Растительные масла как экологическая добавка к нефтяному дизельному топливу

Актуальность статьи обусловлена необходимостью более широкого распространения альтернативных моторных топлив и решения обостряющихся экологических проблем. Проанализированы средства и методы снижения токсичных выбросов с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания. Указаны преимущества и проблемы применения в дизелях альтернативных топлив, получаемых из возобновляемого сырья — растительных масел. Использование альтернативных моторных топлив, производимых из растительного сырья, позволяет не только обеспечить замещение нефтяных моторных топлив, но и уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ с отработавшими газами дизелей. Показана целесообразность применения смесевых биотоплив — смесей нефтяного дизельного топлива и растительных масел. Проведено исследование, направленное на оптимизацию состава таких биотоплив. Рассмотрены смеси нефтяного дизельного топлива с льняным, горчичным и рыжиковым маслами. Предложена методика оптимизации этих смесей, базирующаяся на определении обобщенного критерия оптимальности, вычисляемого в виде суммы частных критериев, характеризующих концентрацию нормируемых токсичных компонентов в отработавших газах. Выполнены оптимизационные расчеты состава биотоплива для дизеля Д-245.12С. Показано, что с увеличением содержания указанных масел в смеси с нефтяным дизельным топливом параметры токсичности отработавших газов двигателя улучшаются, но даже небольшая добавка растительного масла в такое топливо значительно улучшает эти параметры. Минимальное значение обобщенного критерия оптимальности достигнуто при использовании смеси, содержащей 91 % нефтяного дизельного топлива и 9 % льняного масла.

Литература

[1] Орсик Л.С., Сорокин Н.Т., Федоренко В.Ф., Буклагин Д.С., Мишуров Н.П., Тихонравов В.С. Биоэнергетика: мировой опыт и прогнозы развития. Москва, ФГНУ «Росинформагротех», 2008, 404 с.

[2] Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей. Владимир, Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. 256 с.

[3] Марков В.А., Девянин С.Н., Зыков С.А., Гайдар С.М. Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, НИЦ Инженер, 2016. 292 с.

[4] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

[5] Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. Луганск, Изд-во Восточноукраинского национального университета им. В. Даля, 2009. 240 с.

[6] Патрахальцев Н.Н. Повышение экономических и экологических качеств двигателей внутреннего сгорания на основе применения альтернативных топлив. Москва, Изд-во РУДН, 2008. 267 с.

[7] Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. Москва, Изд-во МАДИ (ТУ), 2000. 311 с.

[8] 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. Москва, НИЦ Инженер, Онико-М, 2011. 536 с.

[9] Babu A.K., Devaradjane G. Vegetable Oils and their Derivatives as Fuels for CI Engines: an Overview. SAE Technical Paper Series, 2003, no. 2003-01-0767, pp. 1–18.

[10] Yoshimoto Y., Onodera M., Tamaki H. Performance and Emission Characteristics of Diesel Engines Fueled by Vegetable Oils. SAE Technical Paper Series, 2001, no. 2001-01-1807/4227, pp. 1–8.

[11] Spessert B.M., Arendt I., Schlelcher A. Influence of RME and Vegetable Oils on Exhaust Gas and Noise Emissions of Small Industrial Diesel Engines. SAE Technical Paper Series, 2004, no. 2004-32-0070, pp. 1–15.

[12] Lapuerta M., Armas O., Ballesteros R. Diesel Particulate Emissions from Biofuels Derived from Spanish Vegetable Oils. SAE Technical Paper Series, 2002, no. 2002-01-1657, pp. 1–7.

[13] Hamasaki K., Tajima H., Takasaki K., Satohira K., Enomoto M., Egawa H. Utilization of Waste Vegetable Oil Methyl Ester for Diesel Fuel. SAE Technical Paper Series, 2001, no. 2001-01-2021, pp. 1–6.

[14] Morimune T., Yamaguchi H., Konishi K. Exhaust Emissions and Performance of Diesel Engine Operating on Waste Food-Oil. Transactions of the JSME. Ser. B, 2000, vol. 66, no. 641, pp. 294–299.

[15] Lois E., Sendari A., Fragioudakis K., Kalligeros S., Stournas S. Impact of Using Biodiesels of Different Origin and Additives on the Performance of a Stationary Diesel Engine. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2000, vol. 122, no. 4, pp. 624–631.

[16] Lotko W., Longwic R., Swat M. The Effect of Rape Oil – Diesel Oil Mixture Composition on Particulate Matter Emission Level in Diesel Engine. SAE Technical Paper Series, 2001, no. 2001-01-3388, pp. 1–4.

[17] Патрахальцев Н.Н., Савастенко А.А. Применение в дизелях нетрадиционных топлив, как добавок к основному. Москва, Изд-во Легион-Автодата, 2014. 162 с.

[18] Федоренко В.Ф., Сорокин Н.Т., Буклагин Д.С., Мишуров Н.П., Тихонравов В.С. Инновационное развитие альтернативной энергетики. Ч. 1. Москва, ФГНУ Росинформагротех, 2010. 348 с.

[19] Марков В.А., Девянин С.Н., Спиридонова Л.В. Экспериментальные исследования дизеля, работающего на смесях дизельного топлива и льняного масла. Транспорт на альтернативном топливе, 2015, № 3, с. 55–64.

[20] Марков В.А., Са Бовэнь, Неверов В.А., Зыков С.А. Горчичное масло как экологическая добавка к нефтяному дизельному топливу. Автогазозаправочный комплекс + альтернативное топливо, 2017, т. 16, № 1, с. 10–21.

[21] Марков В.А., Лобода С.С., Инь Мин. Использование смесей нефтяного дизельного топлива и рыжикового масла в качестве моторного топлива. Транспорт на альтернативном топливе, 2017, № 5, с. 29–40.

[22] Аббасов М.Э. Методы оптимизации. Санкт-Петербург, Изд-во «ВВМ», 2014. 64 с.