В.А. Лиханов, О.П. Лопатин, А.С. Юрлов

Вятская государственная сельскохозяйственная академия
610017, Киров, Российская Федерация

дизельный двигатель, токсичность, метиловый эфир рапсового масла, метанол, отработавшие газы.

Для сохранения природных ресурсов применяются различные законодательные ограничения в отношении использования ископаемых и добываемых видов топлива. В последнее время большое внимание уделяется применению в качестве альтернативных устойчивых источников энергии смесевого спиртового топлива, растительного масла и его эфиров, применяемых при работе тракторов и сельскохозяйственных машин. В данной работе обоснована эффективность применения биотоплива для тракторных дизелей, а также исследованы способы наиболее «экологичного» применения энергии сгорания метанола и метилового эфира рапсового масла. Применение метанола и метилового эфира рапсового масла может привести к заметным сдвигам в решении экологических проблем, так как существует достаточно большое количество ресурсов для их производства. Эти источники энергии характеризуются относительно низкими выбросами вредных веществ при сгорании. В работе представлены результаты экспериментальных исследований нагрузочных режимов токсичности тракторного дизельного двигателя, работающего на метаноле и метиловом эфире рапсового масла, а также отражены показатели степени сгорания указанных видов топлива в камерах сгорания в сравнении с традиционными видами топлива. Биотопливо имеет следующий состав: метанол – 88 %, метиловый эфир рапсового масла – 12 %. Оно позволяет существенно снизить содержания NOx, приводит к значительному снижению оксида углерода СО и суммарных углеводородов СН при максимальных нагрузках. При работе дизельного двигателя на метаноле и метиловом эфире рапсового масла происходит снижение содержания в отработавших газах оксидов азота на 47,4 %, сажи – на 90,4 %, оксида углерода – на 44,8 %.

Various legislative restrictions to the use of fossil and extracted fuels are applied to preserve natural resources. Recently, much attention has been paid to the use of mixed alcohol fuels, vegetable oils and their esters as promising alternative sustainable energy sources for tractors and agricultural machines. In this paper, the effectiveness of the use of biofuels for tractor diesel engines is substantiated, and methods for the most “environmentally friendly” use of the energy of combustion of methanol and rapeseed oil methyl ester are investigated. The use of methanol and rapeseed oil methyl ester can lead to noticeable shifts in solving environmental problems, since there are a fairly large number of resources for their production. These energy sources are characterized by relatively low emissions of harmful substances during combustion. The work presents the results of experimental studies of toxicity loading regimes of a tractor diesel engine running on methanol and rapeseed oil, and also reflects the degree of combustion of these types of fuel in combustion chambers in comparison with traditional types of fuel. Biofuel has the following composition: methanol - 88%, rapeseed oil methyl ester - 12%. It can significantly reduce the content of NOx, leads to a significant decrease in carbon monoxide CO and total hydrocarbons CH at maximum loads. When the diesel engine is running on methanol and methyl ether of rapeseed oil,, the content of nitrogen oxides in the exhaust gases is reduced by 47.4%, soot - by 90.4%, carbon monoxide - by 44.8%.

1. Лиханов, В. А. Моделирование сажеобразования в цилиндре дизеля / В. А. Лиханов, О. П. Лопатин, А. Н. Козлов // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. – 2019. – Т. 25. – № 1. – С. 47–59.
2. Лиханов, В. А. Снижение токсичности отработавших газов автомобильного дизеля конвертацией на спирто-топливные эмульсии / В. А. Лиханов, О. П. Лопатин // Экология и промышленность России. – 2018. – Т. 22. – № 10. – С. 54-59. 3. Alcohol-Diesel Fuel Combustion in the Compression Ignition Engine / W. Titak [еt al.] // Fuel. – 2015. – V.154. – Р. 196-206. 4. Arent, D. J. The status and prospects of renewable energy for combating global warming / D. J. Arent, A. Wise, R. Gelman // Energy Economics. – 2011. – V.33. – Issue 4, July. – P. 584-593.
5. Effectsof Waste Frying Oil Based Methyl and Ethyl Ester Biodiesel Fuels on the Performance, Combustion and Emission Characteristics of a di Diesel Engine / H. Sanli [еt al.] // Fuel. – 2015. – V.159. – Р.179-187.
6. Frances, C. Moore Climate change and air pollution: exploring the synergies and potential for mitigation in industrializing countries / C. Frances // Sustainability. – 2009. – № 1. – Р. 43-54.
7. Romanyuk, V. Reducing the environmental threat of motor vehicles by converting engines for operating on natural gas / V. Romanyuk, V. A. Likhanov, O. P. Lopatin // Теоретическая и прикладная экология. – 2018. – № 3. – С. 27-32.