namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2021-4-53-59nami-206Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTИсследование работы тракторного дизеля на этаноле и рапсовом масле на различных скоростных режимахThe study of a tractor diesel engine operation on ethanol and rapeseed oil at various speed modesКозловА. Н.KozlovA. N.

Козлов Андрей Николаевич – кандидат технических наук, доцент

г. Киров 610017

PhD (Eng), associate professor

Kirov 610017

dnka59@mail.ruАраслановМ. И.AraslanovM. I.

Арасланов Марат Ильдарович – старший преподаватель

г. Киров 610017

Senior lecturer

Kirov 610017

 

araslanov.89@mail.ruФедеральная государственная бюджетная образовательная организация Вятский государственный аграрно-технологический университетРоссияVyatka State Agrarian and Technological UniversityRussian Federation202105012022045359Copyright © Козлов А.Н., Арасланов М.И., 20222022Козлов А.Н., Арасланов М.И.Kozlov A.N., Araslanov M.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/206

Введение (постановка задачи и актуальность). Истощение запасов нефтяных топлив и неуклонный рост их потребления потребуют новых решений в освоении технологий на возобновляемых источниках энергии. Исследование возможности применения альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания – комплексная научная задача, включающая изучение влияния альтернативных топлив на эффективность работы действующих силовых установок.

Цель исследования – получить скоростную характеристику дизеля при работе на этиловом спирте и запальном рапсовом масле.

Методология и методы. В качестве объекта исследования выбран тракторный дизель размерности 2Ч 10,5/12,0 воздушного охлаждения с объёмным смесеобразованием. В ходе исследования использовали сравнительный метод. Скоростная характеристика снималась при фиксированной цикловой подаче топлива после выхода двигателя на номинальный режим работы при частоте вращения коленчатого вала 1800 мин-1 и среднем эффективном давлении в цилиндре 0,588 МПа. Такой подход при отключенном всережимном регуляторе топливного насоса позволял выявить основные закономерности внутрицилиндровых процессов при различных скоростных режимах работы двигателя.

Результаты и научная новизна. В статье представлены результаты стендовых испытаний дизеля при работе на различных скоростных режимах на этаноле и рапсовом масле и подробно проанализированы основные показатели процесса сгорания и эффективные показатели работы двигателя по сравнению с использованием традиционного топлива.

Практическая значимость заключается в возможности использования полученных результатов для совершенствования работы дизелей на альтернативных возобновляемых топливах.

Introduction (problem statement and relevance). The depletion of oil fuels reserves and the steady growth of their consumption will require new solutions in the development of technologies based on renewable energy sources. The study of the possible alternative fuels use in internal combustion engines is a complex scientific task, including the research of the alternative fuels effect on the power plants operation efficiency.

The purpose of the study was to obtain the speed characteristics of a diesel engine operating on ethyl alcohol and rapeseed oil.

Methodology and research methods. An air-cooled with volumetric mixture formation tractor diesel engine of dimension 2Ch 10.5/12.0 was selected as an object of research. The study was carried out by a comparative method. To measure the speed characteristic a fixed cyclic fuel supply was applied after the engine reaching the nominal operating mode at a crankshaft speed of 1800 min-1 and an average effective pressure in the cylinder of 0.588 MPa. This approach, with the all-mode regulator of the fuel pump turned off, made it possible to identify the main regularities of intra-cylinder processes at different speed modes of engine operation.

Scientific novelty and results. The article presents the bench tests results of a diesel engine operating at various speed modes on ethanol and rapeseed oil, and analyzes in detail the main indicators of the combustion process and the effective engine performance in comparison to the use of traditional fuel. The practical significance lies in the possibility of using the obtained results to improve the diesel engines operation on alternative renewable fuels.

дизельтопливотепловыделениеальтернативные топливаэтанолрапсовое маслоdieselfuelheat releasealternative fuelsethanolrapeseed oilReferencesБендик М.М., Фомин В.М., Хайсам А.Г. и др. Применение спиртового топлива в дизелях // Тракторы и сельхозмашины. – 2003. – № 8. – С. 10–13.Bendik M.M., Fomin V.M., Khaysam A.G. et al. [The use of alcohol fuel in diesel engines]. Traktory i sel’khozmashiny, 2003, no. 8, pp. 10–13. (In Russian)Марков В.А., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Иващенко Н.А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах. – М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. – 464 с.: ил.Markov V.A., Gayvoronskiy A.I., Grekhov L.V., Ivashchenko N.A. [Diesel operation on unconventional fuels]. Moscow, Legion-Avtodata Publ., 2008. 464 p. (In Russian)Лиханов В.А., Полевщиков А.С. Исследование рабочего процесса дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле с двойной системой топливоподачи: монография. – Киров: Вятская ГСХА, 2011. – 146 с.Likhanov V.A., Polevshchikov A.S. [Investigation of the working process of a 2Ch 10.5/12.0 diesel engine when operating on ethanol with a dual fuel supply system: monograph]. Kirov, Vyatskaya GSKhA Publ., 2011. 146 p. (In Russian)Уханов А.П., Рачкин В.А., Уханов Д.А. Рапсовое биотопливо. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – 229 с.Ukhanov A.P., Rachkin V.A., Ukhanov D.A. [Rapeseed biofuel]. Penza, RIO PGSKhA, 2008. 229 p. (In Russian)Лиханов В.А., Арасланов М.И., Козлов А.Н., Романов С.А. Влияние этанола и рапсового масла на показатели процесса сгорания дизеля // Строительные и дорожные машины. – 2016. – № 11. – С. 50–52.Likhanov V.A., Araslanov M.I., Kozlov A.N., Romanov S.A. [The effect of ethanol and rapeseed oil on the performance of the combustion process of a diesel engine]. Stroitel’nye i dorozhnye mashiny, 2016, no. 11, pp. 50–52. (In Russian)Козлов А.Н., Лиханов В.А., Арасланов М.И. Эффективные показатели дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на этаноле и рапсовом масле c двойной системой топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. – 2014. – № 07. – С. 5–7.Kozlov A.N., Likhanov V.A., Araslanov M.I. [Effective indicators of a diesel engine 2Ch 10.5/12.0 when operating on ethanol and rapeseed oil with a dual fuel supply system]. Traktory i sel’khozmashiny, 2014, no. 07, pp. 5–7. (In Russian)Hashemi H., Christensen J.M., Glarborg P. Highpressure pyrolysis and oxidation of ethanol // Fuel. – 2018. – No. 218. – P. 247–257.Hashemi H., Christensen J.M., Glarborg P. Highpressure pyrolysis and oxidation of ethanol. Fuel, 2018, no. 218, pp. 247–257.Saccullo M., Nygren A., Benham T., Denbratt I. Alcohol flexible HD single cylinder diesel engine tests with separate dual high pressure direct fuel injection // Fuel. – 2021. – No. 294. – Article 120478.Saccullo M., Nygren A., Benham T., Denbratt I. Alcohol flexible HD single cylinder diesel engine tests with separate dual high pressure direct fuel injection. Fuel, 2021, no. 294, article 120478.Pan S., Cai K., Cai M., Du C., Li X., Han W., Wang X., Liu D., Wei J., Fang J., Bao X. Experimental study on the cyclic variations of ethanol/diesel reactivity controlled compression ignition (RCCI) combustion in a heavy-duty diesel engine // Energy. – 2021. – V. 237. – Article 121614.Pan S., Cai K., Cai M., Du C., Li X., Han W., Wang X., Liu D., Wei J., Fang J., Bao X. Experimental study on the cyclic variations of ethanol/diesel reactivity controlled compression ignition (RCCI) combustion in a heavy-duty diesel engine. Energy, 2021, vol. 237, article 121614.Zhanming C., Jingjing H., Hao C., Limin G., Peng Z. Comparative study on the combustion and emissions of dual-fuel common rail engines fueled with diesel/ methanol, diesel/ethanol, and diesel/n-butanol // Fuel. – 2021. – V. 304. – Article 121360.Zhanming C., Jingjing H., Hao C., Limin G., Peng Z. Comparative study on the combustion and emissions of dual-fuel common rail engines fueled with diesel/methanol, diesel/ethanol, and diesel/n-butanol. Fuel, 2021, vol. 304, article 121360.Vergel-Ortega M., Valencia-Ochoa G., DuarteForero J. Experimental study of emissions in single-cylinder diesel engine operating with diesel-biodiesel blends of palm oil-sunflower oil and ethanol // Case Studies in Thermal Engineering. – 2021. – V. 26. – Article 101190.Vergel-Ortega M., Valencia-Ochoa G., DuarteForero J. Experimental study of emissions in single-cylinder diesel engine operating with diesel-biodiesel blends of palm oil-sunflower oil and ethanol. Case Studies in Thermal Engineering, 2021, vol. 26, article 101190.Лопатин О.П., Лиханов В.А. Биотопливо или дымящие автомобили? // Теоретическая и прикладная экология. – 2021. – № 3. – С. 228–236.Lopatin O.P., Likhanov V.A. [Biofuels or smoking cars?]. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya, 2021, no. 3, pp. 228–236. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.