Исследование показателей рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат наук Арасланов Марат Ильдарович

• Арасланов Марат Ильдарович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Арасланов Марат Ильдарович

ВВЕДЕНИЕ

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТОПЛИВ И СПИРТОВ В ДИЗЕЛЯХ

1.1 Перспективы применения альтернативных топлив в дизелях

1.2 Особенности применения рапсового масла и этанола в качестве моторных топлив для дизелей

1.3 Анализ работ по применению этанола и рапсового масла в дизелях

1.4 Анализ способов подачи альтернативных топлив в цилиндры дизелей

1.5 Моделирование процесса сгорания. Обзор существующих моделей процесса сгорания

2 РАЗРАБОТКА УТОЧНЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГОРЕНИЯ ЭТАНОЛА И РАПСОВОГО МАСЛА В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ

2.1 Особенности моделирования горения этанола и рапсового масла в цилиндре дизеля

2.2 Разработка методики и результаты расчета тепловыделения в цилиндре дизеля при работе на альтернативных топливах

2.3 Результаты математического моделирования горения этанола и рапсового масла в цилиндре дизеля

3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА БЫСТРОХОДНОГО ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ 2Ч 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА ЭТАНОЛЕ И РАПСОВОМ МАСЛЕ

3.1 Объект испытаний

3.2 Методика исследования рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и РМ

3.3 Приборы и оборудования для исследования рабочего процесса дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле

3.4 Методика обработки результатов исследований

4 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА БЫСТРОХОДНОГО ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ 2Ч 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА ЭТАНОЛЕ И РАПСОВОМ МАСЛЕ

4.1 Исследование показателей рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле в зависимости от значения установочных углов опережения впрыскивания топлива

4.2 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на индикаторные показатели, показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения

4.3 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения

4.3.1 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения в зависимости от изменения нагрузки

4.3.2 Влияние частоты вращения быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 на показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения при работе на этаноле и РМ

4.4 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на мощностные и экономические показатели

4.4.1 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на мощностные и экономические показатели

в зависимости от изменения нагрузки

4.4.2 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на мощностные и экономические показатели

в зависимости от изменения частоты вращени

4.5 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном

тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на экологические показатели

4.5.1 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на экологические показатели в зависимости

от изменения нагрузки

4.5.2 Влияние применения этанола и рапсового масла в быстроходном тракторном дизеле 2Ч 10,5/12,0 на экологические показатели в зависимости от изменения частоты вращения

5 ОЦЕНКА ИНТЕГРАЛЬНОЙ ТОКСИЧНОСТИ И ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ БЫСТРОХОДНОГО ТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА ЭТАНОЛЕ И РАПСОВОМ МАСЛЕ

5.1 Нормирование выбросов токсичности и дымности ОГ дизелей

5.2 Расчет интегральной токсичности ОГ быстроходного тракторного дизеля

на режимах испытательных циклов

5.3 Расчет интегральных значений дымности ОГ быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле

6 РАЗРАБОТКА МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ТРАКТОРА Т - 30 А 80 ДЛЯ

РАБОТЫ НА ЭТАНОЛЕ И РАПСОВОМ МАСЛЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

Акты внедрения результатов исследования в учебный процесс и производство

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование показателей рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время дизельные двигатели широко используются в сельском хозяйстве, на транспорте и в промышленности благодаря их высокой эффективности, надежности, технологичности и экономичности. Тем не менее, увеличивающийся парк дизелей является одной из основных причин загрязнения окружающей среды и роста потребления нефтяного моторного топлива.

Транспортный комплекс относится к числу наиболее энергоемких секторов экономики и является одним из основных потребителем моторных топлив. На его долю приходится 30 % от общемирового потребления энергии, производимой в основном из нефти (97,6 %), мировые и национальные запасы которой непрерывно сокращаются [147]. В последние годы быстрое истощение запасов ископаемого топлива и более высокие уровни загрязнения вынудили правительства внедрить строгие нормы выбросов, а ученые проводят интенсивные исследования возможностей применения новых видов топлив в двигателях внутреннего сгорания. Применение в дизельных двигателях альтернативных топлив, получаемых из природного газа, угля, возобновляемых источников энергии, это один из вероятных путей решения проблемы замещения нефтяных моторных топлив, который значительно расширит сырьевую базу для их получения.

Среди топлив, получаемых из возобновляемых источников энергии, пристальное внимание следует уделить топливам из растительных масел, например, рапсовому маслу, а также спиртовым топливам с низким цетановым числом, применение которых в стандартных дизелях затруднено [138].

Двигатели внутреннего сгорания транспортных средств являются одними из основных источников загрязнения атмосферы. Во всем мире на транспортный сектор приходилось около 40 % всех мировых выбросов С02 в 2020 г. В период с 1990 по 2020 год выбросы диоксида углерода от транспорта (исключая международные перевозки) увеличились на 79 % [119].

Во всем мире возрастает внимание к энергетическим и экологическим проблемам, связанных со сжиганием ископаемого топлива, что побудило многих ис-

следователей изучить возможность использования альтернативных источников энергии вместо нефти и ее производных [75].

В соответствии со стратегией развития автомобильной промышленности Российской Федерации на период до 2025 года, утвержденной распоряжением Правительства РФ № 831 -р, приоритетным направлением является использование альтернативных видов топлива, из возобновляемых источников энергии, таких как водород, метанол, природный газ, диметиловый эфир и др., а также разработка новых двигателей для работы на этих топливах [98].

Сокращение доли транспорта в загрязнении окружающей среды является также одним из главных приоритетов, определенных Транспортной стратегией Российской Федерации до 2030 года, утвержденной Распоряжением Правительства РФ N 1734-р от 22.11.2008 г. Для снижения негативного воздействия транспорта на окружающую среду предполагается выработка и ввод в действие механизмов государственного регулирования, обеспечивающих мотивацию перевода транспортных средств на экологически чистые виды топлива.

Также в соответствии с энергетической стратегией России на период до 2030 года, утвержденной Распоряжением Правительства РФ № 1715-р от 13.11.2009 г., отдельное внимание уделяется перспективе обеспечения рационального, экономически обоснованного роста использования различных видов возобновляемых источников энергии, а также расширения использования альтернативных видов топлива для транспорта [48, 100, 102].

Использование в автотракторных дизелях альтернативных топлив, получаемых из природного газа, угля, возобновляемых источников энергии, позволит решить проблему замещения нефтяного топлива, значительно расширит сырьевую базу для получения моторных топлив, а также снизит негативное воздействие автотранспорта на окружающую среду. Особенно перспективно использование в дизелях альтернативных оксигенатных топлив, таких как метанол и этанол.

Поэтому исследования, посвященные изучению влияния альтернативных топлив на организацию рабочего процесса в цилиндре, экологические и эффективные показатели работы дизелей, являются важной научной задачей, обуслав-

ливающей возможность широкого применения нетрадиционных топлив и имеющей существенное значение для развития страны.

Степень разработанности. В России и за рубежом проведены исследования по применению целого ряда альтернативных топлив в дизелях. Исследованиям использования спиртовых топлив посвящены работы С.А. Абрамова, В.С. Азе-ва, Д.Г. Алексеева, Ю.П. Алейникова, А.А. Анфилатова, Е.Е. Арсенова, В.И. Ба-лакина, А.Б. Виппера, В.А. Гладких, А.А. Глухова, С.Н. Гущина, В.А. Звонова,

A.В. Зонова, В.Н. Копчикова, С.Р. Лебедева, М.О. Лернера, В.А. Лиханова,

B.В. Луневой, В.А. Лукшо, В. Лотько, Р.В. Малова, Н.В. Носенко,

A.М. Обельницкого, Н.Н. Патрахальцева, С.А. Плотникова, А.С. Полевщикова,

B.П. Попова, С.А. Романова, В.М. Смаля, А.Е. Торопова, А.В. Фоминых, А.С. Ха-чияна, А.Н. Чувашева, А.И. Чупракова и других.

Вопросы применения топлив растительного происхождения совместно с дизельным топливом или в чистом виде были рассмотрены в трудах С.В. Гусакова,

C.Н. Девянина, А.А. Ефанова, А.А. Жосана, Б.П. Загородских, А.Н. Зазули,

B.А. Иванова, Н.А. Иващенко, Н.С. Киреевой, Д.Д. Коршунова,

C.П. Кулманакова, В.А. Маркова, А.П. Марченко, Д.Д. Матиевского, С.Г. Митина, В.Г. Семенова, А.П. Уханова, А.В. Шашева, Е.П. Шиловой и др.

Однако лишь немногие авторы в полной мере занимались исследованием влияния спиртовых топлив и топлив растительного происхождения на организацию и показатели рабочего процесса в цилиндре, экологические и эффективные показатели работы дизеля при полном замещении нефтяного дизельного топлива (ДТ).

В результате анализа проведенных исследований установлено, что возможна организация рабочего процесса в цилиндре дизеля при работе его на этаноле и рапсовом масле, при раздельной их подаче непосредственно в цилиндры и воспламенением от запального топлива (пилотного) с высоким цетановым числом. В качестве запального топлива возможно применение рапсового масла (РМ), способного по своим физико-химическим свойствам к самовоспламенению. При этом ожидается улучшение показателей рабочего процесса, экологических и эффек-

тивных показатели работы дизеля при полном замещении дизельного топлива [58, 84, 89].

Таким образом, экономия нефтяного топлива и улучшение эффективных и экологических показателей эксплуатируемых двигателей внутреннего сгорания за счет применения топлив из возобновляемых источников является актуальной научной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Цель исследования. Исследование показателей рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля с полусферической камерой сгорания в поршне при работе на этаноле и рапсовом масле в качестве запального (пилотного) топлива с их раздельной подачей в камеру сгорания, изучение их совместного влияния на процесс сгорания и тепловыделения в цилиндре, мощностные, экономические и экологические показатели работы, экономию нефтяного моторного топлива.

Объект исследования: быстроходный тракторный дизель 2Ч 10,5/12,0 с полусферической камерой сгорания в поршне, оборудованный раздельной системой подачи топлив с впрыскиванием этанола (основного топлива), через штатную, и рапсового масла в качестве запального топлива (пилотного) через штифтовую форсунки.

Задачи исследования:

- провести лабораторно-стендовые и теоретические исследования влияния применения этанола и рапсового масла на показатели процессов сгорания и тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0, его мощностные, экологические и экономические показатели, экономию нефтяного топлива;

- разработать уточненную математическую модель расчета процесса тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле;

- разработать методику расчета тепловыделения в цилиндре дизеля с учетом теплоемкости газов, произвести расчет показателей процесса тепловыделения и построить расчетные характеристики;

- произвести расчет показателей процесса тепловыделения на различных нагрузочных и скоростных режимах и построить расчетные и экспериментальные характеристики тепловыделения быстроходного тракторного дизеля при работе на ДТ, этаноле и рапсовом масле;

- разработать рекомендации по улучшению экономических показателей быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем оптимизации регулировок по установочному углу опережения впрыскивания топлива и величине запальной порции при работе дизеля на этаноле и рапсовом масле.

Научную новизну работы представляют:

- результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения этанола и рапсового масла на показатели процессов сгорания и тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0, а также экономические, мощностные и экологические показатели, экономию нефтяного топлива;

- уточненная математическая модель расчета процесса тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле;

- методика расчета тепловыделения в цилиндре дизеля с учетом теплоемкости газов, расчеты показателей процесса тепловыделения и расчетные характеристики;

- расчеты показателей процесса тепловыделения на различных нагрузочных и скоростных режимах, расчетные и экспериментальные характеристики тепловыделения быстроходного тракторного дизеля при работе на ДТ, этаноле и рапсовом масле;

- рекомендации по улучшению экономических показателей быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем оптимизации регулировок установочных углов опережения впрыскивания топлива и величине цикловой подачи запального (пилотного) топлива при работе дизеля на этаноле и рапсовом масле.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований в том, что исследованы:

- влияние этанола и рапсового масла на показатели рабочего процесса быстроходного тракторного дизеля с полусферической камерой сгорания в поршне, с их раздельной подачей в камеру сгорания;

- влияние этанола и рапсового масла на показатели процессов сгорания и тепловыделения в цилиндре, мощностные, экономические и экологические показатели работы, экономию нефтяного топлива.

Разработаны:

- уточненная математическая модель расчета процесса тепловыделения, дальнейшие расчеты и построения по которой, позволяют значительно уменьшить затраты времени и средств при дальнейших исследованиях;

- методика расчета тепловыделения в цилиндре дизеля с учетом теплоемкости газов, расчеты показателей процесса тепловыделения и расчетные характеристики;

- расчетные и экспериментальные характеристики тепловыделения быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на ДТ, этаноле и рапсовом масле;

- рекомендации, которые позволяют производить модернизацию уже существующих дизелей для работы на альтернативных топливах.

Материалы диссертации используются в учебном процессе Казанского и Чувашского государственных аграрных университетов, Вятского агротехнологи-ческого университета, Костромской и Нижегородской сельскохозяйственных академий, при чтении лекций, выполнении курсовых работ и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по направлениям подготовки: 35.03.06, 23.03.03, 35.04.06, 23.04.03.

По результатам проведенных исследований на кафедре тепловых двигателей, автомобилей и тракторов ФГБОУ ВО Вятской ГСХА был создан макетный образец трактора Т-30А80, переоборудованный для работы на этаноле и РМ, который в период с апреля по сентябрь 2018 года прошел успешные эксплуатационные испытания в ООО Племзавод «Октябрьский» п. Вичевщина Кировской области. Результаты исследований рассмотрены Министерством сельского хозяйства и

продовольствия Кировской области и рекомендованы к внедрению в сельскохозяйственных предприятиях Кировской области, занимающихся производством и переработкой рапса.

Методология и методы исследования. При экспериментальных исследованиях работы дизеля на альтернативных топливах применялся сравнительный метод и стандартные методики проведения стендовых испытаний дизелей в сочетании с современными методами экспериментальных и теоретических исследований, заключающимися в проведении стендовых испытаний дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле, на современном научном оборудовании с дальнейшей обработкой данных по передовым методикам ведущих НИИ и ВУЗов, основанным на применении современных теорий рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания и программном обеспечении. При определении основных показателей работы дизеля по экспериментальным измерениям использовались общеизвестные аналитические зависимости.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения этанола и рапсового масла на показатели процессов сгорания и тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0, а также экономические, мощностные и экологические показатели, экономию нефтяного топлива;

- уточненная математическая модель расчета процесса тепловыделения в цилиндре быстроходного тракторного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле;

- методика расчета тепловыделения в цилиндре дизеля с учетом теплоемкости газов, расчеты показателей процесса тепловыделения и расчетные характеристики;

- расчеты показателей процесса тепловыделения на различных нагрузочных и скоростных режимах, расчетные и экспериментальные характеристики тепловыделения быстроходного тракторного дизеля при работе на ДТ, этаноле и рапсовом масле;

- рекомендации по улучшению экономических показателей быстроходного тракторного дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем оптимизации регулировок по установочным углам опережения впрыскивания топлива и величине цикловой подачи запального топлива при работе дизеля на этаноле и рапсовом масле.

Степень достоверности научных положений, результатов и выводов, содержащихся в диссертационной работе, основываются на применении:

- апробированных методов и средств исследования при проведении стендовых испытаний дизеля;

- известных приемов обработки экспериментальных данных, полученных при стендовых испытаниях;

- согласованием полученных результатов с известными данными.

Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертационной

работы докладывались и обсуждались на: У-й^^ -й Международных научно-практических конференциях «Наука-Технология-Ресурсосбережение», 2012-2021 гг. (ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, г. Киров); ХП-ХХ Международных научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и соискателей «Науке нового века - знания молодых», 2012-2021 гг. (ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, г. Киров); Х1У^К -й Международных научных конференциях «Мосоловские чтения», 2012-2017 гг. (ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», Йошкар-Ола); Международной научно-технической конференции «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей», 2013 г. (СПбГАУ, г. Санкт-Петербург); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Минсельхоза РФ в номинации «Технические науки» 2013-2014 гг. (ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ г. Уфа; ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ г. Саратов); Международной научной конференции «Гидродинамика больших скоростей и кораблестроение», 2013 г. (МГОУ г. Чебоксары); Международной молодежной научной конференции XXI «Туполевские чтения» 2013 г. (КАИ г. Казань); 14-й,15-й Всероссийских ежегодных научно-практических конференциях «Общество, наука, инновации» (НПК-2014, НПК-2015) (ФГБОУ ВПО ВятГУ, г. Киров); Всероссийской научно-

практической конференции «Молодежь и инновации», 2015 г. (ФГБОУ ВПО ЧГСХА, г. Чебоксары); VII Всероссийской научно-практической конференции «Основные направления развития техники и технологий в АПК» 2015 г. (ГБОУ ВО НГИЭУ, г. Княгинино); Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние прикладной науки в области механики и энергетики» 2016 г. (ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА); I, II Международной научно-практической конференции «Динамика механических систем» 2018 г., 2021 г. (ФГБОУ ВО «Казанский ГАУ»); Международной научно-практической конференции «Мобильная энергетика в сельском хозяйстве: состояние и перспективы развития» 2018 г. (ФГБОУ ВО ЧГСХА, г. Чебоксары); Международной научно-практической конференции «Prospects of development of agrarian sciences» 2019 г. (ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА, г. Чебоксары); Международной научной конференции «Applied physics, information and engineering technologies - APITECH -2019» (г. Красноярск, 2019 г.); II Международной научной конференции «Advanced technologies in aerospace, mechanical and automation engineering» (г. Красноярск, 2019 г.); II Международной научной конференции «Agritech-III-2020: Agribusiness, environmental engineering and biotechnologies» (г. Красноярск, г. Волгоград 2020 г.). Макетный образец трактора Т-30А80 демонстрировался на третьей Международной выставке «БиоКиров - 2015», (г. Киров, 2015 г.) и специализированной выставке «День поля 2020» (г. Киров, 2020 г.).

Публикации результатов исследований. Основные результаты и положения диссертационной работы опубликованы в 70 печатных работах, включая 2 монографии объёмом 8,6 п.л., 5 статей в изданиях из перечня рецензируемых научных изданий, входящих в международные базы данных Scopus и Web of Scienœ, 11 статей в изданиях из перечня рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, объёмом 1,5 п.л. и 52 статьи, входящих в материалы Международных и Всероссийских конференций с общим объёмом 6 п.л. Без соавторов опубликовано 4 статьи общим объемом 0,75 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 181 странице, в том числе 174 стр. текста, содержит 72 рисунка и 11 таблиц. Список литературы изложен на 17 стр., включает 149 наименований.

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТОПЛИВ И СПИРТОВ В ДИЗЕЛЯХ

1.1 Перспективы применения альтернативных топлив в дизелях

Во всем мире понимание энергетических и экологических проблем, связанных с использованием сжиганием ископаемого топлива, побудило многих исследователей изучить возможность использования альтернативных источников энергии вместо нефти и ее производных [85, 96]. По сценарию управления энергетической информации США (Е1А) ожидается неуклонный рост потребления всех первичных источников энергии. Несмотря на быстро растущее потребление возобновляемой энергии, ископаемое углеводородное топливо будет оставаться основным энергетическим источником. Рост потребления возобновляемых источников энергии во всем мире будет увеличиваться на 3 % в год до 2050 года. Доля потребления первичной энергии, нефти и других будет снижаться с 32 % в 2018 году до 27 % в 2050 году (рисунок 1.1) [131].

Рисунок 1.1 - Прогноз мирового потребления энергии [131]

Во всем мире транспорт второй по величине энергопотребления после промышленного сектора, на его долю приходится 30 % общего объема поставляемой энергии в мире. В этом секторе наблюдается устойчивый рост в течение послед-

них 30 лет. По оценкам экспертов, с 2005 по 2035 год ожидается увеличение глобального потребления энергии на транспорте в среднем на 1,8 % в год. Нефть является основным органическим источником энергии в транспортном секторе, на ее долю приходится 97,6 %. Однако ожидаемое истощение запасов традиционного ископаемого топлива и ряд экологических проблем, связанных с его использованием, подтолкнули многих исследователей изучить возможность использования и производства альтернативных видов топлива [17, 112].

В РФ в долгосрочном планировании предусмотрено применение альтернативных видов топлив, в том числе топлив из возобновляемых источников энергии, как в чистом виде, так и в виде добавок в товарные топлива [48, 98, 102]. Согласно федеральному закону N 261-ФЗ запланировано увеличение количества энергоэффективных транспортных средств, в том числе запланированы мероприятия по замещению традиционных моторных топлив альтернативными [36, 37, 105].

По прогнозам Международного Энергетического Агентства общемировое производство биотоплив будет непрерывно увеличиваться с 162 млн. тонн в 2019 г. до 182 млн тонн в 2023-25 г. Ожидается, что биотопливо обеспечит около 5,4 % от спроса на энергию для автомобильного транспорта в 2025 году, по сравнению с 4,8 % в 2019 году. В мировом производстве биотоплива большая часть принадлежит производству и потреблению топливного этанола (рисунок 1.2) [10, 141, 147].

Рисунок 1.2 - Мировое производство биотоплив [147]

Сельское хозяйство может участвовать в производстве топлив, и несомненный приоритет здесь принадлежит производству альтернативных топлив на основе спиртов и животных жиров и растительных масел. Производство добавок на основе растительных масел в дизельное топливо возможно более чем из 350 масличных культур. Для получения биодобавок можно использовать подсолнечное, рапсовое, соевое, хлопковое, льняное, пальмовое, сафлоровое, арахисовое и другие масла.

Испанская компания «Bio Fuel Systems» представила технологию производства биодизеля, где сырьем являются водоросли, выращиваемые в любых водоемах. Микроводоросли могут давать урожай масла, который в 25 раз выше, чем урожай масличной пальмы, и в 250 раз больше соевых бобов. Микроводоросли можно выращивать на ферме или в биореакторе. Считается, что в ближайшем будущем микроводоросли могут сыграть важную роль в решении существующей проблемы между производством продуктов питания и производством биодизеля. В максимально возможной степени сырье для производства биодизеля должно отвечать двум основным требованиям: иметь низкие производственные затраты и производство в больших масштабах. Однако в настоящее время основным сырьем для производства 95 % биодизельного топлива являются пищевые масла, такие как рапсовое (84 %), подсолнечное масло (13 %), пальмовое масло (1 %), соевое масло и другие (2 %) [112, 145].

В России резервы дальнейшего увеличения производства растительного масла за счет выращивания подсолнечника и сои практически исчерпаны, поскольку фактическая площадь посева этих культур в регионах, благоприятных для возделывания, приблизилась к максимальным значениям. В то же время ресурсные возможности России для производства рапсового масла достаточно велики, возможные площади для возделывания рапса оцениваются в 2,25 млн. га. При этом возможно производить до 1,6 млн. т рапсового масла [10].

Биодизель имеет ряд неоспоримых достоинств: содержит в своем составе 10 - 11 % кислорода, что делает его топливом с высокими характеристиками сгорания; является возобновляемым, нетоксичным, легкодоступным, биоразлагае-

мым, устойчивым, экологически чистым, не содержит серы и ароматических углеводородов. При работе на биодизеле также снижается содержание токсичных компонентов в ОГ.

Применение рапсового масла позволяет существенно сократить выбросы вредных веществ с ОГ дизелей. В процессе роста исходной биомассы происходит поглощение СО2, в результате чего суммарные выбросы СО2 в цикле «производство-применение» резко сокращаются [129]. Выращивание сырья для био дизеля помогает сельскому хозяйству восстанавливать деградировавшие земли в течение определенного периода.

Производство биодизельного топлива имеет хороший потенциал для создания рабочих мест в сельской местности. Биодизель обладает хорошими смазывающими свойствам, что улучшает смазку топливной аппаратуры. Однако непосредственное использование растительных масел или смесей, как правило, считается нецелесообразным для дизелей.

Среди существующих методов использования биодизеля основными являются: подача чистого рапсового масла, трансэтерификация РМ, с образованием метилового и этилового эфира рапсового масла (МЭРМ, ЭЭРМ) приближенных по физико-химическим свойствам к ДТ, подача совместно с другим низкоцетано-вым топливом и последующим воспламенением от запальной порции РМ, в виде смесей с ДТ, а также в виде эмульсий и микроэмульсий со спиртами [34, 69]. Каждый из перечисленных способов имеет как свои достоинства, так и недостатки.

Применение чистого необработанного РМ в дизелях не целесообразно и связано с рядом проблем, обоснованных высокой вязкостью РМ: возникает необходимость мероприятий, связанных с его подогревом, в холодный период года запуск дизеля на РМ затруднен [40, 74].

Использование смесей РМ с ДТ связано со сложностью приготовления смесей, низким процентным содержанием РМ в смеси (20 - 40 %), а также обеспечения стабильности смеси в течение всего срока эксплуатации [35, 40, 84].

Метиловый и этиловый эфиры рапсового масла имеют схожие с ДТ физико-химические свойства: они имеют высокое цетановое число (40-48 ед.) и высокую теплоту сгорания (низшая теплота сгорания 37,1 МДж/кг), их применение возможно в любых типах дизелей. Основными недостатками эфиров растительных масел являются их высокая стоимость, сложность и долговременность их получения [54, 74, 84].

Одним из наименее исследованных, но перспективным является использование РМ в качестве запального (пилотного) моторного топлива. При этом РМ впрыскивается в КС через дополнительную систему питания и используется для воспламенения другого низкоцетанового топлива, подаваемого в цилиндры через штатную систему топливоподачи в больших количествах (до 90 % от суммарной цикловой подачи) [63, 82].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Арасланов Марат Ильдарович, 2021 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Автомобильные двигатели / В.М. Архангельский, М.М. Вихерт, А.Н. Воинов [и др.]; под ред. М.С. Ховаха. - М.: Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Аднан, И.Ш. Расчет периода задержки воспламенения в дизеле в условиях двухфазного смесеобразования / И.Ш. Аднан, Г.М. Камфер, В.Н. Луканин // Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания: Тр. МА-ДИ. -М., 1985. -С. 10-19.

3. Анисимов, А. С. Моделирование процесса сгорания топлива в дизеле тепловоза с использованием уравнения двухфазного тепловыделения / А. С. Ани-симов, И. В. Чернышков // Научно-технический журнал «Известия Транссиба» -2016.-№ 1. -С.2-10.

4. Арасланов, М.И. Влияние применения рапсового масла и этанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 с ДСТ на индикаторные показатели, показатели процесса сгорания и характеристики тепловыделения / В.А. Лиханов, Арасланов М.И., А.Н. Козлов // Известия Междунар. академии аграрного образования: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург, 2013 - .Вып. 16. Т. 4. - С. 162 - 166.

5. Арасланов, М.И. Влияние этанола и рапсового масла на дымность отработавших газов / В.А. Лиханов, А.Н. Козлов, М.И. Арасланов // АвтоГазоЗапра-вочный комплекс + Альтернативное топливо. - 2016. - № 12 (117). - С. 24-26.

6. Арасланов, М.И. Исследование показателей рабочего процесса быстроходного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле: монография / В.А. Лиханов, М.И. Арасланов. - Киров: Вятская ГСХА, 2021. - 181 с.

7. Арасланов, М.И. Определение оптимальных установочных углов опережения впрыскивания этанола дизеля 2Ч10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле / М.И. Арасланов, А.Н. Козлов // Вестник Саратовского госагроунивер-ситета им Н.И. Вавилова. - 2014. - № 6 - С.47-50

8. Арасланов, М.И. Работа дизеля на этаноле и рапсовом масле: монография / В.А. Лиханов, А.Н. Козлов, М.И. Арасланов. - Киров: Вятская ГСХА, 2018. - 172 с.

9. Астахов, И.В. Подача и распыливание топлива в дизелях / И.В. Астахов/ -М.: Машиностроение, 1971. - 359 с.

10. Биоэнергетика: мировой опыт и прогноз развития / Сб.ст.-М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008.- 404с.: ил.

11. Вибе, И.И. К методике исследования рабочего цикла дизеля с разделённым впрыском топлива / И.И. Вибе, Е.А. Лазарев, А.Н. Лаврик // Автомобили, тракторы и двигатели: тр. ЧПИ. - Челябинск: ЧПИ. - 1971. - №87. - С. 72-77.

12. Вибе, И.И. Новое о рабочем цикле двигателя (скорость сгорания и рабочий цикл двигателя) / И.И. Вибе. - М. - Свердловск: Машгиз, 1962.-254 с.

13. Вихерт, М.М. Топливная аппаратура автомобильных дизелей/ М.М. Ви-херт, М.В. Мазинг /. - М.: Машиностроение, 1978. - 176 с.

14. Влияние этанола и рапсового масла на показатели процесса сгорания дизеля / В.А. Лиханов, А.Н. Козлов, М.И. Арасланов, С.А. Романов // Строительные и дорожные машины. - 2016. - С. 50 - 52.

15. Воинов, А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях /. - М.: Машиностроение, 1977. - 278 с.

16. Вырубов, Д.Н. О методике расчета испарения топлива // Двигатели внутреннего сгорания. МВТУ. - Машгиз, 1954. - Вып. 25. С. 19-25.

17. Гелетуха, Г.Г. Анализ энергетических стратегий стран ЕС и мира и роли в них возобновляемых источников энергии / Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная, А.К. Праховник // Аналитическая записка Биоэнергетическая ассоциация Украины 2015 г. - №13. -36 с.

18. ГОСТ 17.2.2.01-84 Охрана природы. Атмосфера. Дизели автомобильные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 11 с.

19. ГОСТ 17.2.2.02-98 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 11 с.

20. ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 34 с.

21. ГОСТ 2222-95 Метанол технический М.: Изд-во стандартов, 2000. - 16 с.

22. ГОСТ 24028-2013. Межгосударственный стандарт. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения. - Введ. 06.09.2013. - М.: Стандартинформ, 2014. - 22 с.

23. ГОСТ 305-2013. Топливо дизельное. Технические условия. - М.: Стандар-тинформ, 2014. - 12 с.

24. ГОСТ 31759-2012. Межгосударственный стандарт. Масло рапсовое. Технические условия. - Введ. 29.11.2012. - М.: Стандартинформ, 2013. - 20 с.

25. ГОСТ 5962-2013 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия. - М.: Стандартинформ,2014.-8 с.

26. ГОСТ 8581-78. Межгосударственный стандарт. Масла моторные для автотракторных дизелей. Технические условия. - Введ. 04.08.1978. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. - 8 с

27. ГОСТ Р 17.2.2.07-2000 Охрана природы. Атмосфера. Поршневые двигатели внутреннего сгорания для малогабаритных тракторов и средств малой механизации. Нормы и методы измерения выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности отработавших газов. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 16 с.

28. ГОСТ Р 41.96-2011 Единообразные предписания, касающиеся двигателей с воспламенением от сжатия, предназначенных для установки на сельскохозяйственных и лесных тракторах и внедорожной технике, в отношении выброса вредных веществ этими двигателями. - М.: Изд-во стандартов, 2011. - 65 с.

29. ГОСТ Р ИСО 8178-7-99 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. - М.: Изд-во стандартов, 2000. -15 с.

30. ГОСТ ISO - 8178 - 4 - 2013 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выброса продуктов сгорания Часть 4 Испытательные циклы для двигателей различного применения на установившихся режимах - М.: Изд-во стандартов 2014. - 25 с.

31. Гоц, А.Н. Погрешности при экспериментальных исследованиях двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие / А.Н. Гоц, Ю.Г. Горнушкин. - Влади-

мир: Владим. Гос. ун-т., 2003. - 64 с.

32. Гребнев, А.В. Алгоритм расчёта характеристик тепловыделения дизеля /

A.В. Гребнев // Наука нового века - знание молодых. Материалы Международной научно-практической конференции молодых учёных, аспирантов и соискателей: сб. науч. тр. В 2 ч. Ч. 2. Технические и экономические науки. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2012. - С. 7 - 8.

33. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д. Н. Вырубов, Н. А. Иващенко, В. И. Ивин [и др.]; под ред. А. С. Ор-лина, М. Г. Круглова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983.

— 372 с.

34. Денежко, Л.В. Влияние спирто-рапсовых смесей на показатели работы тракторного дизеля / Л.В. Денежко, Л.А. Новопашин // Аграрный вестник Урала.

- 2014.- №5.-С. 49-51.

35. Денежко, Л.В. Исследование рапсовых смесей различного состава в тракторном дизеле / Л.В. Денежко, Л.А. Новопашин, К.А. Асанбеков // Аграрный вестник Урала. -2015. - №1. -С.53-54.

36. Директива 2009/28/ЕС по поддержке использования энергии на базе возобновляемых источников

37. Дорожная карта энергетического сотрудничества России и ЕС до 2050г. Март 2013.

38. Ерохов, В.И. Применение спиртов в бензиновых двигателях и дизелях /

B.И. Ерохов, И.В. Одинокова // Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ». - М.: МГТУ «МАМИ» -2010. -С.106-115

39. Жосан, А.А. Впрыск и горение рапсового масла и дизельного топлива в современных дизелях / А.А. Жосан, Ю.Н. Рыжов, А.А. Курочкин // Вестник Орел ГАУ. - 2012.- №1. -С.130-132.

40. Жосан, А.А. Сравнение физико-химических свойств дизельного топлива и рапсового масла / А.А. Жосан, Ю.Н. Рыжов, А. А. Курочкин // Вестник Орел-ГаУ. - 2011. - №4.

41. Иванченко, Н.Н. Рабочий процесс дизелей с камерой в поршне / Н.Н. Иванченко, Б.Н. Семёнов, B.C. Соколов // - Л.: Машиностроение, 1972. - 232с.

42. Иващенко, Н.А. Методика и результаты математической оптимизации рабочего процесса тепловозного дизеля / Н.А. Иващенко, Н.А. Горбунова // Дви-гателестроение. - 1989. - № 5. - С. 10-12.

43. Кавтарадзе, Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учебник для вузов / Р.З. Кавтарадзе. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016.-589,[3] с.: ил.

44. Камфер, Г.М. Математическое моделирование процесса сгорания спиртосодержащего топлива в дизеле / Г.М. Камфер, С.А. Плотников // - Киров.: Авангард, 2005. - 106 с.: ил.

45. Камфер, Г.М. Процессы тепломассообмена и испарения при смесеобразовании в дизелях. - М.: Высш. школа, 1974. - 144 с.

46. Кассандрюва, О.И. Обработка результатов наблюдений / О.И. Кас-сандрюва, В.В. Лебедев. -М.: Наука, 1970. - 104 с.

47. Козлов, А.Н. Моделирование сажевыделения в цилиндре дизеля 2410,5/12,0 при работе на альтернативных топливах: монография / А.Н. Козлов, В.А. Лиханов. - Киров: Вятская ГСХА, 2019. - 157 с.

48. Концепция Энергетической стратегии России на период до 2030 г. (проект) // Прил. к научн., обществ. -дел. журналу "Энергетическая политика". - М.: ГУ ИЭС, 2007. - 116 с., 5 рис.

49. Краткая химическая энциклопедия / Ред. кол. И.Л. Кнунянца (отв. ред.) и др. - М.: Советская энциклопедия, 1967. - Т. 1-5.

50. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е, перераб. / Под ред. А.А. Равделя, А.М.-Пономаревой. Л.: Химия,1983.-232с., ил.

51. Кулешов, А.С. Программа расчёта и оптимизации двигателей внутреннего сгорания ДИЗЕЛЬ - РК. Описание математических моделей, решение оптимизационных задач / А.С. Кулешов. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 123 с.

52. Кулешов, А.С. Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.04.02 / Кулешов Андрей Сергеевич. - Москва, 2011. - 32 с.

53. Кулманаков, С.П. Особенности рабочего процесса дизельного двигателя при использовании смесей рапсового масла и дизельного топлива / С.П. Кулманаков, Р.С. Семенов // Ползуновский вестник. -2007. - № 4. С.55-58.

54. Кулманаков, С.П. Основные направления исследований и результаты использования топлив из возобновляемых ресурсов / С.П. Кулманаков, Д.Д. Ма-тиевский, А.В. Шашев, В.А. Мещеряков // Ползуновский вестник. -2009. -№1-2. -С.6-16.

55. Кулманаков, С.П. Применение присадки воздуха при использовании рапсового масла в качестве топлива для дизелей / С.П. Кулманаков, А.В. Шашев, А.Е. Свистула [и др.] // Ползуновский вестник. -2010. -№1 - С. 21-27.

56. Лазарев, Е.А. Физические концепции и математические модели процесса сгорания в дизеле / Е.А. Лазарев // Вестник ЮУрГУ. - 2010. № 10. - С. 32 - 39.

57. Лазурко, В.П. Программа обработки индикаторных диаграмм на алгоритмическом языке Базисный фортран/ В.П. Лазурко, В.А. Кудрявцев // Сборник тр./ЦНИДИ. Л., 1975. - Вып.68. - С. 46-54.

58. Лиханов В.А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив: дис. ... д-ра техн. наук: 05.04.02 / Лиханов В.А. - Киров, 1999. - 589 с

59. Лиханов, В.А. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с двойной системой топливоподачи: монография / В.А. Лиханов, А.Н. Чувашев. - Киров: Вятская ГСХА, 2007. - 129 с.

60. Лиханов, В.А. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле с двойной системой топливоподачи: монография / В.А. Лиханов, А.С. Полевщиков. - Киров: Вятская ГСХА, 2011. - 146 с.

61. Лиханов, В.А. Исследование рабочего процесса дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с двойной системой топ-ливоподачи / В.А. Лиханов, А.В. Фоминых; под. общ. ред. проф. В.А. Лиханова. -Киров: Вятская ГСХА, 2016. - 138с.

62. Лиханов, В.А. Работа дизеля на метаноле с двойной системой топливо-подачи / В.А. Лиханов, В.М. Попов // Двигателестроение. - 1986. -№ 8.- С. 47-50.

63. Лиханов, В.А. Снижение токсичности автотракторных дизелей. / В.А. Лиханов, A.M. Сайкин - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Колос, 1994. - 224 с.

64. Лопатин, О.П. Применение природного газа и спирто-топливных эмульсий для снижения содержания оксидов азота в дизеле: дис. ... д-ра техн. наук: 05.04.02 / О.П. Лопатин - Киров, 2019. - 458 с

65. Лоптев, С.М. Метанол: пути синтеза и использования/ С.М. Лоптев, А.Ш. Мосесов, А. Я Розовский. - М.: ГКНТ ВНТИЦ, 1984.-47с.

66. Лушпа, А.И. Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций / А.И. Лушпа. - М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

67. Лышевский, А.С. Процессы распыливания топлива дизельными форсунками / А.С. Лышевский - М.: Машгиз, 1963. - 180 с.

68. Льотко, В. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания / В. Льотко, В.Н. Луканин, А.С. Хачиян. - М.: МАДИ (ТУ), 2000.-311с.

69. Марков, В.А. Сравнительный анализ альтернативных моторных топлив для дизелей / В.А. Марков, Е.В. Бебенин, С.П. Гладышев // Машиностроение известия высших учебных заведений. - 2014. -№5. -С. 43-48

70. Марченко, А.П. Математическая модель процесса сгорания топлива в дизеле / А.П. Марченко, А.А. Осетров, О.Ю. Линьков // Двигатели внутреннего сгорания - 2013. - № 1. - С.3 - 10.

71. Математическое моделирование испарения рапсового масла и этанола в камере сгорания дизельного двигателя / В.А. Лиханов, М.И. Арасланов [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. -2016. - № 4. - С. 3-6.

72. Методика обработки индикаторных диаграмм / М.И. Арасланов, А.Н.

Козлов, А.С. Юрлов [и др.] // Знания молодых: наука, практика и инновации Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей: Сборник научных трудов. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2014.- С. 179 - 181.

73. Методика проведения стендовых испытаний дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на рапсовом масле и дизельном топливе с использованием двойной системы топливоподачи / М.И. Арасланов // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования. Сборник научных трудов. - C. Петербург: СПбГАУ, 2012. -С.352-357

74. Мысник, М.И. Анализ теплофизических свойств альтернативных топлив для двигателей внутреннего сгорания / М.И. Мысник, А.Е. Свистула // Ползуновский вестник. -2009. -№1-2. - С. 37-43.

75. Николайкин, Н.И. Перевод на альтернативные виды топлива как способ повышения энергетической и экологической эффективности транспорта / Н.И. Николайкин, Б.Н. Мельников, Ю.А. Большунов // Научный вестник МГТУ ГА -2010. -№162. - С 12-21.

76. Справочник химика/ Б.П. Никольский, О.Н. Григоров, М.Е. Позин [и др.]: В 6 т.: Т 1.- Л.: Химия, 1966. - 1072 с.

77. Основы горения углеводородных топлив / Под ред. Л.Н. Хитрина. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. - 664 с.

78. Основы практической теории горения / В.В. Померанцев К.М. Арефьев, Д.Б. Ахмедов [и др.]; под ред. В.В. Померанцева. -Л.: Энергоатомиздат, 1986. -312 с.

79. Пахомов, Ю.А. Основы научных исследований и испытаний тепловых двигателей. Учебник / Ю.А. Пахомов. - М.: ТрансЛит, 2009. - 432 с.

80. Перспективные смесевые кислородсодержащие топлива / Матиевский Д.Д. [и др.] // Ползуновский вестник. -2009. №1-2. -С. 17-21.

81. Петриченко, P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания. Учеб. пособие. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1983. - 244 с.

82. Проблемы применения «альтернативных» топлив в ДВС / А.Р. Кульчицкий, Б.Ю. Голев, A.M. Алли Аттия // Research papers of Lithuanian University of Agriculture. - 2010.- Vol 42. - № 2-3. -P.127-140.

83. Прогноз развития энергетики мира и России до 2040 года. ИНЭИ РАН, АЦ 2013. 110с.

84. Работа дизелей на нетрадиционных топливах / В.А. Марков [и др.] - М.: Легион - Автодата, 2008.-464 с.: ил.

85. Рабочий документ, сопровождающий коммюнике Еврокомиссии «Возобновляемая энергия: основной игрок на энергетическом рынке Европы» COM (2012)271,6.6.2012

86. Разлейцев, Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. - Харьков: Высшая школа, 1980. - 169 с.

87. Разработка макетного образца трактора Т - 30 А - 80 для работы на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с использованием ДСТ / В.А. Лиханов [и др.] // Современное состояние прикладной науки в области механики и энергетики. Материалы Всероссийской науч.-практ. конфер.: сб. науч. тр. - Чебоксары: ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА, 2016. - С. 470 - 477.

88. Райков, И. Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания: учебник для вузов / И. Я. Райков. - Москва: Высшая школа, 1975. - 320 с.

89. Рапсовое масло как альтернативное топливо для дизеля / Марков В.А. [и др.] // Автомобильная промышленность. - 2006.-№2.-С.1- 4.

90. Свиридов, Ю.Б. Принципы построения обобщенной теории сгорания в дизелях // Двигателестроение. - 1980. - № 9. - С. 21-23.

91. Свиридов, Ю.Б. Смесеобразование и сгорание в дизелях. -Л.: Машиностроение, 1972. - 244 с: ил.

92. Свистула, А.Е. Результаты испытаний дизельного двигателя на рапсовом масле с использованием топливной аппаратуры common rail / А.Е. Свистула, М.И. Мысник // Ползуновский вестник. - 2012. - № 3/1. С. 106-112.

93. Семенов, Н.Н. Избранные труды: В 4 т. / Н.Н. Семенов; Отв. ред. А.Е. Шилов; Ин-т хим. физики им. Н.Н. Семенова. - М: Наука, 2004. - ISBN 5-02032961-4 Т. 1. Кн. 1: Цепные реакции. - 2004. - 392 с. - ISBN 5-02-033059-0 (в пер.)

94. Серпионова, Е. Н. Промышленная адсорбция газов и паров. - М.: Высшая школа, 1969. - 416 с.

95. Система АСГА-Т. Руководство по эксплуатации. АПИ 2.950.003 РЭ. -Смоленск, 1984. - 81 с.

96. Сорокин, В.П. Регуляторные вопросы энергетической стратегии и политики Евросоюза до 2020 года В.П. Сорокин / - М.: ИАЦ Энергия, 2011. - 36 с.

97. Справочник химика. Том-1,-2-е изд., перераб. и доп.-Л.: Изд. Химия, 1966.- 1072с.

98. Стратегия развития автомобильной промышленности российской федерации на период до 2025 года. Утверждена Приказом Минпромторга России от 28 апреля 2018 г. № 831-р

99. Теплотехника: Учебник для вузов / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт [и др.]; под ред. А.П. Баскакова. - 2-е изд., перераб.- М.: Энергоатомиздат, 1991. -224 с.: ил.

100. Титков, А.И. Стратегии развития автомобильной промышленности // Автомобильная промышленность. - 2005. - № 2. - С.1-4.

101. Трактор Т30-69, Т30-69А, Т30-69АЗ, Т25А, Т25А2, Т25АЗ. -М.: ООО «Техпромграфика», 2003. - 170 с.

102. Транспортная стратегия Российской Федерации. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 г. N 1734-р (в редакции распоряжения Правительства Российской Федерации от 11 июня 2014 г. N1032-р)

103. Улучшение эффективных показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле c двойной системой топливоподачи / В.А. Лиханов, М.И. Арасланов, А.Н. Козлов, А.В. Патуров // Известия междунар. академии аграрного образования: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург, 2013. - Вып. 16. Т. 4. - С. 166 - 170.

104. Файнлейб, Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1990. - 352 с.

105. Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 13.07.2015) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

106. Филипковский, А.И. Совершенствование рабочего процесса дизелей типа ЧН 32/32 на основе физического и математического моделирования: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Филипковский Алексей Игоревич. - Харьков, 1988. -250 с.

107. Хитрин, Л.Н. Физика горения и взрыва. - М.: Изд-во Московского унта, 1957. - 443 с.

108. Ховах, М.С. Исследование некоторых вопросов смесеобразования и сгорания при форсировании дизеля / М.С. Ховах // Тракторы и сельхозмашины. -1963. - № 11. - С. 10-12.

109. Эфрос, В.В. Дизели с воздушным охлаждением Владимирского тракторного завода / В.В. Эфрос [и др.]. М., «Машиностроение»,1976, 277с.

110. Эффективные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле c двойной системой топливоподачи / В.А. Лиханов, М.И. Арасла-нов, А.Н. Козлов // Тракторы и сельхозмашины. - 2014. - № 7. - С. 5-7.

111. A comparative study on the combustion and emissions of a non-road common rail diesel engine fueled with primary alcohol fuels (methanol, ethanol, and n-butanol)/diesel dual fuel / Le Ning, Qimeng Duan, Zhanming Chen [et al.] // Fuel. -2020.-№ 266.- P.10-15. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117034

112. A comprehensive review on biodiesel as an alternative energy resource and its characteristics / A.E. Atabani, A. S. Silitonga, I. A. Badruddin [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2012.-№16.-P. 2070- 2093.

113. A study on a DI compression ignition engine with diesel-methanol injection by dual injection systems / X.Z. Fang, X.J. Liu, W.H. Jin [et al.] // Trans. CSICE -2003.-№ 21 (2003). - P.411-414.

114. Analysis of the process of combustion of diesel fuel in the cylinder of the diesel 2CH 10.5 / 12.0 depending on the speed of rotation of the crankshaft / A.P. Akimov, V.A. Likhanov, M.I. Araslanov, A.N. Kozlov // Перспективы развития аграрных наук. Материалы Международной научно-практической конференции. 2019. С. 60-61.

115. Application of rapeseed oil to a diesel engine / T. Sawaki [et al.] // IFAC Proceedings Volumes. - 2010. - №43. -P. 215-218

116. Araslanov, M.I. Analysis of the combustion process of diesel fuel in the cylinder 2F 10.5 / 12.0 depending on the frequency of rotation of the crankshaft / V.A. Likhanov, A.N. Kozlov, M.I. Araslanov //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. 2020. С. 12211.

117. Araslanov, M.I. Investigation of the portion size of rapeseed oil for ethanol ignition in a diesel engine / V.A. Likhanov, A.N. Kozlov, M.I. Araslanov // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 548 (2020) 062053 doi:10.1088/1755-1315/548/6/062053

118. Cetane number prediction of waste cooking oil-derived biodiesel prior to transesterification reaction using near infrared spectroscopy / Garcia-Martin, Ales-Alvarez, Francisco Javier [et al.] // Fuel. - 2019.-№ 240.- P.10-15.

119. CO2 emissions from fuel combustion. Overview/ International Energy Agency (IEA) 2020 13 p.

120. Combustion and emission characteristics of a turbocharged diesel engine using high premixed ratio of methanol and diesel fuel / Y. Chunde, W. Lijiang, X. Quans-heng [et al.] // Fuel. - 2015. № 140. - P.156-163.

121. Comparison of exhaust emissions and their mutagenicity from the combustion of biodiesel, vegetable oil, gas-to-liquid and petrodiesel fuels / J. Krahl [et al.] // Fuel. -2009. -№ 88 -P.1064-1069.

122. Dandu, M Tribological aspects of biofuels - A review / Madhu Sudan Reddy Dandu, K. Nanthagopal // Fuel. - 2019.-№ 258.-https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116066.

123. Effects of diesel and methanol injection timing on combustion, performance, and emissions of a diesel engine fueled with directly injected methanol and pilot diesel / L. Zhiyong, W. Yang, G. Heming [et al.] // Applied Thermal Engineering. - 2019. - № 163.

124. Effects of pilot injection strategy of diesel fuel on combustion characteristics in a premixed methanol-air mixture atmosphere in a CVCC / H. Jiangtao, Y. Chunde, G. Peilin [et al.] // Fuel. 2018.-№ 234.- P.1132-1143.

125. Energy Roadmap 2050. COM (2011) 885 final, 15.12.2011

126. Experimental analysis of ethanol dual-fuel combustion in a heavy-duty diesel engine: An optimization at low load / Vinícius B. Pedrozo, Ian May, Macklini Dalla Nora [et al.] // Applied Energy. - 2016.-№ 165.- P.166-182.

127. Experimental analysis of ethanol dual-fuel combustion in a heavy-duty diesel engine: An optimization at low load /Vinícius B. Pedrozo, Ian May, Macklini Dalla Nora [et al.] // Applied Energy. - 2016.-№ 165.- P.166-182.

128. Experimental studies on the combustion and emission characteristics of a diesel engine fueled with used cooking oil methyl ester and its diesel blends / G. Rao, S. Sampath, K. Rajagopal [et al.] // International Journal of Engineering and Applied Sciences -2008. -№42. - P.64-70.

129. Glover, B.M. Boeing and the Environment: Our Commitment to a Better Future / B.M. Glover // Presentation of Boeing Management Company. - Seattle (USA): Boeing Management Company. - 2008.

130. Hill, J. Environmental, economic, and energetic costs and benefits of biodiesel and ethanol biofuels / Hill J, Nelson E, Tilman D [et al.] // Proc Natl Acad Sci. -2006. -№103 (30) 11206-10.

131. International Energy Outlook 2019 with projections to 2050 U.S. Energy Information Administration (EIA) 2019

132. Investigation on the performance of diesel engine using various bio fuels and the effect of temperature variation // Journal of Sustainable Development. -2009. -№3. Vol. 2, - P.176-182

133. Jinlin, X. Effect of biodiesel on engine performances and emissions / X. Jin-lin, E. Tony Grift, C. Alan // Hansen Renewable and Sustainable Energy Reviews. -2011. -№ 15 - P.1098-1116

134. Lee, J. Experimental investigation on the performance and emissions characteristics of ethanol/diesel dual-fuel combustion / J. Lee, S. Lee, S. Lee // Fuel. - 2018.-№ 220.- P.72-79.

135. Klyus, О. Распылители дизельных форсунок для работы на топливах растительного происхождения / О. Klyus, I. Wasiliew // Scientific Journals Maritime University of Szczecin 2011, 27(99) z. 2 pp. 15-23

136. Labeckas, G. Performance of direct-injection off-road diesel engine on rape-seed oil / G. Labeckas, S. Slavinskas // Renewable Energy. - 2006. - №31 - P.849-863

137. Loganathan, S. Heat release rate and performance simulation of DME fuelled diesel engine using oxygenate correction factor and load correction factor in double Wiebe function /S. Loganathan, M. Leenus Jesu Martin, B. Nagalingam, L. Prabhu //2018.- Energy. - №150 p.77-91/https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.02.112

138. Oil information: overview / International Energy Agency (IEA). 2019 23p.

139. Performance and emission characteristics of a diesel engine fueled by rape-seed oil bio-fuel / W. Jazair, S. Kubo, M. Takayasu [et al.] // Jurnal Mekanikal. -2011.-№ 33.-P. 32-39.

140. Rapeseed oil as fuel for farm tractors / BLT Wieselburg. - 2003.- № 46

141. Renewables 2020 analysis and forecast to 2025/ International Energy Agency (IEA) 2020 172 p.

142. Results obtained by methanol fuelling diesel engine / M.G. Popa, N. Ne-gurescu, C. Pana [et al.] // SAE Technical Paper Series. - 2001. - № 2001-01-3748. -P.1-12.

143. The determination of the rate of heat release in the diesel cylinder taking into account the change in the composition of the working substance / V. А. Likhanov, A. N. Kozlov, M.I. Araslanov, O.V. Galtseva // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 421(1). P.042016 (1-7). doi:10.1088/1755-1315/421/4/042016.

144. Use of Rapeseed Straight Vegetable Oil as Fuel Produced in Small-Scale Exploitation / G. Baquero, B. Esteban, J. Riba [et al.] // Universitat Politecnica de Catalunya Spain Biofuel's Engineering Process Technology. - 2010. - P.85-102

145. Vegetable oils as renewable fuels for power plants based on low and medium speed diesel engines / M. Torres-García, J. F. García-Martín, F. J. Jiménez-Espadafor Aguilar [et al.] // Journal of the Energy Institute https://doi.org/10.1016/jjoei.2019.08.006

146. Vojtísek-Lom, M. Experimental investigation of the behavior of non-esterified rapeseed oil in a diesel engine mechanical fuel injection system / M. Vojtísek -Lom, M. Pechout, A. Barbolla // Fuel. - 2012.-№97.-P. 157-165

147. World energy balances: overview / International Energy Agency (IEA) 2019

735 p.

148. Xu YF, Yu HQ, Wei XY, Cui Z, Hu XG, Xue T, et al. Friction and wear behaviors of a cylinder liner-piston ring with emulsified bio-oil as fuel. Tribol Trans 2013;56(3):359-65

149. Zajdel A., Krzak A. Tests of Combustion of Rapeseed and Mineral Oils Mixtures

ПРИЛОЖЕНИЕ Акты внедрения результатов исследования в учебный процесс и

производство

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Казанский государственный аграрный университет»

работы в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, директор Института механизации и технического сервиса, д.т.н., доцент С.М. Яхин и заведующий кафедрой тракторов, автомобилей и безопасности технологических процессов д.т.н., профессор К.А. Хафизов составили настоящий акт о том, что госбюджетная научно-исследовательская работа старшего преподавателя кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов ФГБОУ ВО Вятский ГАТУ М.И. Арасланова, на тему: «Исследование показателей рабочего процесса быстроходного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле», используется в учебном процессе при проведении занятий по дисциплине «Тракторы и автомобили» со студентами, обучающимися по специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», бакалавриата и магистратуры по направлениям подготовки: 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 35.03.06, 35.04.06 «Агроинженерия».

Директор Института механизации и технического сервиса д.т.н., доцент

Заведующий кафедрой тракторов, автомобилей и безопасности технологических процессов д.т.н., профессор

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Чувашский государственный аграрный университет»

работы в учебном процессе

Мы. нижеподписавшиеся, представители федерального государственною бюджетного образовательного учреждения высшею образования «Чувашский государственный аграрный университет»: декан инженерного факультета канд. техн. наук, доцент Н.Н.Пушкаренко. доцент кафедры транспорт но-технологических машин и комплексов канд. техн. наук В.Н.Мазяров и представитель федерального государственною бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Вятский государственный агротсхнологичсский университет», старший преподаватель кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов М.И. Арасланов составили настоящий акт о том. что госбюджетная научно-исследовательская работа на гсм\ «Исследование показателей рабочего процесса быстроходного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле» (исполнитель М.И. Арасланов. старший преподаватель кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов ФГБОУ ВО Вятский Г АТУ), внедрена (используется) в учебном процессе при чтении лекций студентам специальности 23.05.01 «Наземные трансиортно-технологические средства», бакалаврам специальности 23.03.03 «Эксплуатация транспорт но-технологических машин и комплексов». 35.03.06 «Агроинженерия», магистрам специальности 23.04.03 «Эксплуатация ]раиспортно-техиоло1 нчсских машин и комплексов». 35.04.06 «Агроинженерия». выполнении ими курсовых работ и дипломном проектировании.

Представители ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ: декан инженерного факультета канд. техн.наук, доцент Доцент кафедры транснортно-тсхнолог пчеекпх машин и комплексов канд. техн. наук

Представитель ФГБОУ ВО Вятский ГАГУ.

старший преподаватель кафедры ТД. А и I

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

АКТ

об использовании (внедрении) научно-исследовательской работы в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, представители ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»: декан инженерного факультета доктор техн. наук, профессор A.B. Пасин, заведующий кафедрой "Эксплуатация мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин", доктор техн. наук, профессор А.И. Новожилов и представитель ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия», старший преподаватель кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов М.И. Арасланов. составили настоящий акт о том, что госбюджетная научно-исследовательская работа на тему: «Исследование показателей рабочего процесса быстроходного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле» (исполнитель - М.И. Арасланов, старший преподаватель кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов ФГБОУ ВО «Вятская государственная сельскохозяйственная академия») внедрена (использована) в учебном процессе: при чтении лекций, при курсовом и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по специальности 35.03.06 и 35.04.06 «Агроинженерия» на инженерном факультете ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия».

Представители ФГБОУ ВО Нижегородская ГСХА декан инженерною факультета,

доктор техн. наук, профессор

А.В. Пасин

заведующий кафедрой "Эксплуатация мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин доктор техн. наук, профессор

н

А.И. Новожилов

Представитель ФГБОУ ВО Вятская ГСХА старший преподаватель кафедры тепловых двигателей автомобилей и тракторов

М.И. Арасланов

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО хозяйс РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образователц

высшего образования «Костромская государственная сельскохозяй

Врио ректора ФГ д.т.н. профессор"

а >\

:РЖДАЮ: мскаяГСХА. iVl.C. Волхонов 2021 г.

АКТ

об использовании (внедрении) научно-исследовательской работы в у чебном процессе

Мы. нижеподписавшиеся, представители федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Костромская государственная сельскохозяйственная академия» (ФГБОУ ВО Костромская ГСХА): декан инженерно - технологического факультета, кандидат экономических наук, доцент М.А. Иванова, заведующий кафедрой тракторы и автомобили, кандидат технических наук, доцент A.M. Молодой и представитель федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Вятский государственный афотехнологический университет», старший преподаватель кафедры тепловых двигателей автомобилей и факторов М.И. Арасланов составили настоящий акт о том. что госбюджетная научно-исследовательская работа на тему «Исследование показателей рабочег о процесса быстроходного дизеля при работе на этаноле и рапсовом масле» (исполнитель М.И. Арасланов. старший преподаватель кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов ФГБОУ ВО Вятский ГАТУ). внедрена (используется) в учебном процессе при изучении дисциплин по специальности 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», бакалавриата и магистратуры по направлениям подготовки:23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». 35.03.06. 35.04.06 «Агроинженерия» на инженерно - технологическом факультете ФГБОУ ВО Костромская ГСХА.

Представители ФГБОУ ВО Костромская ГСХА: Декан инженерно технологического факультета ФГБОУ ВО Костромская ГСХА. кандидат экономических наук, доцент

Заведующий кафедрой факторы и автомобили ФГБОУ ВО Костромская ГСХА. кандидат технических наук, доцент

Представитель ФГБОУ ВО Вятский ГАТУ. старший преподаватель кафедры ТД. АиТ

М.А. Иванова

A.M. Молодое

М.И. Арасланов

УТВЕРЖДАЮ тральный директор

«Октябрьский» ЖуС А.Н. Росляков WW/ 2018 года

о проведении эксплуатационных испытаний

Настоящий акт составлен комиссией в составе: главный инженер ЗАО Ппемзавод «Октябрьский» В.В. Снигерев, инженер по эксплуатации машинно-тракторного парка ЗАО Ппемзавод «Октябрьский» С.Н. Цепелев. сотрудники кафедры тепловых двигателей, автомобилей и тракторов Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Вятская государственная сельскохозяйственная академия» М.И. Арасланов, А.Н. Козлов, заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор В.А. Лиханов в том, что в 2018 году на животноводческом комплексе ЗАО 1 Клемзавод «Октябрьский» проведены эксплуатационные испытания трактора Т-30А80, модернизированною для работы на этиловом спирте и рапсовом масле, в составе машинно-тракторного агрегата с раздатчиком кормов РММ-5,0. Во время эксплуатационных испытаний, проходивших с апреля по октябрь 2018 года, наработка трактора составила 240 моточасов при среднем часовом расходе этанола 2,9 кг/моточас, и рапсового масла 0,9 кг/моточас. В результате испытаний трактор показал высокую эффективность и надежность работы, подтвердил заявленные проектные характеристики.

От ЗАО Племзавод «Октябрьский»: Главный инженер

Инженер по эксплуатации машинно-тракторного парка

От кафедры ТД,АиТ ФГБОУ ВО Вятской ГСХА: