Safety in Technosphere Safety in Technosphere Безопасность в техносфере 1998-071X 10153 10.12737/16959 Экологическая безопасность Ecological safety Экологическая безопасность Toxicity Parameters of Exhaust Gases of Diesel Engine Running on Mixed Composition Biofuels Показатели токсичности отработавших газов дизельного двигателя, работающего на многокомпонентных смесевых биотопливах Девянин С. Н. Devyanin S. Н. Марков В. А. Markov V. А. markov@power.bmstu.ru Неверова В. В. Neverova V. В. 25 10 2015 25 10 2015 4 5 15 28 https://naukaru.ru/en/nauka/article/10153/view

Показаны преимущества использования в дизельных двигателях многокомпонентных смесевых биотоплив — смесей нефтяного дизельного топлива с рапсовым маслом, метиловым эфиром рапсового масла и автомобильным бензином. Представлены результаты экспериментальных исследований транспортного дизеля типа Д-245.12С на этих топливах. Предложена методика определения оптимального состава многокомпонентных биотоплив. С использованием предложенной методики проведены оптимизационные расчеты состава таких топлив. Показано, что среди исследуемых биотоплив наилучшими экологическими характеристиками обладает смесь, содержащая 80% нефтяного дизельного топлива, 10% рапсового масла и 10% автомобильного бензина.

The article displays advantages of using multicomponent mixed biofuels for diesel engines, i.e. mixtures of oil diesel fuel and rapeseed oil, rapeseed oil methyl ester, gasoline. The results of experimental research on a D-245.12C type automotive diesel engine running on these fuels are presented. A method of determining the optimal composition of multicomponent biofuels is proposed. Using this method optimization calculations of the fuel compositions are made. It is demonstrated that among tested biofuels the mixture of 80% oil diesel fuel, 10% of rapeseed oil and 10% of gasoline possesses the superior ecological parameters.

 дизельный двигатель камера сгорания нефтяное дизельное топливо рапсовое масло метиловый эфир рапсового масла бензин смесевое биотопливо экологические характеристики токсичность отработавших газов. diesel engine combustion chamber oil diesel fuel rapeseed oil rapeseed oil methyl ester gasoline biofuel mixture ecological characteristics exhaust gases toxicity optimization.

1. Альтернативные биотоплива для транспортаНеизбежное истощение мировых запасов нефти и других полезных ископаемых, постоянно возрастающий спрос на моторные топлива и необходимость удовлетворения всё более жестких требований к показателям токсичности отработавших газов (ОГ) автомобильных двигателей вынуждают двигателестроителей вести интенсивные поиски альтернативных энергоносителей для транспорта [1, 2]. В ряде стран для автомобильной техники уже достаточно широко применяются такие альтернативные топлива, как природный газ, сжиженный углеводородный газ (пропан-бутановые смеси), биотоплива (биодизельное топливо, биоэтанол). Проводятся исследования и по другим альтернативным топливам (синтетические топлива из различных сырьевых ресурсов, эфиры, газообразный и сжиженный водород, биогаз).Среди альтернативных топлив наиболее привлекательны биотоплива, поскольку сырьевые ресурсы для их получения являются практически неисчерпаемыми. Моторные биотоплива находят все более широкое применение на транспорте, а также в сельском хозяйстве и в стационарных энергетических установках. При этом для легковых автомобилей, оснащенных двигателями с искровым зажиганием, наибольшее использование в качестве топлива получил биоэтанол, а для транспортных средств с дизелями — топлива, получаемые из растительных масел и животных жиров. Моторные топлива вырабатывают из различных растительных масел, но для условий средней полосы России наиболее привлекательны топлива, производимые с использованием рапсового масла (РМ) [3]. К топливам, получаемым из растительных масел, относятся чистые растительные масла, их эфиры (например, метиловый эфир рапсового масла — МЭРМ), смеси масел и их эфиров с нефтяными и альтернативными топливами, микроэмульсии на основе растительных масел, воды, спиртов или других альтернативных топлив [3, 4].

Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания / А.А. Александров, И.А. Архаров, В.А. Марков и др. Под ред. А.А. Александрова, В.А. Маркова. - М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. - 791 с. Aleksandrov A.A., Markov V.A. Al’ternativnye topliva dlya dvigateley vnutrennego sgoraniya [Alternative fuels for internal combustion engines]. Moscow, OOO NITs «Inzhener» Publ., OOO «Oniko-M» Publ., 2012. 791 p. Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. - М.: Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. - 311 с. L’otko V., Lukanin V.N., Khachiyan A.S. Primenenie al’ternativnykh topliv v dvigatelyakh vnutrennego sgoraniya [The use of alternative fuels in internal combustion engines]. Moscow, Izd-vo MADI (TU) Publ., 2000. 311 p. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях / В.А. Марков, С.Н. Девянин, В.Г. Семенов и др. - М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. - 536 с. Markov V.A., Devyanin S.N., Semenov V.G. Ispol’zovanie rastitel’nykh masel i topliv na ikh osnove v dizel’nykh dvigatelyakh [The use of vegetable oils and fuels based on them in diesel engines]. Moscow, OOO NITs «Inzhener» Publ., OOO «Oniko-M» Publ., 2011. 536 p. Марков В.А., Нагорнов С.А., Девянин С.Н. Применение смесевых биотоплив на основе метиловых эфиров растительных масел в транспортных дизелях // Безопасность в техносфере. - 2011. - № 6. - С. 26-33. Markov V.A., Nagornov S.A., Devyanin S.N. Primenenie smesevykh biotopliv na osnove metilovykh efirov rastitel’nykh masel v transportnykh dizelyakh [Application of mixed biofuels based on methyl esters of vegetable oils in diesel engines]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in technosphere]. 2011, I. 6, pp. 26-33. Савельев Г.С., Кочетков М.Н. Использование рапсового масла в качестве топлива в дизельных двигателях // Транспорт на альтернативном топливе. - 2009. - № 1. - С. 62-66. Savel’ev G.S., Kochetkov M.N. Ispol’zovanie rapsovogo masla v kachestve topliva v dizel’nykh dvigatelyakh [The use of rapeseed oil as fuel in diesel engines]. Transport na al‘ternativnom toplive [Transport alternative fuel]. 2009, I. 1, pp. 62-66. Spessert B.M., Schleicher A. Einfluss von Biokraftstoffen auf die Abgas- und Gerauschemission kleiner Industriedieselmotoren // MTZ. - 2007. - Jg. 68. - № 3. - S. 212-221. Spessert B.M., Schleicher A. Einfluss von Biokraftstoffen auf die Abgas- und Gerauschemission kleiner Industriedieselmotoren. MTZ. 2007. Jg. 68. № 3, S. 212-221. Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 376 с. Markov V.A., Bashirov R.M., Gabitov I.I. Toksichnost’ otrabotavshikh gazov dizeley [The toxicity of the exhaust gases of diesel engines]. Moscow, Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana Publ., 2002. 376 p. Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. - М.: Мир, 1985. - 509 с. Gill F., Myurrey U., Rayt M. Prakticheskaya optimizatsiya [Practical Optimization]. Moscow, Mir Publ., 1985. 509 p. Васильев Ф.П. Методы оптимизации. - М.: Факториал Пресс, 2002. - 824 с. Vasil’ev F.P. Metody optimizatsii [Optimization methods]. Moscow, Faktorial Press Publ., 2002. 824 p. Крутов В.И., Шаров Г.И. Управление турбопоршневыми двигателями по паретооптимальным функциям // Двигателестроение. - 1989. - № 9. - С. 19-21. Krutov V.I., Sharov G.I. Upravlenie turboporshnevymi dvigatelyami po pareto-optimal’nym funktsiyam [Management turbo-piston engine of a Pareto optimal function]. Dvigatelestroenie [engine building]. 1989, I. 9, pp. 19-21. Кузнецов А.Г. Анализ критериев экономичности и токсичности работы транспортных двигателей // Двигателестроение. - 1996. - № 2. - С. 67-68. Kuznetsov A.G. Analiz kriteriev ekonomichnosti i toksichnosti raboty transportnykh dvigateley [Analysis of the criteria of profitability and job toxicity]. Dvigatelestroenie [engine building]. 1996, I. 2, pp. 67-68. Парсаданов И.В. Повышение качества и конкурентоспособности дизелей на основе комплексного топливно-экологического критерия. - Харьков: Изд-во ХПИ, 2003. - 244 с. Parsadanov I.V. Povyshenie kachestva i konkurentosposobnosti dizeley na osnove kompleksnogo toplivnoekologicheskogo kriteriya [mproving the quality and competitiveness through an integrated diesel fuel and environmental criteria]. Khar’kov, Izd-vo KhPI Publ., 2003. 244 p. Марков В.А., Маркова В.В., Сивачев В.М., Сивачев С.М. Оптимизация состава смесевого биотоплива для дизельных двигателей // Безопасность в техносфере. - 2014. - № 6. - С. 19-30. Markov V.A., Markova V.V., Sivachev V.M., Sivachev S.M. Optimizatsiya sostava smesevogo biotopliva dlya dizel’nykh dvigateley [Optimization of the composition of the mix of biofuel for diesel engines]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in technosphere]. 2014, I. 6, pp. 19-30. Оптимизация состава смесевого биотоплива для транспортного дизеля / Н.А. Иващенко, В.А. Марков, А.А. Зенин и др. // Безопасность в техносфере. - 2007. - № 5. - С. 22-25. Ivashchenko N.A., Markov V.A., Zenin A.A. Optimizatsiya sostava smesevogo biotopliva dlya transportnogo dizelya [Optimization of the composition of the mix of biofuels for the transport of diesel]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in technosphere]. 2007, I. 5, pp. 22-25. Фомин В.М., Атраш Р. Совершенствование показателей работы тракторного дизеля на смесевом биодизельном топливе // Тракторы и сельхозмашины. - 2013. - № 5. - С. 5-10. Fomin V.M., Atrash R. Sovershenstvovanie pokazateley raboty traktornogo dizelya na smesevom biodizel’nom toplive [Improving the performance of the tractor diesel to biodiesel smesevom]. Traktory i sel’khozmashiny [Tractors and farm machinery]. 2013, I. 5, pp. 5-10.