namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2022-3-36-44nami-242Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTВлияние биотоплив на процессы впрыскивания и сгорания в цилиндре дизеляThe influence of bio-fuels on the injection and combustion processes in a diesel cylinderФоминыхА. В.FominykhA. V.

 Фоминых Александр Валерьевич  – канд. техн. наук, доцент

 г. Киров 610017, Российская Федерация 

 Fominykh A.V. – PhD (Eng), associate professor 

 Kirov 610017, Russian Federation 

Aleksander.fom@yandex.ruКозловА. Н.KozlovA. N.

 Козлов Андрей Николаевич  – канд. техн. наук, доцент 

 г. Киров 610017, Российская Федерация 

 Kozlov A.N. – PhD (Eng), associate professor 

 Kirov 610017, Russian Federation 

dnka59@mail.ruФедеральная государственная бюджетная образовательная организация «Вятский государственный агротехнологический университет»РоссияFederal State Budgetary Educational Organization Vyatka State Agrotechnological UniversityRussian Federation202203102022033644Copyright © Фоминых А.В., Козлов А.Н., 20222022Фоминых А.В., Козлов А.Н.Fominykh A.V., Kozlov A.N.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/242

Введение (постановка задачи и актуальность). Потребность автотранспорта в моторных топливах растёт от года к году. Ограниченность нефтяных ресурсов приводит к необходимости поиска решений по замене этого топлива альтернативным. К этому также подталкивает сложившаяся неблагоприятная экологическая обстановка. Вопрос о возможности применения альтернативных топлив в уже существующих двигателях требует исследования их влияния на различные аспекты работы двигателя, включая процессы топливоподачи и сгорания в цилиндре двигателя.Цель исследования – получить характеристики топливоподачи и сгорания в дизеле при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла.Методология и методы. В качестве объекта исследования выбран тракторный дизель размерности 2Ч 10,5/12,0, воздушного охлаждения, с объёмным смесеобразованием. Характеристики, представленные в работе, снимались на номинальном режиме при частоте вращения коленчатого вала n = 1800 мин-1 и среднем эффективном давлении в цилиндре pe = 0,588 МПа, а также на режиме максимального крутящего момента n = 1400 мин-1, pe = 0,594 МПа. Подача запального топлива на всех режимах фиксирована. Установочные углы опережения впрыска топлива постоянны и составляют 34° поворота коленчатого вала до верхней мёртвой точки для каждого вида топлива.Результаты и научная новизна. В статье представлены результаты стендовых испытаний дизеля при работе на метаноле и метиловом эфире рапсового масла на двух характерных режимах. Представлены показатели процесса топливоподачи и сгорания в цилиндре дизеля. Анализ данных показателей позволяет установить влияние процесса подачи топлива на характеристики сгорания в двигателе.Практическая значимость заключается в возможности использования полученных результатов для совершенствования работы дизелей на альтернативных возобновляемых топливах.

Introduction (statement of the problem and relevance). The need for vehicles motor fuels is growing from year to year. Limited oil resources lead to the need to replace them with alternative ones. The necessity to find a solution of the problem is also encouraged by the current unfavorable environmental situation. The possibility of using alternative fuel resources in existing engines requires the study of their influence on various aspects of engine operation, including the process of fuel supply and combustion in the engine cylinder.The purpose of the current research was to obtain the characteristics of fuel supply and combustion in a diesel engine operating on methanol and methyl ester of rapeseed oil.Methodology and research methods. As an object of study, a tractor diesel engine with a dimension of 2Ч 10.5/12.0 air-cooled with volumetric mixing was chosen. The characteristics presented in the work were taken in the nominal mode at the crankshaft speed n = 1800 rpm and the average effective pressure in the cylinder pe = 0.588 MPa, as well as in the maximum torque mode n = 1400 rpm, pe = 0.594 MPa. Pilot fuel supply in all modes was constant and fixed. The fuel injection advance setting angles were also constant and amounted 34° of the crankshaft rotation to the top dead center for each of the fuels.Scientific novelty and results. The article considered the bench tests results of a diesel engine operating on methanol and rapeseed oil methyl ester in two characteristic modes. The indicators of fuel supply and combustion process in the diesel cylinder have been presented. The analysis of these indicators allowed determining the influence of the fuel supply process on the combustion characteristics in the engine.The practical significance lies in the possibility of using the obtained results to improve the operation of diesel engines on alternative renewable fuels.

дизельтопливотепловыделениетопливоподачаальтернативные топливаметанолметиловый эфир рапсового маслаdieselfuelheat generationfuel supplyalternative fuelsmethanolrapeseed oil methyl esterReferencesSaccullo M., Ny-gren 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., Ny-gren 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.Kasinath P., Ramesh A. HCCI combustion of methanol along with diesel through novel injection strategies and its potential over conventional dual fuel combustion // Fuel. – 2022. – No. 324. – Article 124766.Kasinath P., Ramesh A. HCCI combustion of methanol along with diesel through novel injection strategies and its potential over conventional dual fuel combustion. Fuel, 2022, no. 324, article 124766.Dhananjay K., Utkarsha S., Krishn Ch., Avinash K.A. Experimental investigations of methanol fumigation via port fuel injection in preheated intake air in a single cylinder dual-fuel diesel engine // Fuel. – 2022. – No. 324. – Article 124340.Dhananjay K., Utkarsha S., Krishn Ch., Avinash K.A. Experimental investigations of methanol fumigation via port fuel injection in preheated intake air in a single cylinder dual-fuel diesel engine. Fuel, 2022, no. 324, article 124340.Zhiyong L., Yang W., Yongjian W., Zibin Y., Zhanbin G., Zixiao Y., Xudong Zh. Effects of fuel injection timings and methanol split ratio in M/D/M strategy on a diesel/methanol dual-fuel direct injection engine // Fuel. – 2022. – No. 325. – Article 124970.Zhiyong L., Yang W., Yongjian W., Zibin Y., Zhanbin G., Zixiao Y., Xudong Zh. Effects of fuel injection timings and methanol split ratio in M/D/M strategy on a diesel/methanol dual-fuel direct injection engine. Fuel, 2022, no. 325, article 124970.Wenhui T., Tao S., Wenjun G., Kangbo L., Lei Sh., He L. The effect of diesel pilot injection strategy on combustion and emission characteristic of diesel/methanol dual fuel engine // Fuel. – 2022. – No. 324. – Article 124653.Wenhui T., Tao S., Wenjun G., Kangbo L., Lei Sh., He L. The effect of diesel pilot injection strategy on combustion and emission characteristic of diesel/methanol dual fuel engine. Fuel, 2022, no. 324, article 124653.Changchun X., Yuan Zh., Yejian Q., Haengmuk Ch. Effect on the performance and emissions of methanol/diesel dual-fuel engine with different methanol injection positions // Fuel. – 2022. – No. 307. – Article 121868.Changchun X., Yuan Zh., Yejian Q., Haengmuk Ch. Effect on the performance and emissions of methanol/diesel dual-fuel engine with different methanol injection positions. Fuel, 2022, no. 307, article 121868.Wang B., Yao A., Yao C., Chen C., Lu H., Feng J. Experimental investigation on methanol auto-ignition in a compression ignition engine under DMDF mode // Fuel. – 2019. – No. 237. – P. 133–141.Wang B., Yao A., Yao C., Chen C., Lu H., Feng J. Experimental investigation on methanol auto-ignition in a compression ignition engine under DMDF mode. Fuel, 2019, no. 237, pp. 133–141.Бендик 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)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. [Rape biofuel]. Penza, RIO PGSKhA Publ., 2008. 229 p. (In Russian)Лиханов В.А., Фоминых А.В., Копчиков В.Н. Работа дизеля на метаноле и рапсовом масле // Тракторы и сельхозмашины. – 2015. – № 1. – С. 3–5.Likhanov V.A., Fominykh A.V., Kopchikov V.N. [Diesel engine operating on methanol and rape oil]. Traktory i sel’khozmashiny, 2015, no. 1, pp. 3–5. (In Russian)Фоминых А.В., Копчиков В.Н., Николаевский М.Д. Определение оптимальных установочных углов опережения впрыска метанола и метилового эфира рапсового масла дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе с двойной системой топливоподачи // Аграрный научный журнал. – 2015. – № 1. – С. 51–53.Fominykh A.V., Kopchikov V.N., Nikolaevskiy M.D. [Determination of the optimal set angles timing of injection of methanol and rapeseed methyl ester of engine 2CH 10.5/12.0 when working with the twin feeding system]. Agrarnyy nauchnyy zhurnal, 2015, no. 1, pp. 51–53. (In Russian)

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