Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с двойной системой топливоподачи путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат наук Копчиков Виктор Николаевич

• Копчиков Виктор Николаевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Копчиков Виктор Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. 1 Перспективы применения рапсового масла и метилового эфира рапсового масла в автотракторных дизелях

1.2 Перспективы применения метилового спирта в автотракторных дизелях

1.3 Анализ работ по применению МЭРМ и рапсового масла

в автотракторных дизелях

1.4 Анализ работ по применению метанола в автотракторных дизелях

с использованием ДСТ

1.5 Снижение токсичности отработавших газов автотракторных дизелей при использовании метанола и МЭРМ

1.6 Влияние топлив на основе метанола и МЭРМ на выбросы оксидов азота в отработавших газах автотракторных дизелей

1.7 Механизмы образования оксидов азота в цилиндре дизеля

1.8 Задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ДИЗЕЛЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА МЕТАНОЛА И МЭРМ С ДСТ

2.1 Уточненная математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре и ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при использовании качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ

2.2 Результаты теоретических расчетов образования оксидов азота

в двигателе 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3. 1 Объект испытаний

3.2 Методика проведения стендовых испытаний по снижению выбросов оксидов азота в отработавших газах двигателя 2Ч 10,5/12,0

при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ

3.3 Экспериментальное оборудование, применяемое для исследования двигателя 2Ч 10,5/12,0

3.4 Методика обработки результатов исследований и ошибки измерений 83 4 СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА В ДВИГАТЕЛЕ

2Ч 10,5/12,0 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА МЕТАНОЛА И МЭРМ С ДСТ

4.1 Исследование экономических, токсических показателей и показателей рабочего процесса двигателя 2Ч 10,5/12,0

при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ на различных установочных УОВТ

4.1.1 Исследование экономических показателей двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ

на различных установочных УОВТ

4.1.2 Исследование индикаторных показателей и показателей процесса сгорания двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ на различных установочных УОВТ

4.1.3 Экспериментальные исследование выбросов оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола

и МЭРМ с ДСТ на различных установочных УОВТ

4.1.4 Теоретические исследование выбросов оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола

и МЭРМ с ДСТ на различных установочных УОВТ

4.2 Исследование эффективных и токсических показателей двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ

с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки и частоты вращения

4.3 Исследование показателей процесса сгорания, объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 с использованием в качестве топлива метанола и МЭРМ

с ДСТ при изменении угла поворота коленчатого вала

4.3.1 Исследование показателей процесса сгорания, объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 с использованием в качестве топлива метанола и МЭРМ

с ДСТ на номинальной частоте вращения при изменении угла поворота коленчатого вала

4.3.2 Исследование показателей процесса сгорания, объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 с использованием в качестве топлива метанола и МЭРМ

с ДСТ на частоте вращения максимального крутящего момента при изменении угла поворота коленчатого вала

4.4 Исследование показателей процесса сгорания, объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота двигателя 2Ч 10,5/12,0 с использованием в качестве топлива метанола и МЭРМ

с ДСТ при различных нагрузочных и скоростных режимах

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАНОЛА И МЭРМ С ДСТ

В ДИЗЕЛЕ 2Ч 10,5/12,0

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с двойной системой топливоподачи путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах»

ВВЕДЕНИЕ

Основной экологической проблемой в настоящее время является загрязнение воздуха вредными выбросами автомобильного транспорта. Главные приоритетные задачи направлены на поиск альтернативных видов топлива, которые должны улучшить экологическую обстановку и снизить токсичность отработавших газов автомобильным транспортом.

Атмосферный воздух является определяющим фактором для жизни человека, животных и растительных миров, а также плодородия почвы. Выбросы вредных веществ оказывают существенное влияние на парниковый эффект и изменение климата, что, в свою очередь, влияет на ухудшение здоровья всех живых существ и организмов. При сгорании отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания производят порядка 280 различных компонентов. Большинство из них токсичны из-за природы химических свойств и оказывают соответствующее воздействие на организм человека.

Приоритетными направлениями снижения токсичности отработавших газов двигателей являются: дальнейшее усовершенствование конструкции; использование альтернативных видов топлива, главным образом ненефтяного происхождения, которые должны отвечать не только требованиям эффективности работы двигателя, но и обеспечивать снижение вредных веществ в отработавших газах; создание двигателей, а также устройств, способных снизить содержание токсичных компонентов в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания.

Большинство грузовых автомобилей, промышленной тяжелой техники, а также техники сельскохозяйственного назначения оснащаются дизельными двигателями, и поскольку будущее за дизелями, необходимо совершенствовать их в плане улучшения экологических, экономических и эффективных показателей.

В соответствии с указом Президента РФ от 07.07.2011 № 899 «Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологии и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской

Федерации», были обозначены важнейшие исследования, которые направлены на использование альтернативных видов топлива.

Целью указа является модернизация и технологическое развитие российской экономики, а также повышение ее конкурентоспособности. В перечень критических технологий РФ входит получение новых и возобновляемых источников энергии, что говорит о практической значимости различных технологических исследований, и об их влиянии на дальнейшее развитие общественного производства.

На протяжении многих лет ведутся научные исследования, направленные на изучение альтернативных видов топлива ненефтяного происхождения, призванные улучшить экологические показатели двигателей внутреннего сгорания. Исследованиям в этом направлении посвящен ряд работ различных авторов: Д.К. Алексеева, А.А. Анфилатова, Д.Б. Бубнова, Л.И. Быковской, А.М. Гвоздева, М.П. Гириновича, С.Н. Девянина, А.А. Ефанова, А.А. Зенина,

A.А. Зинченко, В. А. Иванова, Н.А. Иващенко, Ю.В. Илатовского, Н.С. Киреевой, А.В. Козлова, Г.С. Корнилова, Д. А. Коршунова, Н.В. Кострюковой, М.Н. Кочеткова, Р.Ш. Кулиева, А.С. Кулешова, С.П. Кулманакова, Н.В. Краснощекова, С.В. Лебедева, В. А. Лиханова,

B.Н. Луканина, Р.В. Малова, В. А. Маркова, А.П. Марченко, Д. Д. Матиевского, В.З. Махова, С.А. Нагорнова, Х.М. Ор-Рашида, Н.Н. Пасхина, Е.Г. Пономарева, В.М. Попова, В. А. Рачкина, Г.С. Савельева, А.А. Салимзяновой, А.М. Сайкина, В.Г. Семенова, С.М. Сивачёва, А.Ю. Смирнова, А.С. Теренченко, Г.А. Терентьева, В.М. Тюкова, А.П. Уханова, В.М. Фомина, А.С. Хачияна, А.Н. Чувашева, А.В. Шашева, Ф.Р. Ширинова и других.

Проведенный анализ результатов научных исследований показал, что количество вредных веществ в отработавших газах зависит от: регулировок топливоподающей аппаратуры, типа двигателя и его технического состояния, режима работы двигателя, а также от различных эксплуатационных факторов. Все это необходимо учесть и при использовании альтернативных видов топлива. Анализ работ по применению альтернативных топлив выявил

недостаточность информации по выбросам оксидов азота в отработавших газах дизелей при проведении исследований по улучшению их экологических показателей, особенно при работе на спиртах и биотопливах растительного происхождения.

Объект диссертационного исследования - тракторный дизель 2Ч 10,5/12,0 воздушного охлаждения с полусферической камерой сгорания в поршне, работающий на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с использованием двойной системы топливоподачи.

Предмет диссертационного исследования - показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовая концентрация оксидов азота в цилиндре и отработавших газах дизеля на при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла, а также мощностные, экономические и экологические показатели.

Цель. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 с полусферической камерой сгорания в поршне при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с использованием двойной системы топливоподачи, изучение их влияния на процессы образования и разложения оксидов азота, мощностные, экологические и экономические показатели, экономию нефтяного топлива.

Научную новизну работы представляют:

- результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения метанола и метилового эфира рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи на процессы образования и разложения оксидов азота, токсические, мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 с полусферической камерой сгорания и впрыскивании запального топлива через штифтовую форсунку;

- результаты определения регулировочных параметров топливоподающей аппаратуры, обеспечивающие получение оптимальных параметров рабочего процесса дизеля, экологические и экономические показатели при работе на метаноле метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- уточненная математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре и отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- результаты расчета показателей объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в цилиндре и отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- рекомендации по снижению содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований в том, что применение метанола и метилового эфира рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи позволяет значительно уменьшить выбросы оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0, полностью заместить дизельное топливо и сохранить мощностные показатели на уровне серийного дизеля. Уточненная математическая модель расчета содержания оксидов азота дизеля 2Ч 10,5/12,0 показала высокую сходимость полученных теоретических расчетов объемного содержания оксидов азота с данными экспериментальных исследований и последующими на их основе расчетами.

Материалы диссертации используются в учебном процессе Вятской, Нижегородской и Чувашской государственных сельскохозяйственных академий при чтении лекций, выполнении курсовых работ и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по образовательным программам 35.03.06, 23.03.03, 35.04.06, 23.04.03.

Экономическая эффективность. Экономический эффект от применения метанола и МЭРМ в дизеле 2Ч 10,5/12,0 за счет снижения ущерба, наносимого выбросами ОГ составил 6885 рублей на один двигатель в год. Экономия средств за счет применения более дешевого топлива составляет 33980 руб./год на один двигатель при годовой наработке в 500 мото-часов (в ценах на январь 2017 г.).

Положения выносимые на защиту:

- результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения метанола и метилового эфира рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи на процессы образования и разложения оксидов азота, токсические, мощностные и экономические показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 с полусферической камерой сгорания и впрыскивании запального топлива через штифтовую форсунку;

- результаты определения регулировочных параметров топливоподающей аппаратуры, обеспечивающие получение оптимальных параметров рабочего процесса дизеля, экологические и экономические показатели при работе на метаноле метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- уточненная математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре и отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- результаты расчета показателей объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в цилиндре и отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи;

- рекомендации по снижению содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи.

Методология и методы исследования: применялись современные методы экспериментальных и теоретических исследований, заключающиеся в проведении стендовых испытаний дизеля 2Ч 10,5/12,0 на современном научном оборудовании при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с двойной системой топливоподачи, с дальнейшей обработкой данных по передовым методикам ведущих НИИ и ВУЗов, основанных на применении современных теорий рабочих процессов ДВС.

Достоверность 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.

Личный вклад автора. Автором выполнен анализ литературных источников по теме диссертационного исследования. Автор принял участие в разработке уточненной модели образования оксидов азота в дизеле 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла. Автором был выполнен полный цикл стендовых испытаний дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла при впрыскивании (в качестве запального топлива) через штифтовую форсунку с двойной системой топливоподачи с последующей обработкой результатов, их анализом,

представлением материалов в публикациях и выступлениях на конференциях. Материалы диссертации основаны на исследованиях автора в период с 2012 г. по 2017 г.

Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 6-ой, 7-ой, 8-ой, 9-ой, 10-ой Международных научно-практических конференциях «Наука - Технология -Ресурсосбережение», 2013 - 2017 гг. (ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, г. Киров); 15-ой, 17-ой и 18-ой, 19-ой Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства», 2013, 2015, 2016, 2017 гг. (ФГБОУ ВО Марийский ГУ, Йошкар-Ола); Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых учёных «Знания молодых: наука, практика и инновации», 2013 - 2016 гг. (ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, г. Киров); Всероссийской ежегодной научно-практической конференции «Общество, наука, инновации», 2013, 2014 гг. (ФГБОУ ВПО Вятский ГУ, г. Киров); XI Всероссийской научно - практической конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Молодёжь и инновации», 2015 г. (ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА, 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, г. Чебоксары).

Публикации результатов исследований. Основные результаты и положения диссертационной работы опубликованы в 37 печатных работах, включая монографию объёмом 9,06 п.л., 6 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 30 статей 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, выводов и рекомендаций и списка литературы. Работа изложена на 175 страницах, в том числе 142 стр. текста, содержит 42 рисунка и 14 таблиц. Список литературы изложен на 28 стр. включает 213 наименований, в том числе 19 на иностранных языках.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1 Перспективы применения рапсового масла и метилового эфира рапсового масла в автотракторных дизелях

Многие научно-исследовательские институты и центры в последние годы всё чаще проводят исследования, которые направлены на поиск альтернативных топлив, призванные заменить традиционные жидкие углеводородные топлива нефтяного происхождения [24, 26, 67].

Существующие альтернативные виды топлива классифицируются по следующим признакам:

- по своему составу (эфиры, спирты, масла, газовые топлива, водородные топлива, и др.);

- при различных агрегатных состояниях они делятся на: жидкие, твердые и газообразные;

- по способам использования их применяют как в качестве добавок, так и в натуральном виде;

- также топлива получают из различных источников сырья - из торфа, угля, сланцев, горючего газа, биомассы и др.

Из всех существующих альтернативных топлив наиболее перспективным являются биотоплива и их смеси с дизельным топливом в разных пропорциях (растительно-минеральные смеси) [13, 14, 41].

Сельскохозяйственные предприятия, которые потребляют главным образом светлые нефтепродукты [68, 81, 82] для выращивания растений, при создании биодизельного топлива стали способными выпускать экологически чистое, возобновляемое топливо для дизелей [42, 155].

Требуемые физико-химические свойства альтернативного топлива обуславливают применение новых технологий, которые способны обеспечить эксплуатационные, экономические и экологические показатели [39, 40, 43, 65, 83, 179].

Анализ работ о разрабатываемых технологиях получения биотоплива из растительных масел с использованием его в двигателях автотракторной техники выявил недостаточность информации [43, 59, 80, 127, 128, 130, 131, 156, 160, 187].

В частности приводят сведения о технологии возделывания с последующим выращиванием и дальнейшей переработки семян в масло. Преимущественно масло выделяется из масличных культур путем выжимки, а в дальнейшем очищается различными методами, в том числе, нейтрализацией, вымораживанием или фильтрованием. Также был выявлен недостаток информации о влиянии биотоплива, в частности, рапсового масла (РМ) и метилового эфира рапсового масла (МЭРМ) на индикаторные параметры [134, 172, 181] рабочего цикла, эффективные и экологические показатели и параметры топливоподачи.

Наряду с этим, все исследователи чаще приходят к единому мнению об отказе применения нефтяных топлив [124, 133, 143, 189] и целесообразности использования возобновляемых источников энергии, а именно, получение топлива из растительной биомассы в качестве перспективного экологически чистого вида топлива для автотракторных двигателей [44, 45].

При производстве биодизельного топлива применяют различные виды растительных масел, таких как рапсовое, льняное, подсолнечное, пальмовое и др. При этом полученное биотопливо из разных растительных масел имеет ряд отличительных физико-химических признаков. К таким признакам относятся: низшая теплота сгорания, вязкость, плотность, фильтруемость, температура застывания, коксуемость, цетановое число и др. К примеру, у пальмового биодизельного топлива меньше низшая теплота сгорания по сравнению с рапсовым топливом, но высокая вязкость. Поэтому пальмовое биодизельное топливо лучше применять в регионах с более теплым климатом.

Биодизельные топлива на основе растительных масел различны по составу и способам применения:

- натуральное техническое растительное масло. Его основой являются

масличные культуры, оно получается путем прессования или отжима. Такое масло химически не модифицирование, нерафинированное или рафинированное, обладает низшей теплотой сгорания в пределах 35-37 МДж/кг [157] из-за зависимости жирнокислотного состава, применяется как биотопливо для соответствующих типов двигателей, отвечает установленным нормам выбросов вредных веществ [65, 67, 68, 125, 138].

- биодизельное топливо. Полученный метиловый (или этиловый) эфир, основой которого является растительное масло. Обладает низшей теплотой сгорания в пределах 37,1-37,4 МДж/кг. Его физико-химические свойства близки к свойствам минерального дизельного топлива. Такое топливо применяется в качестве моторного топлива в дизельных двигателях.

- смесевое ДТ. Изготавливается путем смешивания растительного масла с минеральным ДТ. Низшая теплота сгорания лежит в пределах 37-39 МДж/кг. Физико - химические и теплотворные свойства достаточно близки к свойствам минерального ДТ. Это позволяет использовать данные компоненты в дизельном двигателе без внесения существенных конструктивных изменений [133, 147, 149, 182].

Топливный потенциал масличных культур при сравнении на 1 т сырья намного больше относительно других сельскохозяйственных культур. Произведенные расчеты показывают, что затраты на получение рапсовых семян составляют 17700 МДж/кг, на получение масла - 700 МДж/кг, при этом энергия, получаемая от масла - 22200 МДж/кг. В связи с вышесказанным, можно сделать вывод, что энергетическая прибыль с одного гектара посева рапса составляет 3800 МДж (что соответствует 110 л нефтяного ДТ по своей энергетической ценности) [181].

Растительное масло любого вида - это смесь триглицеридов, т.е. эфиров, соединенных с молекулой глицерина (трехатомным спиртом С3Н8О3). Глицерин, в свою очередь, и придает вязкость и плотность растительному маслу [161]. Таким образом, основной задачей при получении биодизельного топлива является удаление глицерина путем замещения его на спирт (процесс

этерификации). На данный момент времени альтернативные топлива из рапсового масла находят применение в натуральном виде, в виде МЭРМ и в виде диметилового эфира рапсового масла [25, 129]. Такие топлива используют в высокоразвитых странах, несмотря на то, что серьезных проблем с нефтяным топливом у них не существует.

МЭРМ можно охарактеризовать более низким уровнем коксования деталей ДВС, чем этиловый эфир рапсового масла (ЭЭРМ) из-за более низкой вязкости и молекулярной массы. К тому же, метиловые эфиры лучше сохраняются. К преимуществам этиловых эфиров можно отнести снижение дымности и температуры отработавших газов и меньшую агрессивность к деталям двигателя. В дальнейшем процессе производства этиловые эфиры менее вредны, но при очистке биодизельного топлива с целью удаления излишков спирта возникают небольшие сложности, поскольку этанол формирует устойчивую водную эмульсию. В связи с этим, из-за более низкой себестоимости метилового спирта, производство МЭРМ более рентабельное. Поэтому, МЭРМ, как альтернативное топливо, приобретает наибольшую популярность в странах Европы. В таблице 1.1 представлены физико-химические характеристики РМ, МЭРМ и ДТ из которой следует, что параметры (вязкость, плотность и др.) МЭРМ наиболее близки к ДТ [181, 182].

Таблица 1.1 - Физико - химические характеристики РМ, МЭРМ

и дизельного топлива

Параметр РМ МЭРМ ДТ

Плотность, кг/м 877 860 - 900 860

2 Кинематическая вязкость, мм /с 80 3,5 - 5 3,0-6,0

Поверхностное натяжение, Н/м 33,2 • 10-3 30,7 • 10-3 27,1 • 10-3

Низшая теплота сгорания, 3 МДж/м 36,7 37,2 42,5

Цетановое число 44 51 45

Таким образом, наиболее подходящим для производства биодизельного топлива является рапсовое масло. Исходя из физико-химических характеристик, доступности, а также из стоимости его можно использовать в качестве основы или компонента топлива.

На рисунке 1.1 представлен процесс метанолиза рапсового масла. Процесс производства МЭРМ из масла заключается в следующем: предварительно очищают РМ, затем добавляют метиловый спирт. Катализатором для данной реакции служит щелочь. Затем, смесь нагревают до 50° С, отстаивают и охлаждают. Жидкость расслаивается на две фракции -легкую и тяжелую. Легкая - представляет собой метиловый эфир (или биодизель), а тяжелая - глицерин [181].

МЭРМ можно применять как основной вид топлива, так и в качестве запальной порции с метанолом или этанолом с использованием двойной системой топливоподачи (ДСТ).

По своим физико - химическим свойствам МЭРМ близок к ДТ и является возобновляемым источником энергии, который открывает нам новые возможности для исследования данного вида топлива в дизелях.

Можно выделить ряд факторов, которые обуславливают преимущество применения альтернативных топлив [166, 173 - 175, 195, 196]. К ним относятся: экологические, экономические и санитарные [47, 53, 138, 144, 158, 169].

- экологические факторы [170, 176, 177]. К одному из главных потребителей дизельного топлива можно отнести сельское хозяйство, которое оказывает существенное влияние на чистоту воздушного бассейна, так как способствует значительному воздействию на окружающую среду. Только на долю автотракторной техники, которая оснащенная дизельными двигателями, приходится более 9 % выбросов основных вредных веществ.

- экономические факторы [190]. Возникает необходимость в перестройке энергетического баланса при современном развитии производства, которое основывается на полиэнергетике (т.е. системе, использующей несколько видов энергии). Главной особенностью полиэнергетики является переход от

применения нефтяных топлив к альтернативным, возобновляемым.

Рисунок 1.1 - Процесс метанолиза рапсового масла

- санитарные факторы. В связи с постоянным ужесточением санитарных требований, которые предъявляются к современным топливам и их продуктам сгорания, проблема «экологичности» приобрела наибольшее значение. Обозначенные требования указаны в различных международных документах,

на которые ориентируется и Российская Федерация [136, 181].

В соответствии с вышесказанным, Минсельхозом России был разработан приказ от 09.12.2013 № 459. Об утверждении отраслевой программы «Внедрение технологий, основанных на применении возобновляемых видов сырья в агропромышленном комплексе России на 2014 - 2020 годы».

Целью приказа является создание и внедрение в АПК различных технологий, которые способствуют сбережению большого количества ресурсов. Также одной из главных среди представленных целей необходимо выделить создание и применение альтернативных топлив на основе масличных культур, к которым можно отнести и РМ.

1.2 Перспективы применения метилового спирта в автотракторных дизелях

Важное место среди перспективных альтернативных топлив для дизелей занимают спирты [1, 2]. В их число, прежде всего, входят: метиловый спирт (метанол), этиловый спирт (этанол), Н-бутиловый спирт (бутанол) и др. Производить спирты можно практически из любого сырья [121], которое содержит в себе углерод. Спирты по ряду физико-химических свойств существенно отличаются от стандартных дизельных топлив, что усложняет применение их в дизелях.

Наиболее исследованными и перспективными на сегодняшний день для применения в дизелях являются одноатомные первичные спирты - метиловый спирт (метанол) СН3ОН и этиловый спирт (этанол) С2Н5ОН. Метанол - это простейший спирт, он представляет собой ядовитую жидкость со слабым спиртовым запахом. В таблице 1.2 представлены сравнительные физико-химические свойства метанола и ДТ [192].

Среди положительных свойств метилового спирта для применения в ДВС можно отметить наличие в его молекулах атомов кислорода, что дает

возможность использовать метанол в качестве оксигенатов (кислородсодержащих компонентов), способствующих снижению выбросов сажи и монооксида углерода как в бензиновых двигателях, так и в дизелях.

Таблица 1.2 - Сравнительные свойства метанола и ДТ

Показатель Метанол ДТ

3 Плотность при 20 °С, кг/м 792 860

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Копчиков Виктор Николаевич, 2017 год

// /

/

/ у /

/

1 '"[ЧОх расч_

✓ У р

/ /

1

ч гоих опыт. —1—)—1—

тах1

К

2000 1800 1600 1400

Сыох< г/см 0,8 0,6 0,4

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 ре, МПа б

Рисунок 4.17 - Объемное содержание и массовая концентрация оксидов азота

в ОГ и показатели процесса сгорания в цилиндре двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ в зависимости

о о

от изменения нагрузки при ©мет = 34 , ©МЭРМ = 34 : а) п = 1800 мин-1; б) п = 1400 мин-1; --дизельный процесс;-----метанол с запальным МЭРМ

Значение массовой концентрации оксидов азота (СМОх расч), при минимальной нагрузке (ре = 0,115 МПа) на дизельном процессе составляет

33

0,35 г/м , а при использовании альтернативных топлив - 0,21 г/м . Происходит снижение на 40 %. С увеличением нагрузки до ре = 0,588 МПа эти значения составляют 1,04 и 0,61 г/м , при работе на ДТ и альтернативных топливах соответственно. Т.е. наблюдается снижение на 41,3 %.

На рисунке 4.17, б показаны те же зависимости, но полученные на режиме максимального крутящего момента. Из рисунка видно, что при работе на данном нагрузочном режиме максимальное давление (р2 тах) и максимальная осредненная температура (Ттах) в результате применения в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ, на малых нагрузочных режимах ниже, чем при работе на ДТ. Так, значения показателей процесса сгорания (р2 тах и Ттах) на минимальном нагрузочном режиме (ре = 0,115 МПа) составляют р2 тах = 4,6 МПа и Ттах = 1140 К при использовании, в качестве топлива, метанола и МЭРМ с ДСТ, в то время как на дизельном процессе эти значения составляют р2 тах = 5 МПа и Ттах = 1160 К. В дальнейшем, при увеличении нагрузки до номинальной (ре = 0,594 МПа), значения показателей процесса сгорания возрастают по сравнению с дизельным процессом и при использовании альтернативных топлив они составляют р2 тах = 7,67 МПа и Ттах = 1850 К, в то время как при работе на ДТ данные параметры равны - 7,17 МПа и 1795 К, соответственно.

Также можно отметить заметное снижение опытных и расчетных показателей содержания оксидов азота (гШх опыт, гШх расч, С^х расч) в ОГ двигателя, при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ, практически во всем интервале изменения нагрузки. При этом на нагрузочном режиме соответствующем ре = 0,115 МПа значения содержания оксидов азота, полученных опытным путем (%Ох опыт), на дизельном процессе составляют 400 ррт, а при использовании альтернативных топлив - 150 ррт. Происходит снижение в 2,67 раза. На режиме максимального крутящего момента (ре = 0,594 МПа) эти значения составляют 875 и 582 ррт, соответственно. Наблюдается снижение выбросов КОх на 33,5 %.

В результате расчета выбросов оксидов азота на данном скоростном режиме с применением метанола и МЭРМ также было получено снижение показателей гКОх расч и СКОх расч по сравнению с дизельным процессом. При этом на минимальной нагрузке (ре = 0,115 МПа) расчетное значение гКОх расч на дизельном процессе составляет 435 ррт, а при использовании альтернативных топлив - 230 ррт. Достигнуто снижение на 47,1 %. С увеличением нагрузки до ре = 0,594 МПа эти значения составляют 921 и 611 ррт, соответственно. Выбросы КОх снизились на 33,7 %.

Рассматривая влияние частоты вращения на выбросы оксидов азота и изменение показателей процесса сгорания (рисунок 4.18) можно заметить, частота вращения оказывает существенное влияние на максимальное давление (р2 тах) и максимальную осредненную температуру (Ттах) в цилиндре, а следовательно на содержание оксидов азота в ОГ дизеля.

Таким образом, если на минимальной частоте (п = 1200 мин-1) при работе на альтернативных топливах давление выше и составляет р2 тах = 7,5 МПа, в то время как при работе на ДТ р2 тах = 6,9 МПа, то с ростом частоты до п = 2000 мин-1 давление газов уже составляет р2 тах = 4,9 МПа, что на 26,9 % меньше, чем при работе на дизельном процессе.

Кривая максимальной осредненной температуры Ттах при использовании, в качестве топлива, метанола и запального МЭРМ с ДСТ, также как и максимальное давление газов с ростом частоты вращения снижается по сравнению с дизельным процессом. При этом если на минимальном скоростном режиме (п = 1200 мин-1) температура газов возрастает от 1692 К при работе на ДТ до Ттах = 1770 К при использовании альтернативных топлив. То с ростом частоты вращения до максимальной (п = 2000 мин-1) напротив, наблюдается снижение температуры газов по сравнению с дизельным процессом на 6,5 %.

Кривые содержания оксидов азота (гКОх опыт, гКОх расч, СкОх расч) в ОГ двигателя, при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ ростом частоты вращения, также снижаются по сравнению с дизельным процессом.

При этом если на дизельном процессе и минимальном скоростном режиме (n = 1200 мин-1) содержание оксидов азота полученных опытным путем (гКОх опыт) соответствует значению 826 ppm, а при использовании альтернативных топлив оно составляет 815 ppm, то с ростом частоты вращения до максимальной (n = 2000 мин-1) эти значения равны 686 и 370 ppm, соответственно. Таким образом, на максимальном скоростном режиме наблюдается снижение на 46,1 % по сравнению с дизельным процессом.

Р

z max'

МПа

7,0 6,0 5,0

ГЫОх >

ррт 800 600 400

1200 1400 1600 1800 2000 мин"1

Рисунок 4.18 - Объемное содержание и массовая концентрация оксидов азота в ОГ и показатели процесса сгорания в цилиндре двигателя 2Ч 10,5/12,0 при использовании в качестве топлива метанола и МЭРМ с ДСТ

в зависимости от изменения частоты вращения --дизельный процесс;-----метанол с запальным МЭРМ

Расчетные значения объемной и массовой концентрации оксидов азота с ростом частоты вращения также снижаются. При этом на дизельном процессе и минимальном скоростном режиме (п = 1200 мин-1), значение гМОх расч составляет 843 ррт, а при использовании альтернативных топлив - 838 ррт. С ростом

частоты вращения до максимальной (п = 2000 мин-1) эти значения равны 692 и 386 ррт, соответственно.

Значения массовой концентрации СКОх расч оксидов азота на минимальном скоростном режиме (п = 1200 мин-1) на дизельном процессе составляют

33

1,12 г/м , а при использовании альтернативных топлив - 1,2 г/м . С увеличением частоты вращения до максимальной (п = 2000 мин-1) значения этих показателей составляют 0,97 и 0,54 г/м , соответственно. Т.е. согласно расчетам на максимальном скоростном режиме наблюдается снижение выбросов оксидов азота на 44,3 % по сравнению с дизельным процессом.

Таким образом, согласно проведенным исследованиям, можно предположить, что образование оксидов азота в цилиндре дизеля происходит в результате диссоциации молекулы кислорода под действием высоких температур при сгорании топлив. В результате на скорость образования КОх прежде всего оказывает влияние концентрация кислорода в локальных зонах, а также значения локальных максимальных температур. Анализируя кривые на рисунках 4,17 и 4.18, видно, что рост оксидов азота сопровождается ростом максимального давления Р2 тах и максимальной осредненной температуры Ттах в цилиндре дизеля. Таким образом, можно сделать вывод, что при работе двигателя на метаноле и МЭРМ с ДСТ преимущественно имеет место термический механизм образования оксидов азота.

Проведенный анализ экономической оценки и эффективности применения различных методов уменьшения вредных выбросов с ОГ двигателей выявил различия методов и способы их реализации. Также необходимо отметить отсутствие общей методики, которая позволила бы оценить экономическую эффективность. Таким образом, при использовании различных методов возможно получение различных показателей воздействия по количеству и качеству в составе ОГ.

При использовании одного и того же метода или способа снижения токсичности ОГ дизеля возможно как и снижение выбросов оксидов азота, так и увеличение концентрации продуктов неполного сгорания топлива. При другом способе у дизелей снижаются выбросы сажи, оксидов азота и серы, но увеличивается содержание углеводородов. При этом агрессивность различных компонентов имеет большое значение, так как каждый компоненты ОГ представляет различную опасность в зависимости от того, токсичны они или нет. Также наибольшую опасность может представлять и суммарная токсичность от различных составляющих ОГ. Изменения относительной агрессивности компонентов в зависимости от времени и инфляционные процессы также необходимо учесть, в связи с тем, что они могут оказать значительное влияние на итоговые показатели.

Таким образом, всё это затрудняет оценку вредности выбросов ОГ при использовании различных двигателей, видов топлив, методов снижения токсичности, экологической эффективности и т.д.

Для достижения максимальной достоверности при решении таких задач вводят понятие приведенной (суммарной) токсичности ОГ двигателя. При этом разные исследователи проводят оценку по-разному, вследствие того, что достаточно затруднительна экономическая оценка вредности выбросов ОГ

двигателя, а также сравнение эффективности предложенных методов с экологической точки зрения.

При определении экономического эффекта использования метанола и МЭРМ в качестве топлива для дизелей, наиболее достоверна оценка по «Временной типовой методике определениям экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий» [23] с учетом современных подходов, при которых учитываются процессы инфляции, а также изменение агрессивности токсичных компонентов во времени [50, 54, 49].

Проведя оценку экономической эффективности использования различных способов и методик снижения токсичности ОГ двигателей, базирующихся на использовании альтернативных топлив, также нужно учесть ценовую разницу сравниваемых топлив, стоимость работ по переоборудованию дизеля и стоимость дополнительно устанавливаемого оборудования.

В связи свыше представленной методикой [23], а также с учетом современных подходов к экономической оценке от ущерба при применении альтернативных топлив, предложенных авторами [47, 49], можно оценить экономическую эффективность применения метанола и МЭРМ от снижения ущерба загрязнением окружающей среды.

При этом, экономический эффект определится как

э = убаз - Уст, (5.1)

где Э - экономический эффект от снижения ущерба, причиняемого окружающей среде выбросами вредных веществ с ОГ дизеля при применении метанола и МЭРМ в качестве топлива с использованием ДСТ, руб.; Убаз - экономический ущерб наносимый выбросами вредных веществ ОГ базового дизеля, руб.;

Уст - экономический ущерб наносимый выбросами вредных веществ дизеля со сниженными показателями токсичности ОГ, руб.

Экономический ущерб, наносимый в результате выбросов токсичных компонентов с ОГ базового дизеля определяется по формуле [23, 49, 54]

Убаз =7/ ■ М , (5.2)

где g - коэффициент перевода бальной оценки ущерба в стоимостную, (руб./усл. т), g= 24,18 руб./усл. т. (в ценах на январь 2017 года); s - показатель опасности, учитывающий тип загрязняемой территории (таблица 5.1), s= 8 - для жилых районов городов;

f - коэффициент рассеяния ОГ в атмосфере, f = 10 - для выброса аэрозолей автотранспортными средствами;

М - приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год базовым дизелем (кг/год; кг/500 мото-час), определится как

М = IЛ • тг, (5.3)

М = АСО'тСО + АС тС + АСН 'тСН + anomno ,

где Ai - показатель характеризующий степень агрессивности i-го компонента, усл. кг/кг (таблица 5.2);

mi - масса i-го токсичного компонента выбрасываемая за год базовым дизелем (кг/год; кг/500 мото-час).

тi = С -УоГ , (5.4)

где С{ - массовая концентрация i- го токсичного компонента базового двигателя, г/м3;

Vor - объемный годовой выброс ОГ базового двигателя, м /год.

С учетом этого приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год базовым дизелем запишется как

M = Vor-10"3 • IC • Ai. (5.5)

i-1

Величина ущерба, наносимого токсичными компонентами содержащимися в ОГ дизеля со сниженными показателями токсичности, руб., согласно принятой методике, запишется как

Уст =gs-f • М/, (5.6)

где значения g; s ; f - даны выше, а М' - приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год дизелем со сниженными показателями токсичности ОГ (кг/год; кг/500 мото-час), запишется как

м' = Лсо-т'со + Лс т'с + Лсн-т'сн + лмо'т'мо, где Л{ - показатель характеризующий степень агрессивности 1-го компонента, усл. кг/кг (таблица 5.2);

тГ1 - масса 1-го токсичного компонента выбрасываемая за год дизелем со сниженными показателями токсичности ОГ, (кг/год; кг/500 мото-час).

т\ = С\ ■ V'оГ, (5.8)

где С'( - массовая концентрация ¡- го токсичного компонента

3

экспериментального двигателя, г/м3;

3

V' ог - объемный годовой выброс ОГ экспериментального двигателя, м /год; м3/500 мото-час.

С учетом этого приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год дизелем сниженными показателями токсичности ОГ запишется как

М' = ГоГ 10-3 ■ ¿С ■ Л, (5.9)

Таблица 5.1 - Значения показателя а учитывающего тип загрязняемой территории

Тип загрязняемой территории Значение а

1. Курорты, санатории, заповедники, заказники 10

2. Пригородные зоны отдыха, садовые и дачные

кооперативы и товарищества 8

3. Жилые районы городов 8

4. Населенные места с плотностью населения п чел./га (0,1 га/чел.) п

5. Территории промышленных предприятий (включая

защитные зоны) и промышленных узлов 4

6. Леса:

1-я группа 0,2

2-я группа 0,1

3-я группа 0,025

Вредный компонент Величина

отработавших газов показателя А

1. Монооксид углерода 1,0

2. Оксиды азота 41,1

3. Углеводороды 1,26-3,16

4. Твердые частицы 200,0

5. Оксиды серы 22,0

Показатель А{ агрессивности компонентов ОГ дизеля определится из таблицы 5.2: АСО = 1; Ат = 41,1; АСН = 2; АС = 200 [49].

Из анализа ОГ известны объемные концентрации токсичных компонентов КОх, СО, СН, которые при работе дизеля на номинальном режиме представлены в таблице 5.3. Для пересчета объемной концентрации в массовую используем коэффициент пересчета Кп [141]. Тогда массовая концентрация ¡- го компонента запишется

С = 1 / Кш. (5.10)

Массовая концентрация сажи при пересчете из ЬобсИ [111] для базового

3 3

дизеля составляет 0,4 г/м3, для экспериментального - 0,05 г/м3.

Таблица 5.3 - Концентрация токсичных компонентов

Компонент Коэффициент пересчета, Кп Базовый дизель Экспериментальный дизель

ррт г/м3 ррт г/м3

СО 800 2900 3,625 1600 2

СН 1524 1400 0,92 1600 1,05

Шх 747 762 1,02 401 0,54

Для определения объема ОГ выбрасываемых за год одним транспортным средством находим термодинамические параметры газа в момент, когда сгорание полностью завершено (ф = 80°), которые составляют для дизельного

процесса: рдТ = 0,6 МПа, ТдТ = 1240 К, а при работе на метаноле и МЭРМ с ДСТ: рдСТ = 0,63 МПа, ТдСТ = 1200 К. Объем цилиндра при ф = 80° составляет Vц = 5,6685-10-4 м3. Используя основное уравнение термодинамики находим объем ОГ выбрасываемых за один рабочий такт одним цилиндром при нормальных атмосферных условиях

у Та ^ р ^ Уц

уог =—-, (5.11)

Т ■ ра

где Т - температура газов в цилиндре при ф = 80°; Уц - объем цилиндра;

Та - температура газов при нормальных атмосферных условиях (Та = 273 К); р - давление газов в цилиндре при ф = 80° ра - атмосферное давление (ра = 0,1 МПа).

Тогда объем выбросов ОГ за год определится как

Чж = 60■ Уог ■ п■т, (5.12)

-1

где п - номинальная частота вращения, мин ; т - годовая наработка, мото-час (т = 500 мото-часов).

-5

Годовой объем выбросов ЧОГ при работе на ДТ составил 40434 м /год, а при работе на метаноле и МЭРМ с ДСТ - 43871 м /год.

Приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год базовым дизелем

М = 40434 • 10-3 • (1 • 3,625 + 41,1 • 1,02 + + 2 • 0,92 + 200 • 0,4) = 5151 кг/год.

Принимая рекомендуемые значения постоянных величин находим экономический ущерб наносимый выбросами вредных веществ ОГ базового дизеля

Убаз = 5151 • 8 -10 • 24,18 • 10-3 = 9964 руб/год.

Приведенная масса токсичных компонентов выбрасываемых за год дизелем со сниженными показателями токсичности ОГ равна

М' = 43871 • 10-3 • (1 • 2 + 41,1 • 0,54 + + 2 • 1,05 + 200 • 0,05) = 1592 кг/год.

Находим величину ущерба, наносимого токсичными компонентами содержащимися в ОГ дизеля со сниженными показателями токсичности

Уст = 1592 • 8 • 10 • 24,18 • 10-3 = 3079 руб./год.

При этом экономический эффект (Э) от снижения ущерба, причиняемого окружающей среде выбросами вредных веществ с ОГ дизеля при применении метанола и МЭРМ в качестве топлива с использованием ДСТ составит 6885 рублей на один двигатель в год при средней годовой наработке 500 моточасов.

Для проведения расчета экономического эффекта от применения метанола и МЭРМ с ДСТ мы используем следующие данные (таблица 5.4).

На номинальном режиме расход запального МЭРМ составляет 1,05 кг/ч.

Таким образом, стоимость МЭРМ составит

1,05 • 38 = 39,9 руб./ч.

Таблица 5.4 - Исходные данные для расчета экономического эффекта

№ Показатель для номинального Значение

п/п режима работы дизеля

1. Расход запальной порции МЭРМ 1,05 кг/ч;

2. Расход метанола 8,02 кг/ч

3. Расход ДТ 4,9 кг/ч

4. Плотность МЭРМ 0,860 кг/дм3

5. Плотность метанола 0,792 кг/дм3

6. Плотность ДТ 0,860 кг/дм3

7. Стоимость МЭРМ 32,7 руб./л, или 38 руб./кг (цены действительны на январь 2017 г);

8. Стоимость метанола 13 руб./кг (цены действительны

на январь 2017 г)

37,20 руб./л, или 43,29 руб./кг.

9. Стоимость ДТ (цены действительны на январь 2017 г)

Расход метанола на номинальной нагрузке составляет 8,02 кг/ч. Итого

стоимость метанола составляет

8,02 • 13 = 104,26 руб./ч.

Итого стоимость затрат на топливо при работе дизеля на метаноле и МЭРМ с ДСТ составляет

39,9 + 104,26 = 144,16 руб./ч.

При работе на ДТ расход ДТ равен 4,9 кг/ч. Затраты на топливо при этом составляют

4,9 • 43,29 = 212,13 руб./ч.

Таким образом, при использовании метанола и МЭРМ в качестве топлива с ДСТ, экономия средств составит

212,13 - 144,16 = 67,96 руб./ч.

При средней годовой наработке 500 мото-часов экономия за счет применения альтернативного топлив - метанола и МЭРМ с ДСТ составит

67,96 • 500 = 33980 руб./год.

Стоимость перевода дизеля для работы на метаноле и МЭРМ с ДСТ складывается из стоимости оборудования и стоимости установки. Для осуществления рабочего процесса дизеля на метаноле и МЭРМ с ДСТ необходимо установить дополнительный комплект топливной аппаратуры для подачи запальной порции МЭРМ. Перечень узлов и деталей, используемых при ДСТ, а также их стоимость, представлены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Перечень узлов и деталей, используемых при ДСТ,

и их стоимость

№ Наименование Стоимость, руб.

1. Топливный насос 2УТН 13500

2. Комплект форсунок ФШ-6 3000

3. Комплект топливопроводов и бак для топлива 1000

4 Фильтры грубой и тонкой очистки топлива 2000

5. Проставка для крепления дополнительного насоса 3000

6. Итого: 22500

22500 + 4500 = 27000 руб.

Суммарный экономический эффект от полного замещения ДТ и снижения токсичности ОГ за вычетом расходов на модернизацию ДСТ составляет

6885 + 33980 - 27000 = 13865 руб.

Таким образом, срок окупаемости модернизации дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем установки ДСТ для использования в качестве топлива метанола и МЭРМ составляет менее одного года, за счет снижения ущерба окружающей среде наносимого токсичными компонентами, выбрасываемыми с ОГ дизеля, а также за счет применения более дешевого топлива - метанола.

1. На основе расчетно-теоретических и экспериментальных исследований установлена возможность улучшения экологических показателей двигателя 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле с подачей запальной порции метилового эфира рапсового масла. При этом применение данных топлив приводит к значительному снижению содержания оксидов азота в ОГ, а также позволяет полностью исключить необходимость применения нефтяного дизельного топлива, при обеспечении подачи метанола в количестве 88 % и метилового эфира рапсового масла в количестве 12 % на номинальном режиме и значениях оптимальных установочных УОВТ 34° п.к.в. для метилового эфира рапсового масла и 34° п.к.в. для метанола.

2. На основании теоретических исследований предложена уточнённая математическая модель расчета образования оксидов азота в двигателе 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла с двойной системой топливоподачи. Результаты теоретических расчетов показывают, что на номинальном режиме максимум объемного содержания оксидов азота наблюдается при ф = 17° п.к.в. и достигает 460 ррт, а количество оксидов азота на выходе при ф = 140° п.к.в. составляет 425 ррт. На режиме максимального крутящего момента максимум объемного содержания оксидов азота наблюдается при ф = 6,7° п.к.в. и достигает 625 ррт, а количество оксидов азота на выходе при ф= 140° п.к.в. составляет 611 ррт.

3. На основании проведенных экспериментальных исследований были определены значения содержания массовой концентрации оксидов азота в ОГ. Наблюдается снижение (С^ох расч) в результате применения метанола и метилового эфира рапсового масла на номинальном режиме на 41,3 % и

33

составляет 0,61 г/м (на для дизельном процессе - 1,04 г/м). На режиме

максимального крутящего момента на 34,3 % и составляет 0,88 г/м3 (на

3

дизельном процессе - 1,34 г/м ).

4. Анализ влияния частоты вращения на значения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота в ОГ двигателя 2Ч 10,5/12,0 работающего на метаноле с запальным метиловым эфиром рапсового масла в сравнении с дизельным процессом показывает снижение объемного содержания оксидов азота на всех скоростных режимах работы дизеля. При этом происходит незначительное снижение %Ох расч на частоте п = 1200 мин -1, но с ростом частоты до п = 2000 мин-1 напротив, снижается на 44,3 %. Рост Сдах расч на низких скоростных режимах и снижение при высокой частоте вращения дизеля. На частоте п = 1200 мин -1 СМОх расч увеличивается на 7 %, а с ростом частоты до п = 2000 мин-1 напротив, снижается на 44,3 %.

5. Анализ отработавших газов двигателя 2Ч 10,5/12,0 показывает, что в результате применения метанола и метилового эфира рапсового масла, в качестве топлива, на номинальном режиме происходит снижение выбросов оксидов азота на 47,4 %, сажи в 10,42 раза и угарного газа на 44,8 %.

6. В результате экономической оценки эффективности применения метанола и метилового эфира рапсового масла наблюдается экономия средств за счет снижения ущерба, наносимого токсичными компонентами в размере 6885 рублей на один двигатель в год (в ценах на январь 2017 года). Достигается экономический эффект за счет применения более дешевого топлива, который составляет 33980 руб./год на один двигатель при годовой наработке в 500 моточасов (в ценах на январь 2017 года).

7. В качестве рекомендаций для использования метанола и метилового эфира рапсового масла с двойной системой топливоподачи в двигателе 2Ч 10,5/12,0 необходимо учесть следующее: для предотвращения преждевременного износа деталей топливоподающей аппаратуры в метанол необходимо добавлять 1 - 2 % касторового масла; для обеспечения устойчивой работы дизеля величина запальной порции должна составлять не менее 9,7 мг/цикл на номинальном режиме работы.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1. ВМТЗ - Владимирский моторо-тракторный завод

2. ДВС - двигатель внутреннего сгорания

3. ДТ - дизельное топливо

4. ДСТ - двойная система топливоподачи

5. КС - камера сгорания

6. МТЭ - метаноло-топливная эмульсия

7. МЭРМ - метиловый эфир рапсового масла

8. ОГ - отработавшие газы

9. ПДК - предельно допустимая концентрация

10. РМ - рапсовое масло

11. ТНВД - топливный насос высокого давления

12. УОВТ - угол опережения впрыскивания топлива

13. к.п.д. - коэффициент полезного действия

14. в.м.т. - верхняя мертвая точка

15. н.м.т. - нижняя мертвая точка

16. п.к.в. - поворот коленчатого вала

17. NOx - оксиды азота, %, ррт, г/(кВт-ч)

18. CNOx - массовая концентрация оксидов азота, %, ррт, г/м

19.

rNOx - объемное содержание оксидов азота, %, ррт, г/(кВт- ч)

20. СО - оксид углерода, %, ррт, г/(кВт- ч)

21. СО2 - диоксид углерода, %, ррт, г/(кВт-ч)

22. С - сажа, ед. по шкале Bosch

23. СНх - углеводороды, %, ррт, г/(кВт- ч)

24. ре - среднее эффективное давление, МПа

25. pz - давление сгорания в цилиндре, МПа

26. pzinax - максимальное давление сгорания в цилиндре, МПа

27. ©впр - установочный угол опережения впрыскивания топлива, градус

28. ©мет - установочный угол опережения впрыскивания метанола, градус

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

ф; ттах - угол, соответствующий максимальной температуре цикла, градус

Ф Рг тах - угол, соответствующий максимальному давлению цикла, градус

Го, гС, гН, - объемные концентрации О, С, Н, N

Спс - теплоемкость продуктов сгорания

11г - температура отработавших газов, оС

Т - осредненная температура цикла в цилиндре, К

Ттах - максимальная осредненная температура цикла в цилиндре, К

ТПС - температура продуктов сгорания, К

Тем - температура смеси, К

-1

п - частота вращения коленчатого вала дизеля, мин

N2 - эффективная мощность дизеля, кВт

тВ - масса воздуха, кг

тпс - масса продуктов сгорания

Мк - крутящий момент дизеля, Н- м

тО - масса кислорода в заряде, кг

Ов - часовой расход воздуха, кг/ч

Одт - часовой расход дизельного топлива, кг/ч

0Те - суммарный часовой расход топлива, кг/ч

СМЭРм - часовой расход запального топлива МЭРМ, кг/ч

- суммарный удельный эффективный расход топлива, г/(кВт- ч) Пу - коэффициент наполнения а - коэффициент избытка воздуха Пе - эффективный коэффициент полезного действия V О - количество кислорода М - молярная масса

г ж>х расч - объемное содержание оксидов азота

57. гКОх тах расч - максимальное значение теоретического расчетного объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля

58. гКОх вых расч - выходное расчетное значение объемного содержания оксидов азота в момент открытия выпускного клапана

59. %Ох опыт - объемное содержание оксидов азота, полученное опытным путем в отработавших газах дизеля

60. СмОх расч - массовая концентрация оксидов азота, полученная расчетным путем в цилиндре дизеля

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамов, С.А. О работах в ФРГ по применению метанола в качестве моторного топлива [Текст] / С.А. Абрамов, В.А. Гладких, В.П. Попов // Двигателестроение. - 1983. - № 8. - С. 55 - 57.

2. Алексеев, Д.К. Особенности процесса сгорания при использовании метанола в дизеле с комбинированным смесеобразованием [Текст] / Д.К. Алексеев // Альтернативные топлива в двигателях внутреннего сгорания: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. - Киров, 1988. - С. 134 - 136.

3. Анфилатов, А.А. Влияние применения метанола на показатели процесса сгорания и содержание оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с двойной системой топливоподачи в зависимости от изменения нагрузки [Текст] / А.А. Анфилатов // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы II Всероссийской науч.-практ. конф. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. -СПб. - Киров: Российская Академия транспорта - Вятская ГСХА, 2008. -Вып. 5. - С. 124 - 130.

4. Анфилатов, А.А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в ОГ, объемное содержание и массовую концентрацию в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ [Текст] / А.А. Анфилатов // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы II Всероссийской науч.-практ. конф. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - СПб. - Киров: Российская Академия транспорта - Вятская ГСХА, 2008. - Вып. 5. - С. 119 - 124.

5. Анфилатов, А.А. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи [Текст]: монография / А.А. Анфилатов, В.А. Лиханов, О.П. Лопатин. - Киров: Вятская ГСХА, 2008. -156 с.

6. Анфилатов, А. А. Нормирование токсичности двигателей внедорожного назначения с учетом содержания оксидов азота [Текст] / А.А. Анфилатов // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания: межвуз. сб. науч. тр. - СПб. - Киров: Российская Академия транспорта - Вятская ГСХА, 2006. - Вып. 4. - С. 170 - 177.

7. Батурин, С. А. Исследование процессов образования окислов азота в быстроходном дизеле автотракторного типа [Текст] / С. А. Батурин, А.С Лоскутов, Ж.К. Алин // Рабочие процессы и усовершенствование теплотехнических устройств и электрических систем: сб. науч. тр. - Алма-Ата: КазПи, 1981. - Вып. 13. - С. 68 - 73.

8. Батурин, С.А. Расчетное определение содержания окислов азота в отработавших газах ДВС [Текст]: метод. указания / С. А. Батурин, А.С Лоскутов, В.Н. Степанов. - Л.: ЛПИ, 1989. - 34 с.

9. Бондаренко, Е.В. Образование окислов азота при сгорании моторных топлив [Текст] / Е.В. Бондаренко // Вестник ОГУ. - Оренбург, 2005. -С. 31 - 43.

10. Бочков, М.В. Образование оксида азота (КО) при распространении ламинарного пламени по гомогенной метановоздушной смеси [Текст] / М.В. Бочков, Л.А. Ловачев, С.Н. Хвисевич // Физика горения и взрыва. - 1998. -Т. 34. - № 1. - С. 9 - 19.

11. Бочков, М.В. Химическая кинетика образования КОх при горении метана в воздухе [Текст] / М.В. Бочков, Л.А. Ловачев, Б.И. Четверушкин // Математическое моделирование. - М., 1992. - Т. 4. - С. 3 - 36.

12. Бочков, М.В. Численное моделирование образования КОх при горении метановоздушных смесей в условиях совместного протекания процессов химической кинетики и молекулярной диффузии [Текст] / М.В. Бочков, Л.А. Ловачев, С.Н. Хвисевич // Математическое моделирование. -1977. - № 3 - Т. 9. - С. 13 - 28.

13. Бубнов, Д.Б. Адаптация дизеля сельскохозяйственного трактора для работы на рапсовом масле [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 /

Бубнов Дмитрий Борисович. - М.: ВНИИ механизации сельского хозяйства, 1996. - 17 с.

14. Быковская, Л.И. Оценка эффективности применения многокомпонентных биотоплив в дизельных двигателях сельскохозяйственных машин [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Быковская Лариса Игоревна. - Москва, 2013. -18 с.

15. Варнатц, Ю. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ [Текст] / Ю. Варнатц, У. Маас, Р. Диббл. - М.: Физматлит, 2003. - 351 с.

16. Ветрова, Н.В. Приближенная теория образования окислов азота в топках парогенераторов [Текст] / Н.В. Ветрова, В.В. Померанцев, Л.Т. Дульнева // Рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды: сб. науч. тр. - Л.: ЛПИ, 1977. - Вып. 2. - С. 38 - 40.

17. Влияние применения метанола и метилового эфира рапсового масла на процесс сгорания и эффективные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] /

B. А. Лиханов [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. - 2015. - № 6. - С. 3 - 5.

18. Влияние применения метанола и МЭРМ с ДСТ на индикаторные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов [и др.] // Основные направления развития техники и технологии в АПК. Материалы и доклады VII Всероссийской науч.-практ. конфер.: сб. науч. тр. - Княгинино: НГИЭУ, 2016. -

C. 206 - 210.

19. Влияние установочного УОВТ на содержание оксидов азота в ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и МЭРМ на номинальном режиме [Текст] / В.А. Лиханов [и др.] // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. - Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2016. -Вып. XVIII. - С. 282 - 288.

20. Влияние установочных УОВТ на процесс сгорания в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и МЭРМ с ДСТ [Текст] /

В.А. Лиханов [и др.] // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. -Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2016. - Вып. XVIII. - С. 302 - 305.

21. Влияние установочных УОВТ на токсичность дизеля 2Ч 10,5/12,0 при использовании метанола и МЭРМ с ДСТ [Текст] / В.А. Лиханов [и др.] // Основные направления развития техники и технологии в АПК. Материалы и доклады VII Всероссийской науч.-практ. конфер.: сб. науч. тр. - Княгинино: НГИЭУ, 2016. - С. 210 - 214.

22. Воинов, А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях [Текст] / А.Н. Воинов. - М.: Машиностроение, 1977. - 278 с.

23. Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба [Текст] / Л.В. Вершков [и др.] - М., 1999. - 68 с.

24. Гайворонский, А.И. Использование природного газа и других альтернативных топлив в дизельных двигателях [Текст] / А.И. Гайворонский, В. А. Махов, Ю.В. Илатовский. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007. - 480 с.

25. Гвоздев, А.М. Улучшение экологических показателей дизеля путем добавки в топливо диметилового эфира [Текст] / А.М. Гвоздев // Ползуновский вестник. - 2006. - №4. - С. 32 - 38.

26. Гетманец, Г.В. Социально-экологические проблемы автомобильного транспорта [Текст] / Г.В. Гетманец, В. А. Лиханов. - М.: Аспол, 1993. - 340 с.

27. Гиринович, М.П. Исследование процессов образования оксидов азота при сгорании топлив в перспективных дизелях [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Гиринович Михаил Петрович. - М, 2006. - 123 с.

28. Голосов, А.С. Разработка и экспериментальная проверка метода расчета концентраций оксидов азота в дизелях на основе многозонной модели рабочего процесса [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Голосов Андрей Сергеевич. - Москва, 2002. - 126 с.

29. ГОСТ 10578-95 Насосы топливные дизелей. Общие технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1995. - 19 с.

30. ГОСТ 10579-88 Форсунки дизелей. Общие технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1988. - 6 с.

31. ГОСТ 15888-90 Аппаратура дизелей топливная. Термины и определения- М.: Изд-во стандартов, 1990. - 12 с.

32. ГОСТ 17.2.1.02-76 Охрана природы. Атмосфера. Выбросы двигателей автомобилей, тракторов, самоходных сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 8 с.

33. ГОСТ 17.2.1.03-84 Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 11 с.

34. 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.

35. 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.

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

37. 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.

38. 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.

39. ГОСТ Р 53605-2009 Метиловый эфир жирных кислот (FAME) для дизельных двигателей. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартинформ, 2010. - 11 с.

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

41. Гусаков, С.В. Исследование влияния физических свойств рапсового масла на протекание процессов смесеобразования в быстроходном дизеле [Текст] / С.В. Гусаков, В.А. Марков, П.Р. Вальехо Мальдонадо // Грузовик.-2008. - № 12. - С. 31- 36.

42. Давыдова, Е.М. Развитие топливного рынка ЕС: биодизельное топливо - возобновляемый энергетический ресурс [Текст] / Е.М. Давыдова,

B. Harten, Н.Н. Пасхин // Масложировая промышленность. - 2005. - № 4. -

C. 22 - 24.

43. Девянин, С.Н. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей [Текст] / С.Н. Девянин, В.А. Марков, В.Г. Семенов. -Харьков: Изд-во «Новое слово», 2007. - 452 с.

44. Дубовкин, Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания [Текст] / Н.Ф. Дубровкин. - Л.: Госэнергоиздат, 1962. -288 с.

45. Евдокимов, А.Ю. Топлива и смазочные материалы на основе растительных и животных жиров [Текст] / А.Ю. Евдокимов, И.Г. Фукс, Л.Н. Багдасаров. - М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1992. - 119с.

46. Звонов, В.А. Анализ механизмов образования оксидов азота при сгорании углеводородных топлив в камере сгорания ДВС (часть 1) [Текст] / В.А. Звонов, М.П. Гиринович // Приводная техника. - 2004 - № 4 - С. 35 - 42.

47. Звонов, В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания [Текст] / В.А. Звонов. - Луганск: Изд-во Восточноукр. гос. ун-та, 1998. - 126 с.

48. Звонов, В.А. Образование оксидов азота при сгорании альтернативных топлив в дизеле [Текст] / В.А. Звонов, А.С. Теренченко // Автомобильная промышленность. - 2003 - № 3. - С. 10 - 13.

49. Звонов, В.А. Относительная агрессивность вредных веществ и суммарная токсичность отработавших газов [Текст] / В.А. Звонов // Автомобильная промышленность. - 1997. - № 3. - С. 20 - 22.

50. Звонов, В.А. Оценка ущерба от вредных выбросов в атмосферу двигателями внутреннего сгорания [Текст] / В.А. Звонов, Л.С. Заиграев // Экотехнология и ресурсосбережение. - 1994. - № 2. - С. 9 - 18.

51. Звонов, В.А. Процессы образования токсичных веществ и разработка способов уменьшения их выбросов двигателем внутреннего сгорания [Текст]: дис. ... канд. техн. наук / Звонов Василий Алексеевич. -Ворошиловград, 1987. - 486 с.

52. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания [Текст] / В.А. Звонов. - М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

53. Звонов, В.А. Экология автомобильных двигателей внутреннего сгорания [Текст]: Учебное пособие / В.А. Звонов [и др.] - Луганск: Изд-во ВНУ им. О. Даля, 2003. - 275 с.

54. Звонов, В.А. Экология: Альтернативные топлива с учетом их полного жизненного цикла [Текст] / В.А. Звонов // Автомобильная промышленность. - 2001. - № 4. - С. 10 - 12.

55. Зейдель, А.Н. Погрешности измерений физических величин [Текст] / А.Н. Зейдель. - Л.: Наука, 1985. - 112 с.

56. Зейдель, А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений [Текст] / А.Н. Зейдель. - Л.: Наука, 1976. - 88 с.

57. Зельдович, Я.Б. Окисление азота при горении [Текст] / Я.Б. Зельдович, П.А. Садовников, Д.А. Франк - Каменецкий. - М. - Л.: АН СССР, 1947. - 148 с.

58. Иващенко, Н.А. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания [Текст]: Учеб. Пособие / Н.А. Иващенко, Р.З. Кавтарадзе. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. - 58 с.

59. Иващенко, Н.А. Рапсовое масло и дизеля с разделенной камерой сгорания [Текст] / Н.А. Иващенко, В.А. Марков, А. А. Ефанов // Автомобильная промышленность. - 2007. - № 11. - С. 10 - 13.

60. Исследование процесса сгорания и расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и МЭРМ с ДСТ [Текст] / 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. 457 - 464.

61. Кавтарадзе, З.Р. Снижение концентрации оксидов азота в продуктах сгорания быстроходного дизеля путем усовершенствования рабочего процесса [Текст]: дис. ... канд. техн. наук 05.04.02 / Кавтарадзе Зураб Ревазович . - Москва, 2006. - 187 с.

62. Кавтарадзе, Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях [Текст] / Р.З. Кавтарадзе. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 591 с.

63. Кавтарадзе, Р.З. Расчет содержания оксидов азота в камере сгорания дизеля на основе многозонной модели рабочего процесса [Текст] / Р.З. Кавтарадзе, А.С. Голосов // ДВС двадцать первого века. Материалы Всероссийской науч. - техн. конф. - СПб., 2000. - С. 11 - 12.

64. Кавтарадзе, Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы [Текст] / Р.З. Кавтарадзе. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 720 с.

65. Казаков, Н.А. Экологическая безопасность транспорта [Текст] / Н.А. Казаков, А.П. Масленникова // Автобизнесмаркет. - 2004. - № 14. - С. 4 - 7.

66. Карташова, А.Н. Достоверность измерений критерии качества испытаний приборов [Текст] / А.Н. Карташова. - М.: Изд-во ком. стандартов, мер и изм. приборов при СМ СССР, 1967. - 160 с.

67. Кириллов, Н.Г. Альтернативные моторные топлива XXI века [Текст] / Н.Г. Кириллов // Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо. - 2003. - № 3. - С. 58 - 63.

68. Козлов, А.В. Биодизельное топливо как возобновляемый источник энергии для транспорта [Текст] / А.В.Козлов, А.С.Кулешов // Безопасность в техносфере. - 2007. - №5. - С. 9 - 14.

69. Коломиец, П.В. Влияние скорости распространения пламени на выделения оксидов азота при добавке водорода в бензиновые двигатели [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Коломиец Павел Валерьевич.- Тольятти, 2007. - 137 с.

70. Копчиков, В.Н. Влияние применения метанола и метилового эфира рапсового масла на содержание оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения установочных углов [Текст] / В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Научно-технический вестник Поволжья. -2015. - № 1. С. 107 - 110.

71. Копчиков, В.Н. Методика проведения стендовых испытаний дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на рапсовом масле и метаноле с использованием ДСТ [Текст] / В.Н. Копчиков // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. -Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2013. - Вып. XV. - С. 276 - 279.

72. Копчиков, В.Н. Перспективы применения метилового спирта в дизелях с двойной системой топливоподачи [Текст] / В.Н. Копчиков // Науке нового века - знания молодых. Материалы Международной науч.-практ. конфер. молодых ученых, аспирантов и соискателей. сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2013. - С. 27 - 31.

73. Копчиков, В.Н. Перспективы применения метилового эфира рапсового масла в дизелях ДСТ [Текст] / В.Н. Копчиков // Знание молодых: наука, практика и инновации. Материалы Международной науч.-практ. конфер.

аспирантов и молодых ученых: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2014. - С. 191 - 193.

74. Копчиков, В.Н. Перспективы применения метилового эфира рапсового масла и метанола в дизелях с использованием двойной системы топливоподачи [Текст] / В.Н. Копчиков, М.В. Софронов // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. - Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2014. -Вып. XVI. - С. 177 - 179.

75. Копчиков, В.Н. Перспективы применения рапсового масла в дизелях с двойной системой топливоподачи [Текст] / В.Н. Копчиков,

A.В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы VI Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА, 2013. - Вып. 11. - С. 50 - 54.

76. Копчиков, В.Н. Применение биотоплива в качестве добавок к дизельному топливу [Текст] / В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых, Р.Р. Деветьяров // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. - Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2015. - Вып. XVII. - С. 135 - 136.

77. Копчиков, В.Н., Влияние применения метанола и метилового эфира рапсового масла на содержание оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 в зависимости от изменения установочных углов [Текст] /

B.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Научно-технический вестник Поволжья. -2015. - № 1. - С. 107 - 110.

78. Корнилов, Г.С. Влияние свойств диметилового эфира на процесс образования оксидов азота в цилиндре дизеля [Текст] / Г.С. Корнилов, А.С. Теренченко, М.П. Гиринович // Приводная техника. - 2005 - № 5. - С. 34 -43.

79. Корнилов, Г.С. Особенности рабочего процесса и образования оксидов азота в цилиндре дизеля при сгорании диметилового эфира [Текст] / Г.С. Корнилов, А.С. Теренченко, М.П. Гиринович // Приводная техника. -2005 - № 4. - С. 57 - 62.

80. Коршунов, Д.А. Улучшение эксплуатационных показателей транспортного дизеля путем использования биотоплив на основе рапсового масла [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02 / Коршунов Денис Андреевич. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 16 с.

81. Краснощеков, Н.В. Адаптация тракторов и автомобилей к работе на биотопливе [Текст] / Н.В. Краснощеков, Г.С. Савельев, Д.Б. Бубнов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1994. - № 12. - С. 1 - 4.

82. Краснощеков, Н.В. Применение биомоторных топлив на энергоавтономных сельхозпредприятиях [Текст] / Н.В. Краснощеков, Г.С. Савельев, А.Д. Шапкайц // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1994. - № 11. - С. 4 - 7.

83. Кулиев, Р.Ш. Физико-химические свойства некоторых растительных масел [Текст] / Р.Ш. Кулиев, Ф.Р. Ширинов, Ф.А. Кулиев // Химия и технология топлив и масел. - 1999. - № 4. - С. 36 - 37.

84. Кульчицкий, А.Р. Исследование процессов образования и разработка методов снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей внедорожных машин [Текст]: дис. ... докт. техн. наук: 05.04.02 / Кульчицкий Алексей Рэмович. - Владимир: Владимирский гос. ун-т., 2006. -345 с.

85. Кульчицкий, А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей [Текст] / А.Р. Кульчицкий. - Владимир: Изд-во Владимирского гос. ун-т., 2000. - 256 с.

86. Кульчицкий, А.Р. Транспорт и «парниковые газы» [Текст] / А.Р. Кульчицкий, В.В. Эфрос // Автомобильная промышленность. - 2005. -№ 6. - С. 5 - 9.

87. Кутенев, В.Ф. Научно-технические проблемы улучшения экологических показателей автотранспорта [Текст] / В.Ф. Кутенев, В.А. Звонов, Г.С. Корнилов // Автомобильная промышленность. - 1998. - № 11. - С. 7 - 11.

88. Лавров, Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива [Текст] / Лавров Н.В. - М.: Наука, 1971. - 272 с.

89. Лиханов, В.А. Влияние применения метанола и МЭРМ в качестве топлива на показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов, А.В. Фоминых, В.Н. Копчиков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология -Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. -Вып. 12. - С. 217 - 221.

90. Лиханов, В.А. Влияние применения метанола и МЭРМ в качестве топлива на токсичность ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов,

A.В. Фоминых, В.Н. Копчиков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 221 - 226.

91. Лиханов, В.А. Влияние применения метанола и МЭРМ в качестве топлива на характеристики тепловыделения дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] /

B.А. Лиханов, А.В. Фоминых, В.Н. Копчиков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. -Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 226 - 230.

92. Лиханов, В.А. Влияние применения метанола и МЭРМ на массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ в режиме максимального крутящего момента [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ.

конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 195 - 198.

93. Лиханов, В.А. Влияние применения метанола и МЭРМ на массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с ДСТ при различных установочных УОВТ при номинальной частоте вращения [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология -Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. -Вып. 12. - С. 198 - 201.

94. Лиханов, В.А. Влияние применения метилового эфира рапсового масла на индикаторные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Материалы Международной науч.-практ. конфер., Мосоловские чтения: сб. науч. тр. - Йошкар-Ола: Мар. Гос. ун-т, 2014. - Вып. XVI. - 188 - 190.

95. Лиханов, В.А. Влияние режимов работы дизеля 2Ч 10,5/12,0 на образование оксидов азота при использовании в качестве топлива метаноле и МЭРМ с ДСТ [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология -Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. -Вып. 12. - С. 201 - 207.

96. Лиханов, В.А. Влияние углов подачи метанола и метилового эфира рапсового масла на образование оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Транспорт на альтернативном топливе. - 2015. - № 3 (45). - С. 51 - 54.

97. Лиханов, В.А. Влияние углов подачи метанола и МЭРМ на индикаторное давление в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов, А.В. Фоминых, В.Н. Копчиков // Улучшение эксплуатационных показателей

двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 230 - 235.

98. Лиханов, В.А. Влияние углов подачи метанола и МЭРМ на максимальное давление и температуру в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков, А.В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. -Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 207 - 212.

99. Лиханов, В.А. Влияние установочного УОВТ на образование токсичных компонентов в ОГ дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и МЭРМ на номинальном режиме [Текст] / В.А. Лиханов, В.Н. Копчиков,

A. В. Фоминых // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. - Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 212 - 217.

100. Лиханов, В.А. Влияние частоты вращения на процесс сгорания в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле и МЭРМ с ДСТ [Текст] /

B.А. Лиханов, А.В. Фоминых, В.Н. Копчиков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. Материалы IX Международной науч.-практ. конфер. «Наука - Технология - Ресурсосбережение»: сб. науч. тр. -Киров: ФГБОУ ВО Вятская ГСХА, 2016. - Вып. 12. - С. 235 - 240.

101. Лиханов, В.А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле [Текст] / В.А. Лиханов, А.А. Анфилатов // Тракторы и сельхозмашины. - 2015. - № 4. - С. 3 - 5.

102. Лиханов, В.А. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха при работе на природном газе [Текст] / В.А. Лиханов, О.П. Лопатин, М.Л. Скрябин. - Киров: Вятская ГСХА, 2008. - 150 с.

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

104. Лиханов, В.А. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля [Текст]: монография / В.А. Лиханов, О.П. Лопатин. -Киров: Вятская ГСХА, 2004. - 106 с.

105. Лиханов, В.А. Образование оксидов азота в дизеле при работе на метаноле [Текст] / В.А. Лиханов, А.А. Анфилатов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. - 2015. - № 6 (19). - С. 34 - 36.

106. Лиханов, В.А. Применение метанола в качестве топлива для дизелей за рубежом [Текст] / В.А. Лиханов // Двигателестроение. - 1984. -№ 10. - С. 55 - 57.