., № 1742-ТМ.

101. Пьезоэлектрический двухлучевой индикатор давления типа 2780-S: Руководство по эксплуатации. Будапешт: Орион-КТС, 1978. - 88 с.

102. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М.: Мысль, 1974. —273 с.

103. Ридер Г. Двигатели Стирлинга / Г. Ридер, Ч. Хупер // Пер. с англ. -М.: Мир, 1986.-464 с.

104. Руднев В.В. Утилизации теплоты отработавших газов автомобильных двигателей /В.В. Руднев, M.JI. Хасанова, А.Б. Смолин // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. МАЛИ (ГТУ). М.,-2001. С. 168-173.

105. Сабликов М.В. Сельскохозяйственные машины. Ч. 2. Основы теории и технологического расчета. М.: Колос, 1968. - 296 е.: ил.

106. Селиверстов P.M. Утилизация тепла в судовых дизельных установках / P.M. Селиверстов. Д.: Судостроение, 1973. — 256 с.

107. Семенов H.H. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения / H.H. Семенов. — М.: Знание, 1969. — 126 с.

108. Сена JI.A. Единицы физических величин и их размерности: Учеб.-справ. руковод. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1988. — 432 е.: ил.

109. Скотников В.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. — М.: Агропромиздат, 1986. е.: ил.

110. Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности: Под ред. А.Ф. Шеховцева / Ф.И. Абрамчук, А.П. Марченко и др. Киев: Техника, 1992. — 27 с.

111. Старцев A.B. Улучшение прямолинейности движения полноприводного МТА путем рационального распределения тягового усилия между движителями трактора и сельхозмашины: Дис. канд. тех. наук. — Челябинск, 1992.

112. Старцев, A.B. Сборник задач по курсу «Организация информационно-консультационной службы в АПК»: Учеб. пособие / A.B. Старцев, О.Н. Вагина, Е.А. Карпова, И.В. Суркина, П.А. Титов. Челябинск: ЧГАУ, 2007. -132 с.:ил.

113. Сторожев И.И. Улучшение экологических показателей дизельного двигателя путём добавления воды в рециркуляцию отработавших газов. / И.И. Сторожев // «Наука в современных условиях от идеи до внедрения» УльяновскаяГСХИ. 2007. С. 39-42.

114. Сторожев И.И Повышение экологических показателей путем добавления воды в систему питания воздухом дизельных двигателей. / И.И. Сторожев // «Аграрная политика на современном этапе»: Сб. науч.-прак конф. Тюм(ГСХА). 2007. С. 250-254.

115. Сторожев И.И Расщеплённый цикл. / И.И. Сторожев аспирант Инновации молодых ученых развитие АПК тюменской области. Сб. науч.-труд. студ. науч. конф. 2007. С. 4-6.

116. Сторожев И.И. Результаты полевых испытаний трактора МТЗ-82, оборудованного устройством для подачи воды во впускной коллектор двигателя, в агрегате со стерневой сеялкой СКП-2,1. / И.И Сторожев // Аграрный вестник Урала, 2010, № 9, С. 6-8.

117. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента / В.Б. Тихомиров. — М.: Легкая индустрия, 1974, 264 с.

118. Тракторы: «Беларусь» МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Мн.: Ураджай, 1977. -352 е.: ил.

119. Трубников, Г.И. Практикум по автортакторным двигателям. / Г.И. Трубников. -М.: Колос, 1975. 192 с.:ил.

120. Уокер Г. Двигатели Стерлинга / Г. Уокер // Пер. с англ. Б.В. Суту-гина, Н.В. Сутугина. -М.: Машиностроение, 1985. 408 с.

121. Фере, Н.Э. Пособие по эксплуатации машинно-тракторного парка. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Н.Э. Фере, В.З. Бубнов, A.B. Еленев, JI.M. Пильщиков. М.: Колос, 1978. - 256 е.: ил.

122. Химический энцеклопедический словарь /Под ред. И.Л. Кнунянца. -М.: Сов. энциклопедия, 1983. 103 с.

123. Химия нефти и газа: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. Л.: Химия, 1989. - 301 с.

124. Хортов В.П. Новый взгляд на токсичность автомобильных двигателей в условиях городского движения / В.П. Хортов // Грузовик. 2000. - № 5.-С. 8-11.

125. Хортов В.П. Новый взгляд на экологическую опасность АТС / В.П. Хортов // Автомобильная промышленность. 2000. - № 6. - С. 22-24.

126. Храпченков A.C. Судовые вспомогательные и утилизационные парогенераторы / A.C. Храпченков. Л.: Судостроение, 1979. - 280 с.

127. Цветкова Н.И. Об использовании энергии отработавших газов после газовой турбины в силовых установках / Н.И. Цветкова // Энергомашиностроение. 1964.-№6.-С. 41-45.

128. Ципкин А.Г. Справочник по математике для средних учебных заведений. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 432 е.: ил.

129. Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля: изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Колос, 1972.

130. Шейпак A.A. Характеристика утилизационных паровых турбин двигателей внутреннего сгорания / A.A. Шейпак // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Тез. межвузовской науч.- техн. конф. Челябинск, 1991. С. 72-73.

131. Шокотов Н.К. Основы термодинамической оптимизации транспортных дизелей / Н.К. Шокотов. Харьков: Висща шк., 1980. - 119 с.

132. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / Под общ. ред. P.M. Петриченко. Л.: Машиностроение, 1990. - 328 с.

133. Эффект теплового взрыва в сверхкритической воде / А.А. Востри-ков, Д.Ю. Дубов, С.А. Псаров // Информационный материал НИР (грант № ЗН—119— 01) Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2001.

134. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч. 1. Статика. Кинематика: Учеб. для техн. вузов. 6-е изд. испр. — М.: Высш. шк., 1984. — 343 е.: ил.

135. EI Masri М.А. Energy Analyses of Combined Cycles: Part 1 - Air -Coled Brayton - Cycled Gas Turbines / M. A. EI - Masri // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 1987. - № 2. - P. 228-238.

136. Kittelson D.B. Formation of nanoparticles during exhaust dilution / D.B Kittelson Abdul-Khalelc I // EFI Members conference "Fuels, Lubricants, Engines & Emissions" 1999. - January 18-20. - 13 p.

137. James C.A. comparison of the Bader-Deuflhard and the Cash-Karp Runge-Kutta integrators for the GRI-MECH 3.0 model based on the chemical kinetics code kintecus. / C. James. T. Ianni // Vast Technologies Development, Inc., US, 1999.-P. 84-91/

138. Jennifer C. Reitz MODELING SPRAY Atomization With The Kelvin-Helmholtz/Rayleigh-Taylor Hybrid Model / C. Jennifer, R. Beale // Engine Research Center, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wisconsin, USA, 2001. P. 98-105.

139. Performance simulation and gas dynamics. // WAVE. Product description. Ricardo Software, 2004. 94 p.

140. Meijer RJ. The Philips Stirling engine / R.J. Meijer // De ingenieur. 1969. -№ 19.-P. 81-93.

141. Willard W. Pulkrabek Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine I I Prentice Hall, Upper Saddle River. New Jersey, 2003. P. 111119.