Альтернативные топлива, энергетика. Растительные топлива для дизельных двигателей

К топливам растительного происхождения возможно отнести биодизель, растительные масла, а также любые вещества растительного происхождения, которые могут сгорать в цилиндрах двигателей.

В Европе в качестве топлив растительного происхождения широко используется биодизель.

Из-за подорожания дизельного топлива интенсивно налаживается производство биодизеля. Возрастает интерес к этим топливам и в России. Следует отметить, что переход на чистые топлива растительного происхождения связан с определенными психологическими проблемами. Поэтому предлагается постепенный переход на такие топлива путем смешивания их с уже используемым дизельным топливом, с увеличением концентрации, а, в конечном счете, в применении только топлив растительного происхождения.

Учитывая, что автотракторный парк стран СНГ состоит в основном из дизельных двигателей, а работоспособность этих дизельных двигателей определяется техническим состоянием топливной аппаратуры, то переход на топлива растительного происхождения с более высокой вязкостью позволяет продлить срок работы этих дизельных двигателей даже в условиях запредельного износа плунжерных пар топливного насоса.

Основные направления применения смесей условно возможно разделить следующим образом:

• биодизель с дизельным топливом;

• биодизель с метанолом;

• растительные масла с дизельным топливом;

• присадки растительного происхождения в дизельное топливо.

 

БИОДИЗЕЛЬ С ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ

Хотя за рубежом широко используется в дизелях биодизель, но в странах СНГ наблюдается некоторая настороженность к использованию чистого биодизеля. В тоже время смесь биодизеля с дизельным топливомвоспринимается более привлекательно.

С увеличением добавки биодизеля в дизельное топливо происходит увеличение плотности, вязкости и температуры вспышки в закрытом тигле. Рост КПД двигателя при работе на биодизеле, по сравнению с дизельным топливом составляет около 6 %.

С ростом концентрации биодизеля в смеси с дизельным топливом КПД двигателя улучшается, при этом снижается дымность, но растет уровень выделения оксидов азота. Характер изменения КПД дизельного двигателя позволяет рекомендовать уменьшение угла опережения впрыскивания как способ снижения выделения оксидов азота при работе на биодизеле при сохранении лучшей экономичности, чем при работе на дизельном топливе.

БИОДИЗЕЛЬ С МЕТАНОЛОМ

Весьма привлекательным является использование метанола в качестве топлива для дизельных двигателей. Это объясняется наличием сырья, отлаженного производства и относительной дешевизной метанола.

С увеличением добавки метанола происходит уменьшение плотности, вязкости и снижается температура вспышки в закрытом тигле. При подаче метанола непосредственно во впускной патрубок уже при небольшой концентрации метанола (отношение метанола к дизельному топливу 0,35 об. %) происходит увеличение жесткости работы и резкое ухудшение КПД дизельного двигателя. В тоже время двигатель нормально работал при концентрации метанола в смеси с биодизелем равной 15 об. %. Эксплуатация автомобиля с дизельным двигателем на смеси такого состава не вызвала нареканий на тяговые характеристики дизельного двигателя.

Была выявлена следующая общая тенденция: с ростом концентрации метанола в смеси с биодизелем по сравнению с биодизелем, КПД двигателя ухудшается, но при этом снижается уровень вредных выбросов с отработавшими газами. При добавке 10 об. % метанола, оксиды азота снижаются до 30%, и дымность до 40

 

РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА С ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ

Доказана принципиальная возможность работы дизельных двигателей на растительных маслах.

Пионером в этой области была фирма «Elsbett» (Германия), которая использовала для этой цели дизельный двигатель со специальной формой камеры сгорания. В настоящее время фирма прекратила выпуск этих дизельных двигателей, но разработала мероприятия по переводу некоторых существующих дизельных двигателей на работу на растительные масла. Мероприятия направлены на усовершенствование топливной системы. Разработаны системы, которые предназначены для работы только на растительном масле, так и двухтопливные, которые предусматривают работу, как на дизельном топливе, так и на растительном масле. Особенностью второй системы является то, что, что перед работой необходимо прогреть двигатель на дизельном топливе, а затем автоматика переключает двигатель на работу на растительном масле.

Использование смесей растительных масел с дизельным топливом позволяет обеспечить постепенный переход к таким топливам.

Кроме этого возможно смешивание различных масел и создание топлив с заданными свойствами.

Лучший КПД двигателя наблюдается при содержании в смеси около 30 об. % подсолнечного масла.

Учитывая, что в этих смесях с уменьшением дымности наблюдается рост оксидов азота, то была оценена возможность их снижения за счет уменьшения угла опережения впрыскивания топлива.

 

ПРИСАДКИ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

В дизельных двигателях широко применяются присадки различного назначения, как для улучшения топливной экономичности, так и экологических показателей.

Использование удачно подобранных присадок с необходимой концентрацией приводит к улучшению показателей дизельного двигателя: повышению КПД двигателя, снижению вредных выбросов с отработавшими газами.

Однако те же присадки не имеют такого же воздействия в смесях с топливами растительного происхождения, в частности, с растительными маслами.

Добавка 0,2 масс. % соснового масла в дизельное топливо привело к улучшению КПД двигателя на 4% и снижению NOx на 33%.

Было выдвинуто предположение, что добавка скипидара к смеси растительных масел с дизельным топливом обеспечит улучшение сгорания в камере сгорания.

Экономичность дизельного двигателя при работе на такой смеси находится на уровне экономичности, при работе на дизельном топливе. Выявлена возможность работы двигателя при содержании скипидара равном 30 об. %.

При этом наблюдается снижение дымности и небольшой рост оксидов азота, что требует, как уже отмечалось, регулировку угла опережения впрыскивания топлива.

Выводы. Для потребителей использование того или иного топлива растительного происхождения должно определяться экономической целесообразностью на данный момент времени. Потребитель сам должен решать, что ему выгодно: изготавливать биодизель из масел и применять его в существующих дизельных двигателях или после переделка систем двигателя или конструкции камеры сгорания использовать сырые нерафинированные масла.

Приведенные результаты показывают, что возможно широкое использование смесей различных топлив. Это могут быть смеси биодизеля с дизельным топливом. При этом следует отметить, что уже небольшая добавка биодизеля (5-10 об. %) в дизельное топливо положительно влияет на экономичность дизельного двигателя и снижение дымности. Определяющее значение имеет качество биодизеля.


seoport.pro Дизайн, разработка, поддержка и продвижение
компания SeoPort.Pro