Истощение запасов нефтяных месторождений и ухудшающаяся экологическая обстановка приводят к необходимости поиска новых альтернативных источников энергии. Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого использования альтернативных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания. В качестве перспективных альтернативных видов топлива для дизельных двигателей рассматриваются топлива, получаемые из растительных масел и животных жиров, которые вырабатываются из возобновляемого сырья и отличаются хорошими экологическими качествами. Показаны преимущества использования топлива растительного происхождения в качестве моторного. Одним из распространенных в России растительных масел является горчичное масло. Рассмотрены возможные пути использования горчичного масла в качестве топлива для дизеля. Проведены экспериментальные исследования дизеля Д‑245.12С, работающего на смесях дизельного топлива и горчичного масла различного состава. Подтверждена возможность улучшения показателей токсичности отработавших газов при использовании этих смесей в качестве топлива для автомобильных и тракторных дизелей.
дизельный двигатель, нефтяное дизельное топливо, альтернативное топливо, растительное масло, рапсовое масло, горчичное масло, смесевое биотопливо
1. Введение
Альтернативные моторные топлива находят все большее применение на транспорте и в других областях экономики. Необходимость широкого использования альтернативных топлив обусловлена истощением мировых запасов нефти, нарастающим дефицитом нефтепродуктов и повышением цен на нефтяные моторные топлива. При этом альтернативные топлива отличаются большим разнообразием. Проводятся обширные исследования возможностей использования в дизельных двигателях топлива растительного происхождения, в частности, биотоплива, получаемого из растительных масел [1, 2]. Использование этих видов топлива позволит удовлетворить ужесточающиеся требования к токсичности отработавших газов (ОГ) двигателей [3].
Следует отметить, что в связи с поэтапным введением жестких норм на выбросы вредных веществ с ОГ дизелей транспортного и автотракторного назначения и необходимостью выполнить ограничения на токсичность их ОГ экологические показатели двигателей внутреннего сгорания становятся приоритетными. В настоящее время к нормируемым токсичным компонентам ОГ относятся оксиды азота NOx, монооксид углерода (угарный газ) CO, легкие газообразные несгоревшие углеводороды CHx и твердые частицы или дымность ОГ. Из нормируемых газообразных токсичных компонентов ОГ дизелей наиболее значимы оксиды азота NOх. Их доля в суммарных токсичных выбросах дизелей составляет от 30 до 80 % по массе и от 60 до 95 % по эквивалентной токсичности [3].
1. Марков В. А., Девянин С. Н., Маркова В. В. Оценка экологической безопасности силовых установок с дизельными двигателями // Безопасность в техносфере. 2014. № 2. С. 23–32.
2. 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.
3. Марков В. А., Баширов Р. М., Габитов И. И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 376 с.
4. Попель О. С., Фортов В. Е. Возобновляемая энергетика в современном мире. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. 450 с.
5. Федоренко В. Ф., Сорокин Н. Т., Буклагин Д. С., Мишурин Н. П., Тихонравов В. С. Инновационное развитие альтернативной энергетики: Часть 1 / В. Ф. Федоренко, Н. Т. Сорокин, Д. С. Буклагин, Н. П. Мишурин, В. С. Тихонравов. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. 348 с.
6. Марков В. А., Девянин С. Н., Зыков С. А., Гайдар С. М. Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания. М.: НИЦ «Инженер» (Союз НИО), 2016. 292 с.
7. Каменев В. Ф., Шатров М. Г., Теренченко А. С., Карпухин К. Е. Тепловые двигатели установок электро- и теплоснабжения, использующие биотоплива. М.: Изд-во МАДИ, 2014. 92 с.
8. Васильев И. П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. Луганск: Изд-во Восточноукраинского университета им. В. Даля, 2009. 240 c.
9. Марков В. А., Девянин С. Н., Семенов В. Г., Шахов А. В., Багров В. В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 536 с.
10. Morgan M. G., Dowlatabadi H. Energy Technology R@D Essential to Curb Global Warming // Environmental Science & Technology. 1997. Vol. 31. № 12. P. 574A‑575A.
11. Година Е. Д. Определение теплоты сгорания дизельного смесевого биотоплива из соевого масла // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2013. Том. 10. № 5 С. 25–29.
12. Ашпина О. Рапс — культура стратегическая // The Chemical Journal (Химический журнал). 2005. № 9. С. 40–44.
13. Савельев Г. С. Производство и использование биодизельного топлива из рапса. М.: ГНУ ВИМ Россельхозакадемии, 2007. 96 с.
14. Паронян В. Х. Технология жиров и жирозаменителей. М.: Изд-во «ДеЛи принт», 2006. 760 с.
15. Тютюнников Б. Н., Гладкий Ф. Ф., Бухштаб З. И., Мельник А. П., Бутенев В. П. Химия жиров. М.: Колос, 1992. 448 с.
16. Кодекс «Алиментариус» (лат. «Продовольственный кодекс»). Жиры, масла и производные продукты: Пер. с англ. М.: Весь мир, 2007. 68 с.
17. Уханов А. П., Уханов Д. А., Голубев В. А. Перспективы использования биотоплива из горчицы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. — 2011. — № 1. — С. 88–92.
18. Уханов А. П., Уханов Д. А., Шемелев Д. С. Дизельное смесевое топливо. — Пенза: РИО Пензенской государственной сельскохозяйственной академии, 2012. — 147 с.
19. Niemi S. A., Illikanen P. E., Laiho V. O.K. A Tractor Engine Fueled with Mustard Seed Oil: Optimization, Emissions and Practical Experiences // SAE Technical Paper Series. — 1997. — № 972724. — P. 11–25.
20. Niemi S. A., Hatonen T., Laiho V. O.K. Results from a Durability Test of a Mustard Seed Oil Driven Tractor Engine // SAE Technical Paper Series. — 1998. — № 982528. — P. 1–15.
21. Niemi S. A., Murtonen T. T., Lauren M. J., Laiho V. O.K. Exhaust Particulate Emissions of a Mustard Seed Oil Driven Tractor Engine // SAE Technical Paper Series. — 2002. — № 2002–01–0866. — P. 1–12.
