Улучшение эксплуатационных показателей автотракторного дизеля путем применения многокомпонентных биотоплив тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шипин Александр Игоревич

• Шипин Александр Игоревич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Шипин Александр Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

1.0. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Основные эффективные и экологические показатели дизеля

1.2. Возможности использования альтернативных топлив в ДВС

1.3. Системы питания дизелей альтернативными топливами

1.4. Цель и задачи исследований

2.0. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ БИОТОПЛИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В

ДИЗЕЛЕ

2.1. Теоретические предпосылки применения многокомпонентных биотопливных композиций

2.2. Анализ методов определения цетанового числа смесевого топлива и периода задержки его воспламенения в дизеле

2.3. Определение цетанового числа и периода задержки воспламенения многокомпонентного смесевого биотоплива в дизеле

2.4. Выводы по главе

3.0. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Общая методика исследований

3.2. Методика исследований свойств МКБТК с применением планирования эксперимента

3.3. Методика исследований вязкостно-температурных свойств

3.3. Методика проведения сравнительных испытаний работы топливной аппаратуры дизеля на ДТ и МКБТК

3.4. Методика стендовых испытаний дизеля 4ЧН 11,0/12,5 при работе

на МКБТК

3.5. Экспериментальные установки, приборы и оборудование

3.6. Обработка результатов исследований. Ошибки измерений

4.0. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

АВТОТРАКТОРНОГО ДИЗЕЛЯ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ БИОТОПЛИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

4.1. Результаты исследования свойств МКБТК с применением планирования эксперимента

4.2. Результаты исследований вязкостно-температурных свойств МКБТК

4.3. Результаты экспериментальных исследований работы топливной аппаратуры дизеля на многокомпонентных составах биотоплив

4.4. Результаты исследований влияния МКБТК на рабочий процесс, эффективные и экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5

4.4.1. Определение оптимальных регулировок системы топливоподачи при работе дизеля на многокомпонентных составах

4.4.2. Влияние МКБТК на показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля

4.4.3. Влияние МКБТК на эффективные показатели дизеля

4.4.4. Влияние МКБТК на показатели содержания вредных и токсичных компонентов в отработавших газах дизеля

4.5. Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Улучшение эксплуатационных показателей автотракторного дизеля путем применения многокомпонентных биотоплив»

ВВЕДЕНИЕ

В 2021 году объем производства техники сельскохозяйственного назначения в Российской Федерации составил 218 млрд рублей, что на 46% больше, чем за аналогичный период в 2020 году. Отгрузки конечным потребителям - сельхозтоваропроизводителям - выросли на 33% до 199 млрд руб. [120].

В 2020 году рост выпуска российской сельхозтехники составил 29,6% по сравнению с 2019 годом, а объем - 149 млрд руб.

По данным Ассоциации «Росспецмаш», в сравнении с 2020 годом производство сельскохозяйственных тракторов выросло на 28% до 6 тыс. ед., зерноуборочных комбайнов - на 26% до 7 тыс. ед.[120]. По предварительным оценкам ассоциации, для внутреннего рынка существует всевозрастающая потребность в отгрузке российской сельхозтехники при поддержке финансирования согласно Постановления Правительства Российской Федерации № 1432.

По данным исследовательского агентства «M. A. Research», в 2022 году в России объем перевозок и грузооборота железнодорожным и воздушным видом транспорта снизился, при этом существует рост в сегменте морских и автомобильных перевозок (по грузообороту и в тоннаже), внутренним водным транспортом (в тоннаже). В целом объем рынка транспортно-логистических услуг (логистического аутсорсинга) в России на протяжении последнего десятилетия имеет положительную динамику и, по оценке экспертов, составляет почти 4500 млрд руб. по итогам 2022 года, что выше показателя предыдущего года на 6,3%.

Статистика рынка транспортно-логистических услуг показывает, что на автомобильный транспорт в нашей стране приходится почти две трети объема перевозок. Например, в 2017 году автотранспортом было перевезено 5,44 млн тонн различных грузов.

В современных условиях геоэкономической и геополитической нестабильности обостряются проблемы обеспечения экономической безопасности страны и ее регионов. Одним из решений этих проблем является развитие своих

импортозамещающих производств. Ориентир на импортозамещающую модель развития национальной экономики прослеживается и в сфере отечественного сельскохозяйственного машиностроения, которое, как материально-техническая база всего агропромышленного комплекса, обеспечивает определенный уровень продовольственной безопасности России.

Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации до 2030 года, утвержденной Распоряжением Правительства РФ № 1734-р от 22.11.2008 г., одним из приоритетов развития указано снижение доли транспорта в загрязнении окружающей среды [100]. С целью уменьшения негативного воздействия транспорта на окружающую среду предполагается разработка и ввод в действие механизмов государственного регулирования, мотивирующих перевод транспортных средств на экологически чистые виды топлива.

Основываясь на вышесказанном, можно утверждать, что парк автомобилей, тракторов, самоходных машин, а вместе с этим и расход нефтяного топлива растёт и будет расти в ближайшей перспективе. Вся техника, которая существует на рынке продаж - энергоёмкая, за счет этого она позволяет добиться высоких результатов и выполнить поставленные задачи во всех ключевых сферах жизни. Очевидно, что большинство транспортных средств, занятых в сельском хозяйстве, промышленности оснащено дизельными двигателями, являющимися перспективными в машиностроении [100]. И этот тренд не изменится в ближайшие годы, несмотря на попытки мирового сообщества внедрить другие типы энергонесущих установок.

На сегодняшнее время практически весь транспорт зависит от традиционного углеводородного топлива, производящегося из невозобновляемых природных ресурсов. Безусловно, нужно увеличивать долю применения альтернативных топлив (АТ), при этом улучшать показатели их применяемости [100]. Причиной изысканий таких решений следует считать потребность независимости топливно-энергетического комплекса России от геополитической нестабильности, цен на производимые в РФ сорта нефти Urals, ESPO, Sokol и др., котируемые на международной бирже.

Переход к конструктивно и экономически более совершенным дизельным двигателям позволяет лишь частично решить топливную проблему. Развитие топлив идёт по следующим направлениям: совершенствование технологий переработки нефти, создание новых добавок к нефтяным топливам, а также применение альтернативных топлив, как в чистом виде, так и путем частичного замещения нефтяных топлив [107]. При этом технологии получения новых топлив должны отвечать ужесточающимся нормам по охране окружающей среды, это является основной целью совершенствования свойств топлив, помимо повышения энергоэффективности [107]. В случае АТ следует разрабатывать такие составы, которые позволят сохранить или улучшить показатели на уровне товарного топлива.

Среди множества известных альтернативных источников энергии особую роль занимают биотоплива [1,11,14,67]. Они производятся обычно из возобновляемых ресурсов растительного и животного происхождения [34], в связи с чем вызывают повышенный интерес исследователей. Ввиду того, что физико-химические свойства биотоплив существенно отличаются от свойств традиционного дизельного топлива [72], необходима адаптация конструкции двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Замещение дизельного топлива с меньшими изменениями условий рабочего процесса будет происходить при замене на АТ в жидком виде. Наиболее вероятными, исходя из распространенности, являются такие виды жидких АТ, как спирты и масла [6,12,13].

Изучением возможности работы дизелей на спиртах, растительных маслах занимаются такие компании как: John Deere (США); Ricardo (Англия); Komatsu (Япония); Volkswagen, Daimler-Benz A.G., MWM, MAN (Германия) и др. [2,3,11,100,112-114,116-118, 122-127].

В России также ведутся активные работы по использованию альтернативных топлив в дизелях: МАДИ, СПбПУ, МИИТ, ФНИКТИД, НАМИ, ННГУ, ВНИИ НП, АлтГТУ, ВятГАТУ, ВятГУ, РУДН, ТГТУ, НГТУ и др. [100].

К явному достоинству спиртов следует отнести обширную сырьевую базу их получения и относительно низкую себестоимость (особенно для этанола и метанола). Трудности применения вызваны физико-химическими свойствами спиртов. Главный недостаток - низкая воспламеняемость спиртов. С ростом числа атомов углерода в молекуле цетановое число спиртов возрастает. Нужно учитывать, что стоимость многоатомных спиртов в несколько раз выше стоимости товарного ДТ, поэтому экономически оправдано применение этанола и метанола в смеси с ДТ. Цетановые числа этих спиртов, соответственно, равны 8 и 3 единицы. В связи с чем применение низших спиртов в чистом виде требует конструктивных корректировок, обеспечивающих воспламенение спиртов в цилиндре автотракторного дизеля [100].

Учитывая повышенную испаряемость спиртов, в конструкции топливоподающей аппаратуры (ТПА) необходимо предусматривать ликвидацию паровых пробок. Высокая скрытая теплота испарения вызывает локальное понижение температуры смеси в цилиндре на 150-200 К. Меньшая вязкость спиртов приводит к изменению геометрии факела распыла, увеличению подтекания через форсунки и плунжерные пары, ухудшает условия смазки плунжерной пары, в связи с чем могут происходить её прихваты и задиры. Меньшая теплота сгорания вызывает необходимость увеличения объёма цикловой подачи в 2,3-2,8 раза, что потребует изменения регулировок топливной аппаратуры [100].

Кроме того, такие спирты, как метанол и этанол, обладают повышенной коррозийной и электрокоррозионной активностью, что создает еще одну проблему при эксплуатации. При работе дизелей на спиртах, в результате большего содержания кислорода в спиртовом топливе и его более стабильных характеристик, дымность и токсичность ОГ гораздо ниже. Показатели процесса сгорания, экономические и мощностные показатели работы двигателя в этом случае сильно зависят от способа подачи спиртового топлива, при этом в литературе нет однозначных оценок его влияния [100].

Под маслами, как видами альтернативных топлив, принято понимать растительные масла, являющиеся биоразлагаемыми. Достаточно часто применяются подсолнечное, соевое, горчичное, рыжиковое, рапсовое и другие масла [9,13,33,34,67]. В климатических условиях Центральной России и Приволжского федерального округа наиболее эффективно выращивать и использовать в качестве биотоплива рапсовое масло (РМ). При работе дизеля на рапсовом масле, кроме того, имеется возможность обеспечить энергоавтономность сельского хозяйства и снизить себестоимость продукции [7,9,13]. Недостатками РМ, по сравнению с ДТ, являются высокая вязкость, слабые низкотемпературные свойства, высокая температура воспламенения, меньшая теплотворная способность [9,11,32].

Использование в двигателях автомобилей и тракторов РМ в чистом виде вызывает явные ограничения. Исследователями этой проблемы отмечается, что показатели рабочего процесса двигателя связаны с особенностями процессов смесеобразования, испарения и сгорания РМ [107]. В исследованиях по этой теме отмечается, что применение чистого РМ требует конструктивных изменений в двигателях, в частности: увеличения проходных сечений ТПА, использования дополнительных топливных фильтров и более частой их замены, усиления конструкции топливоподкачивающего насоса, дополнительного подогрева масла, установки в камере сгорания модернизированных форсунок [107].

Основываясь на вышеуказанном, следует предположение, что одним из продуктивных направлений адаптации ДВС может быть использование многокомпонентных смесевых биотоплив. Расширения многотопливности дизелей и приближения нужных свойств биотоплив к аналогичным для товарного ДТ целесообразнее достичь путем использования многокомпонентных составов, вследствие чего указанные выше свойства одного топлива могут компенсировать свойства другого.

Анализируя данные отечественных научных исследований по применению АТ, видно, что учеными нашей страны в разное время проводились исследования в области их применения. Вопросы отражены в трудах Данилова А.М., Девянина

С. Н., Захарова Л. А., Камфера Г. М., Карташевича А. Н., Картошкина А. П., Митусовой Т. Н., Николаенко А. В., Плотникова С. А., Ложкина В. Н., Галышева Ю. В., Кавтарадзе Р. З., Патрахальцева Н. Н., и др. [2,3,6,7,12,15,34,35,41,43,45,52,55,58,61,67,71,99,100,106].

Анализ полученных результатов показывает, что ведущими российскими учеными, учеными стран ближнего и дальнего зарубежья проведены огромные теоретические и экспериментальные работы. В данный момент разработано теоретическое обоснование и проведены разносторонние экспериментальные исследования по вопросам улучшения эффективных и экологических показателей дизелей. Важное место в трудах занимают вопросы применения различных видов кислородсодержащих соединений, спиртов, эфиров, растительных масел [100].

Стоит отметить, что большинство исследований проводились только с целью определения возможности работы дизеля на АТ, исследований процесса сгорания, улучшения эффективных показателей дизелей [100]. Также примечательно, что во многих исследованиях смесевые АТ представляют собой состав из чистого ДТ и одного компонента, замещающего ДТ в различном соотношении, например составы 60 % ДТ + 40 % Пропанол, 70% ДТ+ 30% РМ.

Недостаточно работ, направленных на улучшение эксплуатационных показателей в автотракторных дизелях с добавками нескольких компонентов, взаимно дополняющих и компенсирующих свойства каждого. Исследование таких многокомпонентных композиций, приближенных по свойствам к чистому ДТ, позволит расширить топливную базу дизелей, находящихся в эксплуатации. На сегодняшний день для любого завода-изготовителя серийных ДВС будет экономически нецелесообразно выпускать под каждый вид топлива свою конструкцию двигателя [100]. Это означает, что данное направление исследований является актуальной научной проблемой.

На основе вышеизложенного, научная проблема может быть сформулирована как разработка и создание новых многокомпонентных

альтернативных топлив с физико-механическими свойствами, дающими возможность для их применения в дизелях.

Целью научных исследований является улучшение эффективных и экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 путем применения многокомпонентных биотопливных композиций.

Научная новизна работы:

Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден способ улучшения эффективных и экологических показателей автотракторного дизеля путем применения многокомпонентных биотопливных композиций.

Впервые разработана методика определения цетанового числа многокомпонентного смесевого биотоплива.

Впервые разработана методика расчета периода задержки воспламенения многокомпонентного смесевого биотоплива в дизеле.

Предложены новые составы МКБТК с улучшенными эксплуатационными свойствами, новые конструктивно-технологические решения по реализации применения МКБТК в дизелях.

Исследованы режимные характеристики работы дизеля на МКБТК с применением планирования эксперимента.

Исследовано влияние новых составов МКБТК на работу ТПА дизеля, определены оптимальные регулировки системы питания дизеля.

Получены показатели процесса сгорания, эффективные и экологические показатели работы дизеля 4ЧН 11,0/12,5 на МКБТК.

Новизна предложенных технических и технологических разработок подтверждена 2 патентами РФ на изобретения.

Практическая ценность.

Результаты проведенных исследований и научно-технические разработки, полученные при проведении исследований, позволяют улучшить эффективные и экологические показатели в автотракторных дизелях при применении МКБТК, уже находящихся в эксплуатации.

Полученные данные позволяют снизить затраты времени и средств при проведении дальнейших исследований.

Объекты исследований - новые составы МКБТК-15 и МКБТК-25 с улучшенными моторными свойствами, дизель 4ЧН 11,0/12,5.

Результаты научных исследований по улучшению эффективных и экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 путем применения многокомпонентных биотопливных композиций использованы в учебном процессе Белорусской государственной сельскохозяйственной академии, Вятского государственного университета.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Способ улучшения эффективных и экологических показателей автотракторного дизеля путем применения многокомпонентных биотопливных композиций.

2. Методика определения цетанового числа многокомпонентного смесевого биотоплива.

3. Методика расчета периода задержки воспламенения многокомпонентного смесевого биотоплива в дизеле.

4. Новые составы МКБТК с улучшенными эксплуатационными свойствами, новые конструктивно-технологические решения по реализации применения МКБТК в дизелях.

Личный вклад автора.

Автор выполнял работу самостоятельно под руководством научного руководителя. Автор играл ключевую роль в планировании, подготовке и проведении экспериментов, а также анализе и обобщении полученных результатов. Им в соавторстве подготовлены и опубликованы в виде статей и тезисов докладов, материалы диссертационных исследований, а также предложены технические и технологические разработки, защищённые патентами РФ на изобретения.

Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертации докладывались и обсуждались на:

- V Международной научно-практической конференции «Развитие технических наук в современном мире» в 2018 г. (г. Воронеж, Инновационный центр развития образования и науки «ИЦРОН»);

- Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» в 2019-2022 гг., (г. Нижний Новгород, НГТУ им. Р.Е. Алексеева);

- Всероссийской ежегодной научно-практической конференции «Общество, наука, инновации» в 2022 г. (г. Киров, ВятГУ);

- на Международной научно-практической конференции «Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства» 2019-2022 гг. (Республика Беларусь, г. Горки, БГСХА);

- на VI Международной научной конференции молодых ученых «Инженерное и экономическое обеспечение деятельности транспорта и машиностроения» в 2022 г. (Республика Беларусь, г. Гродно, ГрГУ им. Янки Купалы).

Публикации.

Основные положения диссертации опубликованы в 18 печатных работах и защищены 2 патентами РФ на изобретения.

Доклады.

По основным положениям диссертации было выполнено 10 докладов на научных конференциях различного уровня.

Благодарности.

Автор выражает благодарность заведующему кафедрой «Тракторы, автомобили и машины для природообустройства» Белорусской ГСХА, Заслуженному работнику образования Республики Беларусь, д.т.н., профессору Карташевичу А. Н. и всему коллективу кафедры за помощь в организации проведения отдельных этапов экспериментальных исследований.

Автор выражает благодарность канд. физ-мат. наук, доценту кафедры «Физика и методика обучения физике» ФГБОУ ВО «ВятГУ», Кантору П. Я. за оказанные консультации при разработке специальных теоретических блоков.

1.0. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Основные эффективные и экологические показатели дизеля

Дизельный двигатель, он же дизель - является одним из самых широко применяемых двигателей внутреннего сгорания. Это обусловлено его высокой эффективностью, мощностью и экономичностью. Географические особенности Российской Федерации определяют роль транспорта в экономическом развитии страны как приоритетную и основополагающую [76].

Свойства двигателя, как энергетической единицы, принято определять по его характеристикам (скоростной, нагрузочной, регулировочной и др.). Основными эффективными показателями дизельного двигателя являются:

- Среднее эффективное давление Pe , МПа;

- эффективная мощность, N6, кВт;

- крутящий момент, Мк, Н*м;

- массовый часовой расход топлива, Gт, кг/ч;

- удельный эффективный расход топлива, ge, г/кВт*ч;

- частота вращения вала двигателя, п, мин -1;

Среднее эффективное давление Pe характеризует полезную работу, получаемую за один цикл с единицы рабочего объема цилиндра двигателя. При работе автотракторных двигателей на номинальном режиме значения Pe находятся в пределах 0,55...0,85 МПа для четырехтактных дизелей без наддува и до 2,0 МПа для четырехтактных дизелей с наддувом. [6]

Эффективная мощность N - это мощность двигателя, снимаемая с коленчатого вала и передаваемая далее на трансмиссию трактора или автомобиля.

Крутящий момент, Мк - это средний за цикл момент, передаваемый от коленчатого вала силовой передаче трактора или автомобиля. Крутящий момент прямо пропорционален среднему эффективному давлению Pe.

Эффективный удельный расход топлива ge показывает уровень технического совершенства конструкции двигателя, эффективности

применяемого топлива и определяется из значений массового часового расхода топлива От и эффективной мощности N

Увеличение частоты вращения п и среднего эффективного давления Ре являются способами форсирования ДВС, т.е. увеличения мощности без увеличения рабочего объема цилиндра. В дизельных двигателях максимальная частота вращения коленчатого вала ограничена, в первую очередь, работоспособностью топливоподающей аппаратуры.

Под экологическими показателями дизеля понимают всё многообразие компонентов, находящихся в отработавших газах (ОГ).

Компоненты ОГ сводят к шести группам:

- кислород, водяной пар, азот, водород и углекислый газ;

- оксид углерода;

- оксиды азота;

- углеводороды (широкая группа веществ, из которой наибольшую опасность представляют канцерогенные полициклические ароматические углеводороды, например, бензпирен);

- альдегиды;

- сажа, адсорбирующая канцерогенные вещества.

По степени опасности для человека и окружающей природы следует разделять компоненты токсичные (вредно действующие на организм человека и животных, почву и водоемы - суммарные оксиды азота КОх, суммарные углеводороды СпНт) и вредные (например, углекислый газ, в больших концентрациях вызывающий удушье).

Для искровых ДВС нормируются, в первую очередь, показатели угарного газа СО и суммарных углеводородов СпНт.

Для дизельных двигателей в ОГ устанавливают ограничения на содержание сажи С, суммарных оксидов азота КОх, углеводородов, (в т.ч. канцерогенных), угарного газа и альдегидов.

Сажа C сама по себе не является токсичной, но она адсорбирует на себе другие токсичные, канцерогенные компоненты, поэтому является потенциально более опасной, чем другие компоненты ОГ.

Суммарные оксиды азота NOx принимаются как сумма оксидов NO+NO2+NO4 в пересчете на монооксид NO. Оксиды азота в составе ОГ также являются наиболее токсичными.

1.2. Возможности использования альтернативных топлив в ДВС

Общеизвестен факт, что применение в хозяйственно-промышленных целях тракторов и автомобилей приводит к загрязнению окружающей среды. Одним из научно обоснованных методов снижения влияния выбросов токсичных компонентов является применение альтернативных видов топлив для применения в силовых агрегатах [107]. В большинстве своем двигатели тракторов и существенная доля двигателей промышленных автомобилей являются дизельными. На базе дизельного двигателя рациональнее увеличивать количество видов применяемых топлив, так как двигатель с принудительным искровым воспламенением не может работать на топливах с высокой плотностью, которые плохо испаряются и не пригодны для карбюрации [104]. Дизель же, при некоторых изменениях в конструкции, способен работать и на более лёгких топливах (например, смесях ДТ с бензинами, керосинами). В сравнении с двигателем с принудительным воспламенением, сжигание, как легких, так и тяжелых топлив в дизелях возможно при условии достаточно высоких степеней сжатия и значительно высоких коэффициентах избытка воздуха [43].

Дизельные двигатели являются более экономичными, поэтому более распространены в энергоемком народном хозяйстве РФ. Расширение случаев использования альтернативных биотоплив позволит получить значительное увеличение экономии энергии. Именно поэтому стремительными темпами происходит дизелизация энергоемкого автомобильного транспорта.

Перечень возобновляемых альтернативных видов топлив, используемых в автотракторных ДВС, в текущий момент уже достаточно обширен и, к тому же, не

окончателен. Можно назвать наиболее распространенные из них - это биогаз, диметиловый эфир, биоводородное топливо, биоэтанол, биометанол, топлива на основе растительных масел [59]. Международная энергетическая ассоциация (1ЕА) прогнозирует, что к 2030 году общемировое производство биотоплив достигнет отметки в 150 млн. тонн в год (в энергетическом эквиваленте нефти). Ежегодные темпы прироста их выработки составят 7-9 %. В результате к 2030 году доля биотоплив в общем объеме потребления топлива в транспортной сфере достигнет 4-6 % [100]. Каждый из этих видов топлива в той или иной мере отличается по своим физико-химическим свойствам от традиционного ДТ. Эти отличия вызывают необходимость адаптации существующих дизельных двигателей и их топливной аппаратуры к новым видам топлива [65].

Смесь метана и диоксида углерода с незначительным количеством примесей других газов называют биогазом. Его состав: 55...80 % СН4, 15...40 % СО2, 0.1 % H2S, 0.1 % N2, 0.1 % Н2 [49,108]. Биогаз возможно вырабатывать практически из любых отходов - зерновые, солома, силос, подстилка для скота, отходы жизнедеятельности животных, пищевые и другие отходы ферм, ТБО, отходы предприятий по переработке продукции сельского и хозяйства - с различной эффективностью процесса.

Средняя теплота сгорания биогаза, содержащего около 60% метана СН4, равна 22 МДж/м3. Учитывая, что горючая часть биогаза состоит из метана СН4 (температура воспламенения метана около 645°С), его причисляют к семейству природных газов. Полученный на биогазовых установках биогаз, может быть использован в качестве моторного топлива транспорта, для питания двигателей внутреннего сгорания стационарных установок различного назначения, обогрева зданий и сооружений, в качестве бытового газа. В ДВС обычно используют не биогаз, а выделенный из него биометан, который для удобства хранения и транспортировки сжимают до 20.40 МПа или сжижают [67,77]. Технология сжижения является более перспективной и более безопасной в процессе эксплуатации.

При применении биометана в качестве топлива для дизелей снижаются дымность и выбросы СО и NOх с ОГ. Но, в связи с низким цетановым числом, и, соответственно, плохой воспламеняемостью возникают значительные трудности при организации рабочего процесса [65]. На биогаз могут быть конвертированы как бензиновые двигатели с принудительным воспламенением рабочей смеси, так и дизельные двигатели.

Диметиловый эфир в нормальных условиях - это газ, изомер этилового спирта, широко применяемый на практике, в т.ч. в качестве альтернативного топлива. Имеет химическую формулу СН3-0-СН3, обладает запахом хлороформа, является относительно инертным, неканцерогенным, бескорозионным. По своим свойствам сравним с пропан-бутановой смесью. Цетановое число составляет 5560 единиц [65].

Для подачи ДМЭ в камеру сгорания требуется модернизация топливной системы: вместо топливного бака применяется баллон, топливная система должна быть полностью герметична. Подавать ДМЭ в дизель можно отдельно или в виде смеси с ДТ. Также эфир может смешиваться с топливами, имеющими низкое цетановое число, такими как метанол, этанол и метан или выступать ингибитором горения последних [65].

Диметиловый эфир - более экологически чистое топливо, чем дизельное. При его сгорании не происходит выделения сажи на всех режимах работы дизеля. Это связано с увеличенным содержанием кислорода в топливе (около 35 %) и отсутствием связей углерод-углерод. Также понижена концентрация NOx в ОГ в 3.4 раза. Наблюдается увеличение выбросов угарного газа СО и углеводородов CnHm. КПД дизеля остаётся на уровне его эксплуатации на чистом ДТ. [3,4,13,17,34,68,70,93].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шипин Александр Игоревич, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александров А.А. Моторные топлива. Современные аспекты безопасного хранения и реализации в городах-мегаполисах / А.А. Александров, И.А. Архаров. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. - 352 с.

2. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания / А.А. Александров [и др.]. Под ред. А.А. Александрова, В.А. Маркова. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. - 791 с.

3. Ассад, М.С. Продукты сгорания жидких и газообразных топлив: образование, расчет, эксперимент / М.С. Ассад, О.Г. Пенязьков. - Минск: Беларус навука,

2010. - 305 с.

4. Белоусов, В.Н. Топливо и теория горения. Часть 11. Теория горения: учебное пособие / В.Н. Белоусов, С.Н. Смородин, О.С. Смирнова. - СПб.: ГТУРП,

2011. - 84 с.

5. Белявцев А.В., Процеров А.С. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 224 с.

6. Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания / В.А. Марков [и др.]. М.: НИЦ «Инженер» (Союз НИО), 2016. - 292 с.

7. Бирюков В. В. Методы повышения эффективности работы дизеля при использовании этанола в качестве экологической добавки к дизельному топливу //Дисс. канд. техн. наук 05.04.02 - тепловые двигатели. - Москва, 2017, 173 с.

8. Братков, А.А. Теоретические основы химмотологии / А.А. Братков. - М.: Химия, 1985. - 320 с.

9. Бузиков, Ш. В. Испытание топливной аппаратуры дизелей при работе на смесях с добавками рапсового масла / Ш. В. Бузиков, И. С. Козлов // Транспортные системы. - 2018. - № 4(10). - С. 10-16. - DOI 10.46960/62045_2018_4_10. - EDN VPQFZW.

10. Бузиков, Ш. В. Исследование условий работы линии всасывания системы питания тракторного дизеля / Ш. В. Бузиков, С. А. Плотников, А. И. Шипин // Общество. Наука. Инновации (НПК-2022) : Сборник статей XXII Всероссийской научно-практической конференции. В 2-х томах, Киров, 11-29 апреля 2022 года. Том 2. - Киров: Вятский государственный университет, 2022. - С. 295-302. - EDN NDHTWH.

11. Букреев Г.А. Совершенствование рабочего процесса высокооборотного дизеля с открытой камерой сгорания при работе на различных топливах. //Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Л.: ЦНИДИ, 1984. - 20 с.

12. Вальехо Мальдонадо П.Р., Марков В.А., Бирюков В.В. Исследования воспламеняемости эмульсий рапсового масла и этанола // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: Машиностроение. - 2016. - № 5. - С. 109 (Тезисы доклада на ВНТК в МГТУ им. Н.Э. Баумана).

13. Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля / И.П. Васильев. - Луганск: Изд-во Восточноукраинского ун-та. В. Даля, 2009. - 240 с.

14. Виды многокомпонентных биотоплив для двигателей внутреннего сгорания / А. И. Шипин // Будущее технической науки : сборник материалов XVIII Всероссийской молодежной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 24 мая 2019 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2019. - С. 186.

15. Галышев, Ю.В. Влияние электромагнитного воздействия на показатели топлива и характеристики автомобильных двигателей внутреннего сгорания / Ю.В. Галышев, А.Ю. Шабанов, А.Б. Зайцев, А.А. Метелев // Научно-технические ведомости СПбПУ. - 2013. - №2(171). - С. 61-67.

16. Глушков, М. Н. Применение многокомпонентных биотоплив в двигателях транспортных средств / М. Н. Глушков, А. И. Шипин // Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства : сборник научных трудов. Том Выпуск 5. - Горки : Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2020. - С. 49-52. - EDN HZSOUV.

17. Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1998. - 216 с.

18. ГОСТ 10579-2017 Форсунки дизелей. Технические требования и методы испытаний. - М.: Стандартинформ, 2017. - 14 с.

19. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в сати воздействия климатических факторов внешней среды. - М.: Стандартинформ, 1988. - 128 с.

20. ГОСТ 18509-88 Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. - М.: Стандартинформ, 1988. - 128 с.

21. ГОСТ 20915-2011 Испытания сельскохозяйственной техники. Методы определения условий испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 2013. - 27 с.

22. ГОСТ 21393-75. Автомобили с дизелями. Дымность отработавших газов. Нормы и методы измерений. Требования безопасности. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 5 с.

23. ГОСТ 305-2013 Топливо дизельное. Технические условия.- М.: Стандартинформ, 2013. - 10 с.

24. ГОСТ 30745-2001 (ИСО 789-9-90) Тракторы сельскохозяйственные. Определение тяговых показателей. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 15 с.

25. ГОСТ 34631-2019 Техника сельскохозяйственная. Методы энергетической оценки. - М.: Изд-во стандартов, 2007. - 10 с.

26. ГОСТ 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.: Стандартинформ, оформление, 2013, 2020. - 69 с.

27. ГОСТ 7057-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 11 с.

28. ГОСТ 8.599-2010 "Государственная система обеспечения единства измерений. Плотность светлых нефтепродуктов. Таблицы пересчета плотности к 15°С и 20°С и к условиям измерения объема - М.: Стандартинформ, 2012. - 130 с.

29. ГОСТ ISO 8178-9 - 2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Измерение выбросов продуктов сгорания. Часть 9. Испытательные циклы и методы стендовых измерений дымности отработавших газов на переходных режимах. - М.: Стандартинформ, 2015. - 51 с.

30. ГОСТР ИСО 14067-2021 Газы парниковые УГЛЕРОДНЫЙ СЛЕД ПРОДУКЦИИ Требования и руководящие указания по количественному определению (ISO140676:2018, ITD). - М.: Изд-во стандартов, 2021. - 50 с.

31. Гоц, А.Н. Погрешности измерений при экспериментальных исследованиях двигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие / А. Н. Гоц, Ю.Г. Горнушкин - Владимир: ВГУ, 2003. - 64 с.

32. Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Топливная аппаратура и системы управления дизелей. Учебник для ВУЗов. М.: Изд-во «Легион-Авто дата», 2005. -344 с.

33. Гуреев А.А., Азев В.С., Камфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства и применение. - М.: Химия, 1993. - 336 с.

34. Гусаков C.B. Перспективы применения в дизелях альтернативных топлив из возобновляемых источников: Учебное пособие для ВУЗов. - М.: РУДН, 2008. -318 с.

35. Гущин С.Н., Плотников С.А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей применением спиртосодержащих топлив. - Киров: ООО "Мини-типография Авангард", 2003. - 162 с., ил.

36. Данилов, А.М. Применение присадок в топливах: Справочник / А.М. Данилов

- СПб.: Химиздат, 2010. - 368 с.

37. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах / А.С. Орлин, Д.Н. Вырубов, Г.Г. Калиш - М.: Машгиз, 1957. Том 1.

- с. 396.

38. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / Д.Н. Вырубов [и др.]. Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1983. - 372 с.

39. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник / В.П. Алексеев, В. Ф. Воронин, Л. В. Грехов и др.; Под общ. ред. А.С. Орлина, М. Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1990. - 288 с.

40. Девянин, С. Н. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей / С. Н. Девянин ; Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина. - Москва : Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. - 339 с. - ISBN 978-5-86785-200-9. - EDN QNENET.

41. Дугин Г.С. Применение биоэтанольного топлива на автотранспорте / Г.С. Дугин // Транспорт на альтернативном топливе, 2010. - № 5. - С. 48-51.

42. Дьяченко, В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания: учебник / В.Г. Дьяченко. -Харьков: КНАДУ, 2009. - 500 с.

43. Егоров, И.Н. Улучшение эксплуатационных свойств дизельных топлив в условиях сельскохозяйственного производства: дис. канд. техн. наук: 05.20.03/ Егоров И.Н. - Великие Луки, 1983. - 290 с.

44. Зейдель, А.Н. Элементарный метод оценки ошибок измерений / А.Н. Зейдель

- Л.: Наука, 1968, 98 с.

45. Иванов, В.А. Оценка эксплуатационных показателей трактора класса 14кН при работе на растительно-минеральном топливе: дис. канд. техн. наук: 05.20.03/ Иванов Василий Александрович. - Пенза, 2010. - 236 с.

46. Исследование периода задержки воспламенения биотоплив / П. Р. Вальехо Мальдонадо, С. В. Гусаков, С. Н. Девянин [и др.] // Транспорт на альтернативном топливе. - 2013. - № 1(31). - С. 55-61. - БЭК ООЬОНВ.

47. Исследование показателей работы дизеля по скоростной характеристике на многокомпонентном биотопливе / С. А. Плотников, М. В. Смольников, А. И. Шипин, А. Н. Карташевич // Транспорт на альтернативном топливе. - 2022. -№ 3(87). - С. 70-75. - БЭК иХ^ОК

48. Исследование показателей работы дизеля по скоростной характеристике на многокомпонентном биотопливе. / С. А. Плотников, А. И. Шипин // Инженерное и экономическое обеспечение деятельности транспорта и машиностроения - Гродно: Гродненский государственный университет имени Янки Купалы, 2022. - с. 135 - 145.

49. Исследование состава биогаза с целью применения в качестве моторного топлива. Сборник научных трудов по итогам международной научно -практической конференции. Развитие технических наук в современном мире, Воронеж, Том V. - Воронеж: Инновационный центр развития образования и науки (ИЦРОН), 2018. - с. 5 - 7. - БЭК ЬБЖГО.

50. Исследование экологических показателей дизеля при работе на многокомпонентном биотопливе / С. А. Плотников, Д. Г. Сергеев, М. В. Смольников, А. И. Шипин // Известия МГТУ МАМИ. - 2021. - Т. 15, № 3. - С. 70-75. - ЭО1 10.31992/2074-0530-2021-49-3-70-75. - БЭК ДМХР.

51. Исследования тракторного дизеля при подаче газа с использованием планирования эксперимента / П. Ю. Малышкин, А. Н. Карташевич, С. А. Плотников, М. В. Симонов // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2019. - № 2. - С. 239-243. - БЭК УУООЕМ.

52. Кавтарадзе, З.Р. Анализ механизмов образования и методов расчета концентрации оксидов азота в поршневых двигателях (часть 1) / Кавтарадзе З.Р., Кавтарадзе Р.З. // Транспорт на альтернативном топливе. - 2011. - №5 (23) - С. 65 - 71.

53. Кавтарадзе, З.Р. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учебник для вузов /З.Р. Кавтарадзе - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 720 с.

54. Калинина, В.Н., Математическая статистика / В. Н. Калинина, В.Ф. Панкин -М.: Высш. шк., 1998. - 336 с.

55. Камфер Г.М. Научные основы эффективного применения топлив различного состава в автотракторных дизелях. Дисс. д-ра техн. наук: 05.04.02. М.: РГБ, 2005.

56. Камфер Г.М., Болотов А.К., Плотников С.А. Расчетная оценка цетановых чисел спирто-топливных смесей. //Улучшение показателей автомобильных и тракторных двигателей - М.: Тр. МАДИ, 1990. - С. 59-64.

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

58. Карташевич А.Н., Плотников С.А., Смольников М.В. Модернизация системы топливоподачи тракторного дизеля, работающего на этаноло-топливной эмульсии. ОБЩЕСТВО. НАУКА. ИННОВАЦИИ (НПК-2017) [Электронный ресурс]: сб. статей : Всерос. ежегод. науч.-практ. конф., 1-29 апреля 2017 г. -Киров : [Науч. изд-во ВятГУ], 2017. - С. 1835-1840.

59. Карташевич, А. Н. Использование и стимулирование производства альтернативных видов топлива для автотракторных двигателей в мировой практике / А. Н. Карташевич, В. С. Товстыка // Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии : Материалы международной научно-технической конференции: в 2-х частях, Могилев, 21-22 апреля 2011 года. Том Часть 1. - Могилев: Государственное учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет", 2011. - С. 3-10. - EDN NIRUBB.

60. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассандрова, В.В. Лебедев. - М.: Наука, 1970. - 110 с.

61. Кацнельсон, БД Сборник «Исследование процесса горения натурального топлива» /Б.Д. Кацнельсон, Г.Ф. Кнорре - М.: Госэнергоиздат, 1948. - 210 с.

62. Козлов, С.Н. Химические ракетные топлива: учебное пособие / С. Н. Козлов,

A. В. Литвинов, Л. Д. Ленкина // Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2018. 145 с.

63. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / А.И. Колчин,

B.П. Демидов - М.: Высшая шкода, 1980. - 400 с.

64. Коровин, Н.В. Общая химия: Учеб. для технических направ. и спецвузов / М.: Высш. школа, 1998. 559 с.

65. Кухаренок, Г. М. Альтернативные топлива для автотракторной техники / Г. М. Кухаренок, Е. Д. Петухович // Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства : Сборник научных трудов /

Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. Том Выпуск 6.

- Горки : Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2021.

- С. 225-229. - EDN FKVHLE.

66. Лышевский А.С. Системы питания дизелей. - М.: Машиностроение, 1981. -216 с.

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

68. Малов Р.В., Пекшев В.В. Эмульгирование топлива и экологические характеристики дизеля // Автомобильная промышленность, 1992. - № 8. - С. 15-18.

69. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 376 с.

70. Марков В.А., Девянин С.Н., Мальчук В.И. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2007. - 360 с.

71. Марков В.А., Патрахальцев Н.Н. Спиртовые топлива для дизельных двигателей // Транспорт на альтернативном топливе, 2009. - № 6. - С. 40-46.

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

73. Марков, В. А. Спиртовые топлива для дизельных двигателей / В. А. Марков, П. Р. Вальехо Мальдонадо, В. В. Бирюков // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2015. - № 11(668). - С. 39-52. - EDN UYCFRL.

74. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. - Л.: Колос, 1980. - 168 с.

75. Методика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок / утв. Б.А. Ацкевич // М.: Министерство природных ресурсов РФ. НИИ АТМОСФЕРА, 2001. - 5 с.

76. Мотовилова М. В. Улучшение эксплуатационных показателей автотракторного дизеля путем предварительного подогрева топлива //Дисс. канд. техн. наук 05.04.02 - тепловые двигатели. - Санкт-Петербург, 2022, 154 с.

77. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей / А.В. Николаенко - М.: Колос, 1984. - 335 с.

78. Новые методы сжигания топлива и вопросы теории горения / отв. ред. Б.В. Канторович. - М.: Изд. НАУКА, 1969. - 121 с.

79. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени. /Пер. с англ. Под ред. Ю.Ф. Дитякина// - М.: Машиностроение, 1981. - 408 с.

80. Оптимизация системы топливоподачи тракторного дизеля для работы на топливах с добавками этанола / А. Н. Карташевич, С. А. Плотников, М. В. Смольников [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2019. - № 1(124). - С. 186-193. - DOI 10.46960/1816-210X_2019_1_186. - EDN ZANGMH.

81. Оценка регулировочных показателей двигателя сельскохозяйственных транспортных средств при применении многокомпонентных биотоплив / С. А. Плотников, А. Н. Карташевич, М. В. Смольников, А. И. Шипин // . - 2021. - № 1(49). - С. 149-155. - DOI 10.36508/RSATU.2021.49.1.022. - EDN YUSGDB.

82. Оценка экологических показателей работы дизеля на МКБТК / А. И. Шипин, С. А. Плотников // Будущее технической науки : сборник материалов XX Всероссийской молодежной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 21 мая 2021 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2021. - С. 220221.

83. Патент № 2743350 C1 Российская Федерация, МПК C10L 1/08, C10L 1/32, C10L 1/00. Способ получения многокомпонентной биотопливной композиции : № 2020120544 : заявл. 22.06.2020 : опубл. 17.02.2021 / С. А. Плотников, А. И. Шипин, А. Н. Карташевич, П. Ю. Малышкин ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет". - EDN GETKGI.

84. Патент № 2752565 C1 Российская Федерация, МПК C10L 1/10, C10L 1/08. Многокомпонентная биотопливная композиция : № 2020123967 : заявл. 20.07.2020 : опубл. 29.07.2021 / С. А. Плотников, М. Н. Глушков, А. Н. Карташевич [и др.] ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет". - EDN OTUJRH.

85. Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А. Применение в дизелях нетрадиционных топлив, как добавок к основному. - М.: Изд-во «Легион-Автодата, 2014. - 162 с.

86. Плотников С.А. и др. Исследование свойств новых топлив для автотракторной техники / С. А. Плотников, Г. Э. Заболотских, П. Я. Кантор, М. Н. Втюрина // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. - 2022. - Т. 14, № 1. - С. 117-125. - DOI 10.36508/RSATU.2022.92.31.014. - EDN JIDORK.

87. Плотников С.А. Улучшение эксплуатационных показателей дизелей путем создания новых альтернативных топлив и совершенствования

топливоподающей аппаратуры. //Дисс. док. техн. наук. 05.04.02 - тепловые двигатели. - Киров, 2011. - 485 с

88. Плотников С.А., Кантор П.Я., Втюрина М.Н., Пляго А.В. Координирование процессов стабилизации и сгорания этанолсодержащих топлив // Двигателестроение, 2021. - № 3. - С. 33-35.

89. Плотников С.А., Карташевич А.Н., Симонов М.В., Шипин А.И. Оптимизация основных параметров дизеля при его работе на многокомпонентной биотопливной композиции // Тракторы и сельхозмашины. 2022. Т. 89, № 2. С. 91-99. DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-106567

90. Плотников С.А., Карташевич А.Н., Смольников М.В., Черемисинов П.Н., Мельников К.П. Смеситель топлив. - Патент РФ № 2637904, МПК B01F 7/24. - 3С., 1 ил.

91. Плотников С.А., Смольников М.В. Улучшение моторных свойств этанолсодержащих топлив для использования в дизелях. // Будущее технической науки: сборник материалов XVI Международной молодежной научно-техн. конф.; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2017. -411 с.

92. Плотников, С. А. Влияние нагрузки на показатели дизеля при работе на многокомпонентном биотопливе / С. А. Плотников, М. В. Смольников, А. И. Шипин // Вестник транспорта Поволжья. - 2021. - № 5(89). - С. 62-68. - EDN QSPBTG.

93. Пляго А. В. Улучшение эффективных и экологических показателей автотракторного дизеля путем координирования эксплуатационных свойств высококонцентрированных этаноло-топливных эмульсий //Дисс. канд. техн. наук 05.04.02 - тепловые двигатели. - Нижний Новгород, 2021, 177 с.

94. Применение многокомпонентного биотоплива в дизеле / А. И. Шипин, С. А. Плотников // Будущее технической науки : сборник материалов XIX Всероссийской молодежной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 08 октября 2020 года. - Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2020. - С. 187188.

95. Руководство по эксплуатации Беларус-922, РУП - Минский тракторный завод, 2013.

96. Руководство по эксплуатации Дизели Д-245S2, Д-245^2, Д-245^2, Д245.^2, Д-245.16ЛS2, Д-245^2, Д-245.43S2, РУП - Минский тракторный завод, 2010.

97. Семенов, Н. Н. Избранные труды: в 4-х т. Т. 3. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. М.: Наука, 2005. 499 с. (с. 33).

98. Сисин В.А. Установка для приготовления водо-топливной эмульсии. //Речной транспорт, 1984. - № 10. - С. 32-33.

99. Смольников М.В. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 путём применения этанолсодержащего топлива. Будущее технической науки: сборник материалов XVII Международной молодежной научно-техн. конф.; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - Нижний Новгород, 2018. - С. 171-172.

100. Смольников М.В. Улучшение показателей применяемости альтернативных топлив с добавками этанола в автотракторных дизелях //Дисс. канд. техн. наук

05.04.02 - тепловые двигатели. - Нижний Новгород, 2020, 173 с.

101. Создание и исследование свойств многокомпонентных биотоплив для тракторных дизелей / С. А. Плотников, А. Н. Карташевич, М. Н. Глушков, А. И. Шипин // Тракторы и сельхозмашины. - 2020. - № 6. - С. 6-12. - DOI 10.31992/0321-4443-2020-6-6-12. - EDN QVZUAQ.

102. Справочник химика. Том 2. Основные свойства неорганических и органических соединений / Б.П. Никольский [и др.]. Под ред. Б.П. Никольского. Л.: Химия, 1971. - 1168 с.

103. Сравнение экологических показателей работы дизеля на МКБТК по скоростной характеристике / А. И. Шипин, С. А. Плотников // Будущее технической науки: сборник материалов XXI Всероссийской молодежной научно-технической конференции, Нижний Новгород, 27 мая 2022 года. -Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2022. - С. 248-250.

104. Товстыка В. С. Улучшение эксплуатационных показателей колёсного трактора путём использования смесевого топлива //Дисс. канд. техн. наук

05.05.03 - колесные и гусеничные машины. - Могилев, 2011, 156 с.

105. Файнлейб, Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: справочник / Б.Н. Файнлейб - Ленинград: Машиностроение, 1990. - 352 с.

106. Фернандо Кумара Патабендиго Имал Д. Совершенствование энергетических и экологических качеств дизеля типа Д-240 добавкой этанола к основному топливу: Дисс. ... канд. техн. наук: 05.04.02 - тепловые двигатели. - М.: РУДН, 2011. - 148 с.

107. Черемисинов П. Н. Увеличение предела применяемости альтернативных топлив с добавками рапсового масла в автотракторных дизелях //Дисс. канд. техн. наук 05.04.02 - тепловые двигатели. - Нижний Новгород, 2019, 133 с.

108. Шипин А. И. Исследование моторных свойств биогазового топлива / А. И. Шипин, В. А. Шапорев, // Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства : сборник научных трудов. Том Выпуск 4. - Горки : Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2019. - С. 83-86.

109. Шипин, А. И. Применение многокомпонентного биотоплива в автотракторных дизелях / А. И. Шипин, Р. С. Даргель // Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства : Сборник научных трудов / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. Том Выпуск 6. - Горки : Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2021. - С. 263-267. - EDN MFZRNF.

110. Шипин, А. И. Способ создания многокомпонентного биотоплива для применения в автотракторном дизеле / А. И. Шипин, П. Ю. Малышкин // Инновационные решения в технологиях и механизации сельскохозяйственного производства : Сборник научных трудов / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия. Том Выпуск 7. - Горки : Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2022. - С. 239242.

111. Эмульсии / Под ред. Ф. Шермана. Пер. с англ. под ред. А.А. Абрамзона. Л.: Химия, 1972. - 187 с.

112. Becker Klaus. Ein Beitrag zur Cetanzahlmessung an Kohlenwasserstoffen aus dem Benzinbereich. - MTZ, 1976, - 37, - № 5, p. 189-193.

113. Belardini R., Bertoli C., Corcione F.E., Police G. Ignition delay measurement in a direct injection diesel engine. C. 86/83, p. 1-7. Conference combustion in Engi-neerins, Oxford, 1983, vol. 2.

114. Corkwell K.C. Lubricity and Injector Pump Wear Issues with E diesel Fuel Blends / K.C. Corkwell, M.M. Jakson // Ibid. - 2002. N 2002-01-2849 - P. 1-8.

115. Corkwell K.C. Review of Exhaust Emissions of Compression lgnition Engines Operating on E Diesel Fuel Blends / K. C. Corkwell, M. M. Jackson, D. T. Daly // Ibid. - 2003. - N 2003-01-3283. - P. 1-16.

116. Culder O.L. Cetane number estimation of diesel fuels from carbon type structural composition. SAE Tehn. Pap. Ser., - 1984, - 841341, p. 57-65.

117. Emission and vibration analysis of diesel engine fueled diesel fuel containing metallic based nanoparticles / A. Yasar, A. Keskin, S. Yildizhan [et al.]. - DOI 10.1016/j.fuel.2018.11.113 // Fuel. - 2019. - № 2

118. Feijo E. A. V. Emission Control Evolution of the 2.0 L Gasohol / Ethanol Engines in Brasil / E.A.V. Feijo, R. Fujisawa // Ibid. - 1992. N 921493 - P. 1-17.

119. https://fb.ru/article/379039/mitsella-stroenie-shema-opisanie-i-himicheskaya-formula

120. https: //www. mashportal .ru/news/machinery/machinery_news-63719.aspx

121. Investigation of the combustion process of a diesel engine when working on a mixed fuel / S. V. Buzikov, S. A. Plotnikov, A. I. Shipin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science : 6, Krasnoyarsk, 18-20 ноября 2021 года. - Krasnoyarsk, 2022. - P. 042052. - DOI 10.1088/1755-1315/981/4/042052. - EDN BQAVQS.

122. Kremer F.G. Alcohol as Automotive Fuel - Brazilian Experience / F.G. Kremer, A. Fachetti // Ibid. - 2000. N 2000-01-1965. - P. 1-4.

123. Raynolds M.A. A Case Study for Life Cycle Assessment (LCA) as an Energy Decision Making ToolA The Production on Fuel Ethanol from Various Feedstocks / M. A. Raynolds, M. D. Checkel, R. A. Fraser // Ibid. - 1998. N 982205 - P. 1-17.

124. Walter H. Entwiklung und Erprobung von Alkoholkraftstoffen fur Nutzfahreug -Diselmotoren. //«MTZ Motortehn.z." - 1987. - 48. - № 03. - s. 91 - 88.

125. Weideman K., Heinrich H.: Einsatz von Kraftstoffen aus nachwachenden Rohstoffen im VW/Audi Dieselmotor. VDI Berichte 1020. Düsseldorf Germany, 1992.

126. Wiggle R.R., Hospadaruk V., Styloglou E.A., Chui K., Tallut W.D. The Corrosivity of Ethanol Fuel Mixtures to Fuel System Materials. //International Sump. on Alcohol Fuels Technology. - Guaruja, Sp. Brasil, 1980. - Paper B-33, p. 441 - 449.

127. Wu, H-W Investigation on combustion characteristics and emissions of diesel/hydrogen mixtures by using energy-share method in a diesel engine / H-W Wu, Z-Y Wu // Applied Thermal Engineering. - 2012. -- № 42. - P. 154 -162.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ДОГОВОР Л "/ < "■ **#* о научно-техническом сотрудничестве

ц

г. Горки г. Киров

Учреждение образования «Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красною Знамени сельскохозяйственная академия» в лице рекгора Саскевича Павла Александровича, действующею на основании Устава, и (|н;-деральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный университет», в лице ректора Пугача Валентина Николаевича, действующего на основании Устава, совместно именуемые «Стороны», с целыо внедрения новых методов обучения, повышения качества учебного процесса, проведения научных исследований, углубления связей в отрасли культуры, упрочнения хозяйственного, научного и культурно-образовательного сотрудничества между сторонами заключили настоящий Договор о нижеследующем.

1. Предмет Договора

1.1. Предметом настоящего договора является научно-техническое сотрудничество Сторон последующим направлениям:

1.1.1. Участие Сторон в совместных мероприятиях научно-исследовательского и научно-производственного характера но вопросам использования альтернативных видов топлив и направлениям улучшения эксплуатационных показателей энергетических установок наземных транспортных средст в.

1.1.2. Разработка теоретических блоков и проведение экспериментальных исследовании по вопросам улучшения эксплуатационных показателей энергетических установок наземных транспортных средств.

1.1.3. Совместное написание научных статей высокого уровня. моно1 рафии, учебных пособий, оформление заявок на выдачу патентов и авторских свидетельств.

1.1.4. Обмен преподавателями, аспирантами и докторантами с целыо участия п научных конференциях, семинарах, симпозиумах н других мероприятиях, проводимых обеими сторонами.

1.2. Стороны мотут прнвлскагь финансовую поддержку различных организаций, предприятий, региональных структур, а также международных фондов.

2. Настоящий договор определяет общую цель и этапы сотрудничества между сторонами в соответствии с календарным планом. Договаривающиеся стороны будут решать общие задачи в учебно-методической и научно-исследовательской работе в сфере улучшения эксплуатационных показателей наземных гранспоргных средств

2. Обязательства сторон

2.1. Стороны договора обязуются прннягь участие в конкурсе инициативных научных проектов 2018 - 2020 годов, проводимом совместно РФФИ и Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований.

2.2. Стороны обязуются принять участие в совместном написании научных статей. монографий, учебных пособий, оформлении заявок на выдачу патентов и атор-еких свидетельств.

2.3. Настоящий Договор не накладывает на Стороны никаких финансовых обязательств на учебные заведения, которые ею подписали, но каждый партнер обязывается проявить инициативу для тою. чтобы получить финансовые средства для обеспечения реализации этого договора.

3. Сроки действии Договора

3.1. Доювор вступает в силу с момента его подписания и действует до 31.12.2020.

4. Морилок расторжении Договора 4.!. Досрочное расторжение Договора может иметь место по соглашению сторон либо по основаниям, предусмотренным действующим на территории Республики Беларусь, либо на территории Российской Федерации, гражданским законодателе с том.

5. Календарный план рябо? ы но дог овор)

Номер шиш Наименование вила работ ! Сроки начало ! окончание

1 2 Т 3" "4

[ 1 1. 1 и-—- Анализ научно-технической литературы, патентных источников по современному состоянию вопросов использования альтернативных видов топлпв. создания новых теплив с улучшенными эксплуатационными свойствами. Взаимные консультации н обмен имеющимися данными. 01.01.20)8 1 ........] 30.06.2018 1

2. Разработка и совершенствование методик проведения испытаний с применением альтернативных теплив. 01.07.2018 31.12.2018 1

3. Проведение лабораторных исследований моторных свойств новых образцов альтернативных теплив, разработка конструкций деталей и систем энергетических установок с улучшенными технологическими и эксплуатацией и ы ми с в ой ства м и. Разработка теоретических предпосылок улучшения экспл\атапнопных показателей энергетических ус пшовок. 01.01.2019 1 ; 30.06.2019 «

4. Проведение стендовых испытании шергети-ческих установок наземных транспортных средств при работе на новых видах и сосга- 1 вах альтернативных топлив с улучшенными эксплуатационными свойствами. 01.07.2019 1 31.12.2019 1 1

СЕРТИФИКАТ

участника конференции

V МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «РАЗВИТИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ»

УЧАСТНИК

ШИПИН А.И

Тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА БИОГАЗА С ЦЕЛЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА»

11.12.2018 г. Руководитель Инновационного центра развития образования и науки

г. Воронеж, 2018 г

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ» ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

СЕРТИФИКАТ

участника Международной научно-практической конференции

Шипин

Александр Игоревич

«ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ И МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА»

посвященная памяти выдающегося ученого, педагога, академика, заслуженного деятеля науки и техники БССР С.И. Назарова

г. Горки, 28 - 29 ноября 2019 г

г

!Г

} т» ?яят* ^^шеттр \ Й^^мвчзв ^^ ** и ^ .л » *

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

СЕРТИФИКАТ

участника Международной научно-практической конференции

Шипин Александр Игоревич

«ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ И МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА»

посвященной памяти выдающегося ученого, педагога, академика, заслуженного деятеля науки и техники БССР С.И. Наздоцга и 180-летию образования Белорусской государственной сельскохозяйс

Ректор академии

Ш

* У У^!. -

У* к

-Т| 1

СУШИ

еликанов

- 30 октября 2020 г

и ¿здд

ЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Р УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКАЯ СУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

ФАКа^ТЕТ МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

|

К

СЕРТИФИКАТ

»

участника Международной научно-практической конференции

Шипин Александр Игоревич

«ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ И МЕХАНИЗАЦИИ ^ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА»

посвященная памяти выдающегося ученого, педагога, академика, заслу>«$£Гш&щ деятеля науки и техники БССР С.И. Назарова

Ректо

В. В. Великанов

Горки, 25-26 ноября 2021 г.

00

Нижегородский областной Совет по НИРС

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева

I степени

участнику XXI Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки», посвященной 105-летию НГТУ им. P.E. Алексеева

III И 114 ну Л чрк-гянпру

Игоревичу

С.М. Дмитриев

Ректор

г. Нижний Новгород, 27 мая 2022 г.

Акт № «v i'j

о внедрении изобретения

на кафелре технологии машиностроения

и

Патент РФ № 2743350 от 17.02.2021 г. (заявка № 2020120544, приоритет от 19.06.2020 г.) Правообладатель: ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет» Название: Способ получения многокомпонентной биотопливной композиции Авторы: Плотников С.А., Шипнн А.И., Карташевич А.Н., Малышкин П.Ю.

Настоящий Акт составлен в том, что вышеуказанное изобретение внедрено в научно-исследовательские работы ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет» и используется в качестве основного научного результата диссертации на соискание ученой степени кандидата наук «Улучшение эксплуатационных показателей автотракторного дизеля путем применения многокомпонентных биотоплив»с 18.02.2021 г.

Использование изобретения подтверждается цитированием патента на изобретение № 2743350 в наукометрических базах данных Web of Science, Scopus, РИНЦ, а также международных и отечественных базах патентной информации espacenet.com, patentscope.wipo.int, e-Iibrary, Яндекс.патент. 1

Ожидаемый срок получения экономических выгод и (или) полезного потенциала, заключенного в изобретении, составляет 5 лет с даты регистрации патента.

Директор политехнического института

Зав. кафедрой

Начальник ОИС

Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия

об использовании (внедрении) результатов научно-исследовательской работы

в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, декан факультета механизации сельского хозяйства, доцент Гусаров В.В., заведующий кафедрой «Тракторы, автомобили и машины для природообустройства», д.т.н., профессор Карташевич А.Н., составили настоящий акт о том, что результаты научно-исследовательской работы «Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12 путем применения многокомпонентных биотопливных композиций» исполнитель - Шипин Александр Игоревич внедрена (использована) в учебном процессе: при чтении лекций и дипломном проеюировании по дисциплине «Тракторы и автомобили» для студентов, обучающихся по специальности 1-74 06 01 «Техническое обеспечение процессов сельскохозяйственного производства», 1-74 06 04 «Техническое обеспечение мелиоративных и водохозяйственных работ», на факультете механизации сельского хозяйства.

АКТ

Декан ФМСХ,

Зав. кафедрой, д.т.н., профессор

к.т.н., доцент

Гусаров В.В.

Карташевич А.Н.

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Политехнический институт

ЮГЛАСОВЛНО

СОГЛАСОВАНО

>р рр науке

ке и инновациям С.Г. Литвинец

Проректор по образованию

2022 г.

«

-

»

>

С.В. Никулин 2022 г.

АКТ

Об использовании (внедрении) результатов научно-исследовательской

работы в учебном процессе

Мы, нижеподписавшиеся, директор политехнического института Губин И.В., декан факультета технологий, инжиниринга и дизайна Лисовский В.А., заведующий кафедрой ТМ Сергеев Д.Г. составили настоящий акт о том, что результаты госбюджетной научно-исследовательской работы «Улучшение эксплуатационных показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 путем применения многокомпонентных биотопливных композиций» (исполнитель - аспирант Шипин А.И.) внедрены (использованы) в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Рабочие процессы в тепловых двигателях», «Турбомашины и поршневые двигатели» для обучающихся по направлениям подготовки 13.06.01. «Электро- и теплотехника», 15.06.01. «Машиностроение».

Директор КирПИ ВятГУ

Декан ФТИД

Зав. кафедрой ТМ

У

(А

чЪ

АО ГАЗПРОМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ'

АХЦИОНГРНОГ ОБЩЕСТВО ..ГАЗПРОМ ГА30РАСГР1ДЕЛЕНИЕ КИРОЗ

'АО •Газпром гйзйрлспрелвгеиие чир »■•. ФИЛИАЛ В Г. КИРОВО-ЧЕПЕЦКЕ

М ОКПС.1Г' 3 * * М I Ч п- 1- К•>•■ (п

Рис|1*г.-л £е:>о/1Ш< С13С-Н1 >«В I«*:- •• *2 5» - л.с .• Н"- :

Е пин [■'' --1 Г, ^ и

акгказггзчи огги киоО'Лггэ'. «н* »VI и-!п »и:ог«.1

_____N........

1Ы №_с___

АКТ

о внедрении результатов научных исследований

Комиссия в составе представителей филиала АО «Газпром газораспределение Киров» и г. Кирово-Чепецке:

1. Гл. механика Смольникова М.В.

2. Механика Кутергина 11.10.

подтверждает, что результаты научно-исследовательской работы «Улучшение эксплуатационных показателей автотракторного дизеля путем

применения многокомпонентных биотоплив» (автор - Шипин А.П.) использованы при рационализаторской деятельности на автотранспорте филиала АО «Газпром газораспределение Киров» в г. Кирово-Чепецке дли работы на альтернативном топливе.